WO2023080125A1 - 検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法 - Google Patents

検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023080125A1
WO2023080125A1 PCT/JP2022/040840 JP2022040840W WO2023080125A1 WO 2023080125 A1 WO2023080125 A1 WO 2023080125A1 JP 2022040840 W JP2022040840 W JP 2022040840W WO 2023080125 A1 WO2023080125 A1 WO 2023080125A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composite material
resin composite
reinforced resin
continuous fiber
continuous
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040840
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
悠介 荒谷
努 秋山
裕二 田中
Original Assignee
旭化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭化成株式会社 filed Critical 旭化成株式会社
Priority to JP2023558035A priority Critical patent/JPWO2023080125A1/ja
Publication of WO2023080125A1 publication Critical patent/WO2023080125A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to an inspection model learning device, an inspection device, an inspection model learning method, an inspection method, a program, a recovery method, a continuous fiber reinforced resin composite material, and a manufacturing method.
  • Patent Document 1 a learning model for estimating the physical property information of the resin composition is generated from the manufacturing condition information for manufacturing the resin composition, the manufacturing condition information is input to the learning model, and the physical properties It is described that information is output.
  • Patent Document 1 does not inspect the actually manufactured material, and it is desired to inspect the destruction state of the manufactured material with high accuracy.
  • An object of the present disclosure which has been made in view of such circumstances, is to provide an inspection model learning device, an inspection device, an inspection model learning method, an inspection method, a program, and a recovery method that can inspect the fracture state of manufactured materials with high accuracy. It is to provide a method, a continuous fiber reinforced resin composite material, and a manufacturing method.
  • the present inventors have conducted intensive research, and as a result, have developed an inspection model learning device, an inspection device, and an inspection model that can inspect the fracture state of manufactured materials with high accuracy.
  • the inventors have found that a model learning method, an inspection method, a program, a recovery method, a continuous fiber reinforced resin composite material, and a manufacturing method can be obtained, and have completed the present invention.
  • Known material data for accepting input of known material data indicating a distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values relating to hammering sound obtained by striking a known material having a known fracture state, and the fracture state of the known material.
  • an input unit A learning ratio calculation for determining a plurality of divisions dividing the distribution based on the known material data, and calculating a learning ratio, which is a ratio at which the hammering sound data corresponding to the fracture state is included in each of the plurality of divisions.
  • a model learning device for inspection [2] The testing model learning device according to [1], wherein the learning ratio calculation unit determines the plurality of categories by non-hierarchical clustering. [3] The testing model learning device according to [1] or [2], wherein the plurality of characteristic values are amplitude and duration. [4] The inspection model learning device according to any one of [1] to [3], wherein the plurality of characteristic values related to the hitting sound are obtained by acoustic emission.
  • [5] Learned using known material data indicating the distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and the fracture state of the known material.
  • An inspection device that performs inspection using a model that outputs a fracture state of an unknown material whose fracture state is unknown, based on learning ratios that are ratios of hammering sound data included in each of a plurality of sections in the distribution.
  • an unknown material data input unit for receiving an input of unknown material data indicating a distribution of hit sound data indicating the plurality of characteristic values relating to the hit sound obtained by hitting the unknown material; a determination ratio calculation unit that calculates a determination ratio, which is a ratio of the hit sound data whose distribution is indicated by the unknown material data, is included in each of the plurality of categories; a determination unit that inputs the determination ratio to the model and outputs a failure state of the unknown material based on the determination ratio; inspection device.
  • the determination unit is configured to: determine a determination ratio included in one of the plurality of categories in the hitting sound data; and determine a determination ratio included in another category different from the one category
  • the inspection device according to [5] which causes the model to output the failure state based on the ratio.
  • the inspection device according to [5] or [6], wherein the plurality of divisions are determined by dividing the distribution of the hammering sound data by non-hierarchical clustering.
  • the inspection apparatus according to any one of [5] to [7], wherein the plurality of characteristic values are amplitude and duration.
  • the inspection device according to any one of [5] to [8], wherein the plurality of characteristic values related to the hitting sound are obtained by acoustic emission.
  • [14] A program for causing a computer to function as the inspection model learning device according to any one of [1] to [4].
  • [15] A program for causing a computer to function as the inspection apparatus according to any one of [5] to [9].
  • B is a scanning electron microscope of a test piece (b) cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material after recovery, in which the continuous fiber reinforced resin composite material was subjected to a load test and a recovery process after the load test. Any 20 points are measured so that the image (4000 to 4500 times magnification) contains the cross section of the continuous reinforcing fiber in the continuous fiber reinforced resin composite material after the recovery, and the continuous reinforcing fiber present in the image is measured.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material characterized in that the recovery rate (%) represented by is within the range of 50 to 100%.
  • the continuous fiber reinforcement after the load test is performed in a temperature range from the glass transition temperature of the thermoplastic resin in the continuous fiber reinforced resin composite material to the glass transition temperature + 150 ° C. or less.
  • the recovery step in the formula (1) includes heating the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test at a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin and lower than the melting point of the thermoplastic resin.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test has a water absorption rate of at least 0.3% by mass.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material according to any one of [17] to [20], wherein the recovery step in the formula (1) includes heating the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test under pressure. Fiber reinforced resin composite.
  • the interface polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is the interface of the continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin when the surface-treated portion with the sizing agent (1) is removed.
  • the fracture state of the manufactured unknown material is It can be inspected with high accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a testing model learning device according to the present embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of a hammering test
  • 2 is a diagram showing an example of two pieces of known material data whose inputs are accepted by the known material data input unit shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of a plurality of known material data more than the two known material data shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of distribution of learning ratios
  • 2 is a flow chart showing an example of the operation of the checking model learning device shown in FIG. 1; It is a schematic diagram of an inspection device concerning this embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram obtained by adding judging ratios of hammering sound data of an unknown material to the distribution of learning ratios shown in FIG. 6 ; 9 is a flow chart showing an example of the operation of the inspection apparatus shown in FIG. 8; 1 is a schematic diagram of a recovery control device according to this embodiment; FIG. FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation of the checking model learning device shown in FIG. 11; FIG. It is a figure which shows the evaluation accuracy of the model according to the algorithm.
  • the porosity between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin is calculated using a scanning electron microscope image (magnification: 4000) of the test piece (b) cut out from the continuous fiber-reinforced resin composite material after the recovery step.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the method
  • FIG. FIG. 14 is a schematic diagram of a part cut out from FIG. 14 , more specifically, a dotted line showing a similarity diagram of the shape of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin, and the shape of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin.
  • 1 is a schematic diagram of a region cut out between solid lines drawn in FIG.
  • FIG. 2 is a hardware block diagram of an inspection model learning device and an inspection device;
  • the inspection model learning device 1 includes a known material data input unit 11, a known material data storage unit 12, a learning ratio calculation unit 13, a model learning unit 14, and a model storage unit 15 .
  • the known material data input unit 11 may be configured by an input interface.
  • the input interface is an interface that receives input of information, and may be a pointing device, keyboard, mouse, or the like.
  • the input interface may also be an interface that accepts input of information received by the communication interface.
  • Standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), and Wi-Fi (registered trademark) may be used for the communication interface.
  • the known material data storage unit 12 and model storage unit 15 may be configured by memory.
  • the memory may consist of HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), ROM (Read-Only Memory) and RAM (Random Access Memory).
  • the learning ratio calculation unit 13 and the model learning unit 14 can constitute a control unit (controller).
  • the control unit may be composed of dedicated hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array), or may be composed of a processor, or may be composed of both. good too.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • the known material data input unit 11 inputs the distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and the known material data indicating the fracture state of the known material. Accept input.
  • the fracture state is a state related to the fracture of the material, and includes each of "non-broken (normal)", “fiber broken", “non-impregnated” and “interfacial broken” states of the material.
  • the "non-impregnated” state is a state in which the resin forming the material has not sufficiently penetrated into the reinforcing fibers due to the short time required for molding the material.
  • an unknown material a material whose fracture state is unknown is called an "unknown material”
  • the known material and the unknown material are sometimes simply called “material” without distinguishing between them.
  • Hammering sound data is data that includes multiple characteristic values related to the hammering sound obtained by hitting the material in the hammering test.
  • Materials include, for example, continuous fiber reinforced resin composite materials, resin materials, comb-like materials, metal materials, concrete materials, wood, paper materials, fiber materials, glass, organic and natural materials, ceramics, and materials in which these are combined. can be done.
  • continuous fiber reinforced resin composite materials and resin materials are preferably used for this inspection method because they are complicated to break.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material may be a molding material obtained by impregnating a glass fiber fabric or the like with a thermoplastic resin and hardening it.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material may be a unidirectional material, or may be a material using random fibers, carbon fibers, thermosetting resins, short fibers, or the like.
  • vibrations and sound waves such as AE (Acoustic Emission) waves are emitted from the material MT struck by the pen PN, and provided on the surface of the material MT
  • An AE sensor detects multiple characteristic values of the vibration and the sound wave. Vibrations and sound waves include sound, AE, ultrasonic waves, and the like. Among these, AE is preferable because it is less susceptible to the influence of the measurement environment and enables highly accurate inspection of the destructive state.
  • the material MT is hit with a pen PN, but it is not limited to this, and may be hit with a tool such as a metal rod or a hammer.
  • the AE sensor is preferably installed close to the portion of the material MT to be inspected. Moreover, it is preferable that the surface of the portion to be inspected is smooth. Therefore, the surface may be quasi-smoothed by applying grease or the like in advance. Also, it is preferable that the side of the material MT opposite to the side on which the AE sensor is arranged is struck.
  • the plurality of characteristic values can be two or more of amplitude (dB), duration ( ⁇ s), frequency (Hz), sound energy (W/m 2 ), and the like. Note that the plurality of characteristic values may be the amplitude and the duration, and in such a configuration, the inspection device 2 can more accurately determine the fracture state of the unknown material by the model learned by the model learning unit 14. can be inspected.
  • the multiple characteristic values are amplitude and duration will be described in detail.
  • striking sound data including amplitude and duration (circles in FIG. 3) obtained by striking one known material whose fracture state is “non-broken” and “interfacial fracture” , and the sound data (marked squares in FIG. 3), including amplitude and duration, obtained by striking one known material.
  • the known material data input unit 11 inputs the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is “non-broken,” and a destruction state indicating that the destruction state of is “non-destroyed”. Similarly, the known material data input unit 11 stores the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "interface fracture", and the fracture data of the known material. An input of known material data including a failure state indicating that the state is "interfacial failure" is accepted.
  • FIG. 3 shows hammering sound data for one known material whose fracture state is "non-broken” and hammering sound data for one known material whose fracture state is “interfacial fracture.”
  • the known material data input unit 11 stores known material data for each of a plurality of known materials whose failure state is “non-destroyed” and known material data for each of a plurality of known materials whose failure state is “interfacial failure”. Accepts input with data.
  • the known material data input unit 11 stores the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "fiber breakage", and the fracture state of the known material.
  • An input of known material data including a failure state indicating "fiber breakage” may be accepted.
  • the known material data input unit 11 stores the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "unimpregnated”, and the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "not impregnated”.
  • An input of known material data including a broken state indicating "impregnated” may be accepted.
  • the known material data storage unit 12 stores the distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material, the input of which is received by the known material data input unit 11, and the destruction state of the known material. and known material data including:
  • the known material data storage unit 12 stores the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose destruction state is "non-destroyed", and the known material data. and a fracture state indicating that the fracture state of the material is "non-broken.”
  • the known material data storage unit 12 stores the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "interfacial fracture", and the destruction data of the known material. and a failure state indicating that the state is "interfacial failure".
  • the known material data input unit 11 stores known material data for each of a plurality of known materials whose failure state is “non-destroyed” and known material data for each of a plurality of known materials whose failure state is “interfacial failure”. store data.
  • the known material data input unit 11 inputs the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "fiber breakage", and the fracture state of the known material.
  • the known material data storage unit 12 may store the known material data in a configuration that accepts input of known material data including a broken state indicating "fiber breakage".
  • the known material data input unit 11 inputs the distribution of hammering sound data including the amplitude and duration of the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is "unimpregnated",
  • the known material data storage unit 12 may store the known material data in a configuration that accepts input of known material data including a broken state indicating "impregnated”.
  • the learning ratio calculator 13 determines a plurality of divisions for dividing the distribution of the hammering sound data, and determines the ratio of the hammering sound data corresponding to the breaking state to each of the plurality of divisions. Calculate the ratio Ra.
  • the learning ratio calculation unit 13 calculates hammering sound data for each of a plurality of known materials included in known material data whose destruction state is "non-destruction" and A plurality of divisions are determined for dividing the distribution of hammering sound data for each of a plurality of known materials included in certain known material data.
  • the learning ratio calculator 13 may determine a plurality of sections by non-hierarchical clustering.
  • the learning ratio calculator 13 may determine a plurality of divisions for dividing the distribution of the hitting sound data by the K-means method.
  • FIG. 4 shows hammering sound data for each of a plurality of known materials included in the known material data whose failure state is "non-destructed" and a plurality of known material data included in the known material data whose failure state is "interfacial failure". The distribution with hammering data for each material is shown.
  • the learning ratio calculation unit 13 determines six sections CL, sections CL1 to CL6, by the K-means method.
  • the learning ratio calculation unit 13 calculates the ratio of hit sound data included in each section for each known material.
  • FIG. 5 shows the number of hammering sound data corresponding to an identifier (ID: Identification) that uniquely identifies a known material, and the learning in which the hammering sound data is included in each of the six sections CL1 to CL6.
  • ID an identifier
  • Ra The usage ratio Ra is shown.
  • the learning ratio calculation unit 13 determines that the learning ratio Ra1 of the hammering sound data included in the section CL1 is 0% for the known material identified by the ID "1", and The learning ratio Ra2 of the included hammering sound data is approximately 3.88%, the learning ratio Ra3 of the hammering sound data contained in the section CL3 is approximately 0.72%, and the group CL4 is included.
  • the learning ratio Ra4 of the hammering sound data included in the segment CL5 is about 14.08%, and the learning ratio Ra5 of the hammering sound data included in the segment CL5 is about 0.86%, which is included in the segment CL6. It is calculated that the learning ratio Ra6 of the hitting sound data is about 78.06%.
  • the model learning unit 14 learns a model that outputs the fracture state of an unknown material based on the learning ratio.
  • the model learning unit 14 can learn models using algorithms such as Random forest, MLP (Multilayer perceptron), Logistic regression, SVM (Support Vector Machine), and kNN (K-Nearest Neighbor Algorithm).
  • the model learning unit 14 determines that the fracture state is unknown based on the distribution of the known materials in the learning ratios Ra of the two blocks CL among the plurality of blocks determined by the learning ratio calculation unit 13. Train a model that outputs the fracture state of an unknown material.
  • FIG. 6 shows the distribution of hammering sound data of known materials, with the horizontal axis representing the learning ratio Ra4 shown in FIG. 5 and the vertical axis representing the learning ratio Ra6.
  • the learning ratio Ra4 of the known material corresponding to ID "2" shown in FIG. 5 is approximately 12.77%
  • the learning ratio Ra6 of the known material is approximately 72.19%. Therefore, in FIG.
  • the fracture state of the known material corresponding to ID "2" is "interface A triangular mark N2 indicating "destruction” is plotted.
  • the triangle mark indicating that the known material fracture state is “interfacial fracture” and the known material fracture state A circle is plotted to indicate that is "non-destructive”.
  • the model learning unit 14 learns models for all combinations of sections CLi and sections CLj.
  • the model can output failure states for every combination of segments CLi and CLj.
  • the model can output a failure state from “unbroken”, “interfacial failure”, “fiber broken”, and “unimpregnated” for every combination of segments CLi and CLj. .
  • the model may output whether or not the material needs to be replaced according to the state of destruction of the material, or may output repair conditions for the material according to the state of destruction of the material.
  • model learning unit 14 may set the importance corresponding to the combination of categories so that when learning the teacher data, it is closest to the actual destroyed state of the teacher data. Specifically, the model learning unit 14 selects fracture state candidates, which will be described later in detail, for each combination of categories determined for the known material data so as to output the fracture state of the known material data with the highest accuracy. Set importance.
  • the model storage unit 15 stores the model learned by the model learning unit 14.
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of the operation of the testing model learning device 1 according to this embodiment.
  • the operation of the checking model learning device 1 described with reference to FIG. 7 corresponds to an example of the checking model learning method of the checking model learning device 1 according to this embodiment.
  • the known material data input unit 11 indicates the distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and the fracture state of the known material. Accepts input of known material data.
  • step S12 the learning ratio calculation unit 13 determines a plurality of divisions CL that divide the distribution of the hammering sound data based on the known material data.
  • step S13 the learning ratio calculation unit 13 calculates the learning ratio Ra, which is the ratio at which the hammering sound data corresponding to the broken state is included in each of the plurality of sections CL.
  • step S14 the model learning unit 14 learns a model that outputs the fracture state of an unknown material whose fracture state is unknown, based on the learning ratio Ra.
  • the configuration of the inspection apparatus 2 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. The inspection device 2 may be configured integrally with the inspection model learning device 1 or may be configured separately.
  • the inspection apparatus 2 includes a distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and a known material indicating the fracture state of the known material. Inspection is performed using a model that outputs the state of destruction of an unknown material based on the learning ratio Ra, which is the ratio of hit sound data included in each of a plurality of sections CL in the distribution, learned using the data.
  • the inspection device 2 can be configured as a portable device capable of inspecting materials mounted on products such as cars, for example. As shown in FIG.
  • the inspection device 2 includes an unknown material data input section 21 , a determination ratio calculation section 22 , a determination section 23 , an output section 24 and a model storage section 15 .
  • the inspection device 2 further includes one or more of the known material data input unit 11, the known material data storage unit 12, the learning ratio calculation unit 13, and the model learning unit 14 of the inspection model learning device 1. good too.
  • the unknown material data input unit 21 may be configured by an input interface.
  • the determination ratio calculation unit 22 and the determination unit 23 can constitute a control unit.
  • the output unit 24 may be configured by an output interface.
  • the output interface is an interface that outputs information, and can be, for example, a display.
  • the output interface can also be a communication interface for outputting information to another device.
  • the model storage unit 15 stores the model acquired from the inspection model learning device 1 described above. That is, the model storage unit 15 included in the inspection device 2 may be the same as the model storage unit 15 included in the inspection model learning device 1 .
  • the inspection device 2 may receive the model from the testing model learning device 1 via the communication network, or may acquire the model from the testing model learning device 1 via any medium. Further, when the inspection device 2 is integrated with the testing model learning device 1 , the model storage unit 15 of the inspection device 2 may be the model storage unit 15 of the testing model learning device 1 itself.
  • the unknown material data input unit 21 accepts input of unknown material data that indicates the distribution of hit sound data that indicates a plurality of characteristic values relating to hit sounds obtained by hitting an unknown material.
  • the types of the plurality of characteristic values indicated by the hammering sound data received by the unknown material data input unit 21 are the same as the types of the plurality of characteristic values indicated by the hammering sound data received by the known material data input unit 11 .
  • the hammering sound data received by the unknown material data input unit 21 is The characteristic values shown are amplitude and duration.
  • the judging ratio calculation unit 22 calculates a judging ratio Rb, which is the ratio at which the hammering sound data whose distribution is indicated by the unknown material data is included in each of the plurality of sections CL.
  • the determination unit 23 inputs the determination ratio Rb into the model, and outputs the fracture state of the unknown material based on the determination ratio Rb. Specifically, the determination unit 23 determines the determination ratio Rb included in one of the plurality of segments CL in the hammering sound data, and the other The destruction state may be output based on the determination ratio Rb included in the section CL.
  • FIG. 9 is a diagram obtained by plotting marks indicating determination ratios Rb of hammering sound data of unknown materials on the distribution of learning ratios Ra of hammering sound data of known materials shown in FIG.
  • the model can output "interfacial failure” as the failure state of the unknown material in which the determination ratios Rb4 and Rb6 based on the hammering sound data are within the range Rg1.
  • the model can output "non-broken" as the fracture state of the unknown material for which the determination ratios Rb4 and Rb6 based on the hammering sound data are within the range Rg2.
  • the judgment ratio Rb4 is approximately 48% and the judgment ratio Rb6 is approximately 22%. %, and the determination ratio Rb6 is about 4%.
  • the determination ratios Rb4 and Rb6 of the unknown material MT1 are included in the range Rg1 described with reference to FIG. 6, and the determination ratios Rb4 and Rb6 of the unknown material MT2 are is included in the range Rg2 described above. Therefore, the model outputs that the failure state of the unknown material MT1 is "interfacial failure" and the failure state of the unknown material MT2 is "non-fractured".
  • the determination unit 23 determines the following based on the determination ratio Rbi of the hammering sound data included in the segment CLi and the determination ratio Rbj of the hammering sound data included in the segment CLj in the hammering sound data of the unknown material:
  • the failure state is output to the model for each combination of sections CLi and sections CLj.
  • the determination unit 23 sets the destruction state for each combination of the sections CLi and CLj output by the model as a destruction state candidate, and presets each of the destruction state candidates corresponding to the combination of the sections CLi and the sections CLj.
  • Destruction state may be determined based on the degree of importance. As described above, the importance is set by the model learning unit 14 of the testing model learning device 1 .
  • the preset importance is 70 for each combination of sections CL1 and CL2, sections CL2 and CL3, and sections CL3 and CL1. 40 and 35.
  • the destruction state is output as "non-broken", and based on the judgment ratios Rb2 and Rb3 of the sections CL2 and CL3 , and output that the destruction state is "interfacial destruction” based on the determination ratios Rb3 and Rb1 of the sections CL3 and CL1.
  • the determination unit 23 sets the destruction state candidates based on the determination ratios Rb1 and Rb2 of the sections CL1 and CL2 to "non-destroyed" and determines the destruction state candidates based on the determination ratios Rb2 and Rb3 of the sections CL2 and CL3.
  • "Interfacial failure” and the failure state candidate based on the determination ratios Rb3 and Rb1 of the sections CL3 and CL1 is referred to as "interface failure”.
  • the determining unit 23 determines that the destruction state is "interfacial destruction” because the importance corresponding to the destruction state candidate "interface destruction” is higher than the importance corresponding to the destruction state candidate "non-destruction".
  • the determination unit 23 may determine whether or not the unknown material can be repaired based on the state of destruction of the unknown material. Any method may be used by the determination unit 23 to determine whether or not the unknown material is restorable.
  • the determination unit 23 determines whether or not the unknown material can be repaired based on the destruction state stored in the memory in advance and the repairability information indicating whether the material can be repaired. You may Specifically, when the repairability information stored in association with the fracture state of the unknown material indicates that the unknown material is repairable, the determination unit 23 determines that the unknown material is repairable. If the repairability information stored in association with the destruction state of indicates that the unknown material is unrepairable, it may be determined that the unknown material is unrepairable.
  • the determination unit 23 determines whether or not the unknown material can be repaired based on the value indicating the degree of destruction and the state of destruction pre-correlated and stored in the memory. good too. Specifically, the determination unit 23 determines that the unknown material can be repaired when the value indicating the degree of destruction stored corresponding to the destruction state is within a predetermined range, and determines the degree of destruction. It may be determined that the unknown material is irreparable if the indicated value is outside a predetermined range.
  • the output unit 24 outputs data indicating the state of destruction of the unknown material, which the determination unit 23 causes the model to output, to a display or other device.
  • the output unit 24 may output data indicating the destruction state of the unknown material to the recovery control device 3, which will be described later.
  • the output unit 24 does not output data whose destruction state is "non-destroyed” to the recovery control device 3, and does not output data whose destruction state is "interfacial destruction", "fiber breakage”, or “not impregnated”.
  • the destroyed data determined to be recoverable may be output to the recovery control device 3 .
  • an unknown material whose fracture state is "non-broken” may be put back into use.
  • unknown material in a destroyed state that cannot be repaired may be recovered.
  • the model outputs whether the failure state of the unknown material is "non-destruction” or "interfacial failure".
  • the inspection device 2 uses the model to learn “non The model may output either "broken”, “interfacial broken”, “fiber broken” and “not impregnated”.
  • the unknown material data input unit 21 may accept input of multiple pieces of unknown material data obtained by striking one unknown material multiple times.
  • the judgment ratio calculator 22 calculates each of the plurality of judgment ratios Rb based on each of the plurality of unknown material data.
  • the determination unit 23 causes the model to output a plurality of destruction states based on each of the plurality of determination ratios Rb. Then, the determination unit 23 may determine that the most common failure state among the plurality of failure states output by the model is the failure state of the unknown material.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of the operation of the inspection device 2 according to this embodiment.
  • the operation of the inspection device 2 described with reference to FIG. 10 corresponds to an example of the inspection method of the inspection device 2 according to this embodiment.
  • this motion is learned using the distribution of hammering sound data including multiple characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and the known material data indicating the fracture state of the known material.
  • the inspection device 2 performs inspection using a model that outputs the fracture state of the unknown material based on the learning ratio Ra, which is the ratio of the hammering sound data included in each of the plurality of sections CL in the distribution.
  • the inspection device 2 performs the operation, an existing (for example, used) molded product is disassembled into parts, and among the disassembled parts, the parts containing the continuous fiber reinforced resin composite material are collected. good too. In such a case, the inspection device 2 operates using the continuous fiber-reinforced resin composite material contained in the collected parts as an unknown material.
  • step S21 the unknown material data input unit 21 receives input of unknown material data indicating the distribution of hit sound data indicating a plurality of characteristic values relating to hit sounds obtained by hitting an unknown material.
  • step S22 the judging ratio calculation unit 22 calculates the judging ratio Rb, which is the ratio at which the hammering sound data whose distribution is indicated by the unknown material data is included in each of the plurality of sections CL.
  • step S23 the determination unit 23 inputs the determination ratio Rb into the model, and outputs the fracture state of the unknown material based on the determination ratio Rb.
  • the determination unit 23 may determine the destruction state based on the degree of importance of the destruction state candidate, using the destruction state output from the model as the destruction state candidate.
  • the output unit 42 may output data indicating the destruction state.
  • the recovery control device 3 includes a destruction state input section 31 , a recovery condition determination section 32 and a recovery condition output section 33 .
  • the recovery control device 3 may further include a recovery section 34 .
  • the recovery control device 3 may further include a display section 35 .
  • the destruction state input section 31 is configured by an input interface
  • the recovery condition determination section 32 is configured by a controller
  • the recovery condition output section 33 is configured by an output interface.
  • the recovery section 34 is configured by a heater.
  • the recovery section 34 may be configured by a heater and one or more of a pressurizer and a water absorber.
  • the display unit 35 may be configured by a display interface such as an organic EL (Electro Luminescence), a liquid crystal panel, or the like.
  • the recovery control device 3 further includes any one or more of the unknown material data input unit 21, the determination ratio calculation unit 22, the determination unit 23, the output unit 24, and the model storage unit 15 of the inspection device 2 described above. You may prepare. Further, the recovery control device 3 further includes one or more of the known material data input unit 11, the known material data storage unit 12, the learning ratio calculation unit 13, and the model learning unit 14 of the inspection model learning device 1. may
  • the fracture state input unit 31 receives input of data indicating the fracture state of the unknown material output by the output unit 24 of the inspection device 2.
  • the recovery condition determination unit 32 determines recovery conditions for recovering the interface of the unknown material based on the fracture state. If the unknown material is a composite material containing two or more materials with different chemical structures, the interface is the interface between the materials with different chemical structures. In a configuration in which the unknown material is a continuous fiber-reinforced resin composite material, the interface is, for example, the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin.
  • the recovery conditions include conditions related to the treatment applied to the unknown material in order to recover the interface of the unknown material, for example, one or more of temperature conditions, pressure conditions, and water absorption conditions for heating the unknown material. can be done. Moreover, the conditions of the recovery process described later may be appropriately selected as the recovery conditions.
  • the recovery condition output unit 33 may output the recovery condition to the recovery unit 34. Moreover, the recovery condition output unit 33 may transmit a control signal indicating recovery conditions to a recovery device having the same function as the recovery unit 34 . In a configuration in which the recovery condition output unit 33 transmits a control signal to the recovery device, the recovery control device 3 does not have to include the recovery unit 34 . Also, the recovery condition output unit 33 may output the recovery condition to the display unit 35 .
  • the recovery unit 34 recovers the interface of the unknown material according to the recovery conditions calculated by the recovery condition determination unit 32. Specifically, in a configuration in which the material is a composite material (for example, a continuous fiber reinforced resin composite material) containing materials having two or more different chemical structures, the recovery section 34 performs the recovery process described below. This restores the interface of the unknown material. As described above, in the configuration in which the recovery condition output unit 33 transmits the control signal indicating the recovery condition to the recovery device, the recovery device recovers the interface of the unknown material according to the recovery condition indicated by the control signal.
  • the recovery step of the present embodiment ranges from the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber reinforced resin composite material subjected to the load test to the glass transition temperature of the thermoplastic resin + 150 ° C. or less or the melting point of the thermoplastic resin. heating the continuous fiber reinforced resin composite material subjected to the load test in a temperature range of less than Thereby, voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin can be repaired.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material is heated to a temperature range equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber-reinforced resin composite material subjected to the load test and below the melting point of the thermoplastic resin. is preferred.
  • the heating temperature range for heating the continuous fiber reinforced resin composite material subjected to the load test is more preferably from the glass transition temperature of the thermoplastic resin +100 ° C. to the melting point of the thermoplastic resin -50 ° C. , More preferably, the glass transition temperature of the thermoplastic resin +50 ° C. to the melting point of the thermoplastic resin -30 ° C., and the glass transition temperature of the thermoplastic resin +30 ° C.
  • the glass transition temperature refers to that obtained when a dried thermoplastic resin is measured by DSC.
  • the heating temperature in the recovery step is within the above range, the recovery rate of the continuous fiber-reinforced resin composite material increases, and the shape of the composite material is easily maintained before and after the recovery step.
  • the heating time in the temperature range from the glass transition temperature of the thermoplastic resin to the glass transition temperature of the thermoplastic resin + 150 ° C. or less or less than the melting point of the thermoplastic resin is not particularly limited. It is preferably 15 minutes or longer.
  • the upper limit of the heating time is preferably 10 hours or less, more preferably 2 hours or less, and even more preferably 1 hour or less.
  • the recovery step of the present embodiment can be a step of heating the continuous fiber-reinforced resin composite material that has been subjected to a load test within a predetermined temperature range.
  • the heating atmosphere for heating is preferably at least one condition selected from the group consisting of non-pressurized (atmospheric pressure) conditions, pressurized conditions and water absorption conditions.
  • a preferred form of the recovery step of this embodiment is to perform the recovery step under at least one condition selected from the group consisting of non-pressurized (atmospheric pressure) conditions, pressurized conditions and water absorption conditions.
  • the non-pressurized (atmospheric pressure) condition means 0.1 MPa or less, and the pressurized condition means more than 0.1 MPa and 25 MPa or less.
  • the water absorption condition means that the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment has a water absorption rate of at least 0.3% or more, preferably 0.3% or more and 2% or less.
  • As the water absorption treatment for controlling the water absorption rate of the continuous fiber reinforced resin composite material within the above range there is a treatment in which the continuous fiber reinforced resin composite material subjected to the load test is made to absorb water in water at 80 ° C. for 18 hours.
  • the water absorption process may be performed by a water absorber that constitutes the recovery section 34 described above.
  • Water absorption rate (%) (mass of continuous fiber reinforced resin composite material after water absorption treatment - mass of continuous fiber reinforced resin composite material before water absorption treatment) / mass of continuous fiber reinforced resin composite material before water absorption treatment x 100
  • the heating in the recovery step of this embodiment may be performed under pressure.
  • the recovery step in the formula (1) representing the recovery rate in the present embodiment is performed under pressure (for example, a pressure of 20 MPa) on the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test
  • the recovery in the present embodiment In the recovery step in the formula (1) representing the rate, it is preferable to heat for 15 minutes or more in a temperature range from the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber reinforced resin composite material to the glass transition temperature + 100 ° C. or less.
  • the method of applying pressure is not particularly limited, but examples thereof include a method of applying pressure using a continuous compression molding machine or a press, a method of applying pressure using an autoclave, and a method of applying pressure using a foaming material in a mold.
  • the heating in the recovery step of the present embodiment may be performed under no pressure, or may be performed under a pressure lower than atmospheric pressure (for example, 0.1 MPa or less).
  • a pressure condition lower than atmospheric pressure includes, for example, a method performed in a vacuum dryer.
  • the recovery step includes heating for 15 minutes or longer in a temperature range of from the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber reinforced resin composite material to the glass transition temperature +100° C. or lower. Thereby, the voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin can be repaired more.
  • the recovery step in this embodiment may include a cooling step.
  • the cooling process include a method of allowing the mold to cool at room temperature in the recovery step under non-pressurized conditions, and a method of cooling the mold and the like with cooling water in the recovery step under pressurized conditions.
  • the heating in the recovery step of the present embodiment may be performed while the continuous fiber-reinforced resin composite material is soaked with water.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material preferably has a water absorption rate of 0.3% or more.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material subjected to the load test is heated in a water-absorbed state at the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber-reinforced resin composite material + 50 ° C. or less.
  • the heating step in the present embodiment is not particularly limited, but includes a method of performing in water and a method of performing in a humidified environment.
  • a suitable recovery step of this embodiment is a load test for 15 to 60 minutes at a humidity of 0 to 100% RH, a pressure of 0.5 to 10 Mpa, and a temperature of 80 to 265 ° C. by heating means (eg, a heater). It is preferable to heat the provided continuous fiber reinforced resin composite material.
  • the heating means used in the recovery step in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a heating means that achieves a heating temperature of 80 to 265 ° C.
  • a constant temperature bath, a molding machine, a hot air circulation dryer, a constant temperature A constant humidity bath, a vacuum dryer, or the like can be used.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test is subjected to no pressure (pressure of 0.1 MPa or less) at a temperature range of 180 to 260 ° C. Heat for 30 minutes. Heating under an inert gas atmosphere, preferably nitrogen or argon, is preferred.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test is subjected to pressure (pressure of 0.5 to 5 MPa) at a temperature range of 80 to 150 ° C. Heat for 30 to 60 minutes in an atmosphere with a humidity of 90 to 100% RH.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material may be pressurized by the pressurizer that constitutes the recovery section 34 described above.
  • the long-term characteristic recovery rate with respect to load which indicates one index of recovery of the fatigue characteristics of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment, is, for example, the vibration fatigue test at an arbitrary intensity until the number of times of the vibration fatigue test reaches an arbitrary number. is performed on the continuous fiber reinforced resin composite material, and after subjecting the continuous fiber reinforced resin composite material subjected to the vibration fatigue test to a recovery process, the vibration fatigue test is performed again under the same conditions. It is possible to evaluate the value obtained by dividing the number of ruptures obtained by dividing the number of ruptures in the vibration fatigue test of a new continuous fiber reinforced resin under the same conditions.
  • the long-term property recovery rate (%) of the present embodiment is represented by the formula as described in the Examples section below, and the long-term property recovery rate (%) of the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment is 65%. It is preferably 80% or more, more preferably 80% or more.
  • the bending strength recovery rate which indicates one index of recovery of the fatigue properties of the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment, is obtained by conducting a bending test, which is an example of a load test, and performing the bending test on the continuous fiber reinforced resin composite. Value obtained by dividing the bending strength (MPa) obtained by performing the same bending test again after subjecting the material to the recovery process by the bending strength (MPa) of the continuous fiber reinforced resin subjected to the first bending test. can be evaluated by The bending strength recovery rate (%) of the present embodiment is represented by the formula as described in the Examples section below, and the bending strength recovery rate (%) of the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment is 65%. It is preferably 80% or more, more preferably 80% or more.
  • the flexural modulus recovery rate which indicates one index for recovering the fatigue properties of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment, is obtained by conducting a bending test, which is an example of a load test, and performing the bending test. After subjecting the composite material to the recovery process, the bending elastic modulus (GPa) obtained by performing the same bending test again is compared with the bending elastic modulus (GPa) of the continuous fiber reinforced resin subjected to the first bending test.
  • the flexural modulus recovery rate (%) of the present embodiment is represented by the formula as described in the Examples section below, and the flexural modulus recovery rate (%) of the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment is 65% or more is preferable, and 80% or more is more preferable.
  • the display unit 35 displays recovery conditions.
  • the operator may refer to the recovery conditions and perform various settings for recovering the interface of the unknown material according to the recovery conditions.
  • FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation of the recovery control device 3 according to this embodiment.
  • the operation of the recovery control device 3 described with reference to FIG. 12 corresponds to an example of the recovery method of the recovery control device 3 according to this embodiment.
  • step S31 the destruction state input unit 31 receives input of data indicating the destruction state of the unknown material output by the output unit 24 of the inspection device 2.
  • step S32 a recovery condition for recovering the interface of the unknown material is determined based on the fracture state.
  • step S33 the interface of the unknown material is recovered according to the recovery conditions.
  • the recovery control device 3 having the recovery section 34 or the recovery device may contain the unknown material and restore the interface of the contained unknown material.
  • the unknown material is removed from the recovery controller 3 or the recovery device.
  • the unknown material with restored interfaces may be recovered and used to form parts.
  • the inspection model learning device 1 includes a distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, A known material data input unit 11 for accepting input of known material data indicating the fracture state of a known material, and a plurality of sections CL in the distribution are determined based on hammering sound data, and the hammering sound data are assigned to each of the plurality of sections CL.
  • a learning ratio calculator 13 that calculates a learning ratio Ra, which is a ratio included, and a model learning unit 14 that learns a model that outputs the fracture state of an unknown material based on the learning ratio Ra.
  • the inspection apparatus 2 receives input of unknown material data indicating the distribution of hammering sound data representing a plurality of characteristic values relating to the hammering sound obtained by striking an unknown material whose fracture state is unknown.
  • an unknown material data input unit 21 that receives unknown material data;
  • a determination ratio calculation unit 22 that calculates a determination ratio Rb that is a ratio of hit sound data whose distribution is indicated by the unknown material data included in each of a plurality of sections CL; a determination unit that inputs the ratio Rb for determination and outputs the fracture state of the unknown material based on the ratio Rb for determination.
  • the inspection model learning device 1 and the inspection device 2 can inspect the fracture state of the manufactured unknown material with high accuracy.
  • the plurality of characteristic values are amplitude and duration. This makes it possible to inspect the state of destruction of the manufactured unknown material with higher accuracy.
  • the inspection apparatus 2 can determine the determination ratio Rb included in one section CL among the plurality of sections CL and the other section CL in the hitting sound data. Based on the determination ratio Rb included in CL, the model is made to output the destruction state. As a result, the inspection apparatus 2 can inspect the fracture state of the manufactured unknown material with higher accuracy than an apparatus that outputs the fracture state based on the distribution of hammering sound data without determining the class CL. can.
  • the inspection model learning device 1 uses the model learned using the random forest, MLP, logistic regression, SVM, and kNN algorithms, and the inspection device 2 executes inspection.
  • the coefficient of determination R2, which indicates the evaluation accuracy of the model, was 80%, 80%, 74%, 76%, and 67%, respectively, as shown in FIG. In this way, the inspection model learning device 1 can inspect the failure state of the manufactured unknown material with higher accuracy by learning the model using the Random forest or MLP algorithm.
  • the materials can be inspected before the product is shipped, and it is possible to more appropriately determine whether the product can be shipped.
  • a material measurable by the inspection method described above is, for example, a continuous fiber-reinforced resin composite material containing continuous reinforcing fibers and a thermoplastic resin.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material that can be inspected by the inspection method described above will be described in detail.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material (hereinafter also simply referred to as "composite material") of the present embodiment contains continuous reinforcing fibers and a thermoplastic resin, has a recovery rate of 50% or more, and the recovery rate is as follows. It is represented by Formula (1).
  • A is a scanning electron microscope image (magnification of 4000 to 4500 times) of the test piece (a) cut from the continuous fiber reinforced resin composite material. Measured at any 20 points so as to fit, and out of the continuous reinforcing fibers present in the image, the number of continuous reinforcing fibers in which there is no void at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin
  • B is a scanning electron microscope of a test piece (b) cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material after recovery, in which the continuous fiber reinforced resin composite material was subjected to a load test and a recovery process after the load test.
  • Arbitrary 20 points are measured so that the substantially circular cross section of the continuous reinforcing fiber is included in the image (magnification of 4000 to 4500 times), and among the arbitrary continuous reinforcing fibers present in the image, the continuous reinforcing fiber and the heat It is the number of the continuous reinforcing fibers that do not have voids at the interface with the plastic resin. )
  • the recovery rate in the present embodiment is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, still more preferably 70 to 100%, even more preferably 80 to 100%.
  • the recovery rate in the present embodiment is one of the characteristics of the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment, and the target continuous fiber reinforced resin composite material is subjected to a specific load test and a specific recovery process. In this case, how much the state of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin constituting the continuous fiber reinforced resin composite material is restored compared to the continuous fiber reinforced resin composite material before the specific load test. It is an index that represents Therefore, when the recovery rate is in the above range, the damage received at the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin and the fatigue characteristics or physical properties of the continuous fiber reinforced resin composite material that are reduced due to the damage can be easily recovered. can be done.
  • the recovery rate in the present embodiment is a continuous fiber reinforced resin composite material containing continuous reinforced fibers and a thermoplastic resin, subjected to a specific load test (after the load test (also referred to as a continuous fiber reinforced resin composite material) is obtained, and the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test is subjected to a specific recovery process to obtain the continuous fiber reinforced resin composite material
  • a test piece is taken from at least a part of the continuous fiber reinforced resin composite material of (1), and each test piece is observed with an electron microscope to determine the continuous reinforcing fiber and heat in the continuous fiber reinforced resin composite material after the recovery step.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material after being subjected to the load test and the recovery step after the load test is also referred to as the continuous fiber-reinforced resin composite material after recovery.
  • A is a scanning electron microscope image (magnification of 4000 to 4500 times, for example, 4000 times) of the test piece (a) cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material (before the load test). After measuring arbitrary 20 points so that one substantially circular cross section of the reinforcing fiber is included, the continuous reinforcing fiber and the continuous fiber reinforced resin composite material among the arbitrary 20 continuous reinforcing fibers present in the image It refers to the number of continuous reinforcing fibers that do not have voids at the interface with the thermoplastic resin inside.
  • B is a test piece cut from the continuous fiber reinforced resin composite material after recovery, which has been subjected to a load test and a recovery step after the load test.
  • any of the continuous fibers present in the image It is the number of continuous reinforcing fibers out of 20 reinforcing fibers that do not have voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin. Further, in this specification, the method for determining whether or not a gap exists between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin is the radius of one continuous reinforcing fiber (r1 ), a void exists between the continuous reinforcing fiber (one) and the thermoplastic resin when the void ratio in the peripheral outer region in the thermoplastic resin is 10% or less.
  • FIG. 14 shows a scanning electron microscope image (magnification: 4000) of the test piece (b) cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material after the recovery step, showing the gap between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin. It is a schematic diagram showing a method of determining the presence or absence of.
  • the image shown in FIG. 14 shows three cross sections of substantially circular continuous reinforcing fibers, and the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin in the central portion of FIG. 14 is drawn with a solid line. Further, in FIG.
  • the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin that is, the solid line portion, is separated from the solid line portion by 1/10 of the cross-sectional radius (r1) of one continuous reinforcing fiber in the central portion.
  • a similar diagram of the shape of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin is drawn with a dotted line.
  • FIG. 15 the region between the dotted line showing the similarity of the shape of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin and the solid line showing the shape of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin is cut out.
  • 1 is a schematic diagram; FIG. In addition, the area between the dotted line and the solid line portion (the cut out area shown in FIG.
  • region is a space
  • the method of counting the number of the continuous reinforcing fibers that do not have voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin which will be described later, exemplifies the void portions as white regions.
  • the number of continuous reinforcing fibers that do not have voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin is counted according to the following procedures (I) to (III).
  • Binarization is performed using image analysis software (manufactured by the National Institutes of Health, ImageJ), and one image shown in the scanning electron microscope image of the test piece (a) or test piece (b) After drawing a substantially circular cross-section of the continuous reinforcing fiber with a solid line, at a location away from the solid line by 1/10 of the cross-sectional radius (r1) of the single continuous reinforcing fiber, along the shape of the solid line, A similar diagram of the shape of the solid line (the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin) is drawn with a dotted line.
  • a region obtained by hollowing out a solid line portion (a cross-sectional view of one continuous reinforcing fiber) from the similarity diagram is defined as a peripheral outer region, and the total area of a white portion that is a void portion in the peripheral outer region is calculated, Formula (x) below: Total area of the white region/area of the entire peripheral outer region ⁇ 100 (x) The case where the porosity represented by is 10% or less is defined as the absence of voids.
  • the cross-sectional radius (r1) of the continuous reinforcing fiber is the cross section of the substantially circular continuous reinforcing fiber shown in the scanning electron microscope image. It is the cross-sectional radius (r1), which is calculated at each of the above arbitrary 20 points.
  • the cross-sectional radius (r1) is calculated by obtaining the outer circumference of the cross section of the continuous reinforcing fiber) and dividing it by 2 ⁇ .
  • the recovery rate of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present disclosure is the one after subjecting the continuous fiber-reinforced resin composite material to a load test (e.g., vibration fatigue test, bending test, impact test) and then undergoing a predetermined recovery process. was cut out with a band saw or the like, and a test piece (b) was prepared by polishing a cross section perpendicular to the length direction of the continuous reinforcing fiber with a polishing machine, and then the polished surface was observed with a scanning electron microscope (FESEM). The number B of continuous reinforcing fibers having no voids at the extreme interface between one reinforcing fiber and the thermoplastic resin is calculated.
  • a load test e.g., vibration fatigue test, bending test, impact test
  • FESEM scanning electron microscope
  • test piece (a) After preparing a test piece (a) by cutting and polishing the continuous fiber reinforced resin composite material before the load test, one continuous reinforcing fiber and heat of the observed test piece (a) The number A of continuous reinforcing fibers having no voids at the extreme interface with the plastic resin is calculated. Then, the recovery rate (%) can be obtained by dividing B by A and multiplying by 100.
  • An example of the method for producing the test piece (a) in the present embodiment is to cut out a 10 mm ⁇ 10 mm test piece from an arbitrary portion of the continuous fiber reinforced resin composite material with a band saw, and apply 416 g / cm on the polished surface with a polishing machine.
  • Abrasive pressure was applied for 10 minutes with #2000 waterproof paper, 5 minutes with a silicon carbide film grain size of 9 ⁇ m, 5 minutes with an alumina film grain size of 5 ⁇ m, 5 minutes with an alumina film grain size of 3 ⁇ m, 5 minutes with an alumina film grain size of 1 ⁇ m, and buffing. It is produced by polishing with colloidal silica (Vicalox 0.1CR) having a particle size of 0.1 ⁇ m using abrasive paper foamed polyurethane for 5 minutes in order while adding water at about 7 mL/min.
  • colloidal silica Vicalox 0.1CR
  • an example of the method for producing the test piece (b) in the present embodiment is as follows: (1) After subjecting the continuous fiber reinforced resin composite material to the load test and recovery process described later, the continuous fiber reinforced resin composite material is manufactured. Alternatively, (2) the continuous fiber-reinforced resin composite material is cut out with a band saw, subjected to a load test and a recovery step described later, and then subjected to the following polishing step.
  • a polishing machine applies a polishing pressure of 416 g/cm to the polishing surface, and water-resistant paper #2000 for 10 minutes, silicon carbide film grain size 9 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 5 ⁇ m for 5 minutes, alumina At about 7 mL/min in the order of 3 ⁇ m film particle size for 5 minutes, alumina film particle size 1 ⁇ m for 5 minutes, and 0.1 ⁇ m particle size colloidal silica (Vicalox 0.1CR) using buffing paper foamed polyurethane for 5 minutes. It is produced by polishing while adding water.
  • the load test in the present embodiment the physical properties of the continuous fiber reinforced resin composite material to be subjected to the load test and the microstructure of the continuous fiber reinforced resin composite material (the state of the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin) are investigated.
  • the vibration fatigue test of this embodiment is performed under the conditions as described in the Examples section below.
  • a test piece for vibration fatigue test is prepared from a continuous fiber reinforced resin composite material produced in accordance with the standard of ASTM-D1822, and servo type strength
  • the test temperature is 20 to 30°C (23°C in the example described later)
  • the frequency is 10 to 30 Hz (20 Hz in the example described later)
  • the waveform is a sine wave
  • the chuck distance is 20 to 40 mm (35 mm in the example described later).
  • the bending test of this embodiment is performed under the conditions as described in the section of Examples below.
  • Specific bending test conditions applicable in the present embodiment include a length of 70 mm to 150 mm (100 mm in the examples described later) and a width of 5 to 15 mm (100 mm in the examples described later) from the produced continuous fiber reinforced resin composite material. 10 mm) and a thickness of 1 to 3 mm (2 mm in the examples described later), cut out a strip-shaped bending test specimen, and dried in a vacuum dryer at 65 to 95 ° C. (80 ° C.
  • a jig for three-point bending is used in a universal material testing machine, and the span between spans is set to thickness x 10 (mm) or more (thickness x 16 (mm) in the examples). Then, at a speed of 0.5 to 2 mm / min (1 mm / min in the example), 20 to 30 ° C. (23 ° C. in the example described later), under an environment of 20 to 70% RH (50% RH in the example) environment), and an environment of 100° C. and 50% RH.
  • the impact test of this embodiment is performed under the conditions as described in the section of Examples below.
  • Specific impact test conditions applicable in the present embodiment include a length of 100 mm to 250 mm (150 mm in length in the examples described later) and a width of 70 to 150 mm (implementation described later) from the produced continuous fiber reinforced resin composite material. 100 mm in the example) and a thickness of 1 to 3 mm (2 mm in the examples described later). , and a steel striker with a hemispherical tip (diameter 10 mm to 24 mm, 16 mm in the examples described later) is free-falled to the center of the impact test specimen and allowed to collide. Things are mentioned.
  • the recovery characteristics of the physical properties of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment are evaluated by conducting physical property tests such as bending tests and tensile tests, and subjecting the continuous fiber-reinforced resin composite material to a recovery process after breaking. After that, the physical property test is performed again under the same conditions, and the obtained strength or elastic modulus is divided by the strength or elastic modulus obtained in the physical property test of a new continuous fiber reinforced resin under the same conditions. be able to. That is, if the process of combining one load test and one recovery process is defined as one cycle, the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment is subjected to multiple load tests and recovery processes of two or more cycles.
  • the physical properties of the initial continuous fiber reinforced resin composite material can be recovered.
  • the above-described long-term property recovery rate, bending strength recovery rate, and bending elastic modulus recovery rate are all calculated by calculating the ratio of the properties after two load tests and the properties after the first load test.
  • Figure 3 shows recovery characteristics of physical properties of continuous fiber reinforced resin composites.
  • the recovery process performing a step of heating the continuous fiber-reinforced resin composite material subjected to the load test at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber-reinforced resin composite material + 150 ° C. for 15 minutes or more, and A polyamide resin is selected as the thermoplastic resin, a glass fiber base material is selected as the continuous reinforcing fiber, and 1 to 10 layers (particularly preferably 6 layers) of the polyamide resin and 1 to 9 glass fiber base materials (particularly preferably 5 layers) are selected. and the order of alternately laminating the polyamide resin layer and the glass fiber base material.
  • the handleability of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment in a high-temperature environment is, for example, the melting temperature (melting point or melting point) of the thermoplastic resin contained in the continuous fiber-reinforced resin composite material. It can be evaluated by the thickness change of the continuous fiber reinforced resin composite material when the continuous fiber reinforced resin composite material is heated to the glass transition point if it does not have it. More specifically, handleability in a high-temperature environment can be evaluated by the method described in Examples. If the continuous fiber-reinforced resin composite material has good handleability in a high-temperature environment, deterioration in appearance or physical properties due to molding of the continuous fiber-reinforced resin composite material can be reduced.
  • the amount of change in the thickness of the continuous fiber-reinforced resin composite material and the maintenance of the shape during heating. are measuring.
  • the reason is as follows. Since the continuous fiber reinforced resin composite material is generally produced by applying pressure, residual stress remains in the continuous fiber reinforced resin composite material itself. Therefore, when the continuous fiber-reinforced resin composite material is heated, the residual stress is released, and the resin component in the continuous fiber-reinforced resin composite material expands and loses its shape, making it difficult to handle the continuous fiber-reinforced resin composite material. There is a reason why Therefore, the smaller the amount of change in the thickness of the continuous fiber-reinforced resin composite material during heating, the better the handleability at high temperatures tends to be.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment contains continuous reinforcing fibers, a thermoplastic resin, and a sizing agent (1) containing a coupling agent, and is obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material It is preferably 0.8 to 1.2 times the interfacial polishing strength of the reference composite material measured in (i) to (ii) below.
  • a reference continuous reinforcing fiber obtained by surface-treating the continuous reinforcing fiber with only the same coupling agent as the coupling agent in the same amount as the coupling agent contained in the sizing agent (1);
  • a reference composite material is produced by laminating a resin and a.
  • measuring the interfacial abrasion strength of said reference composite When the interfacial polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is 0.8 to 1.2 times the interfacial polishing strength of the reference composite material, the interfacial adhesive strength between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin is good.
  • the reference continuous reinforcing fiber after preparing an aqueous solution containing a sizing agent (1) containing a coupling agent, continuous reinforcing fibers are added to the aqueous solution (50 to 90° C.) containing the sizing agent (1) for 1 to 30 minutes. , preferably by immersing for 1 to 10 minutes to surface-treat the continuous reinforcing fibers.
  • a mixed solution of 0.5% by mass of ⁇ -aminopropyltriethoxysilane and 95.5% by mass of pure water is used as the sizing agent (1)-containing aqueous solution.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is a continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by laminating continuous reinforcing fibers surface-treated with a sizing agent (1) and a thermoplastic resin,
  • the interfacial abrasion strength of the continuous fiber reinforced resin composite material is the interface of the continuous fiber reinforced resin composite material without the surface treatment with the sizing agent (1) (or without the surface treatment with the sizing agent (1)). It is preferably at least twice the polishing strength.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment contains continuous reinforcing fibers, a thermoplastic resin, and a sizing agent (1), and is a continuous fiber obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin.
  • a reinforced resin composite material, The sizing agent (1) is contained in an amount of 0.01% by mass or more relative to the total amount (100% by mass) of the continuous fiber-reinforced resin composite material, and the interfacial polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is It is preferably at least twice the interfacial abrasion strength of the continuous fiber reinforced resin composite material containing less than 0.001% by mass of the agent (1).
  • the continuous reinforcing fibers of the present embodiment are preferably surface-treated with the sizing agent (1). That is, the continuous fiber reinforced resin composite material preferably contains 0.01% by mass or more of the sizing agent (1) with respect to the total amount (100% by mass) of the continuous fiber reinforced resin composite material, and 0.03% by mass. It is more preferable to contain more than mass %.
  • the sizing agent (1) preferably contains one or more selected from the group consisting of silane coupling agents, lubricants, and sizing agents.
  • the following method can be used as an example of the method for measuring the interface polishing strength.
  • a test piece for measuring polishing strength cut from a continuous fiber reinforced resin composite material is applied with a polishing machine to a polishing surface with a polishing pressure of 100 to 300 g/cm2 (200 g/cm2 in the example) to 10 to 30 g/cm2 (20 g in the example). / cm2) and polished under the following polishing conditions, the polished surface was observed with a field emission scanning electron microscope, and the maximum polishing pressure at which no gap was formed between one continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin was determined.
  • the maximum polishing pressure is one before the polishing pressure at which a gap is observed between one continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin. That is, for example, when a polishing pressure of 520 g/cm 2 is applied and voids are found, the maximum polishing pressure is 500 g/cm 2 .
  • the polishing conditions that can be used in this embodiment are water resistant paper #2000 for 5 to 30 minutes (10 minutes in the example), silicon carbide film grain size 5 to 13 ⁇ m (9 ⁇ m in the example) for 1 to 30 minutes (example 5 minutes in the example), 1 to 30 minutes with an alumina film particle size of 2 to 8 ⁇ m (5 ⁇ m in the example) (5 minutes in the example), and 1 to 30 minutes with an alumina film particle size of 1 to 6 ⁇ m (3 ⁇ m in the example) (Example 5 minutes), alumina film particle size 0.5-2 ⁇ m (1 ⁇ m in the example) for 1-30 minutes (5 minutes in the example), and particle size 0.05-0.2 ⁇ m using buffing paper foamed polyurethane ( 0.1 ⁇ m in the examples) colloidal silica (Vicalox 0.1CR) for 1 to 30 minutes (5 minutes in the examples). Further, each polishing was performed while adding water at a rate of about 1 to 15 mL/min (7 mL/min in the example).
  • the form of the continuous fiber-reinforced resin composite material in the present embodiment is not particularly limited, and includes the following various forms.
  • a form in which a woven, knitted, braided, or pipe-shaped continuous reinforcing fiber is combined with a thermoplastic resin a form in which a continuous reinforcing fiber aligned in one direction and a thermoplastic resin are combined
  • Continuous reinforcement Examples include a form in which threads made of fibers and a thermoplastic resin are aligned in one direction and shaped, and a form in which continuous reinforcing fibers and threads made of a thermoplastic resin are shaped into a woven fabric, a knitted fabric, a braid, or a pipe. be done.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment may be a flat plate, or may be a laminate including a continuous reinforcing fiber layer and a thermoplastic resin layer.
  • the length direction of the continuous reinforcing fibers may be arranged substantially parallel to the surface of the flat plate.
  • the layer of continuous reinforcing fibers is a layer containing continuous reinforcing fibers (for example, a continuous reinforcing fiber substrate), and may be a layer in which the inside of the continuous reinforcing fibers is impregnated with a thermoplastic resin.
  • the form of the intermediate material before shaping of the continuous fiber reinforced resin composite material is not particularly limited, and may be a mixed yarn of continuous reinforcing fibers and resin fibers, a coated yarn in which a bundle of continuous reinforcing fibers is coated with a resin, Continuous reinforcing fibers impregnated with resin in advance and made into a tape shape, continuous reinforcing fibers sandwiched between resin films, continuous reinforcing fibers with resin powder attached, and a bundle of continuous reinforcing fibers as a core material around are braided with resin fibers, resin impregnated between reinforcing fibers in advance, continuous reinforcing fibers and molten resin are brought into contact with each other, and the like.
  • the method for producing the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is not particularly limited, and includes the following various methods.
  • a base material constituting the continuous fiber-reinforced resin composite material e.g., a base material made of continuous reinforcing fibers, a base material made of a thermoplastic resin
  • the composite material is cut or shaped according to the thickness of the desired product, stacked in the required number or laminated in the required number of sheets, and set in a mold according to the shape of the mold.
  • the cutting of the base material may be performed one by one, or may be performed after stacking a desired number of sheets. From the viewpoint of productivity, it is preferable to cut the sheets while they are stacked. Any cutting method may be used, and examples thereof include water jet, blade press, hot blade press, laser, and plotter. Among them, a hot blade press is preferable because it has an excellent cross-sectional shape and is easy to handle by welding the end faces when cutting a plurality of layers. An appropriate cutting shape can be adjusted by repeating trial and error, but it is preferable to set by performing a simulation by CAE (computer aided engineering) according to the shape of the mold.
  • the shaping of the base material may be performed by any method, and for example, it may be shaped into a sheet-like shape.
  • thermoplastic resin base material and a continuous reinforcing fiber base material are laminated (such as a state in which multiple continuous reinforcing fiber base materials and multiple thermoplastic resin base materials are alternately stacked).
  • the mold is closed and compressed.
  • the temperature of the mold is adjusted to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is melted and shaped.
  • the clamping pressure is not particularly specified, but is preferably 1 MPa or higher, more preferably 3 MPa or higher.
  • the mold may be clamped once for degassing and the clamping pressure of the mold may be temporarily released after compression molding.
  • the compression molding time is long as long as the thermoplastic resin used does not thermally deteriorate, but from the viewpoint of productivity, it is preferably within 2 minutes, more preferably within 1 minute. is suitable.
  • a base material constituting a continuous fiber-reinforced resin composite material is continuously supplied by a double belt press machine or a continuous compression molding device, heated to the melting point of the thermoplastic resin or higher, and compression molded at an arbitrary pressure, A method of cooling to below the crystallization temperature or glass transition temperature of the thermoplastic resin may be mentioned.
  • the continuous reinforcing fiber or the base material of the continuous reinforcing fiber is surface-treated with the sizing agent (1) before being laminated with the thermoplastic resin base material. is preferred. As a result, the interface polishing strength and the like are further improved.
  • the interfacial abrasion strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by the method for producing a continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is such that the sizing agent (1) used for the surface treatment of the continuous reinforcing fibers is only the coupling agent. It is preferably 0.80 to 1.20 times, more preferably 0.85 to 1.15 times, the interfacial abrasion strength of the continuous fiber reinforced resin composite material in the case.
  • the interfacial abrasion strength of the continuous fiber reinforced resin composite material obtained by the method for producing a continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment is the same as that of the continuous fiber reinforced resin composite material when the surface-treated portion of the continuous reinforced fiber sizing agent (1) is removed.
  • the interfacial polishing strength is obtained by polishing the continuous fiber reinforced resin material with a band saw while changing the polishing pressure applied to the cross section perpendicular to the length direction of the continuous reinforcing fiber, and then polishing with FESEM, as shown in the above or later examples. Observing the surface, it can be determined from the maximum polishing pressure at which no void is formed between one continuous reinforcing fiber and the resin. More specifically, it can be determined by the method described in Examples below.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material from which the sizing agent (1) of the continuous reinforcing fibers is removed is a continuous reinforcing fiber base material obtained by treating the continuous reinforcing fiber base material with an electric furnace or the like to remove the sizing agent (1). and a method of preparing a continuous fiber reinforced resin composite material by preparing a continuous reinforcing fiber base material using continuous reinforcing fibers not treated with the sizing agent (1) are mentioned.
  • the continuous reinforcing fibers are glass fibers, the glass fibers are placed in an electric furnace, For example, heating at 600° C.
  • the surface-treated portion with the sizing agent (1) may be used to remove the surface-treated portion with the sizing agent (1).
  • the continuous reinforcing fibers are carbon fibers, for example, the surface-treated portion with the sizing agent (1) is removed by holding at 350° C. for 30 minutes in an argon atmosphere.
  • the interfacial strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is within this range, the recovery rate of the continuous fiber-reinforced resin composite material tends to increase.
  • the method for producing a continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is a continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by laminating continuous reinforcing fibers surface-treated with a sizing agent (1) containing a coupling agent and a thermoplastic resin.
  • a manufacturing method comprising: A sizing agent (2) in which the interfacial abrasion strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is higher than the content of the coupling agent in the sizing agent (1) (for example, the content of the coupling agent is 50% by mass or more of the total amount, 0.8 to 1.2 times (more preferably 0.2 times) the interfacial abrasion strength of a continuous fiber reinforced resin composite material obtained by laminating continuous reinforcing fibers surface-treated with a coupling agent alone and the thermoplastic resin. 85 to 1.15 times).
  • the sizing agent (2) in the present embodiment preferably has a higher coupling agent content than the coupling agent contained in the sizing agent (1).
  • a coupling agent ⁇ -aminopropyltriethoxysilane
  • pure water a coupling agent
  • the content of the coupling agent is preferably 50% by mass or more of the total amount of the sizing agent (2).
  • the surface treatment agent for example, sizing agent (1)
  • the surface treatment agent used when the surface is treated only with a coupling agent is an aqueous solution of a coupling agent and water, preferably ⁇ -aminopropyltriethoxysilane.
  • a solution mixed with pure water is used.
  • the sizing agent (1) in the present embodiment is preferably a solution or dispersion obtained by mixing a coupling agent, preferably ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, pure water, a lubricant and a sizing agent.
  • the method for producing a continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment includes a continuous fiber containing a sizing agent (1), continuous reinforcing fibers and a thermoplastic resin, and obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin.
  • a method for producing a fiber-reinforced resin composite material comprising:
  • the interfacial polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is 2 of the interfacial polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by laminating the continuous reinforcing fibers from which the surface treatment with the sizing agent (1) is removed and the thermoplastic resin. It is preferably characterized by being twice or more (preferably three times or more, more preferably four times or more). From the above, when emphasizing the interfacial abrasion strength, the continuous reinforcing fibers of the present embodiment are preferably surface-treated with a sizing agent.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material in this embodiment contains continuous reinforcing fibers as an essential component.
  • continuous reinforcing fibers in this embodiment those used in ordinary continuous fiber-reinforced resin composites may be used.
  • the continuous reinforcing fiber include, but are not limited to, glass fiber, carbon fiber, vegetable fiber, aramid fiber, ultra-high strength polyethylene fiber, polybenzazole fiber, liquid crystal polyester fiber, polyketone fiber, Examples include metal fibers and ceramic fibers. From the viewpoint of mechanical properties, thermal properties, and versatility, glass fiber, carbon fiber, vegetable fiber, and aramid fiber are preferred, and from the viewpoint of productivity, glass fiber is preferred.
  • the continuous reinforcing fibers may be used singly or in combination of two or more.
  • the continuous reinforcing fibers are preferably surface-treated with a surface treatment agent such as the sizing agent (1).
  • the content of the continuous reinforcing fiber of the present embodiment is preferably 90 to 525% by mass, preferably 150 to 340% by mass, based on 100% by mass of the continuous fiber reinforced resin composite material, and 180 to 300% by mass. % by mass is preferred.
  • the average single yarn diameter of the continuous reinforcing fibers in this embodiment is preferably 8 to 23 ⁇ m, more preferably 14 to 19 ⁇ m.
  • the glass fibers When glass fibers are selected as the continuous reinforcing fibers in this embodiment, the glass fibers may be treated with a surface treatment agent, and the sizing agent (1) may be used as the surface treatment agent.
  • the sizing agent (1) (also referred to as a sizing agent) preferably contains one or more selected from the group consisting of a silane coupling agent, a lubricant, and a binding agent, and contains at least a binding agent or a silane coupling agent. It is more preferable to include
  • the sizing agent (1) may be a mixture of a silane coupling agent and a binding agent, or may be a mixture of a silane coupling agent, a lubricant and a binding agent.
  • the sizing agent (1) By using the sizing agent (1) that creates a strong bond between the glass fibers and the resin surrounding them, a continuous fiber-reinforced resin composite material with a low porosity can be obtained.
  • the sizing agent (1) may be added externally to the material used or contained internally in the material used.
  • lubricants may be included in the commercially available thermoplastic resins used.
  • the sizing agent (2) also preferably contains one or more selected from the group consisting of a silane coupling agent, a lubricant, and a binding agent, and contains at least a binding agent or a silane coupling agent. is more preferred.
  • the silane coupling agent is usually used as a surface treatment agent for glass fibers and contributes to improvement of interfacial adhesive strength.
  • the silane coupling agent include, but are not limited to, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, N- ⁇ -(aminoethyl)- ⁇ -aminopropylmethyl aminosilanes such as dimethoxysilane; mercaptosilanes such as ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane and ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane; epoxysilanes; vinylsilanes, maleic acids and the like.
  • a polyamide is used as the thermoplastic resin, it is preferable to select one that easily bonds with the carboxyl group or amino group that is the terminal group of the polyamide resin, and aminosilanes are preferable.
  • lubricant contributes to the improvement of the openability of the glass fibers.
  • any ordinary liquid or solid lubricating material can be used depending on the purpose as long as it does not interfere with the silane coupling agent and binding agent, and is not limited to the following, for example: animal and plant waxes such as carnauba wax and lanolin wax; and surfactants such as fatty acid amides, fatty acid esters, fatty acid ethers, aromatic esters and aromatic ethers.
  • the above binding agent contributes to improving the bundling property of the glass fibers and improving the interfacial adhesive strength.
  • a material for the binding agent a polymer according to the purpose and a thermoplastic resin (c) other than the thermoplastic resin as the main material of the continuous fiber reinforced resin composite material can be used.
  • the polymer as the binding agent is not limited to the following, but examples include homopolymers of acrylic acid, copolymers of acrylic acid and other copolymerizable monomers, and primary, secondary and secondary polymers thereof. Salts with tertiary amines and the like are included.
  • Polyurethane-based resins synthesized from isocyanates such as m-xylylene diisocyanate, 4,4′-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) and isophorone diisocyanate and polyester-based or polyether-based diols are also suitable.
  • the homopolymer of acrylic acid preferably has a weight average molecular weight of 1,000 to 90,000, more preferably 1,000 to 25,000.
  • the copolymerizable monomer constituting the copolymer of acrylic acid and other copolymerizable monomers is not limited to the following, but for example, among monomers having a hydroxyl group and/or a carboxyl group, acrylic acid, malein One or more selected from the group consisting of acid, methacrylic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, and mesaconic acid (except for acrylic acid alone).
  • a copolymerizable monomer it is preferable to have one or more ester-based monomers.
  • Salts of the above homopolymers and copolymers of acrylic acid with primary, secondary and tertiary amines are not limited to the following, but examples include triethylamine salts, triethanolamine salts, glycine salts and the like. is mentioned.
  • the degree of neutralization is preferably 20 to 90%, preferably 40 to 60%, from the viewpoints of improving the stability of the mixed solution with other concomitant drugs (silane coupling agents, etc.) and reducing the amine odor. is more preferred.
  • the weight-average molecular weight of the salt-forming acrylic acid polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 3,000 to 50,000.
  • thermoplastic resin it is preferable to use, as the binding agent, a resin with good wettability or a surface tension close to that of the polyamide resin.
  • a polyurethane resin emulsion, a polyamide resin emulsion, or a modified product thereof can be selected.
  • thermoplastic resin (c) used as a binding agent is not limited to the following, but examples include polyolefin resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyacetal resins, polycarbonate resins, polyester resins, Examples include polyetherketone, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, thermoplastic polyetherimide, thermoplastic fluororesin, and modified thermoplastic resin obtained by modifying these.
  • the thermoplastic resin (c) used as the binding agent is the same thermoplastic resin (c) and/or modified thermoplastic resin (c) as the resin coating the continuous reinforcing fibers, the composite material is obtained. After that, the adhesion between the glass fiber and the thermoplastic resin is improved, which is preferable.
  • the adhesion between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin covering them is further improved, and when the sizing agent is adhered to the glass fibers as an aqueous dispersion, the ratio of the emulsifier component can be reduced, or the emulsifier can be eliminated.
  • the modified thermoplastic resin (d) is preferable as the thermoplastic resin (c) used as the binding agent.
  • the modified thermoplastic resin (d) means, in addition to the monomer component capable of forming the main chain of the thermoplastic resin (c), a different monomer component for the purpose of changing the properties of the thermoplastic resin (c).
  • the modified thermoplastic resin (d) used as the binding agent is not limited to the following, but examples thereof include modified polyolefin-based resins, modified polyamide-based resins, and modified polyester-based resins.
  • the modified polyolefin resin as the binding agent is a copolymer of an olefin monomer such as ethylene or propylene and a monomer copolymerizable with an olefin monomer such as an unsaturated carboxylic acid and/or its ester, or They are homopolymers of monomers copolymerizable with olefinic monomers such as unsaturated carboxylic acids and/or esters thereof, and can be produced by known methods.
  • a random copolymer obtained by copolymerizing an olefin monomer and an unsaturated carboxylic acid and/or an ester thereof, or a graft copolymer obtained by grafting an unsaturated carboxylic acid to an olefin may be used.
  • the olefinic monomer include, but are not limited to, ethylene, propylene, 1-butene, and the like. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.
  • Examples of monomers copolymerizable with the above olefinic monomers include acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, methacrylic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, and the like.
  • the modified polyolefin-based resin is a copolymer of an olefin-based monomer and a monomer copolymerizable with the olefin-based monomer
  • the monomer ratio is 60 to 95% of the olefin-based monomer, with the total mass of the copolymerization being 100% by mass. % by mass, preferably 5 to 40% by mass of the monomer copolymerizable with the olefinic monomer, preferably 70 to 85% by mass of the olefinic monomer, and 15 to 30% by mass of the monomer copolymerizable with the olefinic monomer. more preferred.
  • the olefinic monomer is 60% by mass or more, the affinity with the matrix is good, and if the olefinic monomer is 95% by mass or less, the modified polyolefinic resin has good water dispersibility. , uniform application to continuous reinforcing fibers is easy.
  • modified groups such as carboxyl groups introduced by copolymerization may be neutralized with a basic compound.
  • basic compounds include, but are not limited to, alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; ammonia; and amines such as monoethanolamine and diethanolamine.
  • the weight average molecular weight of the modified polyolefin resin used as the binding agent is not particularly limited, but is preferably 5,000 to 200,000, more preferably 50,000 to 150,000. It is preferably 5,000 or more from the viewpoint of improving the bundling property of glass fibers, and preferably 200,000 or less from the viewpoint of emulsion stability when water-dispersible.
  • the modified polyamide-based resin used as the binding agent is a modified polyamide compound in which a hydrophilic group such as a polyalkylene oxide chain or a tertiary amine component is introduced into the molecular chain, and can be produced by a known method.
  • a polyalkylene oxide chain for example, it is produced by copolymerizing polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc., partially or wholly modified with diamine or dicarboxylic acid.
  • a tertiary amine component When a tertiary amine component is introduced, it is produced by copolymerizing, for example, aminoethylpiperazine, bisaminopropylpiperazine, ⁇ -dimethylamino ⁇ -caprolactam, and the like.
  • the modified polyester resin used as the binding agent is a copolymer of polycarboxylic acid or its anhydride and polyol, and is a resin having a hydrophilic group in the molecular skeleton including the terminal, and is produced by a known method.
  • the hydrophilic group include polyalkylene oxide groups, sulfonate groups, carboxyl groups, and neutralized salts thereof.
  • polycarboxylic acids or anhydrides thereof include aromatic dicarboxylic acids, sulfonate-containing aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, tri- or higher functional polycarboxylic acids, and the like.
  • aromatic dicarboxylic acid examples include, but are not limited to, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and phthalic anhydride. acids and the like.
  • sulfonate-containing aromatic dicarboxylic acid examples include, but are not limited to, sulfoterephthalate, 5-sulfoisophthalate, 5-sulfoorthophthalate, and the like.
  • Examples of the aliphatic dicarboxylic acid or alicyclic dicarboxylic acid include, but are not limited to, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, succinic anhydride, maleic anhydride and the like.
  • Examples of the tri- or more functional polycarboxylic acid include, but are not limited to, trimellitic acid, pyromellitic acid, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride.
  • the modified polyester-based resin from the viewpoint of improving the heat resistance of the modified polyester-based resin, it is preferable that 40 to 99 mol % of the total polycarboxylic acid component is the aromatic dicarboxylic acid. From the viewpoint of emulsion stability when the modified polyester resin is used as an aqueous dispersion, it is preferable that 1 to 10 mol % of the total polycarboxylic acid component is the sulfonate-containing aromatic dicarboxylic acid.
  • Examples of the polyol that constitutes the modified polyester-based resin include diols and tri- or higher functional polyols.
  • Examples of the diol include, but are not limited to, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1 ,6-hexanediol, neopentyl glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A or its alkylene oxide adduct, and the like.
  • Trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol and the like can be mentioned as the tri- or more functional polyols.
  • the copolymerization ratio of the polycarboxylic acid or its anhydride and the polyol constituting the modified polyester resin is 40 to 60% by mass of the polycarboxylic acid or its anhydride, based on the total mass of the copolymer components being 100% by mass. It is preferably 40 to 60% by mass of polyol, more preferably 45 to 55% by mass of polycarboxylic acid or its anhydride, and 45 to 55% by mass of polyol.
  • the weight average molecular weight of the modified polyester resin is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 30,000. It is preferably 3,000 or more from the viewpoint of improving the bundling property of glass fibers, and preferably 100,000 or less from the viewpoint of emulsion stability when water-dispersible.
  • the polymers and thermoplastic resins used as binding agents may be used singly or in combination of two or more.
  • the total amount of the binding agent is 100% by mass, homopolymers of acrylic acid, copolymers of acrylic acid and other copolymerizable monomers, and primary, secondary, and tertiary amines thereof. It is preferable to use 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, of one or more polymers selected from salts.
  • the sizing agent (1) contained in the continuous fiber reinforced resin composite material in the present embodiment is preferably contained in an amount of 0.1 to 3% by mass with respect to 100% by mass of the continuous reinforcing fiber, and 0.2 to 2% by mass. It is more preferable to contain by mass.
  • the content of the sizing agent (1) is within the above range, the surface properties of the continuous reinforcing fibers can be effectively modified, thereby improving the adhesiveness between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin.
  • the sizing agent (1) when the sizing agent (1) is composed of a silane coupling agent and a binding agent, the sizing agent (1) has a total mass of the silane coupling agent and the binding agent with respect to 100% by mass of the glass fiber, Preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.2 to 2% by mass, and still more preferably 0.2 to 1% by mass is applied for adhesion.
  • the adhesion amount of the sizing agent (1) is 0.1% by mass or more as the total mass of the silane coupling agent and the binding agent with respect to 100% by mass of the glass fibers. and preferably 3% by mass or less from the viewpoint of yarn handleability.
  • the sizing agent (1) when the sizing agent (1) is composed of a silane coupling agent, a lubricant, and a binding agent, the sizing agent (1) contains the silane coupling agent and the lubricant with respect to 100% by mass of the glass fibers.
  • the total mass of the agent and binding agent is preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.2 to 2% by mass, and still more preferably 0.2 to 1% by mass.
  • the adhesion amount of the sizing agent (1) is 0.1 as the total mass of the silane coupling agent, the lubricant and the tying agent with respect to 100% by mass of the glass fibers. It is preferably at least 3% by mass, and preferably at most 3% by mass from the viewpoint of handling of the yarn.
  • the amount of the silane coupling agent in the sizing agent (1) used for the glass fibers is From the viewpoint of improving the bundleability of the glass fibers, improving the interfacial adhesive strength, and improving the mechanical strength of the composite molded product, it is preferably 0.1 to 2% by mass, more preferably 0.1 to 0.1% by mass, based on 100% by mass of the glass fibers. 1% by mass, more preferably 0.2 to 0.5% by mass.
  • the content of the lubricant in the sizing agent for glass fibers is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, relative to 100% by mass of the glass fibers.
  • the content is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less.
  • the amount of the binding agent in the glass fiber sizing agent is preferably 1 per 100% by mass of the glass fiber from the viewpoint of controlling the glass fiber bundling property, improving the interfacial adhesive strength, and improving the mechanical strength of the composite molded product. to 25% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and even more preferably 3 to 10% by mass.
  • the sizing agent for the glass fibers when glass fibers are used as the continuous reinforcing fibers and the sizing agent for the glass fibers is composed of a silane coupling agent, a lubricant, and a binding agent, the sizing agent for the glass fibers preferably contains 0.1 to 2% by mass of a silane coupling agent, 0.01 to 1% by mass of a lubricant, and 1 to 25% by mass of a binding agent. It is preferred to dilute and adjust the total weight of the sizing agent for glass fibers to 100% by weight.
  • the sizing agent for glass fibers may be adjusted to any form such as an aqueous solution, a colloidal dispersion form, an emulsion form using an emulsifier, etc., depending on the mode of use. From the viewpoint of improving dispersion stability and improving heat resistance, it is preferably in the form of an aqueous solution.
  • the glass fiber as the continuous reinforcing fiber constituting the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is obtained by applying the sizing agent (1) described above in a known glass fiber manufacturing process using a known method such as a roller applicator. It is continuously obtained by drying the glass fiber produced by applying it to the glass fiber.
  • a sizing agent (1) may be used in the same manner, and the sizing agent (1) is composed of a coupling agent, a lubricant, and a binding agent. is preferred. Coupling agents that have good compatibility with the hydroxyl groups present on the surface of the carbon fibers, binding agents that have good wettability with the selected thermoplastic resin, or agents that have a surface tension close to each other, and lubricants that are compatible with the coupling agents. Anything that does not interfere with the binding agent can be selected.
  • the type of sizing agent used for carbon fibers is not particularly limited, and known ones can be used. Specifically, for example, the one described in JP-A-2015-101794 can be used.
  • the type and amount of sizing agent that can be used for glass fibers and carbon fibers may be appropriately selected according to the properties of the continuous reinforcing fibers. It is preferable to set the type and application amount of the sizing agent as described above.
  • the continuous reinforcing fiber of this embodiment is a multifilament consisting of a plurality of filaments, and the number of single yarns is preferably 30 to 15,000 from the viewpoint of handling.
  • the single yarn diameter R of the continuous reinforcing fiber is preferably 2 to 30 ⁇ m, more preferably 4 to 25 ⁇ m, and even more preferably 6 to 20 ⁇ m from the viewpoint of strength and handleability. Most preferably it is between 8 and 18 ⁇ m.
  • the product RD of the single yarn diameter R ( ⁇ m) and the density D (g/cm3) of the continuous reinforcing fibers of the present embodiment is preferably 5 to 100 ⁇ m g from the viewpoint of the handleability of the continuous reinforcing fibers and the strength of the composite material.
  • /cm 3 more preferably 10 to 50 ⁇ m ⁇ g/cm 3 , still more preferably 15 to 45 ⁇ m ⁇ g/cm 3 , still more preferably 20 to 45 ⁇ m ⁇ g/cm 3 .
  • the density D of the continuous reinforcing fibers of this embodiment can be measured with a hydrometer.
  • the single filament diameter R ( ⁇ m) of the continuous reinforcing fiber of the present embodiment can be calculated from the density D (g/cm3), the fineness (dtex), and the number of single filaments (lines) by the following formula (2): It can be calculated by
  • the single yarn diameter R ( ⁇ m) can be determined, for example, by SEM observation of the continuous reinforcing fiber single yarn.
  • the fineness (dtex) and the number of single yarns (threads) may be appropriately selected.
  • the fineness (dtex) and the number of single yarns (threads) may be appropriately selected.
  • the product RD is 23 by selecting glass fibers with a fineness of 660 dtex and a single yarn number of 400.
  • the product RD becomes 43 by selecting the glass fiber having a fineness of 11,500 dtex and a single yarn number of 2,000.
  • the density is about 1.8 g/cm3
  • one having a single filament diameter of 2.8 to 55 ⁇ m should be selected.
  • the product RD is 13 by selecting carbon fibers with a fineness of 2,000 dtex and a single yarn number of 3,000.
  • the density is about 1.45 g/cm3
  • the product RD is 17 by selecting the aramid fiber having a fineness of 1,670 dtex and a single yarn number of 1,000.
  • Continuous reinforcing fibers such as glass fibers
  • the continuous reinforcing fiber may be in any form, but it is preferable that it is wound on a yarn, cake, or DWR, because the productivity and production stability in the step of coating the resin are increased. DWR is most preferable from the viewpoint of productivity.
  • the form of the continuous reinforcing fiber is not particularly limited, and includes various forms such as woven fabric, knitted fabric, braid, pipe-shaped one, non-crimped fabric, and unidirectional material, preferably woven fabric, non-crimped fabric, and unidirectional. It is the form of the material.
  • thermoplastic resin The continuous fiber reinforced resin composite material in this embodiment contains a thermoplastic resin as an essential component.
  • the thermoplastic resin is not limited to the following, but for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 612, polyamide 6I, polyamide 1010, polyamide 12, polyamide 610 , polyamide 410, polyamide resins such as polyamide 12; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate; polyacetal resins such as polyoxymethylene; polycarbonate resins; polyether ketone, polyether ether ketone , polyether glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.; polyether sulfone; polyphenylene sulfide; thermoplastic polyetherimide; tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, etc.; system resins; acrylic resins and
  • thermoplastic resin in this embodiment may be used singly, or two or more may be used as a mixture.
  • thermoplastic resin in this specification refers to continuous reinforcing fibers of 1 (layer) or more and 100 (layers) or less and 1 or more and 200 or less of thermoplastic It refers to a thermoplastic resin that is a matrix resin (a resin that constitutes the 1 to 200 thermoplastic resin layers) in a laminate with a resin layer.
  • thermoplastic resin (c) in this specification refers to a resin used for the sizing agent (1), which is an optional component used for surface modification of continuous reinforcing fibers.
  • thermoplastic resins of the present embodiment include, among the thermoplastic resins listed above, polyolefin-based resins, polyamide-based resins, polyester-based resins, polyether-based resins, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, thermoplastic polyetherimide, Thermoplastic fluororesins are preferable, and polyolefin resins, modified polyolefin resins, polyamide resins, polyester resins, polyurethane resins and acrylic resins are more preferable from the viewpoint of mechanical properties and versatility, and thermal properties. Polyamide-based resins and polyester-based resins are more preferable from the viewpoint. Polyamide-based resins are more preferable from the viewpoint of durability against repeated loading.
  • the polyester resin in the thermoplastic resin of the present embodiment means a polymer compound having a --CO--O-- (ester) bond in its main chain.
  • the polyester resin include, but are not limited to, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, poly-1,4-cyclohexylene dimethylene terephthalate, and polyethylene-2,6-naphthalene. dicarboxylate and the like.
  • the polyester-based resin may be homopolyester or copolyester. Moreover, these polyester-based resins may be used singly, or two or more of them may be used as a mixture.
  • homopolyester is preferably copolymerized with a third component.
  • the third component include, but are not limited to: diol components such as diethylene glycol, neopentyl glycol and polyalkylene glycol; and dicarboxylic acid components such as adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid.
  • polyester resins using raw materials derived from biomass resources can also be used, and although not limited to the following, for example, aliphatic resins such as polylactic acid, polybutylene succinate, and polybutylene succinate adipate Polyester-based resins, aromatic polyester-based resins such as polybutylene adipate terephthalate, and the like are included.
  • the polyamide-based resin in the thermoplastic resin of the present embodiment means a polymer compound having a --CO--NH--(amide) bond in its main chain. Examples thereof include aliphatic polyamides, aromatic polyamides, and wholly aromatic polyamides.
  • polyamide-based resin examples include, but are not limited to, polyamides obtained by ring-opening polymerization of lactams, polyamides obtained by self-condensation of ⁇ -aminocarboxylic acids, and condensation of diamines and dicarboxylic acids. and copolymers thereof. Moreover, these polyamide-based resins may be used singly or as a mixture of two or more.
  • lactams include, but are not limited to, pyrrolidone, caprolactam, undecanelactam, and dodecanelactam.
  • ⁇ -aminocarboxylic acid examples include, but are not limited to, ⁇ -amino fatty acids, which are ring-opening compounds of lactams with water. Lactams or ⁇ -aminocarboxylic acids may be condensed using two or more monomers.
  • diamine examples include, but are not limited to, linear aliphatic diamines such as hexamethylenediamine and pentamethylenediamine; 2-methylpentanediamine and 2-ethylhexamethylene; branched aliphatic diamines such as diamines; aromatic diamines such as p-phenylenediamine and m-phenylenediamine; and alicyclic diamines such as cyclohexanediamine, cyclopentanediamine and cyclooctanediamine.
  • dicarboxylic acid examples include, but are not limited to, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, pimelic acid and sebacic acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid and isophthalic acid; Alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid are included.
  • Diamines and dicarboxylic acids as monomers may be condensed either singly or in combination of two or more.
  • the polyamide-based resin of the present embodiment is not limited to the following, but for example, polyamide 4 (poly ⁇ -pyrrolidone), polyamide 6 (polycaproamide), polyamide 11 (polyundecaneamide), polyamide 12 ( polydodecanamide), polyamide 46 (polytetramethylene adipamide), polyamide 66 (polyhexamethylene adipamide), polyamide 610, polyamide 612 and other aliphatic polyamides, polyamide 6T (polyhexamethylene terephthalamide), polyamide 9T (polynonamethylene terephthalamide), semi-aromatic polyamides such as polyamide 6I (polyhexamethylene isophthalamide), and copolymerized polyamides containing these as constituents.
  • polyamide 4 poly ⁇ -pyrrolidone
  • polyamide 6 polycaproamide
  • polyamide 11 polyundecaneamide
  • polyamide 12 polydodecanamide
  • polyamide 46 polytetramethylene adipamide
  • copolymerized polyamide examples include, but are not limited to, a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene terephthalamide, a copolymer of hexamethylene adipamide and hexamethylene isophthalamide, and Copolymers of hexamethylene terephthalamide and 2-methylpentanediamine terephthalamide are included.
  • the thermoplastic resin when a polyamide resin is used as the thermoplastic resin, the thermoplastic resin contains (C) 50 to 99 parts by mass of an aliphatic polyamide and (D) 1 to 50 parts by mass of a semi-aromatic polyamide.
  • the semi-aromatic polyamide (D) contains a dicarboxylic acid unit containing at least 75 mol% of an isophthalic acid unit and a diamine unit containing at least 50 mol% of a diamine unit having 4 to 10 carbon atoms. It is preferable to contain.
  • thermoplastic resin of the present embodiment contains (C) an aliphatic polyamide and (D) a semi-aromatic polyamide within the above ranges, compared with the case where only (C) an aliphatic polyamide is included as a polyamide, continuous fiber reinforcement
  • the physical properties (strength, rigidity, high temperature properties, water absorption properties, impact properties, appearance, etc.) of resin composite materials tend to improve.
  • the total content of (C) the aliphatic polyamide and (D) the semi-aromatic polyamide is preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80% by mass, relative to 100% by mass of the thermoplastic resin. to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass.
  • Examples of (C) the aliphatic polyamide include, but are not limited to, polyamide 4, polyamide 6, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 46, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, and the like. Further, the content of (C) the aliphatic polyamide in the thermoplastic resin of the present embodiment is 50 to 99% by mass with respect to the total amount (100% by mass) of the polyamide-based resin contained in the thermoplastic resin. is preferred, more preferably 60 to 90% by mass, and still more preferably 70 to 80% by mass.
  • Examples of (D) the semi-aromatic polyamide include, but are not limited to, polyamide 6I, polyamide 9I, and polyamide 10I.
  • the total amount of the isophthalic acid unit and the diamine unit having 4 to 10 carbon atoms is preferably 80 to 100 mol%, preferably 90 to 100 mol%, based on 100 mol% of all structural units of the semiaromatic polyamide (D). It is more preferably mol %, and even more preferably 95 to 100 mol %.
  • the ratio of the monomer units constituting the (D) semi-aromatic polyamide can be measured, for example, by 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR).
  • the proportion of isophthalic acid units in dicarboxylic acid units is at least 75 mol%, preferably 85 mol% or more, and more preferably 90 mol% or more.
  • the ratio of the isophthalic acid unit in the dicarboxylic acid unit is within the above range, the high temperature properties and water absorption properties tend to be improved.
  • the ratio of diamine units having 4 to 10 carbon atoms in the diamine units is at least 50 mol%, preferably 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more. .
  • the ratio of the diamine unit having 4 to 10 carbon atoms in the diamine unit is within the above range, the high temperature characteristics and water absorption characteristics tend to be improved.
  • the content of (D) the semi-aromatic polyamide in 100% by mass of the polyamide in the thermoplastic resin is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and still more preferably 20 to 30%. % by mass.
  • the above (C) aliphatic polyamide and (D) semi-aromatic polyamide may be end-blocked with a known end-blocking agent, and (C) aliphatic polyamide and (D) semi-aromatic polyamide are combined
  • the total amount of the blocked terminals of (C) the aliphatic polyamide and (D) the semi-aromatic polyamide, expressed as the equivalent weight relative to 1 g of the polyamide, is preferably 5 to 180 ⁇ equivalents/g, and 10 to 170 ⁇ equivalents. /g, more preferably 20 to 160 ⁇ eq/g, particularly preferably 30 to 140 ⁇ eq/g, most preferably 40 to 140 ⁇ eq/g.
  • the amount of blocked terminals is the total amount of amino terminals and carboxyl terminals blocked with a blocking agent.
  • the amount of capped terminals can be measured using 1H-NMR, and specifically, it can be measured by the method described in Examples below.
  • the terminal group concentration of the aliphatic polyamide (C) is preferably 1/2 or less, more preferably 2/5 or less, of the terminal group concentration of the semi-aromatic polyamide (D).
  • C) When the terminal group concentration of the aliphatic polyamide is 1/2 or less of the terminal group concentration of the (D) semi-aromatic polyamide, physical properties (strength, rigidity, high temperature properties, water absorption properties, impact properties, appearance, etc.) tend to improve.
  • the terminal group concentration of (C) aliphatic polyamide and (D) semi-aromatic polyamide can be measured using 1H-NMR, and specifically, it can be measured by the method described in Examples below. can.
  • (C) Aliphatic polyamide and (D) semi-aromatic polyamide preferably have a tan ⁇ peak temperature difference of 45 to 100°C, more preferably 50 to 90°C, and at 60 to 90°C. It is even more preferable to have When the difference in peak temperature of tan ⁇ between (C) the aliphatic polyamide and (D) the semi-aromatic polyamide is within the above range, the high-temperature properties and water absorption properties tend to be improved.
  • the tan ⁇ peak temperature of (C) aliphatic polyamide and (D) semi-aromatic polyamide can be measured, for example, using a viscoelasticity measurement analyzer, and specifically, the method described in the examples below. can be measured by
  • the difference in viscosity between the aliphatic polyamide (C) and the semi-aromatic polyamide (D) is preferably at least 3 times, more preferably at least 4 times.
  • the viscosity of the thermoplastic resin can be determined by MFR measurement (according to ISO1133), and specifically, it can be observed by the method described in Examples below.
  • the content of the thermoplastic resin of the present embodiment is preferably 16 to 53% by mass, preferably 23 to 40% by mass, with respect to 100% by mass of the continuous fiber reinforced resin composite material, and 25 to 36% by mass. % by mass is preferred.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment may contain additives as necessary.
  • the composite material of the present embodiment includes, for example, a coloring agent, an anti-aging agent, an antioxidant, a weathering agent, a metal deactivator, a light stabilizer, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, an antibacterial/antifungal agent, and a deodorant.
  • additive such as blending agents, lubricants, antiblocking agents, dispersants, fluidity improvers and release agents may be contained.
  • the content of the additive in the present embodiment may be 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the continuous fiber-reinforced resin composite material.
  • the coloring agent examples include carbon black, nigrosine, aluminum pigment, titanium dioxide, ultramarine blue, cyanine blue, cyanine green, quinacridone, diatomaceous earth, monoazo salt, perylene, disazo, condensed azo, isoindoline, red iron oxide, nickel titanium yellow, diketone.
  • black colorants are preferred, and carbon black and nigrosine are more preferred.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment preferably has a continuous reinforcing fiber content of 90 to 525 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin, and other components (for example, a sizing agent (1 ), additives) is 0 to 2 parts by mass, and more preferably, the content of continuous reinforcing fibers is 150 to 340 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. The content is 0 to 1 part by mass.
  • the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment can be suitably used for structural material applications such as aircraft, automobiles, construction materials, and robots.
  • Car applications include, but are not limited to, chassis/frames, undercarriage, drive system parts, interior parts, exterior parts, functional parts, and other parts.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material of this embodiment can be further molded.
  • the molding method include a method in which the continuous fiber-reinforced resin composite material of the present embodiment is cut into a predetermined size, heated with an infrared heater, and hot-pressed with a press molding machine.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material in this embodiment may be used as a hybrid composite material.
  • the hybrid composite material preferably has a configuration in which a discontinuous reinforcing material is injected into the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment and integrated. More specifically, a hybrid composite material may be obtained by injection-filling a thermoplastic resin composition for hybrid into a continuous fiber-reinforced resin composite material containing continuous reinforcing fibers and a thermoplastic resin.
  • the base material used for the above-described continuous fiber reinforced resin composite material (for example, the base material made of continuous reinforced fiber, the base material made of thermoplastic resin or the continuous fiber reinforced resin A substrate made of a composite material) is set, the mold is closed, pressure is applied, and after a predetermined time, a predetermined thermoplastic resin composition for hybrid is injected and filled to mold, and the thermoplastic resin of the substrate, A hybrid composite material may be produced by joining with a predetermined thermoplastic resin composition for hybrid.
  • the timing of injection-filling the predetermined thermoplastic resin composition for hybrid is between both thermoplastic resins (between the thermoplastic resin in the continuous fiber reinforced resin composite material and the thermoplastic resin in the thermoplastic resin composition for hybrid) It greatly affects the interfacial strength of
  • the timing of injecting and filling the predetermined thermoplastic resin composition for hybrid is determined by setting the base material used for the continuous fiber reinforced resin composite material in the mold and closing the mold. It is preferably within 30 seconds after the temperature is raised to the melting point or higher or the glass transition temperature of the constituent thermoplastic resin.
  • the mold temperature at which the predetermined thermoplastic resin composition for hybrid is injected and filled is the thermoplastic resin constituting the base material used in the continuous fiber reinforced resin composite material, which is bonded to the thermoplastic resin composition for hybrid.
  • the melting point +10°C or higher or the glass transition temperature +10°C or higher of the thermoplastic resin constituting the base material used in the continuous fiber reinforced resin composite material to be joined with the hybrid thermoplastic resin composition is preferably melting point +20°C or higher or glass transition temperature +20°C or higher, and still more preferably melting point +30°C or higher or glass transition temperature +30°C or higher.
  • the joint portion between the thermoplastic resin constituting the base material used in the continuous fiber reinforced resin composite material and the hybrid thermoplastic resin composition formed by injection molding is It is preferable that the uneven structure is mixed.
  • Setting the mold temperature above the melting point of the hybrid thermoplastic resin composition to be injected and setting the resin holding pressure at the time of injection molding to a high value, for example, 1 MPa or higher are effective in increasing the interfacial strength.
  • the holding pressure is preferably 5 MPa or more, more preferably 10 MPa or more.
  • the pressure holding time is long, for example, 5 seconds or more, preferably 10 seconds or more, more preferably until the mold temperature reaches the melting point of the hybrid thermoplastic resin composition or less. is preferable from the viewpoint of increasing
  • the hybrid thermoplastic resin composition for injection molding used to produce the hybrid composite material is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin composition used for general injection molding.
  • the thermoplastic resin contained in the hybrid thermoplastic resin composition is not limited to the following, but examples thereof include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, acrylic resins, styrene resins, and polyethylene terephthalate.
  • polybutylene terephthalate polyarylate, polyphenylene ether, modified polyphenylene ether resin, wholly aromatic polyester, polyacetal, polycarbonate, polyetherimide, polyethersulfone, polyamide resin, polysulfone, polyetheretherketone, polyetherketone, etc.
  • One or a mixture of two or more thermoplastic resins may be used.
  • the hybrid thermoplastic resin composition may be a black resin composition containing a coloring agent.
  • various fillers include short fibers, long fiber materials, etc., which are discontinuous reinforcing materials of the same type as the continuous reinforcing fibers.
  • the discontinuous reinforcing material refers to fibers having a number average fiber length of 3 mm or less measured by the following measuring method.
  • continuous reinforcing fibers refer to fibers having a number average fiber length of more than 3 mm as measured by the following measuring method.
  • the sizing agent (1) preferably comprises a silane coupling agent, a lubricant and a sizing agent.
  • the silane coupling agent, lubricant, and binding agent the same ones as the binding agent (1) for the continuous reinforcing fiber can be used.
  • thermoplastic resin contained in the hybrid thermoplastic resin composition used for injection molding is similar to the thermoplastic resin of the joint surface constituting the continuous fiber reinforced resin composite material from the viewpoint of the interfacial strength with the thermoplastic resin to be joined. are preferred, and those of the same type are more preferred. Specifically, when polyamide 66 is used as the thermoplastic resin of the joint surface, polyamide 66 is preferable as the resin material of the hybrid thermoplastic resin composition for injection molding.
  • Other methods include a molding method in which the substrate used for the continuous fiber reinforced resin composite material is placed in a mold and compressed by a double belt press, and a substrate used for the installed continuous fiber reinforced resin composite material.
  • a method of setting a formwork so as to surround the four sides and pressing and molding with a double belt press machine, a compression molding machine for heating set to one or more temperatures, and a cooling set to one or more temperatures A molding method of preparing a compression molding machine for the continuous fiber reinforced resin composite material, and sequentially inserting the molds in which the base material used for the continuous fiber reinforced resin composite material is installed into the compression molding machine for molding.
  • the test piece (B1) of the continuous fiber reinforced resin composite material after recovery ) is subjected to a bending test, and the obtained bending strength or bending elastic modulus is divided by the bending strength or bending elastic modulus of the test piece (A1) of the continuous fiber reinforced resin composite material before the load test. , flexural strength recovery rate and flexural modulus recovery rate.
  • Bending strength recovery rate (%) bending strength of test piece (B1) / bending strength of test piece (A1) x 100
  • Flexural modulus recovery rate (%) flexural modulus of test piece (B1)/flexural modulus of test piece (A1) x 100
  • the continuous fiber reinforced resin molded body before the load test and after the load test is cut with a band saw, and the cut pieces are polished with a polishing machine (small precision sample preparation system IS-POLISHER ISPP-1000 (Ikegami Seiki Co., Ltd.)). Applying a polishing pressure of 416 g/cm to the surface, water resistant paper #2000 for 10 minutes, silicon carbide film grain size 9 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 5 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 3 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 1 ⁇ m.
  • a polishing machine small precision sample preparation system IS-POLISHER ISPP-1000 (Ikegami Seiki Co., Ltd.)
  • test piece (A2) and the test piece (B2) after the load test the test piece under the following conditions with a field emission scanning electron microscope (FESEM (S-4700, Hitachi High-Technologies Co., Ltd.)) Observing the polished surfaces of (A2) and (B2), there is no gap between one continuous reinforcing fiber out of 20 arbitrary continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin covering the one continuous reinforcing fiber. The number of continuous reinforcing fibers was determined.
  • FESEM field emission scanning electron microscope
  • the method for determining whether or not there is a gap between one continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin covering the one continuous reinforcing fiber is performed according to the procedure shown in FIGS. 14 and 15 described above.
  • the porosity in the peripheral outer region in the thermoplastic resin, which is one tenth of the radius (r1) of one continuous reinforcing fiber away from the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin, is 10% or less.
  • a certain case was defined as no gap between one continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin coating the one continuous reinforcing fiber.
  • the porosity (%) is measured by using the obtained field emission scanning electron microscope image, and the radius (r1) of one continuous reinforcing fiber from the interface between the continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin.
  • the black part is taken as a void, and by image analysis, the ratio of the void area to the entire area of the peripheral outer region in the resin is defined as the porosity (%).
  • the number A of the continuous reinforcing fibers having no voids at the interface between the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin is measured.
  • the conditions for calculating the recovery rate by each load test will be described in detail below.
  • test piece (A2) having a length of 150 mm, a width of 100 mm, and a wall thickness of 2 mm was cut out from the continuous fiber-reinforced resin composite material, and the cut test piece (A2) was placed in a stainless steel jig having a hole of 30 mm in diameter.
  • An impact test was performed by fixing to a fixture and allowing a steel striker with a hemispherical tip (16 mm diameter) to free-fall into the center of the specimen and impact it. After that, the test piece (A2) after the impact test was subjected to the recovery process described in each example and comparative example described later, and then the portion where the impact test was performed was cut out.
  • test piece (B2) After preparing a test piece (B2) by polishing under the above conditions with a sample preparation system IS-POLISHER ISPP-1000 (Ikegami Seiki Co., Ltd.), a field emission scanning electron microscope (FESEM (S-4700, Hitachi Co., Ltd. High Technologies)) observed the polished surface of the test piece (B2) after the impact test.
  • FESEM field emission scanning electron microscope
  • a test piece (C) of tensile impact dumbbell Type S was prepared from the continuous fiber reinforced resin composite material produced in Examples and Comparative Examples, and EHF-EB50kN-40L (RV) (Ltd. Shimadzu Corporation) conducted a first vibration fatigue test at a test temperature of 23° C., a frequency of 20 Hz, a sine waveform, and a chuck distance of 35 mm. The first vibration fatigue test was stopped when the number of fractures in the vibration fatigue test at a load stress of 250 MPa reached 10000 times, and the test piece (C) was recovered by the recovery method described in each example.
  • the maximum polishing pressure is one before the polishing pressure at which a gap is observed between one continuous reinforcing fiber and the thermoplastic resin. That is, for example, when a polishing pressure of 520 g/cm 2 is applied and voids are found, the maximum polishing pressure is 500 g/cm 2 .
  • the above polishing conditions were water-resistant paper #2000 for 10 minutes, silicon carbide film grain size 9 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 5 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 3 ⁇ m for 5 minutes, alumina film grain size 1 ⁇ m for 5 minutes, and buffing. Colloidal silica with a particle size of 0.1 ⁇ m (Vicalox 0.1CR) using paper-foamed polyurethane was performed in sequence for 5 minutes. Moreover, each polishing was performed while adding water at about 7 mL/min.
  • a test piece (E) of 50 mm ⁇ 50 mm was cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material prepared in Examples and Comparative Examples with a band saw, and an infrared heater (Infrastein H7GS-71298NGK, NGK Insulators, wavelength 3 to 7 ⁇ m) was used. It is heated to the melting temperature of the thermoplastic resin used in the examples, and the thickness change before and after heating ((thickness of continuous fiber reinforced resin composite material after heating)/(thickness of continuous fiber reinforced resin composite material before heating)) is A value of 1.2 or less was evaluated as "good", and a value of greater than 1.2 was evaluated as "bad".
  • the reason for measuring the amount of change in the thickness of the continuous fiber-reinforced resin composite material as the handleability of the continuous fiber-reinforced resin composite material at high temperatures is that continuous fiber-reinforced resin composite materials are generally manufactured by applying pressure. Therefore, residual stress remains in the continuous fiber reinforced resin composite material itself. Therefore, when the continuous fiber-reinforced resin composite material is heated, the residual stress is released, and the resin component in the continuous fiber-reinforced resin composite material expands and loses its shape, making it difficult to handle the continuous fiber-reinforced resin composite material. There is a fact.
  • maintenance of the shape of the test piece (E) was confirmed according to the following criteria.
  • a test piece (E) of 300 mm ⁇ 300 mm was cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material prepared in Examples and Comparative Examples with a band saw, and an infrared heater (Infrastein H7GS-71298NGK, NGK Insulators, wavelength 3 to 7 ⁇ m) was used. After heating to the melting temperature of the thermoplastic resin used in the examples and comparative examples + 30 ° C., the temperature was adjusted to the glass transition temperature + 100 ° C. of each resin. Placed in a box-shaped mold with an angle between the surface and the side surface of 60 degrees, applied a load of 15 MPa and pressed for 1 minute. It was judged as "good” when the angle formed by the bottom surface and the side surface of the reinforcing fiber was 45 degrees to 70 degrees, and "bad” otherwise.
  • the sizing agent (1) is composed of ⁇ -aminopropyltriethoxysilane (Tokyo Kasei Co., Ltd.) 2.0% by mass, polyethylene wax 1% by mass, non-yellowing urethane emulsion (Toyo Polymer Co., Ltd.) 2% by mass, and 10% by weight of methyl methacrylate was copolymerized and 3% by weight of a copolymer compound having a weight average molecular weight of 20,000 was prepared with deionized water.
  • Glass fiber 3 Glass fiber 2 was immersed in a 0.5% by mass aqueous solution of a coupling agent ( ⁇ -aminopropyltriethoxysilane (KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)) for 30 minutes at 110°C. and dried for 3 hours to produce glass fiber 3 (GF3) treated with only the coupling agent.
  • a coupling agent ⁇ -aminopropyltriethoxysilane (KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Glass cloth Using a rapier loom (woven width of 1 m), the glass fibers 1 to 3 were used as warp and weft to produce a continuous fiber reinforced base material.
  • the woven form of the obtained glass cloth was (plain weave, weave density: 6.5 threads/25 mm, basis weight: 640 g/m 2 ).
  • Glass cloth 1 (or GC1) is a glass cloth made using glass fiber 1 (GF1)
  • glass cloth 2 (or GC2) is a glass cloth made using glass fiber 2 (GF2)
  • glass fiber 3 (GF3) was used as glass cloth 3 (or GC3).
  • Resin 2 Polyamide 6I
  • the polymerization reaction of polyamide was carried out as follows by the "hot melt polymerization method". 1,500 g of an equimolar salt of isophthalic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and hexamethylenediamine, and 4.0 mol % of isophthalic acid relative to the total equimolar salt component were dissolved in 1,500 g of distilled water. While stirring at a temperature of 110° C. or higher and 140° C. or lower, the solution was concentrated by removing steam gradually until the solution concentration reached 65% by mass. After that, the internal temperature was raised to 230°C. At this time, the autoclave was pressurized to 1.9 MPa.
  • a mixed solution (4) was prepared by dissolving 1500 g of ⁇ -caprolactam and 15 g of hexamethylenediamine in 1875 g of distilled water.
  • the mixed solution (4) was sealed in an autoclave equipped with a pressure regulating valve and a stirring blade, and after nitrogen substitution, the internal pressure of the autoclave was increased to 0.05 MPa with nitrogen, and the temperature was 110 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. While stirring the mixed solution (4), water vapor was gradually removed to concentrate the mixed solution (4) to a solution concentration of 65% by mass. After that, the internal temperature of the autoclave was raised to 230°C.
  • the autoclave was pressurized to 1.8 MPa.
  • the mixture was allowed to react for 1 hour while the pressure was maintained at 1.8 MPa by gradually removing water vapor until the internal temperature reached 235°C.
  • the pressure was then reduced over 1.5 hours.
  • the inside of the autoclave was maintained under a reduced pressure of 650 torr for 13 minutes.
  • the final internal temperature of the polymerization was 265°C.
  • it was pressurized with nitrogen to form a strand from the lower spinneret (nozzle), water-cooled, cut, discharged in pellet form, and dried at 100° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere to obtain resin 4 (polyamide 6).
  • a mixed solution (5) was prepared by dissolving 1500 g of an equimolar salt of terephthalic acid and 1,9 nonanediamine in 1500 g of distilled water. While stirring the mixed solution (5) at a temperature of 110° C. or higher and 140° C. or lower, the mixed solution (5) was concentrated by gradually removing water vapor until the solution concentration reached 65% by mass. After that, the internal temperature was raised to 260°C. At this time, the autoclave was pressurized to 2.1 MPa. The mixture was allowed to react for 1.8 hours as it was until the internal temperature reached 265° C.
  • thermoplastic resin film Each thermoplastic resin film was obtained by molding the resins 1 to 7 using a T-die extrusion molding machine (manufactured by Soken Co., Ltd.). The thickness of each thermoplastic resin film was 200 ⁇ m.
  • thermoplastic resin film 1 was obtained by the method described above. Next, 5 sheets of glass cloth 1 (GC1) and 6 sheets of thermoplastic resin film 1 are prepared, and the glass cloth 1 and the thermoplastic resin film 1 are alternately stacked so that the thermoplastic resin film 1 is on the surface, Molding was carried out under the following molding conditions to obtain a continuous fiber reinforced resin composite material (1). At this time, the proportion of the charged volume of the thermoplastic resin was 50%.
  • the molding conditions used in Example 1 are as follows. The molding machine used for the molding was a continuous compression molding machine.
  • a laminate obtained by stacking the glass cloth 1 and the thermoplastic resin film 1 as described above is installed in a molding machine, the temperature of the heating zone in the continuous compression molding machine is adjusted to 330 ° C., and the temperature of the cooling zone is adjusted by water cooling, Compression molding was performed at a pressure of 3 MPa and a belt speed of 0.5 m/min to produce a continuous fiber reinforced resin composite material (1). After that, the obtained continuous fiber reinforced resin composite material (1) was subjected to a load test under the conditions shown in Table 1 and the following recovery step (1), and the bending strength recovery rate and bending elastic modulus described above were obtained.
  • Recovery rate recovery rate of continuous fiber reinforced resin composite material, recovery rate by bending test, recovery rate by impact test, long-term property recovery rate, interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material, and high temperature of continuous fiber reinforced resin composite material was evaluated for its handleability. Table 1 shows the results.
  • the recovery step (1) in Example 1 is as follows. Recovery process (1): Place the test piece after the load test in a mold with a spigot structure, use a hydraulic molding machine (Shoji Co., Ltd.) with a maximum mold clamping force of 50 tons, and raise the temperature inside the molding machine to 150 ° C. After heating, the mold was clamped with a mold clamping force of 5 MPa, and hot pressing was performed for 15 minutes.
  • a hydraulic molding machine Shaoji Co., Ltd.
  • Example 2 A continuous fiber reinforced resin composite material (2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovery step was changed to the following recovery step (2), and the items shown in Table 1 were evaluated in the same manner as in Example 1. rice field.
  • Recovery step (2) The test piece after the load test was placed in a constant temperature water bath set at 80°C for 1 hour. After being removed from the constant temperature water bath, it was dried in a vacuum dryer set at 80° C. to obtain a recovered test piece. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (2).
  • GC2 glass cloth 2
  • GC3 glass cloth 3
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (2 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (2 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 3 A continuous fiber reinforced resin composite material (3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovery step was changed to the following recovery step (3), and the items shown in Table 1 were evaluated in the same manner as in Example 1. gone.
  • Recovery step (3) After the load test, the test piece was placed in a hot air circulation dryer set at 150°C for 15 minutes, and then the recovered test piece was taken out. Further, as in Example 1, glass cloth 2 (GF2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (3).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (3 (GF2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (3 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 4 A continuous fiber reinforced resin composite material (4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that Resin 2 was used as the thermoplastic resin, and the recovery step (1) was performed. The items shown were evaluated. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (4). A continuous fiber reinforced resin composite material (4 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (4 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used. The interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 5 A continuous fiber reinforced resin composite material (5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that Resin 3 was used as the thermoplastic resin and the recovery step (4) was changed to the following. The items shown in 1 were evaluated.
  • Recovery step (4) Recovery step (4) was carried out in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was 110°C. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (5).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (5 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (5 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 6 A continuous fiber reinforced resin composite material (6) was obtained in the same manner as in Example 2 except that Resin 4 was used as the thermoplastic resin, and the recovery step (2) was performed. The items shown were evaluated. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (6). A continuous fiber reinforced resin composite material (6 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (6 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used. The interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 7 A continuous fiber reinforced resin composite material (7) was obtained in the same manner as in Example 3 except that Resin 5 was used as the thermoplastic resin and the following recovery step (5) was changed. The items shown in 1 were evaluated.
  • Recovery step (5) Recovery step (5) was carried out in the same manner as in Example 3, except that the heating temperature was 160°C. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (7).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (7 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (7 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 8 A continuous fiber reinforced resin composite material (8) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovery step was changed to the following recovery step (6), and the items shown in Table 1 were evaluated in the same manner as in Example 1. rice field.
  • Recovery step (6) Recovery step (6) was carried out in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was 265°C. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (8).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (8 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (8 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 9 A continuous fiber reinforced resin composite material (9) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovery step was performed as follows, and the recovery step (7) was performed. Items were evaluated.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (9 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (9 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 10 A continuous fiber reinforced resin composite material (10) was obtained in the same manner as in Example 5 except that the recovery step was performed as follows, and the recovery step (8) was performed. Items were evaluated.
  • Recovery step (8) was carried out in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was 110°C. Further, as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (10).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (10 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (10 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 11 A continuous fiber reinforced resin composite material (11) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the recovery step was performed as follows, and the recovery step (9) was performed. Items were evaluated.
  • Recovery step (9) Recovery step (9) was carried out in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was 80°C. Further, as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (11).
  • a continuous fiber-reinforced resin composite material (11 (GC2)) and a continuous fiber-reinforced resin composite material (11 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Example 1 A commercially available prepreg (“Tepex dynalite 101” manufactured by Bond Laminate) in which glass cloth is impregnated with polyamide 66 is used as the continuous fiber reinforced resin composite material (c1), and the recovery step (1) is performed in the same manner as in Example 1. Then, the items shown in Table 1 were evaluated. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (c1). A continuous fiber reinforced resin composite material (c1 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (c1 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used. The interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (c2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that Resin 6 was used as the thermoplastic resin, the recovery step (1) was performed, and the items shown in Table 1 were evaluated. rice field. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (c2). A continuous fiber reinforced resin composite material (c2 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (c2 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used. The interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (c3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that Resin 7 was used as the thermoplastic resin, the recovery step (1) was performed, and the items shown in Table 1 were evaluated. rice field. Further, in the same manner as in Example 1, glass cloth 2 (GC2) or glass cloth 3 (GC3) was used instead of glass cloth 1 (GC1) used in the production of the continuous fiber reinforced resin composite material (c3).
  • a continuous fiber reinforced resin composite material (c3 (GC2)) and a continuous fiber reinforced resin composite material (c3 (GC3)) were also produced in the same manner as in Example 1 except that GF2 or GF3 was used.
  • the interfacial abrasion strength was measured according to the procedure described in the above section [Interfacial abrasion strength of continuous fiber reinforced resin composite material]. Table 1 shows the results.
  • Examples 1 to 11 had a recovery rate of 50% or more, and exhibited very high bending recovery properties, impact recovery properties, and long-term property recovery properties.
  • the learning ratio calculator 13 determines a plurality of sections CL based on the hammering sound data in the distribution.
  • the learning ratio calculation unit 13 may determine a plurality of temporary divisions by non-hierarchical clustering or the like. In such a configuration, the learning ratio calculation unit 13 divides each of the regions indicating the plurality of provisional divisions in the graph showing the distribution of the hammering sound data, in which each axis represents a plurality of characteristic values included in the hammering sound data. Corresponding partitions within the largest included rectangle may be determined as a plurality of partitions CL.
  • the inspection apparatus 2 can reduce the processing load for determining which of the plurality of sections CL contains the hammering sound data of the unknown material. Therefore, the inspection device 2 can reduce the processing load for inspecting unknown materials.
  • the testing model learning device 1 may further include an output unit.
  • the output unit outputs the model learned by the model learning unit 14 to a plurality of other computers via a communication network, and the model is generated by a blockchain configured by the plurality of other computers. may be managed.
  • the inspection device 2 can perform inspection as described above using the model managed by the blockchain.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a computer 101 functioning as the testing model learning device 1 and the testing device 2, respectively.
  • the computer 101 may be a general-purpose computer, a dedicated computer, a workstation, a PC (Personal Computer), an electronic notepad, or the like.
  • Program instructions may be program code, code segments, etc. for performing the required tasks.
  • the destruction state input unit 31 and the recovery condition determination unit 32 of the recovery control device 3 can be realized by the computer 101.
  • a program for functioning as the destruction state input unit 31 and the recovery condition determination unit 32 of the recovery control device 3 may be provided.
  • the program may be stored in a storage medium or provided through a network.
  • a computer functioning as the destruction state input unit 31 and the recovery condition determination unit 32 of the recovery control device 3 may also be configured in the same manner as the computer 101 shown in FIG.
  • computer 101 includes processor 110, ROM 120, RAM 130, storage 140, input interface (I/F) 150, output interface (I/F) 160, and communication interface (I/F) 160. F) 170; Each component is communicatively connected to each other via a bus 180 .
  • the processor 110 is specifically a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), DSP (Digital Signal Processor), SoC (System on a Chip), etc. may be configured by a plurality of processors of
  • the processor 110 controls each component and executes various arithmetic processes. That is, processor 110 reads a program from ROM 120 or storage 140 and executes the program using RAM 130 as a work area. The processor 110 performs control of each configuration and various arithmetic processing according to programs stored in the ROM 120 or the storage 140 . In the above-described embodiment, the ROM 120 or storage 140 stores the program according to the present disclosure.
  • the program may be stored in a storage medium readable by the computer 101. By using such a storage medium, it is possible to install the program in the computer 101 .
  • the storage medium storing the program may be a non-transitory storage medium.
  • the non-temporary storage medium is not particularly limited, but may be, for example, a CD-ROM, a DVD-ROM, a USB (Universal Serial Bus) memory, or the like.
  • this program may be downloaded from an external device via a network.
  • the ROM 120 stores various programs and various data.
  • RAM 130 temporarily stores programs or data as a work area.
  • the storage 140 is configured by an HDD or SSD and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input interface 150 includes one or more input interfaces that receive user's input operations and acquire information based on the user's operations.
  • input interface 150 may be, but is not limited to, a pointing device, keyboard, mouse, and the like.
  • the output interface 160 is a display that outputs information as video, but is not limited to this. Note that the output interface 160 also functions as the input interface 150 in the case of a touch panel type display.
  • a communication interface (I/F) 170 is an interface for communicating with an external device.
  • (Appendix 1) an input interface for receiving input of known material data indicating a distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values relating to a hammering sound obtained by striking a known material having a known fracture state, and the fracture state of the known material; , a controller; The controller is determining a plurality of divisions dividing the distribution based on the known material data, calculating a learning ratio, which is a ratio at which the hammering sound data corresponding to the fracture state is included in each of the plurality of divisions; learning a model that outputs a fracture state of an unknown material whose fracture state is unknown based on the learning ratio; Model learning device for inspection. (Appendix 2) 2.
  • the checking model learning device determines the plurality of partitions by non-hierarchical clustering.
  • Appendix 3 The testing model learning device according to additional item 1 or 2, wherein the plurality of characteristic values are amplitude and duration.
  • Appendix 4 The inspection model learning device according to any one of additional items 1 to 3, wherein the plurality of characteristic values related to the hitting sound are obtained by acoustic emission.
  • Appendix 5 Learned using known material data indicating the distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values related to the hammering sound obtained by striking a known material whose fracture state is known, and the fracture state of the known material.
  • An inspection device that performs inspection using a model that outputs a fracture state of an unknown material whose fracture state is unknown, based on learning ratios that are ratios of hammering sound data included in each of a plurality of sections in the distribution.
  • an input interface for receiving input of unknown material data indicating a distribution of hit sound data indicating the plurality of characteristic values relating to the hit sound obtained by hitting the unknown material; a controller; The controller is calculating a determination ratio, which is a ratio of the hit sound data whose distribution is indicated by the unknown material data, to each of the plurality of categories;
  • An inspection apparatus for inputting the judgment ratio into the model and outputting the fracture state of the unknown material based on the judgment ratio.
  • (Appendix 6) The controller controls, in the hitting sound data, a determination ratio included in one of the plurality of categories, and a determination ratio included in another category different from the one category in the hitting sound data. 6.
  • (Appendix 7) 7.
  • (Appendix 8) 8.
  • the inspection apparatus according to any one of additional items 5 to 8, wherein the plurality of characteristic values related to the hitting sound are obtained by acoustic emission.
  • Appendix 10 a step of receiving input of known material data indicating a distribution of hammering sound data including a plurality of characteristic values relating to a hammering sound obtained by striking a known material having a known fracture state, and the fracture state of the known material; a step of determining a plurality of divisions dividing the distribution based on the known material data, and calculating a learning ratio, which is a ratio of the hammering sound data corresponding to the fracture state being included in each of the plurality of divisions; learning a model that outputs a fracture state of an unknown material whose fracture state is unknown based on the learning ratio; A model learning method for checking including.
  • (Appendix 14) A non-temporary storage medium storing a computer-executable program, the non-temporary storage storing a program that causes the computer to function as the testing model learning device according to any one of appendices 1 to 4. medium.
  • (Appendix 15) A non-temporary storage medium storing a program executable by a computer, the non-temporary storage medium storing a program for causing the computer to function as the inspection apparatus according to any one of additional items 5 to 9.
  • B is a scanning electron microscope of a test piece (b) cut out from the continuous fiber reinforced resin composite material after recovery, in which the continuous fiber reinforced resin composite material was subjected to a load test and a recovery process after the load test. Any 20 points are measured so that the image (4000 to 4500 times magnification) contains the cross section of the continuous reinforcing fiber in the continuous fiber reinforced resin composite material after the recovery, and the continuous reinforcing fiber present in the image is measured.
  • a continuous fiber reinforced resin composite material characterized in that the recovery rate (%) represented by is within the range of 50 to 100%.
  • the continuous fiber reinforcement after the load test is performed in a temperature range from the glass transition temperature of the thermoplastic resin in the continuous fiber reinforced resin composite material to the glass transition temperature + 150 ° C. or less. 18.
  • the recovery step in the formula (1) includes heating the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test at a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin and lower than the melting point of the thermoplastic resin. 19.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test has a water absorption rate of at least 0.3% by mass.
  • the continuous fiber reinforcement according to any one of additional items 17 to 20, wherein the recovery step in the formula (1) includes heating the continuous fiber reinforced resin composite material after the load test under pressure. Resin composite.
  • Appendix 24 A method for producing a continuous fiber reinforced resin composite material containing a sizing agent (1) containing a coupling agent, continuous reinforcing fibers and a thermoplastic resin, and obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin There is The interface polishing strength of the continuous fiber-reinforced resin composite material is the interface of the continuous fiber-reinforced resin composite material obtained by laminating the continuous reinforcing fibers and the thermoplastic resin when the surface-treated portion with the sizing agent (1) is removed. 23. The method for producing a continuous fiber-reinforced resin composite material according to any one of additional items 17 to 22, wherein the polishing strength is at least twice the polishing strength.
  • the continuous fiber reinforced resin composite material of the present embodiment can be used as a recoverable reinforcing material for materials that break due to fatigue, impact, etc., such as structural parts of various machines and automobiles, and also as a composite material of a thermoplastic resin composition. can be used industrially as

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

製造された材料の破壊状態を高い精度で検査することができる 検査用モデル学習装置1は、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける既知材料データ入力部11と、既知材料データに基づいて、分布を分ける複数の区分を決定し、破壊状態に対応する打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出する学習用比率算出部13と、学習用比率に基づいて、破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するモデル学習部14と、を備える。

Description

検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法
 本開示は、検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法に関する。
 従来、樹脂組成物を製造する製造条件情報に基づいて、該樹脂組成物の物性情報を推測することが知られている。例えば、特許文献1には、樹脂組成物を製造する製造条件情報から、該樹脂組成物の物性情報を推測するための学習モデルを生成し、製造条件情報を該学習モデルへ入力して、物性情報を出力させることが記載されている。
特開2020-163783号公報
 しかしながら、特許文献1に記載された技術は、実際に製造された材料に対して検査を行っておらず、製造された材料の破壊状態を高い精度で検査することが望まれている。
 かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、製造された材料の破壊状態を高い精度で検査することができる検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法を提供することにある。
 本発明者らは、上記の問題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、製造された材料の破壊状態を高い精度で検査することができる、検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明の実施形態は以下のとおりである。
[1]
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける既知材料データ入力部と、
 前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出する学習用比率算出部と、
 前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するモデル学習部と、
を備える検査用モデル学習装置。
[2]
 前記学習用比率算出部は、非階層的クラスタリングによって前記複数の区分を決定する、[1]に記載の検査用モデル学習装置。
[3]
 前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、[1]又は[2]に記載の検査用モデル学習装置。
[4]
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、[1]から[3]のいずれか一項に記載の検査用モデル学習装置。
[5]
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習した、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置であって、
 前記未知材料を叩いて得られた打音に関する前記複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける未知材料データ入力部と、
 前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出する判定用比率算出部と、
 前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させる判定部と、
を備える検査装置。
[6]
 前記判定部は、前記打音データにおける、前記複数の区分のうちの一の区分に含まれる判定用比率と、前記打音データにおける、該一の区分とは異なる他の区分に含まれる判定用比率とに基づいて、前記モデルに前記破壊状態を出力させる、[5]に記載の検査装置。
[7]
 前記複数の区分は、非階層的クラスタリングによって、前記打音データの分布を分けることによって決定されている、[5]又は[6]に記載の検査装置。
[8]
 前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、[5]から[7]のいずれか一項に記載の検査装置。
[9]
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、[5]から[8]のいずれか一項に記載の検査装置。
[10]
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付けるステップと、
 前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出するステップと、
 前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するステップと、
を含む検査用モデル学習方法。
[11]
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、[10]に記載の検査用モデル学習方法。
[12]
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習された、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置が実行する検査方法であって、
 前記未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付けるステップと、
 前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出するステップと、
 前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させるステップと、
を含む検査方法。
[13]
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、[12]に記載の検査方法。
[14]
 コンピュータを、[1]から[4]のいずれか一項に記載の検査用モデル学習装置として機能させるためのプログラム。
[15]
 コンピュータを、[5]から[9]のいずれか一項に記載の検査装置として機能させるためのプログラム。
[16]
 [12]又は[13]に記載の検査方法を用いて判定された前記未知材料の前記破壊状態を示すデータの入力を受け付けるステップと、
 前記破壊状態に基づいて、前記未知材料の界面を回復させるための回復条件を判定するステップと、
 前記回復条件により前記未知材料の界面を回復させるステップと、
を含む、未知材料の回復方法。
[17]
 [12]又は[13]に記載の検査方法で測定可能な、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む連続繊維強化樹脂複合材料であって、
 以下の式(1):
 回復率(%)=(B/A)×100         式(1)
(上記式(1)中、Aは、前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(a)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記連続強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数であり、
 Bは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に負荷試験と前記負荷試験後の回復工程とを施した、回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料中の連続強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数である。)
 で表される回復率(%)が50~100%の範囲内であることを特徴とする連続繊維強化樹脂複合材料。
[18]
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記連続繊維強化樹脂複合材料中の前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記ガラス転移温度+150℃以下の温度範囲で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する工程である、[17]に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
[19]
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、[17]又は[18]に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
[20]
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率を少なくとも0.3質量%の範囲にした状態で、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、[17]から[19]のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
[21]
 前記式(1)中の前記回復工程は、加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、[17]から[20]のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
[22]
 前記式(1)中の前記回復工程は、無加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、[17]から[20]のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
[23]
 カップリング剤を含有する集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記カップリング剤のみにより表面処理した連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍であることを特徴とする、[17]から[22]のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
[24]
 カップリング剤を含有する集束剤(1)、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有し、かつ前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂とを積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)による表面処理部を除去した場合の連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることを特徴とする、[17]から[22]のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
 本開示に係る検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法によれば、製造された未知材料の破壊状態を高い精度で検査することができる。
本実施形態に係る検査用モデル学習装置の概略図である。 打音検査の一例を示す図である。 図1に示す既知材料データ入力部によって入力が受け付けられた2つの既知材料データの一例を示す図である。 図3に示す2つの既知材料データより多い複数の既知材料データの一例を示す図である。 学習用比率の一例を示す図である。 学習用比率の分布の一例を示す図である。 図1に示す検査用モデル学習装置における動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る検査装置の概略図である。 図6に示す学習用比率の分布に、未知材料における打音データの判定用比率を追加した図である。 図8に示す検査装置における動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る回復制御装置の概略図である。 図11に示す検査用モデル学習装置における動作の一例を示すフローチャートである。 アルゴリズムに応じたモデルの評価精度を示す図である。 回復工程後の連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000倍)を用いて、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との間の空隙率を算出する方法を示す概略図である。 図14の一部を切り出した概略図であり、より詳細には、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面の形状の相似図を描いた点線と、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂の界面の形状を描いた実線との間の領域を切り出した概略図である。 検査用モデル学習装置及び検査装置のハードウェアブロック図である。
 <検査用モデル学習装置の構成>
 図1から図6を参照して本実施形態の検査用モデル学習装置1の構成について説明する。
 図1に示すように、本実施形態に係る検査用モデル学習装置1は、既知材料データ入力部11と、既知材料データ記憶部12と、学習用比率算出部13と、モデル学習部14と、モデル記憶部15とを備える。
 既知材料データ入力部11は、入力インターフェースによって構成されてよい。入力インターフェースは、情報の入力を受け付けるインターフェースであって、ポインティングデバイス、キーボード、マウス等とすることができる。また、入力インターフェースは、通信インターフェースによって受信された情報の入力を受け付けるインターフェースであってもよい。通信インターフェースには、例えば、イーサネット(登録商標)、FDDI(Fiber Distributed Data Interface)、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられてもよい。既知材料データ記憶部12及びモデル記憶部15はメモリによって構成されてよい。メモリは、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、ROM(Read-Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等によって構成されてもよい。学習用比率算出部13及びモデル学習部14は、制御部(コントローラ)を構成することができる。制御部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の専用のハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサによって構成されてもよいし、双方を含んで構成されてもよい。
 既知材料データ入力部11は、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける。破壊状態とは、材料の破壊に関する状態であって、材料における、「非破壊(正常)」、「繊維破断」、「未含浸」、及び「界面破壊」それぞれの状態を含む。なお、「未含浸」の状態とは、材料が成形されるにあたって要した時間が短かったことによって、材料を形成する樹脂が強化繊維内に十分に入り込んでいない状態である。また、破壊状態が未知である材料を「未知材料」といい、既知材料及び未知材料を区別せずに単に「材料」ということがある。
 打音データは、打音検査において、材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含むデータである。材料は、例えば、連続繊維強化樹脂複合材料、樹脂材料、コム状材料、金属材料、コンクリート材料、木材、紙材料、繊維材料、ガラス、有機天然材料、セラミックス、及びこれらを組み合わせた材料とすることができる。なかでも、連続繊維強化樹脂複合材料及び樹脂材料は破壊が複雑であるため本検査手法に好適に用いられる。連続繊維強化樹脂複合材料は、ガラス繊維の織物等に熱可塑性樹脂を含浸させて固めた成形材料であってよい。また、連続繊維強化樹脂複合材料は、一方向材であってもよいし、ランダム繊維、炭素繊維、熱硬化樹脂、短繊維等を用いた材料であってもよい。
 打音検査では、例えば、図2に示すように、ペンPNによって叩かれた材料MTからAE(アコースティックエミッション(Acoustic Emission))波等の振動及び音波が発せられ、材料MTの表面に設けられたAEセンサが、当該振動及び当該音波の複数の特性値を検出する。振動及び音波としては、音、AE、超音波等があげられる。このなかでもAEは、測定環境の影響を受けづらく、高精度な破壊状態の検査を可能にすることから好ましい。図2に示す例では、材料MTはペンPNによって叩かれるが、これに限られず、例えば、金属棒、ハンマー等の道具によって叩かれてもよい。AEセンサは、材料MTにおける、検査の対象となる部分に近接して設置されることが好ましい。また、検査の対象となる部分の表面は滑らかであることが好ましい。そのため、事前にグリース等を塗ることによって、表面が疑似的に平滑にされてもよい。また、材料MTにおける、AEセンサが配置されている側とは反対側が叩かれることが好ましい。
 複数の特性値は、振幅(dB)、持続期間(μs)、周波数(Hz)、音エネルギー(W/m)等のうち2つ以上とすることができる。なお、複数の特性値は、振幅及び持続期間であってもよく、このような構成において、モデル学習部14によって学習されたモデルにより、検査装置2は、より高い精度で未知材料の破壊状態を検査することができる。以降においては、複数の特性値が振幅及び持続期間である例について詳細に説明する。
 図3に示す例では、破壊状態が「非破壊」である一の既知材料を叩いて得られた振幅及び持続期間を含む打音データ(図3の丸印)と、破壊状態が「界面破壊」である一の既知材料を叩いて得られた振幅及び持続期間を含む打音データ(図3の四角印)とが示されている。
 このような例において、既知材料データ入力部11は、破壊状態が「非破壊」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「非破壊」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付ける。同様にして、既知材料データ入力部11は、破壊状態が「界面破壊」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「界面破壊」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付ける。
 なお、図3には、破壊状態が「非破壊」である一の既知材料についての打音データと、破壊状態が「界面破壊」である一の既知材料についての打音データとが示されているが、既知材料データ入力部11は、破壊状態が「非破壊」である複数の既知材料それぞれについての既知材料データと、破壊状態が「界面破壊」である複数の既知材料それぞれについての既知材料データとの入力を受け付ける。
 また、既知材料データ入力部11は、破壊状態が「繊維破断」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「繊維破断」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付けてもよい。既知材料データ入力部11は、破壊状態が「未含浸」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「未含浸」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付けてもよい。
 既知材料データ記憶部12は、既知材料データ入力部11によって入力が受け付けられた、既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態を示す破壊状態と、を含む既知材料データを記憶する。
 図3に示す例では、既知材料データ記憶部12は、破壊状態が「非破壊」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「非破壊」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データを記憶する。同様にして、既知材料データ記憶部12は、破壊状態が「界面破壊」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「界面破壊」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データを記憶する。なお、図3には、破壊状態が「非破壊」である一の既知材料についての打音データと、破壊状態が「界面破壊」である一の既知材料についての打音データとが示されているが、既知材料データ入力部11は、破壊状態が「非破壊」である複数の既知材料それぞれについての既知材料データと、破壊状態が「界面破壊」である複数の既知材料それぞれについての既知材料データとを記憶する。
 また、既知材料データ入力部11が、破壊状態が「繊維破断」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「繊維破断」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付ける構成において、既知材料データ記憶部12は、該既知材料データを記憶してもよい。既知材料データ入力部11が、破壊状態が「未含浸」である既知材料を叩いて得られた打音の振幅及び持続期間を含む打音データの分布と、当該既知材料の破壊状態が「未含浸」であることを示す破壊状態と、を含む既知材料データの入力を受け付ける構成において、既知材料データ記憶部12は、該既知材料データを記憶してもよい。
 学習用比率算出部13は、既知材料データに基づいて、打音データの分布を分ける複数の区分を決定し、破壊状態に対応する打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率Raを算出する。
 具体的には、まず、学習用比率算出部13は、破壊状態が「非破壊」である既知材料データに含まれる複数の既知材料それぞれについての打音データと、破壊状態が「界面破壊」である既知材料データに含まれる複数の既知材料それぞれについての打音データとの分布を分ける複数の区分を決定する。例えば、学習用比率算出部13は、非階層的クラスタリングによって複数の区分を決定してもよい。具体的には、学習用比率算出部13は、K-means法によって、打音データの分布を分ける複数の区分を決定してもよい。
 図4には、破壊状態が「非破壊」である既知材料データに含まれる複数の既知材料それぞれについての打音データと、破壊状態が「界面破壊」である既知材料データに含まれる複数の既知材料それぞれについての打音データとの分布が示されている。図4の例では、学習用比率算出部13は、K-means法によって、区分CL1~区分CL6の6つの区分CLを決定する。
 次に、学習用比率算出部13は、既知材料ごとに、打音データが各区分に含まれる比率を算出する。図5には、既知材料を一意に識別する識別子(ID:Identification)に対応して、打音データ数と、区分CL1~区分CL6の6つの区分CLそれぞれに打音データが含まれている学習用比率Raとが示されている。
 図5の例では、学習用比率算出部13は、ID「1」で識別される既知材料について、区分CL1に含まれている打音データの学習用比率Ra1が0%であり、区分CL2に含まれている打音データの学習用比率Ra2が約3.88%であり、区分CL3に含まれている打音データの学習用比率Ra3が約0.72%であり、区分CL4に含まれている打音データの学習用比率Ra4が約14.08%であり、区分CL5に含まれている打音データの学習用比率Ra5が約0.86%であり、区分CL6に含まれている打音データの学習用比率Ra6が約78.06%であると算出している。
 モデル学習部14は、学習用比率に基づいて、未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習する。モデル学習部14は、Random forest、MLP(Multilayer perceptron)、Logistic regression、SVM(Support Vector Machine)、kNN(K-Nearest Neighbor Algorithm)等のアルゴリズムを用いてモデルを学習することができる。
 具体的には、モデル学習部14は、学習用比率算出部13によって決定された複数の区分のうち2つの区分CLの学習用比率Raにおける、既知材料の分布に基づいて、破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習する。図6には、図5に示す学習用比率Ra4を横軸とし、学習用比率Ra6を縦軸とした、既知材料の打音データの分布が示されている。一例として、図5に示すID「2」に対応する既知材料の学習用比率Ra4は、約12.77%であり、該既知材料の学習用比率Ra6は、約72.19%である。このため、図6において、学習用比率Ra4が約12.77%であり、学習用比率Ra6が約72.19%である位置に、ID「2」に対応する既知材料の破壊状態が「界面破壊」であることを示す三角印N2がプロットされている。同様にして、図6においては、他の既知材料についても、学習用比率Ra4及びRa6に基づいて、既知材料の破壊状態が「界面破壊」であることを示す三角印、及び既知材料の破壊状態が「非破壊」であることを示す丸印がプロットされている。
 このように、モデル学習部14は、既知材料それぞれについての、区分CLi(i=1~M(Mは区分CLの数))に含まれる打音データの学習用比率Raiと、区分CLj(j=1~M、ただし、j≠i)に含まれる打音データの学習用比率Rajを記憶する。そして、モデル学習部14が、複数の区分それぞれに対応する学習用比率Rai(i=1~M、Mは区分CLの数)及び学習用比率Raj(j=1~M、ただし、j≠i)の範囲に対応する破壊状態を記憶する。これにより、学習用比率Rai及びRajに応じて破壊状態を出力することができるモデルが学習される。
 図6に示す例では、学習用比率Ra4及びRa6における範囲Rg1には、破壊状態が「界面破壊」である既知材料が、破壊状態が「非破壊」である既知材料より多く分布している。また、学習用比率Ra4及びRa6における範囲Rg2には、破壊状態が「非破壊」である既知材料が、破壊状態が「界面破壊」である既知材料より多く分布している。
 なお、図6に示す例では、i=4であり、j=6であるが、モデル学習部14は、全ての区分CLi及び区分CLjの組み合わせに対してモデルを学習する。このような構成において、モデルは、全ての区分CLi及び区分CLjの組み合わせごとに破壊状態を出力することができる。
 また、上述においては、破壊状態が「非破壊」及び「界面破壊」である例を説明したが、モデル学習部14は、破壊状態が「繊維破断」及び「未含浸」である既知材料をさらに用いて、同様に、モデルを学習してもよい。このような構成において、モデルは、全ての区分CLi及び区分CLjの組み合わせごとに、「非破壊」、「界面破壊」、「繊維破断」、及び「未含浸」から破壊状態を出力することができる。また、モデルは、材料の破壊状態に対応して、該材料の交換要否を出力してもよいし、材料の破壊状態に対応して、該材料の修復条件を出力してよい。
 さらに、モデル学習部14は、教師データを学習する際に、実際の教師データの破壊状態に最も近づくように、区分の組み合わせに対応して重要度を設定してもよい。具体的には、モデル学習部14は、既知材料データの破壊状態を最も高い精度で出力させるように、該既知材料データについて決定された区分の組み合わせごとに、追って詳細に説明する破壊状態候補の重要度を設定する。
 モデル記憶部15は、モデル学習部14によって学習されたモデルを記憶する。
 <検査用モデル学習装置の動作>
 ここで、本実施形態に係る検査用モデル学習装置1の動作について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係る検査用モデル学習装置1の動作の一例を示すフローチャートである。図7を参照して説明する検査用モデル学習装置1における動作は本実施形態に係る検査用モデル学習装置1の検査用モデル学習方法の一例に相当する。
 ステップS11において、既知材料データ入力部11が、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける。
 ステップS12において、学習用比率算出部13が、既知材料データに基づいて、打音データの分布を分ける複数の区分CLを決定する。
 ステップS13において、学習用比率算出部13が、破壊状態に対応する打音データが複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である学習用比率Raを算出する。
 ステップS14において、モデル学習部14が、学習用比率Raに基づいて、破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習する。
 <検査装置の構成>
 図8及び図9を参照して本実施形態の検査装置2の構成について説明する。検査装置2は、検査用モデル学習装置1と一体として構成されていてもよいし、別体として構成されていてもよい。
 本実施形態に係る検査装置2は、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習した、打音データが分布における複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である学習用比率Raに基づいて、未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う。検査装置2は、例えば、車等の製品に搭載されている材料を検査することが可能な、持ち運び可能な装置として構成することができる。図8に示すように、検査装置2は、未知材料データ入力部21と、判定用比率算出部22と、判定部23と、出力部24と、モデル記憶部15とを備える。また、検査装置2は、検査用モデル学習装置1の既知材料データ入力部11、既知材料データ記憶部12、学習用比率算出部13、及びモデル学習部14のいずれか1つ以上をさらに備えてもよい。
 未知材料データ入力部21は、入力インターフェースによって構成されてよい。判定用比率算出部22及び判定部23は、制御部を構成することができる。出力部24は、出力インターフェースによって構成されてよい。出力インターフェースは、情報を出力するインターフェースであって、例えば、ディスプレイとすることができる。出力インターフェースは、他の装置に情報を出力するための通信インターフェースとすることもできる。
 モデル記憶部15は、上述した検査用モデル学習装置1より取得されたモデルを記憶している。すなわち、検査装置2が備えるモデル記憶部15は、検査用モデル学習装置1が備えるモデル記憶部15と同じであってよい。検査装置2は、通信ネットワークを介して検査用モデル学習装置1からモデルを受信してもよいし、任意の媒体を介して検査用モデル学習装置1からモデルを取得してもよい。また、検査装置2が、検査用モデル学習装置1と一体として構成されている場合、検査装置2のモデル記憶部15は、検査用モデル学習装置1のモデル記憶部15そのものであってもよい。
 未知材料データ入力部21は、未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける。未知材料データ入力部21が入力を受け付ける打音データが示す複数の特性値の種類は、既知材料データ入力部11が入力を受け付ける打音データが示す複数の特性値の種類と同じである。上述した例のように、既知材料データ入力部11が入力を受け付ける打音データが示す複数の特性値が振幅及び持続期間である構成において、未知材料データ入力部21が入力を受け付ける打音データが示す複数の特性値は、振幅及び持続期間である。
 判定用比率算出部22は、未知材料データによって分布が示される打音データが、複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である判定用比率Rbを算出する。
 判定部23は、モデルに判定用比率Rbを入力し、判定用比率Rbに基づいて未知材料の破壊状態を出力させる。具体的には、判定部23は、打音データにおける、複数の区分CLのうちの一の区分CLに含まれる判定用比率Rbと、打音データにおける、該一の区分CLとは異なる他の区分CLに含まれる判定用比率Rbとに基づいて破壊状態を出力させてもよい。
 図9は、図6に示す既知材料の打音データの学習用比率Raの分布に、該未知材料の打音データの判定用比率Rbを示す印をプロットした図である。図9の例では、モデルは、打音データに基づく判定用比率Rb4及びRb6が範囲Rg1に含まれる未知材料の破壊状態を「界面破壊」と出力することができる。また、モデルは、打音データに基づく判定用比率Rb4及びRb6が範囲Rg2に含まれる未知材料の破壊状態を「非破壊」と出力することができる。
 図9の例では、一の未知材料MT1において、判定用比率Rb4が約48%で、判定用比率Rb6が約22%であり、また、他の未知材料MT2において、判定用比率Rb4が約25%であり、判定用比率Rb6が約4%である。このような例において、未知材料MT1の判定用比率Rb4及びRb6は、図6を参照して説明した範囲Rg1に含まれおり、未知材料MT2の判定用比率Rb4及びRb6は、図6を参照して説明した範囲Rg2に含まれている。そのため、モデルによって、未知材料MT1の破壊状態が「界面破壊」であり、未知材料MT2の破壊状態が「非破壊」であると出力される。
 このように、判定部23は、未知材料の打音データにおける、区分CLiに含まれる打音データの判定用比率Rbiと、区分CLjに含まれる打音データの判定用比率Rbjとに基づいて、それぞれの区分CLi及び区分CLjの組み合わせごとに破壊状態をモデルに出力させる。
 また、判定部23は、モデルによって出力された、区分CLi及び区分CLjの組み合わせごとの破壊状態を破壊状態候補とし、破壊状態候補それぞれについての、区分CLi及び区分CLjの組み合わせに対応して予め設定された重要度に基づいて破壊状態を判定してもよい。上述したように、重要度は、検査用モデル学習装置1のモデル学習部14によって設定されている。
 例えば、区分CLの数Mが3である例において、区分CL1及び区分CL2、区分CL2及び区分CL3、並びに区分CL3及び区分CL1それぞれの組み合わせに対応して、予め設定された重要度がそれぞれ70、40、及び35であるとする。このような例において、例えば、区分CL1及び区分CL2の判定用比率Rb1及びRb2に基づいて破壊状態が「非破壊」であると出力され、区分CL2及び区分CL3の判定用比率Rb2及びRb3に基づいて破壊状態が「界面破壊」であると出力され、区分CL3及び区分CL1の判定用比率Rb3及びRb1に基づいて破壊状態が「界面破壊」であると出力されたとする。この場合、判定部23は、区分CL1及び区分CL2の判定用比率Rb1及びRb2に基づく破壊状態候補を「非破壊」とし、区分CL2及び区分CL3の判定用比率Rb2及びRb3に基づく破壊状態候補を「界面破壊」とし、区分CL3及び区分CL1の判定用比率Rb3及びRb1に基づく破壊状態候補を「界面破壊」とする。ここで、判定部23は、破壊状態候補「非破壊」に対応する重要度が70であり、破壊状態候補「界面破壊」に対応する重要度が40+35=75であると算出する。判定部23は、破壊状態候補「界面破壊」に対応する重要度が、破壊状態候補「非破壊」に対応する重要度より高いため、破壊状態が「界面破壊」であると判定する。
 また、判定部23は、未知材料の破壊状態に基づいて、未知材料が修復可能であるか否かを判定してもよい。判定部23が、未知材料が修復可能であるか否かを判定する方法は任意であってよい。
 一例として、判定部23は、予め対応付けてメモリに記憶されている破壊状態と修復可能であるか否かを示す修復可否情報とに基づいて、未知材料が修復可能であるか否かを判定してもよい。具体的には、判定部23は、未知材料の破壊状態に対応付けて記憶されている修復可否情報が修復可能であることを示す場合、該未知材料が修復可能であると判定し、未知材料の破壊状態に対応付けて記憶されている修復可否情報が修復不可能であることを示す場合、該未知材料が修復不可能であると判定してもよい。
 また、他の例として、判定部23は、予め対応付けてメモリに記憶されている破壊状態と破壊の程度を示す値とに基づいて、未知材料が修復可能であるか否かを判定してもよい。具体的には、判定部23は、破壊状態に対応して記憶されている破壊の程度を示す値が所定の範囲内である場合に未知材料が修復可能であると判定し、破壊の程度を示す値が所定の範囲外である場合に未知材料が修復不可能であると判定してもよい。
 出力部24は、判定部23がモデルに出力させた、未知材料の破壊状態を示すデータをディスプレイ又は他の装置に出力する。例えば、出力部24は、後述する回復制御装置3に未知材料の破壊状態を示すデータに出力してもよい。
 一例として、出力部24は、破壊状態が「非破壊」であるデータを回復制御装置3に出力せず、破壊状態が「界面破壊」、「繊維破断」、及び「未含浸」のいずれかであるデータのうち、修復可能であると判定された破壊状態のデータを回復制御装置3に出力してもよい。このような構成において、例えば、破壊状態が「非破壊」である未知材料は元の通りに使用されるように戻されてもよい。また、修復不可能である破壊状態の未知材料は回収されてもよい。
 なお、上述においては、未知材料の破壊状態が「非破壊」及び「界面破壊」のいずれであるかをモデルに出力させる例を説明した。しかし、検査用モデル学習装置1は、破壊状態が「繊維破断」及び「未含浸」である既知材料をさらに用いてモデルを学習する構成において、検査装置2は、該モデルを用いて、「非破壊」、「界面破壊」、「繊維破断」及び「未含浸」のいずれであるかをモデルに出力させてもよい。
 また、未知材料データ入力部21は、一の未知材料を複数回、叩くことによって得られた、複数の未知材料データの入力を受け付けてもよい。このような構成において、判定用比率算出部22は、複数の未知材料データそれぞれに基づいて、複数の判定用比率Rbそれぞれを算出する。また、判定部23は、複数の判定用比率Rbそれぞれに基づいて、複数の破壊状態をモデルに出力させる。そして、判定部23は、モデルによって出力された複数の破壊状態のうち、最も多い破壊状態が、未知材料の破壊状態であると判定してもよい。
 <検査装置の動作>
 ここで、本実施形態に係る検査装置2の動作について、図10を参照して説明する。図10は、本実施形態に係る検査装置2の動作の一例を示すフローチャートである。図10を参照して説明する検査装置2における動作は本実施形態に係る検査装置2の検査方法の一例に相当する。また、本動作は、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習された、打音データが分布における複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である学習用比率Raに基づいて、未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置2が実行する。検査装置2が動作を実行するのに先立ち、既存の(例えば、使用済みの)成形品が部品に分解され、分解された部品のうち、連続繊維強化樹脂複合材料を含む部品が回収されていてもよい。このような場合、検査装置2は、回収された部品に含まれる連続繊維強化樹脂複合材料を未知材料として動作を実行する。
 ステップS21において、未知材料データ入力部21が、未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける。
 ステップS22において、判定用比率算出部22が、未知材料データによって分布が示される打音データが、複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である判定用比率Rbを算出する。
 ステップS23において、判定部23が、モデルに判定用比率Rbを入力し、判定用比率Rbに基づいて未知材料の破壊状態を出力させる。このとき、判定部23は、モデルから出力された破壊状態を破壊状態候補とし、該破壊状態候補の重要度に基づいて破壊状態を判定してもよい。この後、出力部42が、破壊状態を示すデータを出力してもよい。
 <回復制御装置の構成>
 図11に示すように、本実施形態に係る回復制御装置3は、破壊状態入力部31と、回復条件判定部32と、回復条件出力部33とを備える。回復制御装置3は、さらに回復部34を備えてもよい。また、回復制御装置3は、さらに表示部35を備えてもよい。
 破壊状態入力部31は、入力インターフェースによって構成され、回復条件判定部32は、コントローラによって構成され、回復条件出力部33は、出力インターフェースによって構成される。また、回復部34は、加熱器によって構成される。また、回復部34は、加熱器と、加圧器及び吸水器の1つ以上とによって構成されてもよい。また、表示部35は、有機EL(Electro Luminescence)、液晶パネル等の表示インターフェースによって構成されてもよい。
 また、回復制御装置3は、上述した検査装置2の、未知材料データ入力部21、判定用比率算出部22、判定部23、出力部24、及びモデル記憶部15のいずれか1つ以上をさらに備えてもよい。また、回復制御装置3は、検査用モデル学習装置1の既知材料データ入力部11、既知材料データ記憶部12、学習用比率算出部13、及びモデル学習部14のいずれか1つ以上をさらに備えてもよい。
 破壊状態入力部31は、検査装置2の出力部24によって出力された未知材料の破壊状態を示すデータの入力を受け付ける。
 回復条件判定部32は、破壊状態に基づいて、未知材料の界面を回復するための回復条件を判定する。界面は、未知材料が2種以上の異なる化学構造を有する材料を含む複合材料である場合は、異なる化学構造を有する材料同士の接する面である。未知材料が連続繊維強化樹脂複合材料である構成において、界面は、例えば、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面である。回復条件は、未知材料の界面を回復するために、未知材料に対して施す処理に関する条件を含み、例えば、未知材料を加熱する温度条件、加圧条件、及び吸水条件の1つ以上とすることができる。また、後述の回復工程の条件が、回復条件として適宜選択されてもよい。
 回復条件出力部33は、回復部34に回復条件を出力してもよい。また、回復条件出力部33は、回復部34と同様の機能を備える回復装置に回復条件を示す制御信号を送信してもよい。回復条件出力部33が回復装置に制御信号を送信する構成において、回復制御装置3は、回復部34を備えなくてもよい。また、回復条件出力部33は、表示部35に回復条件を出力してもよい。
 回復部34は、回復条件判定部32によって算出された回復条件により未知材料の界面を回復させる。具体的には、材料が2種以上の異なる化学構造を有する材料を含む複合材料(例えば、連続繊維強化樹脂複合材料)である構成において、回復部34は、次に説明する回復工程を実行することにより、未知材料の界面を回復させる。なお、上述したように、回復条件出力部33が回復装置に回復条件を示す制御信号を送信する構成において、回復装置が、制御信号によって示される回復条件により未知材料の界面を回復させる。
 (回復工程)
 ここで、回復部34が実行する回復工程について詳細に説明する。本実施形態の回復工程は、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上から前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度+150℃以下又は前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度範囲で前記負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する工程でありうる。これにより、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面における空隙の修復が進行しうる。
 本実施形態において、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上かつ熱可塑性樹脂の融点未満の温度範囲に、前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することが好ましい。当該回復工程において、前記負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する加熱温度範囲は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度+100℃~熱可塑性樹脂の融点-50℃であることがより好ましく、熱可塑性樹脂のガラス転移温度+50℃~熱可塑性樹脂の融点-30℃であることが更に好ましく、熱可塑性樹脂のガラス転移温度+30℃~熱可塑性樹脂の融点-20℃であることがより更に好ましい。ここでガラス転移温度とは、乾燥した熱可塑性樹脂を、DSCにより測定した際に得られるものを指す。上記回復工程における加熱温度が上記範囲であると、連続繊維強化樹脂複合材料の回復率が大きくなり、複合材料の形状を回復工程前後で維持しやすくなる。
 また、回復工程において、連続繊維強化樹脂複合材料に2種以上の熱可塑性樹脂が含まれる場合、2種以上のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂のうち最も高いガラス転移温度以上の温度で加熱することが好ましい。
 本実施形態において、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上から前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度+150℃以下又は前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度範囲で加熱する時間は特に制限されることはなく、例えば15分以上であることが好ましい。当該加熱する時間の上限としては、好ましくは10時間以下、より好ましくは2時間以下、さらに好ましくは1時間以下でありうる。
 本実施形態の回復工程は、上記の通り、所定の温度範囲で負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する工程でありうる。当該加熱する加熱雰囲気(又は回復工程の雰囲気)としては、無加圧(大気圧)条件下、加圧条件下及び吸水条件下からなる群から選択される少なくとも1つの条件であることが好ましい。
 本実施形態の回復工程の好ましい形態は、無加圧(大気圧)条件下、加圧条件下及び吸水条件下からなる群から選択される少なくとも1つの条件下で回復工程を行うことである。
 本実施形態において、無加圧(大気圧)条件下とは、0.1MPa以下であり、加圧条件下とは、0.1MPa超25MPa以下をいう。また、吸水条件下とは、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率が、少なくとも0.3%以上をいい、0.3%以上2%以下であることが好ましい。連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率を上記範囲内に制御する吸水処理としては、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料に対して80℃の水中で18時間吸水させる処理が挙げられる。吸水処理は、上述した回復部34を構成する吸水器によって実行されてもよい。
 なお、吸水率(%)は以下の式により算出している。
吸水率(%)=(吸水処理後の連続繊維強化樹脂複合材料の質量-吸水処理前の連続繊維強化樹脂複合材料の質量)/吸水処理前の連続繊維強化樹脂複合材料の質量×100
 本実施形態の回復工程における加熱は、加圧下で行ってもよい。本実施形態における回復率を表す式(1)中の回復工程を、負荷試験後の連続繊維強化樹脂複合材料に対して加圧(例えば、20MPaの圧力)下で行う場合、本実施形態における回復率を表す式(1)中の回復工程は、連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上当該ガラス転移温度+100℃以下の温度範囲で15分間以上加熱することが好ましい。
 上記加圧する方法には特に制限はないが、例えば、連続圧縮成形機又はプレス機により加圧する方法、オートクレーブにより加圧する方法、及び型内にて発泡材により加圧する方法が挙げられる。
 本実施形態の回復工程における加熱は無加圧下で行ってもよく、大気圧よりも低い圧力下(例えば、0.1MPa以下)で実施してもよい。大気圧よりも低い圧力条件下(例えば、0.1MPa以下)としては、例えば、真空乾燥機中で実施する方法が挙げられる。
 本実施形態の回復工程を負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料に対して無加圧(例えば、大気圧下)下で行う場合、本実施形態における回復率を表す式(1)中の回復工程は、連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上当該ガラス転移温度+100℃以下の温度範囲で15分間以上加熱することを含む。これにより、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面における空隙の修復がより進行しうる。
 本実施形態における回復工程は、冷却工程を含んでいてもよい。当該冷却工程としては、無加圧条件下での回復工程では室温での放冷、加圧条件下での回復工程では、冷却水により金型等を冷却する方法が挙げられる。
 本実施形態の回復工程における加熱は、連続繊維強化樹脂複合材料が吸水された状態下で加熱してもよい。当該連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率は、0.3%以上であることが好ましい。
 本実施形態において、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料が吸水された状態での加熱は、連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度+50℃以下で実施されることが好ましく、連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度+30℃以下で実施されることがより好ましい。本実施形態における加熱工程は、特に制限はないが、水中で行う方法、加湿環境下で行う方法が挙げられる。
 本実施形態の好適な回復工程は、加熱手段(例えば、加熱器)により、湿度0~100%RH、圧力0.5~10Mpa、80~265℃の温度で、15~60分間、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することが好ましい。
 本実施形態における回復工程に使用する加熱手段としては、80~265℃の加熱温度を奏する加熱手段であれば特に制限されることはなく、例えば、恒温槽、成形機、熱風循環乾燥機、恒温恒湿槽又は真空乾燥機などが挙げられる。
 本実施形態の回復工程の一態様としては、負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料に対して、無加圧(0.1MPa以下の圧力)下、180~260℃の温度範囲で15~30分加熱する。不活性ガス、好ましくは窒素又はアルゴン雰囲気下で加熱することが好ましい。
 本実施形態の回復工程の別の一態様としては、負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料に対して、加圧(0.5~5MPaの圧力)下、80~150℃の温度範囲で30~60分間、湿度90~100%RH雰囲気で加熱する。連続繊維強化樹脂複合材料は、上述した回復部34を構成する加圧器によって加圧されてもよい。
 -長期特性復帰率-
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の疲労特性が回復する一指標を示す負荷に対する長期特性復帰率は、例えば、振動疲労試験の回数が任意の回数になるまで任意の強度で当該振動疲労試験を連続繊維強化樹脂複合材料に対して実施し、かつ前記振動疲労試験を実施した前記連続繊維強化樹脂複合材料に回復工程を供した後、再度同様の条件で振動疲労試験を実施して得られた破断回数を、新品の連続繊維強化樹脂の同条件における振動疲労試験の破断回数で除した値により評価することができる。
 本実施形態の長期特性復帰率(%)は、後述の実施例の欄に記載した通りの式で表され、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の長期特性復帰率(%)は65%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。
 -曲げ強度復帰率-
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の疲労特性が回復する一指標を示す曲げ強度復帰率は、負荷試験の一例である曲げ試験を実施し、かつ前記曲げ試験を実施した連続繊維強化樹脂複合材料に回復工程を供した後、再度同様に曲げ試験を実施して得られた曲げ強度(MPa)を、一度目の曲げ試験を実施した連続繊維強化樹脂の曲げ強度(MPa)で除した値により評価することができる。
 本実施形態の曲げ強度復帰率(%)は、後述の実施例の欄に記載した通りの式で表され、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の曲げ強度復帰率(%)は65%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。
 -曲げ弾性率復帰率-
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の疲労特性が回復する一指標を示す曲げ弾性率復帰率は、負荷試験の一例である曲げ試験を実施し、かつ前記曲げ試験を実施した連続繊維強化樹脂複合材料に回復工程を供した後、再度同様に曲げ試験を実施して得られた曲げ弾性率(GPa)を、一度目の曲げ試験を実施した連続繊維強化樹脂の曲げ弾性率(GPa)で除した値により評価することができる。
 本実施形態の曲げ弾性率復帰率(%)は、後述の実施例の欄に記載した通りの式で表され、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の曲げ弾性率復帰率(%)は65%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。
 表示部35は、回復条件を表示する。このような構成において、作業者が回復条件を参照し、該回復条件により未知材料の界面を回復させるための各種設定を行ってもよい。
 <回復装置の動作>
 ここで、本実施形態に係る回復制御装置3の動作について、図12を参照して説明する。図12は、本実施形態に係る回復制御装置3の動作の一例を示すフローチャートである。図12を参照して説明する回復制御装置3における動作は本実施形態に係る回復制御装置3の回復方法の一例に相当する。
 ステップS31において、破壊状態入力部31は、検査装置2の出力部24によって出力された未知材料の破壊状態を示すデータの入力を受け付ける。
 ステップS32において、破壊状態に基づいて、未知材料の界面を回復するための回復条件を判定する。
 ステップS33において、回復条件により未知材料の界面を回復させる。このとき、回復部34を備える回復制御装置3、又は回復装置は、未知材料を収容し、収容された未知材料の界面を回復させてもよい。このような構成において、未知材料の界面が回復されると、未知材料は、回復制御装置3又は回復装置から取り出される。また、界面が回復された未知材料は、回収されて、部品を成形するために用いられてもよい。
 上述したように、本実施形態によれば、検査用モデル学習装置1は、破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、既知材料の破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける既知材料データ入力部11と、分布における、打音データに基づいて複数の区分CLを決定し、打音データが複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である学習用比率Raを算出する学習用比率算出部13と、学習用比率Raに基づいて未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するモデル学習部14と、を備える。また、本実施形態によれば、検査装置2は、破壊状態が未知である未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける未知材料データ入力部21と、未知材料データによって分布が示される打音データが、複数の区分CLそれぞれに含まれる比率である判定用比率Rbを算出する判定用比率算出部22と、モデルに判定用比率Rbを入力し、判定用比率Rbに基づいて未知材料の破壊状態を出力させる判定部と、を備える。これにより、検査用モデル学習装置1及び検査装置2は、製造された未知材料の破壊状態を高い精度で検査することができる。
 また、本実施形態によれば、複数の特性値は、振幅及び持続期間である。これにより、製造された未知材料の破壊状態をより高い精度で検査することができる。
 また、本実施形態によれば、検査装置2は、複数の区分CLのうちの一の区分CLに含まれる判定用比率Rbと、打音データにおける、該一の区分CLとは異なる他の区分CLに含まれる判定用比率Rbとに基づいて、モデルに破壊状態を出力させる。これにより、検査装置2は、区分CLを決定せずに打音データの分布に基づいて破壊状態を出力する装置に比べて、製造された未知材料の破壊状態をより高い精度で検査することができる。
 また、本実施形態によれば、検査用モデル学習装置1がRandom forest、MLP、Logistic regression、SVM、及びkNNのアルゴリズムを用いて学習したモデルを用いて、検査装置2が検査を実行した結果、モデルの評価精度を示す決定係数R2は、図13に示すように、それぞれ、80%、80%、74%、76%、及び67%であった。このように、検査用モデル学習装置1は、Random forest又はMLPのアルゴリズムを用いてモデルを学習することによって、製造された未知材料の破壊状態をより高い精度で検査することができる。
 また、本実施形態によれば、製品出荷前に材料を検査することができ、製品の出荷可否をより適切に判断することができる。
 <連続繊維強化樹脂複合材料>
 上述したように、上述した検査方法によって測定可能な材料は、例えば、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む連続繊維強化樹脂複合材料である。ここで、上述した検査方法によって検査可能な連続繊維強化樹脂複合材料について詳細に説明する。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料(以下、単に「複合材料」ともいう。)は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、回復率が50%以上であり、前記回復率は以下の式(1)で表される。
回復率=(B/A)×100         式(1)
(上記式(1)中、Aは、前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(a)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記連続強化繊維の略丸断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数であり、
Bは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に負荷試験と前記負荷試験後の回復工程とを施した、回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記連続強化繊維の略丸断面が入るよう、任意の20点測定し、前記像中に存在する任意の前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数である。)
回復率が上記範囲にあると、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面に受けたダメージ及び、当該ダメージにより低下した連続繊維強化樹脂複合材料の疲労特性又は物性を容易に回復することができる。
 本実施形態における回復率は、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、70~100%であることが更に好ましく、80~100%であることがより更に好ましい。
 <回復率>
 本実施形態における回復率は、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の特性の一つであり、目的物である連続繊維強化樹脂複合材料に対して特定の負荷試験及び特定の回復工程を施した場合において、前記連続繊維強化樹脂複合材料を構成する連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面状態が、前記特定の負荷試験前の連続繊維強化樹脂複合材料に比べてどの程度復元されているかを表す指標である。そのため、前記回復率が上記範囲にあると、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面に受けたダメージ及び、当該ダメージにより低下した連続繊維強化樹脂複合材料の疲労特性又は物性を容易に回復することができる。これにより、連続繊維強化樹脂複合材料を用いた部材等を繰り返し使用でき、また、高温での複合材料の取り扱い性を向上することができる。
 より詳細には、本実施形態における回復率は、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有する連続繊維強化樹脂複合材料に対して、特定の負荷試験を供した連続繊維強化樹脂複合材料(負荷試験後の連続繊維強化樹脂複合材料とも称する)を得た後、当該負荷試験後の連続繊維強化樹脂複合材料に対して、特定の回復工程を施して得た前記連続繊維強化樹脂複合材料(回復工程後の前記連続繊維強化樹脂複合材料)の少なくとも一部から試験片を採取し、当該各試験片を電子顕微鏡により観察することにより、回復工程後の前記連続繊維強化樹脂複合材料における連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面の空隙が修復されている割合を表す特性である。
なお、連続繊維強化樹脂複合材料に対して負荷試験及び前記負荷試験後の回復工程を施した後の連続繊維強化樹脂複合材料を、回復後の連続繊維強化樹脂複合材料とも称する。
 上記式(1)中、Aは、(負荷試験前の)連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(a)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍、例えば4000倍)に連続強化繊維の略丸断面が1本入るように、任意の20点測定した後、前記像中に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記連続繊維強化樹脂複合材料中の熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数をいう。
 同様に、上記式(1)中、Bは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に負荷試験及び前記負荷試験後の回復工程を施した、回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍、例えば4000倍)に連続強化繊維が1本入るように、任意の20点測定した後、前記像中に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数である。
 また本明細書において、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との間に空隙が存在するか否かの判断方法は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面から前記連続強化繊維1本の半径(r1)の10分の1離れた、前記熱可塑性樹脂内の周縁外側領域内の空隙率が、10%以下である場合を、連続強化繊維(1本)と熱可塑性樹脂との間に空隙が存在しないとしている。図14及び図15を用いて以下詳説する。
 図14は、回復工程後の連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000倍)を用いて、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との間の空隙の有無を判断する方法を示す概略図である。図14に示す像中には、略円状の連続強化繊維の断面が3つ示されており、図14の中央部の連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面を実線で描いている。また、図14では、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面、すなわち実線部から、前記中央部の連続強化繊維1本の断面半径(r1)の10分の1離れた箇所において、実線の形状に沿って、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面の形状の相似図を点線で描いている。そして、図15は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面の形状の相似図を描いた点線と、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂の界面の形状を描いた実線との間の領域を切り出した概略図である。
また、前記点線と前記実線部との間の領域(図15に示す切り出した領域)を周縁外側領域とし、この周縁外側領域内の空隙率が、10%以下である場合を、連続強化繊維(1本)と熱可塑性樹脂との間に空隙が存在しないとしている。なお、図14及び図15において、白色領域が空隙部分である。なお、連続強化繊維の断面を例えば白色で表示する場合、空隙部分を黒色で表示してもよい。したがって、後述する連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数の数え方は、空隙部分を白色領域とした例を挙げている。
 したがって、本実施形態において、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数の数え方は、以下の(I)~(III)の手順で行っている。
 (I)画像解析ソフト(アメリカ国立衛生研究所製、ImageJ)を用いて二値化処理を行い、試験片(a)又は試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像中に示される1つの連続強化繊維の略丸状の断面を実線で描いた後、前記実線から当該1つの連続強化繊維の断面半径(r1)の10分の1離れた箇所において、前記実線の形状に沿って、前記実線(連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面)の形状の相似図を点線で描く。
 (II)前記相似図から実線部分(1つの連続強化繊維の断面図)をくり抜いた領域を周縁外側領域として、当該周縁外側領域内の空隙部分である白く写る部分の総面積を算出して、以下の式(x):
  白色領域の総面積/周縁外側領域全体の面積×100    (x)
で表される空隙率が10%以下の場合を空隙が存在しないと定義する。
 (III)任意の20点で撮影される試験片(a)又は試験片(b)の走査型電子顕微鏡の像に対して、上記(I)及び(II)の手順を行い、空隙率が10%以下の周縁外側領域に囲まれた連続強化繊維の本数を数えて、A及びBを算出する。
 なお、上記連続強化繊維の断面半径(r1)は、走査型電子顕微鏡による像中に示される略丸状の連続強化繊維の断面のうち、実線で描いた1つの略丸状の連続強化繊維の断面半径(r1)であり、上記任意の20点においてそれぞれ算出される。また、前記1つの連続強化繊維の断面半径(r1)の算出方法は、上記画像解析ソフトを用いて、実線で描いた連続強化繊維の略丸状の断面図の円周長(=略円状の連続強化繊維の断面の外周)を求めて2πで割ることにより断面半径(r1)を算出している。
 なお、本開示の連続繊維強化樹脂複合材料の回復率は、連続繊維強化樹脂複合材料を負荷試験(例えば、振動疲労試験又は曲げ試験、衝撃試験)に供した後、所定の回復工程を経たものを、バンドソー等により切り出し、研磨機により、連続強化繊維の長さ方向に直行する断面を研磨した試験片(b)を作製した後、走査型電子顕微鏡(FESEM)により研磨面を観察し、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との極界面部に空隙を有しない、連続強化繊維の本数Bを算出する。また、前記と同様の方法により、負荷試験前の連続繊維強化樹脂複合材料の切り出し及び研磨した試験片(a)を作製した後、観察した試験片(a)の、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との極界面部に空隙を有しない、連続強化繊維の本数Aを算出する。そして、BをAで除して100を掛けることにより回復率(%)を求めることができる。
 本実施形態における試験片(a)の作製方法の一例は、連続繊維強化樹脂複合材料の任意の箇所から、10mm×10mmの試験片をバンドソーにより切り出し、研磨機により、研磨面に416g/cm2の研磨圧力をかけて、耐水ペーパー番手#2000で10分間、炭化ケイ素フィルム粒度9μmで5分間、アルミナフィルム粒度5μmで5分間、アルミナフィルム粒度3μmで5分間、アルミナフィルム粒度1μmで5分間、及びバフ研磨紙発泡ポリウレタンを用いた粒度0.1μmのコロイダルシリカ(バイカロックス0.1CR)で5分間の順番で、約7mL/minで水を加えながら研磨することにより作製している。
 一方、本実施形態における試験片(b)の作製方法の一例は、(1)連続繊維強化樹脂複合材料に対して後述の負荷試験と回復工程を施した後、前記連続繊維強化樹脂複合材料をバンドソーにより切り出す、あるいは(2)連続繊維強化樹脂複合材料をバンドソーにより切り出した後、後述の負荷試験と回復工程を施して、以下の研磨工程を行って作製する方法である。当該研磨工程としては、研磨機により、研磨面に416g/cm2の研磨圧力をかけて、耐水ペーパー番手#2000で10分間、炭化ケイ素フィルム粒度9μmで5分間、アルミナフィルム粒度5μmで5分間、アルミナフィルム粒度3μmで5分間、アルミナフィルム粒度1μmで5分間、及びバフ研磨紙発泡ポリウレタンを用いた粒度0.1μmのコロイダルシリカ(バイカロックス0.1CR)で5分間の順番で、約7mL/minで水を加えながら研磨することにより作製している。
 <負荷試験>
 本実施形態における負荷試験としては、当該負荷試験の対象となる連続繊維強化樹脂複合材料の物性及び連続繊維強化樹脂複合材料のミクロ構造(連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面状態)を調べるために当該連続繊維強化樹脂複合材料の少なくとも一部の試験片(a)に対して機械的エネルギーの負荷を与える試験をいい、振動疲労試験、曲げ試験又は衝撃試験が挙げられる。
 そのため、本実施形態における負荷試験は、振動疲労試験、曲げ試験及び衝撃試験からなる群から選択される少なくとも1つの試験でありうる。
 本実施形態の振動疲労試験は、後述の実施例の欄に記載のとおりの条件下で行われる。本実施形態において適用可能な具体的な振動疲労試験の条件としては、ASTM-D1822の規格に準拠して、作製した連続繊維強化樹脂複合材料から振動疲労試験用試験片を用意し、サーボ式強度試験機により、試験温度20~30℃(後述の実施例では23℃)、周波数10~30Hz(後述の実施例では20Hz)、波形を正弦波、チャック間20~40mm(後述の実施例では35mm)が挙げられる。
 本実施形態の曲げ試験は、後述の実施例の欄に記載のとおりの条件下で行われる。本実施形態において適用可能な具体的な曲げ試験の条件としては、作製した連続繊維強化樹脂複合材料から長さ70mm~150mm(後述の実施例では100mm)、幅5~15mm(後述の実施例では10mm)、肉厚1~3mm(後述の実施例では2mm)の短冊状の曲げ試験用試験片を切り出し、65~95℃(後述の実施例では80℃)の真空乾燥機で10時間以上(実施例では18時間以上)乾燥した後、万能材料試験機にて、3点曲げ用の治具を用い、スパン間を厚み×10(mm)以上(実施例では厚み×16(mm)に設定して速度0.5~2mm/min(実施例では1mm/min)で、20~30℃(後述の実施例では23℃)、20~70%RHの環境下(実施例では50%RHの環境下)、及び100℃、50%RHの環境下が挙げられる。
 本実施形態の衝撃試験は、後述の実施例の欄に記載のとおりの条件下で行われる。
本実施形態において適用可能な具体的な衝撃試験の条件としては、作製した連続繊維強化樹脂複合材料から長さ100mm~250mm(後述の実施例では長さ150mm)、幅70~150mm(後述の実施例では100mm)、肉厚1~3mm(後述の実施例では2mm)の衝撃試験用試験片を切り出して、前記衝撃試験用試験片を、直径15mm~45mm(後述の実施例では30mm)の穴を有するステンレス製の治具に固定し、半球状の先端(直径10mm~24mm、後述の実施例では16mm)を備える鋼製のストライカーを前記衝撃試験用試験片の中心に自由落下させ、衝突させることが挙げられる。
 <連続繊維強化樹脂複合材料の物性の回復特性>
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の物性の回復特性は、例えば、曲げ試験又は引張試験をはじめとする物性試験を実施し、当該連続繊維強化樹脂複合材料の破断後に、回復工程に供した後、再度同様の条件で物性試験を実施し、得られた強度又は弾性率を、新品の連続繊維強化樹脂の同条件における物性試験で得られた強度又は弾性率でそれぞれ除した値により評価することができる。
 すなわち、1回の負荷試験と1回の回復工程とを組み合わせた工程を1サイクルとすると、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、2サイクル以上の複数回の負荷試験と回復工程とを実施しても、当初の連続繊維強化樹脂複合材料の物性に回復しうる。例えば、上述した、長期特性復帰率、曲げ強度復帰率及び曲げ弾性率復帰率はいずれも2回の負荷試験後の特性と、1回目の負荷試験後の特性との比率を算出することにより、連続繊維強化樹脂複合材料の物性の回復特性を表している。また、このような、複数サイクルの負荷試験と回復工程とを実施しても、当初の連続繊維強化樹脂複合材料の物性値(近傍)にまで回復しうる特性を有するためには、回復工程として、負荷試験が供された連続繊維強化樹脂複合材料に対して、前記連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度+150℃以上の温度で15分間以上加熱する工程を行い、かつ熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂、連続強化繊維としてガラス繊維基材を選択し、かつ前記ポリアミド樹脂の層1~10枚(特に好ましくは6枚)、ガラス繊維基材1~9枚(特に好ましくは5枚)の積層数と、前記ポリアミド樹脂の層と前記ガラス繊維基材とを交互に積層する順序を満たすことが好ましい。
 <高温環境下での取り扱い性>
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の高温環境下での取り扱い性は、例えば、連続繊維強化樹脂複合材料を該連続繊維強化樹脂複合材料に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度(融点または融点を有しない場合にはガラス転移点)に連続繊維強化樹脂複合材料を加熱した際の、連続繊維強化樹脂複合材料の厚み変化により評価できる。より詳細には、高温環境下での取り扱い性は、実施例に記載の方法で評価することができる。連続繊維強化樹脂複合材料の高温環境下での取り扱い性が良好であると、連続繊維強化樹脂複合材料の成形による外観又は物性の低下を小さくすることができる。
 本明細書において、連続繊維強化樹脂複合材料の高温での取り扱い性の指標としては、後述の実施例で示すように、加熱時における連続繊維強化樹脂複合材料の厚みの変化量と形状の維持を測定している。その理由は以下の通りである。連続繊維強化樹脂複合材料は一般的に圧力を印加して作製していることから、連続繊維強化樹脂複合材料自体に残留応力が残っている。そのため、当該連続繊維強化樹脂複合材料を加熱すると当該残留応力が解放され、連続繊維強化樹脂複合材料中の樹脂成分が膨張することにより形が崩れてしまい、連続繊維強化樹脂複合材料の取り扱いが難しくなるという理由がある。したがって、加熱時における連続繊維強化樹脂複合材料の厚みの変化量が小さいほど、高温での取り扱い性が良好である傾向を示す。
 (連続繊維強化樹脂複合材料の好ましい形態)
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とカップリング剤を含有する集束剤(1)とを含み、前記連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料であって、
以下の(i)~(ii)で測定される基準複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍であることが好ましい。
 (i)前記カップリング剤と同一のカップリング剤だけを、前記集束剤(1)に含有する前記カップリング剤と同量で前記連続強化繊維を表面処理した基準連続強化繊維と、前記熱可塑性樹脂と、を積層して基準複合材料を作製する。
 (ii)前記基準複合材料の界面研磨強度を測定する。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、基準複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍であると、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面接着力が良好になるため、本実施形態の所定の負荷試験及び所定の回復工程を施した場合の回復率が50%~100%の範囲に制御しやすくなる。
 基準連続強化繊維の作製方法としては、カップリング剤を含む集束剤(1)含有水溶液を調製した後、前記集束剤(1)含有水溶液(50~90℃)に連続強化繊維を1~30分間、好ましくは1~10分間浸漬することにより前記連続強化繊維を表面処理して作製する。本明細書では、集束剤(1)含有水溶液として、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン0.5質量%、純水95.5質量%を混合した溶液を使用している。
 (連続繊維強化樹脂複合材料の別の好ましい形態)
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)による表面処理を行っていない(或いは、前記集束剤(1)による表面処理を取り除いた)連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることが好ましい。
 換言すると、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、連続強化繊維と熱可塑性樹脂と集束剤(1)とを含有し、前記連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の総量(100質量%)に対して、前記集束剤(1)を0.01質量%以上含有し、かつ前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)を0.001質量%未満含有する連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることが好ましい。
 集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維を使用することにより、実質的に集束剤(1)により表面処理を行わない連続繊維強化樹脂複合材料と比べて、2倍以上の界面研磨強度を示す。
 以上のことから、界面研磨強度を重視する場合、本実施形態の連続強化繊維は、集束剤(1)により表面処理されていることが好ましい。つまり、連続繊維強化樹脂複合材料には、前記連続繊維強化樹脂複合材料の総量(100質量%)に対して、集束剤(1)を0.01質量%以上含有することが好ましく、0.03質量%以上含有することがより好ましい。
 なお、当該集束剤(1)としては、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましい。
 本実施形態において、上記界面研磨強度の測定方法の一例としては、以下の方法を使用できる。連続繊維強化樹脂複合材料から切削した研磨強度測定用試験片を研磨機により、研磨面に研磨圧力を100~300g/cm2(実施例では200g/cm2)から10~30g/cm2(実施例では20g/cm2)ずつ上昇させて以下の研磨条件で研磨し、電界放出形走査電子顕微鏡により研磨面を観察して、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との間に空隙ができない最大の研磨圧力を求めた。当該最大の研磨圧力は、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との間に空隙が認められた研磨圧力のひとつ前の圧力になる。すなわち、例えば520g/cm2の研磨圧力をかけて空隙が見られた場合には500g/cm2を最大の研磨圧力としている。
 本実施形態において使用可能な研磨条件は、耐水ペーパー番手#2000で5~30分(実施例では10分間)、炭化ケイ素フィルム粒度5~13μm(実施例では9μm)で1~30分(実施例では5分間)、アルミナフィルム粒度2~8μm(実施例では5μm)で1~30分(実施例では5分間)、アルミナフィルム粒度1~6μm(実施例では3μm)で1~30分(実施例では5分間)、アルミナフィルム粒度0.5~2μm(実施例では1μm)で1~30分(実施例では5分間)、及びバフ研磨紙発泡ポリウレタンを用いた粒度0.05~0.2μm(実施例では0.1μm)のコロイダルシリカ(バイカロックス0.1CR)で1~30分(実施例では5分間)の順番で行うことが好ましい。また、各研磨は、約1~15mL/min(実施例では7mL/min)で水を加えながら行った。
 [連続繊維強化樹脂複合材料の形態]
 本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料の形態は、特に制限されず、以下の種々の形態が挙げられる。例えば、連続強化繊維の織物、編み物、組紐、又はパイプ状のものと熱可塑性樹脂とを複合化した形態、一方向に引き揃えた連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを複合化した形態、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる糸を一方向に引き揃えて賦形した形態、連続強化繊維と熱可塑性樹脂からなる糸とを織物、編み物、組紐、パイプ状にして賦形した形態等が挙げられる。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、平板体であってよく、連続強化繊維の層と熱可塑性樹脂との層を含む積層体であってよい。例えば、連続強化繊維の長さ方向が平板体の表面に略平行に配置されていてもよい。なお、連続強化繊維の層とは、連続強化繊維(例えば、連続強化繊維基材)を含む層であり、連続強化繊維の内部に熱可塑性樹脂が含浸されている層であってよい。
 連続繊維強化樹脂複合材料の賦形前の中間材料の形態としては、特に制限されず、連続強化繊維と樹脂繊維との混繊糸、連続強化繊維の束の周囲を樹脂で被覆したコーティング糸、連続強化繊維に予め樹脂を含浸させテープ状にしたもの、連続強化繊維を樹脂のフィルムで挟んだもの、連続強化繊維に樹脂パウダーを付着させたもの、連続強化繊維の束を芯材としてその周囲を樹脂繊維で組紐としたもの、強化繊維の間に予め樹脂を含浸させたもの、連続強化繊維と溶融した樹脂とを接触させた形態等が挙げられる。
 [連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法]
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法は、特に制限されず、以下の種々の方法が挙げられる。
 上記連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法の一例では、例えば、連続繊維強化樹脂複合材料を構成する基材(例えば、連続強化繊維からなる基材、熱可塑性樹脂からなる基材)を、所望の複合材料に合わせて裁断又は賦形し、目的とする製品の厚みを考慮して必要個数積み重ね又は必要枚数積層させ、金型に金型形状に合わせてセットする。
 上記基材の裁断は、1枚ずつ行ってもよいし、所望の枚数を重ねてから行ってもよい。生産性の観点からは、重ねた状態で裁断することが好ましい。裁断する方法は、任意の方法でよく、例えば、ウォータージェット、刃プレス機、熱刃プレス機、レーザー、プロッター等が挙げられる。中でも、断面形状に優れ、更に、複数を重ねて裁断する際に端面を溶着することで取扱い性がよくなる熱刃プレス機が好ましい。適切な裁断形状は、トライアンドエラーを繰り返すことでも調整できるが、金型の形状にあわせてCAE(computer aided engineering)によるシミュレーションを行うことで設定することが好ましい。
 上記基材の賦形は、任意の方法で行ってよく、例えば、シート状の形状に賦形してよい。
 熱可塑性樹脂の基材と連続強化繊維の基材とを積層した状態(複数の連続強化繊維の基材と複数の熱可塑性樹脂の基材とを交互に積み重ねた状態等)で金型にセットした後に金型を閉じて圧縮する。そして、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に金型を温調して前記熱可塑性樹脂を溶融させ、賦形する。型締め圧力に特に規定はないが、好ましくは1MPa以上、より好ましくは3MPa以上である。また、ガス抜き等をするために一旦型締めをし、圧縮成形した後に一旦金型の型締め圧力を解除してもよい。圧縮成形の時間は、強度発現の観点からは、使用される熱可塑性樹脂が熱劣化しない範囲で長い方が好ましいが、生産性の観点からは、好ましくは2分以内、より好ましくは1分以内が適している。
 その他の方法としてダブルベルトプレス機又は連続圧縮成形装置により連続繊維強化樹脂複合材料を構成する基材を連続的に供給して熱可塑性樹脂の融点以上に加熱して任意の圧力で圧縮成形し、熱可塑性樹脂の結晶化温度又はガラス転移温度以下に冷却して製造する方法が挙げられる。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法において、連続強化繊維又は連続強化繊維の基材は、熱可塑性樹脂の基材と積層する前に、集束剤(1)により表面処理されていることが好ましい。これにより界面研磨強度などがより向上する。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法によって得られた連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度は、連続強化繊維の表面処理に使用する集束剤(1)がカップリング剤のみである場合の連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の0.80~1.20倍であることが好ましく、0.85~1.15倍であることがより好ましい。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法によって得られた連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、連続強化繊維の集束剤(1)による表面処理部を除去した場合の連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることがより好ましく、4倍以上であることが更に好ましい。
 前記界面研磨強度は、上記又は後述の実施例に示す通り、連続繊維強化樹脂材料をバンドソーにより連続強化繊維の長さ方向に直行する断面にかかる研磨圧力を変化させて研磨した後、FESEMにより研磨面を観察し、連続強化繊維1本と樹脂との間に空隙ができない最大の研磨圧力から求めることができる。より詳細には、後述の実施例に記載の方法で求めることができる。前記連続強化繊維の集束剤(1)をカップリング剤、好ましくはアミノシランのみにした場合の連続繊維強化樹脂複合材料は、連続強化繊維基材を電気炉等により処理して、集束剤(1)を除去した後、カップリング剤を添加した連続強化繊維基材を用いて連続繊維強化樹脂複合材料を作製する方法、及びカップリング剤のみを処理した連続強化繊維を用いて連続強化繊維基材を準備し、連続繊維強化樹脂複合材料を作製する方法が挙げられる。前記連続強化繊維の集束剤(1)を除去した場合の連続繊維強化樹脂複合材料は、連続強化繊維基材を電気炉等により処理して、集束剤(1)を除去した連続強化繊維基材を用いて連続繊維強化樹脂複合材料を作製する方法、及び集束剤(1)を処理していない連続強化繊維を用いて連続強化繊維基材を準備し、連続繊維強化樹脂複合材料を作製する方法が挙げられる。
 本実施形態において、連続強化繊維の集束剤(1)による表面処理部を除去する方法としては、具体的には、連続強化繊維がガラス繊維の場合は、当該ガラス繊維を電気炉に入れて、例えば600℃で3時間加熱して集束剤(1)による表面処理部分を除去することが挙げられる。また、連続強化繊維が炭素繊維の場合は、例えば、アルゴン雰囲気下、350℃で30分保持して集束剤(1)による表面処理部分を除去することが挙げられる。
 連続繊維強化樹脂複合材料の界面強度がこの範囲であると、連続繊維強化樹脂複合材料の回復率が大きくなる傾向にある。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法は、カップリング剤を含有する集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)中のカップリング剤含有量より多い集束剤(2)(例えば、カップリング剤の含有量が総量の50質量%以上、好ましくはカップリング剤のみ)で表面処理した連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍(より好ましくは0.85~1.15倍)であることを特徴とすることが好ましい。
 本実施形態における集束剤(2)は、集束剤(1)中に含まれるカップリング剤よりカップリング剤の含有量が多いことが好ましく、例えば、カップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)と純水との混合溶液が挙げられ、カップリング剤の含有量が集束剤(2)の総量の50質量%以上を占めることが好ましい。
 本実施形態において、カップリング剤のみにより表面処理する場合に使用する表面処理剤(例えば、集束剤(1))は、カップリング剤と水との水溶液、好ましくはγ-アミノプロピルトリエトキシシランと、純水とを混合した溶液を使用している。
 また、本実施形態における集束剤(1)は、カップリング剤、好ましくはγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、純水、潤滑剤及び結束剤を混合した溶液、又は分散液が好適である。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法は、集束剤(1)、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有し、かつ前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂とを積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、集束剤(1)による表面処理を除去した連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上(好ましくは3倍以上、より好ましくは4倍以上)であることを特徴とすることが好ましい。
 以上のことから、界面研磨強度を重視する場合、本実施形態の連続強化繊維は、集束剤により表面処理されていることが好ましい。
 (連続強化繊維)
 本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料は、必須成分として連続強化繊維を含有する。そして、本実施形態における連続強化繊維としては、通常の連続繊維強化樹脂複合材料に使用されるものを用いてよい。
 上記連続強化繊維としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、植物繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、セラミックス繊維等が挙げられる。
 機械的特性、熱的特性、汎用性の観点から、ガラス繊維、炭素繊維、植物繊維、アラミド繊維が好ましく、生産性の面からは、ガラス繊維が好ましい。上記連続強化繊維は、1種単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。
 上記連続強化繊維は、集束剤(1)などの表面処理剤による表面処理がされていることが好ましい。
 本実施形態の連続強化繊維の含有量は、連続繊維強化樹脂複合材料100質量%に対して、90~525質量%であることが好ましく、150~340質量%であることが好ましく、180~300質量%であることが好ましい。
 本実施形態における連続強化繊維の平均単糸径は、8~23μmであることが好ましく、14~19μmであることがより好ましい。
 <集束剤>
 本実施形態における連続強化繊維として、ガラス繊維を選択する場合、当該ガラス繊維を表面処理剤により処理してもよく、そして当該表面処理剤として集束剤(1)を用いてもよい。
 当該集束剤(1)(サイジング剤とも称する)は、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、少なくとも結束剤又はシランカップリング剤を含むことがより好ましい。
 また、上記集束剤(1)は、シランカップリング剤及び結束剤からなる混合物としてよく、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなる混合物としてもよい。
 ガラス繊維とその周りを被膜する樹脂との強い結合を作る集束剤(1)を使用することにより、空隙率の少ない連続繊維強化樹脂複合材料を得ることができる。
 本実施形態において、集束剤(1)は、使用される材料に対して外的に加えられてもよく、使用される材料に内的に含まれていてもよい。例えば、潤滑剤は、用いられる熱可塑性樹脂の市販品に含まれている場合がある。
 なお、上記集束剤(2)も同様に、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、少なくとも結束剤又はシランカップリング剤を含むことがより好ましい。
 -シランカップリング剤--
 上記シランカップリング剤は、通常、ガラス繊維の表面処理剤として用いられ、界面接着強度の向上に寄与する。
 上記シランカップリング剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン類;γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びγ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン類;エポキシシラン類;ビニルシラン類、マレイン酸類等が挙げられる。熱可塑性樹脂としてポリアミドを用いる際には、ポリアミド系樹脂の末端基であるカルボキシル基またはアミノ基と結合しやすいものを選択することが好ましく、アミノシラン類が好ましい。
 -潤滑剤-
 上記潤滑剤は、ガラス繊維の開繊性の向上に寄与する。
 上記潤滑剤としては、シランカップリング剤及び結束剤を阻害しない限り、目的に応じて通常の液体又は固体の任意の潤滑材料が使用可能であり、以下に限定されるものではないが、例えば、カルナウバワックス、ラノリンワックス等の動植物系又は鉱物系のワックス;脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸エーテル、芳香族系エステル、芳香族系エーテル等の界面活性剤等が挙げられる。
 -結束剤-
 上記結束剤は、ガラス繊維の集束性向上及び界面接着強度の向上に寄与する。
 上記結束剤の材料としては、目的に応じたポリマー、連続繊維強化樹脂複合材料の主たる材料としての熱可塑性樹脂以外のその他の熱可塑性樹脂(c)が使用可能である。
 上記結束剤としてのポリマーは、以下に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩等が挙げられる。また、例えば、m-キシリレンジイソシアナート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)及びイソホロンジイソシアナート等のイソシアネートと、ポリエステル系又はポリエーテル系のジオールとから合成されるポリウレタン系樹脂も好適に使用される。
 上記アクリル酸のホモポリマーとしては、重量平均分子量1,000~90,000であることが好ましく、より好ましくは1,000~25,000である。
 上記アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマーを構成する共重合性モノマーとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、水酸基及び/又はカルボキシル基を有するモノマーのうち、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、及びメサコン酸よりなる群から選択される1種以上が挙げられる(但し、アクリル酸のみの場合を除く)。共重合性モノマーとして、エステル系モノマーを1種以上有することが好ましい。
 上記アクリル酸のホモポリマー及びコポリマーの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩としては、以下に限定されるものではないが、例えば、トリエチルアミン塩、トリエタノールアミン塩、グリシン塩等が挙げられる。中和度は、他の併用薬剤(シランカップリング剤等)との混合溶液の安定性向上、及びアミン臭低減の観点から、20~90%とすることが好ましく、40~60%とすることがより好ましい。
 塩を形成するアクリル酸のポリマーの重量平均分子量は、特に制限されないが、3,000~50,000の範囲が好ましい。ガラス繊維の集束性向上の観点から、3,000以上が好ましく、複合成形体とした際の特性向上の観点から50,000以下が好ましい。
 本実施形態において、熱可塑性樹脂としてポリアミドを用いる際には、結束剤としてはポリアミド樹脂と濡れ性のよい、又は表面張力の近い樹脂を用いることが好ましい。具体的には、例えば、ポリウレタン樹脂のエマルジョン又はポリアミド樹脂のエマルジョン若しくはその変性体を選択することができる。
 結束剤として用いられる熱可塑性樹脂(c)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性フッ素系樹脂、及びこれらを変性させた変性熱可塑性樹脂等が挙げられる。結束剤として用いられる熱可塑性樹脂(c)は、連続強化繊維の周囲を被覆する樹脂と同種の熱可塑性樹脂(c)及び/又は変性熱可塑性樹脂(c)であると、複合材料となった後、ガラス繊維と熱可塑性樹脂の接着性が向上し、好ましい。
 更に、一層、連続強化繊維とそれを被覆する熱可塑性樹脂の接着性を向上させ、集束剤を水分散体としてガラス繊維に付着させる場合において、乳化剤成分の比率を低減、あるいは乳化剤不要とできる等の観点から、結束剤として用いられる熱可塑性樹脂(c)としては、変性熱可塑性樹脂(d)が好ましい。
 ここで、変性熱可塑性樹脂(d)とは、熱可塑性樹脂(c)の主鎖を形成し得るモノマー成分以外に、その熱可塑性樹脂(c)の性状を変化させる目的で、異なるモノマー成分を共重合させ、親水性、結晶性、熱力学特性等を改質したものを意味する。
 結束剤として用いられる変性熱可塑性樹脂(d)は、以下に限定されるものではないが、例えば、変性ポリオレフィン系樹脂、変性ポリアミド系樹脂、変性ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
 上記結束剤としての変性ポリオレフィン系樹脂とは、エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマーと不飽和カルボン酸及び/又はそのエステル体等のオレフィン系モノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体、又は、不飽和カルボン酸及び/又そのエステル体等のオレフィン系モノマーと共重合可能なモノマーの単独重合体であり、公知の方法で製造できる。オレフィン系モノマーと不飽和カルボン酸及び/又そのエステル体とを共重合させたランダム共重合体でもよいし、オレフィンに不飽和カルボン酸をグラフトしたグラフト共重合体でもよい。
 上記オレフィン系モノマーとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン等が挙げられる。これらは1種のみを単独で使用してもよく、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 上記オレフィン系モノマーと共重合可能なモノマーとしては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和カルボン酸、及びこれら不飽和カルボン酸のエステル化体(メチルエステル、エチルエステル等)等が挙げられ、これらは、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 上記変性ポリオレフィン系樹脂がオレフィン系モノマーと該オレフィン系モノマーと共重合可能なモノマーとの共重合である場合、モノマー比率としては、共重合の合計質量を100質量%として、オレフィン系モノマー60~95質量%、オレフィン系モノマーと共重合可能なモノマー5~40質量%であることが好ましく、オレフィン系モノマー70~85質量%、オレフィン系モノマーと共重合可能なモノマー15~30質量%であることがより好ましい。オレフィン系モノマーが60質量%以上であれば、マトリックスとの親和性が良好であり、また、オレフィン系モノマーの質量%が95質量%以下であれば、変性ポリオレフィン系樹脂の水分散性が良好で、連続強化繊維への均一付与が行いやすい。
 上記結束剤として用いられる変性ポリオレフィン系樹脂は、共重合により導入したカルボキシル基等の変性基が、塩基性化合物で中和されていてもよい。塩基性化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ類;アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類が挙げられる。結束剤として用いられる変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、特に制限されないが、5,000~200,000が好ましく、50,000~150,000がより好ましい。ガラス繊維の集束性向上の観点から5,000以上が好ましく、水分散性とする場合の乳化安定性の観点から200,000以下が好ましい。
 上記結束剤として用いられる変性ポリアミド系樹脂は、分子鎖中にポリアルキレンオキサイド鎖、3級アミン成分等の親水基を導入した変性ポリアミド化合物であり、公知の方法で製造できる。
 分子鎖中にポリアルキレンオキサイド鎖を導入する場合は、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の一部又は全部をジアミン又はジカルボン酸に変性したものを共重合して製造される。3級アミン成分を導入する場合は、例えばアミノエチルピペラジン、ビスアミノプロピルピペラジン、α-ジメチルアミノε-カプロラクタム等を共重合して製造される。
 上記結束剤として用いられる変性ポリエステル系樹脂とは、ポリカルボン酸又はその無水物とポリオールとの共重合体で、かつ末端を含む分子骨格中に親水基を有する樹脂であり、公知の方法で製造できる。
 上記親水基としては、例えば、ポリアルキレンオキサイド基、スルホン酸塩、カルボキシル基、これらの中和塩等が挙げられる。ポリカルボン酸又はその無水物としては、芳香族ジカルボン酸、スルホン酸塩含有芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、3官能以上のポリカルボン酸等が挙げられる。
 上記芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸等が挙げられる。
 上記スルホン酸塩含有芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、スルホテレフタル酸塩、5-スルホイソフタル酸塩、5-スルホオルトフタル酸塩等が挙げられる。
 上記脂肪族ジカルボン酸又は脂環式ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
 上記3官能以上のポリカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。
 これらの中で、変性ポリエステル系樹脂の耐熱性を向上させる観点から、全ポリカルボン酸成分の40~99モル%が芳香族ジカルボン酸であることが好ましい。また、変性ポリエステル系樹脂を水分散液とする場合の乳化安定性の観点から、全ポリカルボン酸成分の1~10モル%がスルホン酸塩含有芳香族ジカルボン酸であることが好ましい。
 上記変性ポリエステル系樹脂を構成するポリオールとしては、ジオール、3官能以上のポリオール等が挙げられる。
 上記ジオールとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA又はそのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。上記3官能以上のポリオールとしては、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
 上記変性ポリエステル系樹脂を構成するポリカルボン酸又はその無水物とポリオールとの共重合比率としては、共重合成分の合計質量を100質量%として、ポリカルボン酸又はその無水物40~60質量%、ポリオール40~60質量%であることが好ましく、ポリカルボン酸又はその無水物45~55質量%、ポリオール45~55質量%がより好ましい。
 上記変性ポリエステル系樹脂の重量平均分子量としては、3,000~100,000が好ましく、10,000~30,000がより好ましい。ガラス繊維の集束性向上の観点から3,000以上が好ましく、水分散性とする場合の乳化安定性の観点から100,000以下が好ましい。
 結束剤として用いる、ポリマー、熱可塑性樹脂は、1種のみを単独で用いてもよいし、あるいは2種類以上を併用してもよい。
 本実施形態において、結束剤の全量を100質量%として、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩より選択された1種以上のポリマーを50質量%以上用いることが好ましく、60質量%以上用いることがより好ましい。
 本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料中に含有される集束剤(1)は、連続強化繊維100質量%に対して、0.1~3質量%含有することが好ましく、0.2~2質量含有することがより好ましい。集束剤(1)の含有量が上記範囲であると、連続強化繊維の表面特性を効果的に改質することができるため、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との接着性が向上する。
 本実施形態において、集束剤(1)が、シランカップリング剤及び結束剤からなる場合、集束剤(1)は、ガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤及び結束剤の合計質量として、好ましくは0.1~3質量%、より好ましくは0.2~2質量%、更に好ましくは0.2~1質量%付与して付着させる。ガラス繊維の集束性制御と界面接着強度向上の観点から、集束剤(1)の付着量が、ガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤及び結束剤の合計質量として0.1質量%以上であることが好ましく、糸の取扱い性の観点から3質量%以下であることが好ましい。
 また、本実施形態において、集束剤(1)が、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなる場合、集束剤(1)は、ガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤の合計質量として、好ましくは0.1~3質量%、より好ましくは0.2~2質量%、更に好ましくは0.2~1質量%付与して付着させる。ガラス繊維の集束性制御と界面接着強度向上の観点から、集束剤(1)の付着量が、ガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤の合計質量として0.1質量%以上であることが好ましく、糸の取扱い性の観点から3質量%以下であることが好ましい。
 <ガラス繊維用の集束剤(1)の組成>
 本実施形態において、連続強化繊維としてガラス繊維を選択した場合、当該ガラス繊維に使用する集束剤(1)(以下、ガラス繊維用の集束剤とも称する。)におけるシランカップリング剤の配合量は、ガラス繊維の集束性向上及び界面接着強度向上と複合成形体の機械的強度向上との観点から、ガラス繊維100質量%に対し、0.1~2質量%が好ましく、より好ましくは0.1~1質量%、更に好ましくは0.2~0.5質量%である。
 ガラス繊維用の集束剤における潤滑剤の配合量は、充分な潤滑性を与えるという観点から、ガラス繊維100質量%に対し、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上であり、界面接着強度向上と複合成形体の機械的強度向上の観点から、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。
 ガラス繊維用の集束剤における結束剤の配合量は、ガラス繊維の集束性制御及び界面接着強度向上と複合成形体の機械的強度向上との観点から、ガラス繊維100質量%に対し、好ましくは1~25質量%、より好ましくは3~15質量%、更に好ましくは3~10質量%である。
 本実施形態において、連続強化繊維としてガラス繊維を用いる場合であって、ガラス繊維用の集束剤が、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤から構成される場合、当該ガラス繊維用の集束剤においては、それぞれ、シランカップリング剤を0.1~2質量%、潤滑剤を0.01~1質量%、結束剤を1~25質量%を含有することが好ましく、これらの成分を水で希釈し、ガラス繊維用の集束剤の全質量を100質量%に調整することが好ましい。
 <集束剤の使用態様>
 本実施形態において、ガラス繊維用の集束剤は、使用態様に応じて、水溶液、コロイダルディスパージョンの形態、乳化剤を用いたエマルジョンの形態等、いずれの形態に調整してもよいが、集束剤の分散安定性向上、耐熱性向上の観点から、水溶液の形態とすることが好ましい。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料を構成する連続強化繊維としてのガラス繊維は、上述した集束剤(1)を、公知のガラス繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、ガラス繊維に付与して製造したガラス繊維を乾燥することによって連続的に得られる。
 また、連続強化繊維として、炭素繊維を選択した場合も同様に、集束剤(1)を用いてもよく、当該集束剤(1)は、カップリング剤、潤滑剤、及び結束剤から構成されることが好ましい。カップリング剤としては炭素繊維の表面に存在する水酸基と相性の良いもの、結束剤としては選択した熱可塑性樹脂と濡れ性が良いもの、又は表面張力の近いもの、潤滑剤としてはカップリング剤と結束剤を阻害しないものを選択することができる。
 炭素繊維に用いる集束剤の種類については、特に制限はなく、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、特開2015-101794号公報に記載のものを用いることができる。
 その他の連続強化繊維を用いる場合、連続強化繊維の特性に応じ、ガラス繊維、炭素繊維に用いることが可能な集束剤の種類、付与量を適宜選択すればよく、炭素繊維に用いる集束剤に準じた集束剤の種類、付与量とすることが好ましい。
 <連続強化繊維の形状>
 本実施形態の連続強化繊維は複数本のフィラメントからなるマルチフィラメントであり、単糸数は、取扱い性の観点から30~15,000本であることが好ましい。
 連続強化繊維の単糸径Rは、強度の観点、及び、取り扱い性の観点から2~30μmであることが好ましく、4~25μmであることがより好ましく、6~20μmであることが更に好ましく、8~18μmであることが最も好ましい。
 本実施形態の連続強化繊維の単糸径R(μm)と密度D(g/cm3)の積RDは、連続強化繊維の取り扱い性と複合材料の強度の観点から、好ましくは5~100μm・g/cm3、より好ましくは10~50μm・g/cm3、更に好ましくは15~45μm・g/cm3、より更に好ましくは20~45μm・g/cm3である。
 本実施形態の連続強化繊維の密度Dは、比重計により測定することができる。
 他方、本実施形態の連続強化繊維の単糸径R(μm)は、密度D(g/cm3)と繊度(dtex)、単糸数(本)から、以下の式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
により算出することができる。また、単糸径R(μm)は例えば、連続強化繊維単糸のSEM観察によって求めることができる。
 上記式(2)中において、連続強化繊維の積RD(=単糸径×密度)を所定の範囲とするには、市販で入手可能な連続強化繊維について、連続強化繊維の有する密度に応じて、繊度(dtex)及び単糸数(本)を適宜選択すればよい。例えば、連続強化繊維としてガラス繊維を用いる場合、密度が約2.5g/cm3であるから、単糸径が2~40μmのものを選べばよい。具体的には、ガラス繊維の単糸径が9μmである場合、繊度660dtexで単糸数400本のガラス繊維を選択することにより、積RDは、23となる。また、ガラス繊維の単糸径が17μmである場合、繊度11,500dtexで単糸数2,000本のガラス繊維を選択することにより、積RDは、43となる。連続強化繊維として炭素繊維を用いる場合、密度が約1.8g/cm3であるから、単糸径が2.8~55μmのものを選べばよい。具体的には、炭素繊維の単糸径が7μmである場合、繊度2,000dtexで単糸数3,000本の炭素繊維を選択することにより、積RDは、13となる。連続強化繊維としてアラミド繊維を用いる場合、密度が約1.45g/cm3であるから、単糸径が3.4~68μmのものを選べばよい。具体的には、アラミド繊維の単糸径が12μmである場合、繊度1,670dtexで単糸数1,000本のアラミド繊維を選択することにより、積RDは、17となる。
 連続強化繊維、例えば、ガラス繊維は、原料ガラスを計量、混合し、溶融炉で溶融ガラスとし、これを紡糸してガラスフィラメントとし、集束剤(1)を塗布し、紡糸機を経て、ダイレクトワインドロービング(DWR)、ケーキ、撚りを入れたヤーン等の巻き取り形態として製造される。
 連続強化繊維はどのような形態でも構わないが、ヤーン、ケーキ、DWRに巻き取ってあると、樹脂を被覆させる工程での生産性、生産安定性が高まるため好ましい。生産性の観点からはDWRが最も好ましい。
 連続強化繊維の形態は、特に制限されず、織物、編み物、組紐、パイプ状のもの、ノンクリンプファブリック、一方向材等、種々の形態が挙げられ、好ましくは、織物、ノンクリンプファブリック、一方向材の形態である。
 (熱可塑性樹脂)
 本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料は、必須成分として熱可塑性樹脂を含有する。当該熱可塑性樹脂は、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド612、ポリアミド6I、ポリアミド1010、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド410、ポリアミド12等のポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリオキシメチレン等のポリアセタール系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルグリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテル系樹脂;ポリエーテルスルフォン;ポリフェニレンサルファイド;熱可塑性ポリエーテルイミド;テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体等の熱可塑性フッ素系樹脂;ポリウレタン系樹脂;アクリル系樹脂及びこれらを変性させた変性熱可塑性樹脂が挙げられる。また、本実施形態における熱可塑性樹脂は1種を単独で使用してもよく、あるいは2種以上を混合物として使用してもよい。
 なお、本明細書における“熱可塑性樹脂”は、いわゆるプリプレグである連続繊維強化樹脂複合材料を構成する、1(層)以上100(層)以下の連続強化繊維と、1以上200以下の熱可塑性樹脂の層との積層体中のマトリックス樹脂(前記1以上200以下の熱可塑性樹脂の層を構成する樹脂)である熱可塑性樹脂をいう。一方、本明細書における“熱可塑性樹脂(c)”は、連続強化繊維の表面改質等に使用される任意成分である集束剤(1)に使用される樹脂をいう。
 本実施形態の好ましい熱可塑性樹脂としては、上記挙げた熱可塑性樹脂の中でも、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性フッ素系樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂が、機械的物性、汎用性の観点からより好ましく、熱的物性の観点を加えるとポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂が更に好ましい。また、繰り返し荷重負荷に対する耐久性の観点からポリアミド系樹脂がより更に好ましい。
 -ポリエステル系樹脂-
 本実施形態の熱可塑性樹脂におけるポリエステル系樹脂とは、主鎖に-CO-O-(エステル)結合を有する高分子化合物を意味する。
 上記ポリエステル系樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ-1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフタレンジカルボキシレート等が挙げられる。
 ポリエステル系樹脂は、ホモポリエステルであってもよく、また、共重合ポリエステルであってもよい。また、これらポリエステル系樹脂は1種を単独で使用してもよく、あるいは2種以上を混合物として使用してもよい。
 本実施形態の熱可塑性樹脂として共重合ポリエステルを使用する場合、ホモポリエステルに適宜第3成分を共重合させたものが好ましく、第3成分としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸成分等が挙げられる。
 また、バイオマス資源由来の原料を用いたポリエステル系樹脂を用いることもでき、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリブチレンアジペートテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
 -ポリアミド系樹脂-
 本実施形態の熱可塑性樹脂におけるポリアミド系樹脂とは、主鎖に-CO-NH-(アミド)結合を有する高分子化合物を意味する。例えば、脂肪族系ポリアミド、芳香族系ポリアミド、全芳香族系ポリアミド等があげられる。
 上記ポリアミド系樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、ω-アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合体が挙げられる。また、これらポリアミド系樹脂は、1種を単独で用いてもよく、あるいは2種以上の混合物として用いてもよい。
 上記ラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ピロリドン、カプロラクタム、ウンデカンラクタム、及びドデカラクタムが挙げられる。
 上記ω-アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムの水による開環化合物であるω-アミノ脂肪酸が挙げられる。ラクタム又はω-アミノカルボン酸はそれぞれ2種以上の単量体を併用して縮合させてもよい。
 上記ジアミン(単量体)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヘキサメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン等の直鎖状の脂肪族ジアミン;2-メチルペンタンジアミン、2-エチルヘキサメチレンジアミン等の分岐型の脂肪族ジアミン;p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン等の芳香族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、シクロペンタンジアミン、シクロオクタンジアミン等の脂環式ジアミンが挙げられる。
 上記ジカルボン酸(単量体)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸が挙げられる。単量体としてのジアミン及びジカルボン酸はそれぞれ1種単独又は2種以上の併用により縮合させてもよい。
 本実施形態のポリアミド系樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド4(ポリα-ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610、ポリアミド612等の脂肪族ポリアミド、ポリアミド6T(ポリヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナンメチレンテレフタルアミド)、及びポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)等の半芳香族ポリアミド、並びにこれらを構成成分として含む共重合ポリアミド等が挙げられる。
 上記共重合ポリアミドとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンテレフタルアミドの共重合体、ヘキサメチレンアジパミド及びヘキサメチレンイソフタルアミドの共重合体、並びにヘキサメチレンテレフタルアミド及び2-メチルペンタンジアミンテレフタルアミドの共重合体が挙げられる。
 本実施形態において、熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂を用いる場合、当該熱可塑性樹脂が、(C)脂肪族ポリアミド50~99質量部と、(D)半芳香族ポリアミド1~50質量部と、を含有してもよく、この際、前記(D)半芳香族ポリアミドは、イソフタル酸単位を少なくとも75モル%含むジカルボン酸単位と、炭素数4~10のジアミン単位を少なくとも50モル%含むジアミン単位とを含有することが好ましい。
 本実施形態の熱可塑性樹脂が、上記範囲の(C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドを含有すると、ポリアミドとして(C)脂肪族ポリアミドのみを含む場合と比較して、連続繊維強化樹脂複合材料の物性(強度、剛性、高温特性、吸水特性、衝撃特性、及び外観等)が向上する傾向にある。
 本実施形態において、熱可塑性樹脂100質量%に対して、(C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドの合計含有量は、70~100質量%であることが好ましく、より好ましくは80~100質量%、更に好ましくは90~100質量%である。
 上記(C)脂肪族ポリアミドとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612等が挙げられる。
 また、本実施形態の熱可塑性樹脂中の(C)脂肪族ポリアミドの含有量は、当該熱可塑性樹脂に含まれるポリアミド系樹脂の総量(100質量%)に対して、50~99質量%であることが好ましく、より好ましくは60~90質量%、更に好ましくは70~80質量%である。
 上記(D)半芳香族ポリアミドとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド6I、ポリアミド9I、ポリアミド10I等が挙げられる。
 上記イソフタル酸単位及び炭素数4~10のジアミン単位の合計量は、(D)半芳香族ポリアミドの全構成単位100モル%に対して、80~100モル%であることが好ましく、90~100モル%であることがより好ましく、95~100モル%であることが更に好ましい。
 なお、(D)半芳香族ポリアミドを構成する単量体単位の割合は、例えば、13C核磁気共鳴分光法(NMR)により測定することができる。
 (D)半芳香族ポリアミドにおいて、ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の割合は、少なくとも75モル%であり、好ましくは85モル%以上であり、より好ましくは90モル%以上である。ジカルボン酸単位中のイソフタル酸単位の割合が上記範囲であると、高温特性と吸水特性が向上する傾向にある。
 (D)半芳香族ポリアミドにおいて、ジアミン単位中の炭素数4~10のジアミン単位の割合は、少なくとも50モル%であり、好ましくは60モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上である。ジアミン単位中の炭素数4~10のジアミン単位の割合が上記範囲であると、高温特性と吸水特性が向上する傾向にある。
 熱可塑性樹脂中のポリアミド100質量%中の、(D)半芳香族ポリアミドの含有量は、1~50質量%であることが好ましく、より好ましくは10~40質量%、更に好ましくは20~30質量%である。
 上記(C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドは、公知の末端封止剤により末端封止されていてもよく、(C)脂肪族ポリアミドと(D)半芳香族ポリアミドとを合わせたポリアミド1gに対する当量として表される(C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドの封止された末端量の合計が、5~180μ当量/gであることが好ましく、10~170μ当量/gがより好ましく、20~160μ当量/gがさらに好ましく、30~140μ当量/gが特に好ましく、40~140μ当量/gが最も好ましい。封止された末端量が、上記範囲であると、物性(強度、剛性、高温特性、吸水特性、衝撃特性、及び外観等)が向上する傾向にある。
 ここで、封止された末端量とは、封止剤により封止されたアミノ末端及びカルボキシル末端の合計量である。封止された末端量は、1H-NMRを用いて測定することができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
 上記(C)脂肪族ポリアミドの末端基濃度は、(D)半芳香族ポリアミドの末端基濃度の1/2以下であることが好ましく、2/5以下であることがより好ましい。(C)脂肪族ポリアミドの末端基濃度が(D)半芳香族ポリアミドの末端基濃度の1/2以下であると、物性(強度、剛性、高温特性、吸水特性、衝撃特性、及び外観等)が向上する傾向にある。
 (C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドの末端基濃度は、1H-NMRを用いて測定することができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
 (C)脂肪族ポリアミドと(D)半芳香族ポリアミドとは、tanδのピーク温度の差が45~100℃であることが好ましく、50~90℃であることがより好ましく、60~90℃であることが更に好ましい。(C)脂肪族ポリアミドと(D)半芳香族ポリアミドとのtanδのピーク温度の差が、上記範囲であると、高温特性と吸水特性が向上する傾向にある。
 (C)脂肪族ポリアミド及び(D)半芳香族ポリアミドのtanδのピーク温度は、例えば、粘弾性測定解析装置を用いて測定することができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
 (C)脂肪族ポリアミドと(D)半芳香族ポリアミドとの粘度の差が3倍以上であることが強度、剛性、成形性、外観の観点から好ましく、4倍以上であることがより好ましい。
 熱可塑性樹脂の粘度はMFR測定(ISO1133に準拠)により求めることができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法により観察することができる。
 本実施形態の熱可塑性樹脂の含有量は、連続繊維強化樹脂複合材料100質量%に対して、16~53質量%であることが好ましく、23~40質量%であることが好ましく、25~36質量%であることが好ましい。
 [添加剤]
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料には、必要に応じて添加剤を含有させてもよい。本実施形態の複合材料は、例えば、着色剤、老化防止剤、酸化防止剤、耐候剤、金属不活性剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、防菌・防黴剤、防臭剤、導電性付与剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、架橋剤、共架橋剤、加硫剤、加硫助剤、発泡剤、発泡助剤、難燃剤、制振剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤等の添加剤を含有してもよい。
 本実施形態における添加剤の含有量は、連続繊維強化樹脂複合材料100質量%に対して、3質量%以下としてよい。
 <着色剤>
 上記着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン、アルミ顔料、二酸化チタン、群青、シアニンブルー、シアニングリーン、キナクリドン、珪藻土、モノアゾ塩、ペリレン、ジスアゾ、縮合アゾ、イソインドリン、弁柄、ニッケルチタンイエロー、ジケトンピロロピロール、金属塩、ペリレンレッド、金属酸化物、バナジン酸ビスマス、コバルトグリーン、コバルトブルー、アンスラキノン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー等が挙げられる。中でも、黒色の着色剤が好ましく、カーボンブラック、ニグロシンがより好ましい。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、好適には、熱可塑性樹脂100質量部に対して、連続強化繊維の含有量が90~525質量部、これら以外の成分(例えば、集束剤(1)、添加剤)の含有量が0~2質量部であり、より好適には、熱可塑性樹脂100質量部に対して、連続強化繊維の含有量が150~340質量部、これら以外の成分の含有量を0~1質量部である。
 [連続繊維強化樹脂複合材料の用途]
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、航空機、車、建設材料、ロボット等の構造材料用途に好適に使用することができる。
 車用途においては、以下に限定されるものではないが、例えば、シャーシ/フレーム、足回り、駆動系部品、内装部品、外装部品、機能部品、その他部品に使用できる。
 具体的には、ステアリング軸、マウント、サンルーフ、ステップ、スーフトリム、ドアトリム、トランク、ブートリッド、ボンネット、シートフレーム、シートバック、リトラクター、リタラクター支持ブラケット、クラッチ、ギア、プーリー、カム、アーゲー、弾性ビーム、バッフリング、ランプ、リフレクタ、グレージング、フロントエンドモジュール、バックドアインナー、ブレーキペダル、ハンドル、電装材、吸音材、ドア外装、内装パネル、インパネ、リアゲート、天井ハリ、シート、シート枠組み、ワイパー支柱、EPS(Electric Power Steering)、小型モーター、ヒートシンク、ECU(Engine Control Unit)ボックス、ECUハウジング、ステアリングギアボックスハウジング、プラスチックハウジング、EV(Electric Vehicle)モーター用筐体、ワイヤーハーネス、車載メーター、コンビネーションスイッチ、小型モーター、スプリング、ダンパー、ホイール、ホイールカバー、フレーム、サブフレーム、サイドフレーム、二輪フレーム、燃料タンク、オイルパン、インマニ、プロペラシャフト、駆動用モーター、モノコック、水素タンク、燃料電池の電極、パネル、フロアパネル、外板パネル、ドア、キャビン、ルーフ、フード、バルブ、EGR(Exhaust Gas Recirculation)バルブ、可変バルブタイミングユニット、コネクティングロッド、シリンダボア、メンバー(エンジンマウンティング、フロントフロアクロス、フットウェルクロス、シートクロス、インナーサイド、リヤクロス、サスペンション、ピラーリーンフォース、フロントサイド、フロントパネル、アッパー、ダッシュパネルクロス、ステアリング)、トンネル、締結インサート、クラッシュボックス、クラッシュレール、コルゲート、ルーフレール、アッパボディ、サイドレール、ブレーディング、ドアサラウンドアッセンブリー、エアバッグ用部材、ボディーピラー、ダッシュツゥピラーガセット、サスペンジョンタワー、バンパー、ボディーピラーロワー、フロントボディーピラー、レインフォースメント(インパネ、レール、ルーフ、フロントボディーピラー、ルーフレール、ルーフサイドレール、ロッカー、ドアベルトライン、フロントフロアアンダー、フロントボディーピラーアッパー、フロントボディーピラーロワー、センターピラー、センターピラーヒンジ、ドアアウトサイドパネル)、サイドアウターパネル、フロントドアウインドゥフレーム、MICS(Minimum Intrusion Cabin System)バルク、トルクボックス、ラジエーターサポート、ラジエーターファン、ウォーターポンプ、燃料ポンプ、電子制御スロットルボディ、エンジン制御ECU、スターター、オルタネーター、マニホールド、トランスミッション、クラッチ、ダッシュパネル、ダッシュパネルインシュレータパッド、ドアサイドインパクトプロテクションビーム、バンパービーム、ドアビーム、バルクヘッド、アウタパッド、インナパッド、リヤシートロッド、ドアパネル、ドアトリムボドサブアッセンブリー、エネルギーアブソーバー(バンパー、衝撃吸収)、衝撃吸収体、衝撃吸収ガーニッシュ、ピラーガーニッシュ、ルーフサイドインナーガーニッシュ、樹脂リブ、サイドレールフロントスペーサー、サイドレールリアスペーサー、シートベルトプリテンショナー、エアバッグセンサー、アーム(サスペンション、ロアー、フードヒンジ)、サスペンションリンク、衝撃吸収ブラケット、フェンダーブラケット、インバーターブラケット、インバーターモジュール、フードインナーパネル、フードパネル、カウルルーバー、カウルトップアウターフロントパネル、カウルトップアウターパネル、フロアサイレンサー、ダンプシート、フードインシュレーター、フェンダーサイドパネルプロテクター、カウルインシュレーター、カウルトップベンチレータールーパー、シリンダーヘッドカバー、タイヤディフレクター、フェンダーサポート、ストラットタワーバー、ミッションセンタートンネル、フロアトンネル、ラジコアサポート、ラゲッジパネル、ラゲッジフロア、アクセルペダル、アクセルペダルベース等の部品として好適に使用することができる。
 [連続繊維強化樹脂複合材料の成形]
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、さらに成形することができる。当該成形方法としては、例えば、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料を、所定の大きさに切りだし、赤外線ヒーターで加熱し、プレス成形機で加熱圧縮プレスする方法等が挙げられる。
 [ハイブリッド複合材料]
 本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料は、ハイブリッド複合材料として使用してもよい。当該ハイブリッド複合材料は、本実施形態における連続繊維強化樹脂複合材料に不連続強化材料を射出して一体化する構成が好ましい。より具体的には、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む連続繊維強化樹脂複合材料に対して、さらにハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物を射出充填してハイブリッド複合材料としてもよい。ハイブリッド複合材料の製造工程においては、金型内に上記した連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材(例えば、連続強化繊維からなる基材、熱可塑性樹脂からなる基材又は連続繊維強化樹脂複合材料からなる基材)をセットして金型を閉じ、加圧し、所定の時間後に、更に所定のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物を射出充填して成形し、基材の熱可塑性樹脂と、所定のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物とを接合させることにより、ハイブリッド複合材料を製造してもよい。
 所定のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物を射出充填するタイミングは、両熱可塑性樹脂間(連続繊維強化樹脂複合材料中の熱可塑性樹脂とハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂との間)の界面強度に大きく影響する。所定のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物を射出充填するタイミングは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を金型内にセットして金型を閉じた後に金型温度が基材を構成する熱可塑性樹脂の融点以上又はガラス転移温度以上に昇温してから、30秒以内が好ましい。
 所定のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物を射出充填する時の金型温度は、ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物と接合する、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を構成する熱可塑性樹脂の融点以上又はガラス転移温度以上であることが好ましい。より好ましくは、ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物と接合する、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を構成する熱可塑性樹脂の融点+10℃以上又はガラス転移温度+10℃以上であり、更に好ましくは、融点+20℃以上又はガラス転移温度+20℃以上、更により好ましくは融点+30℃以上又はガラス転移温度+30℃以上である。
 本実施形態のハイブリッド複合材料において、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を構成する熱可塑性樹脂と、射出成形により形成されたハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物との接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造となっていることが好ましい。
 金型温度を射出するハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物の融点以上とし、射出成形時の樹脂保圧を高く、例えば、1MPa以上とすることは、界面強度を高める上で有効である。界面強度を高めるためには、上記保圧を5MPa以上とすることが好ましく、10MPa以上とすることがより好ましい。
 また、保圧時間を長く、例えば5秒以上、好ましくは10秒以上、より好ましくは金型温度がハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物の融点以下になるまでの間の時間保持することは、界面強度を高める観点から好ましい。
 (ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物)
 上記ハイブリッド複合材料を製造するために用いる射出成形用のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物としては、一般の射出成形に使用される熱可塑性樹脂組成物であれば、特に限定されない。
 本実施形態において、ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン等の熱可塑性樹脂の一種又は二種以上を混合した混合物などが挙げられる。
 上記ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物には、各種充填材が配合されていてもよい。ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物は、着色剤を含む、黒色の樹脂組成物としてよい。
 各種充填材としては、上記連続強化繊維と同種の材料の不連続強化材料である短繊維、長繊維材料等が挙げられる。
 なお、本明細書において、不連続強化材料は、以下の測定方法により測定した数平均繊維長が3mm以下の繊維をいう。一方、連続強化繊維は、以下の測定方法により測定した数平均繊維長が3mm超の繊維をいう。
ハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物又はハイブリッド複合材料から測定する試験片を切り出し、電気炉により空気中650℃で180分間加熱して樹脂成分を十分に焼却除去して不連続強化材料のみを分離した後、任意に10本抽出し、光学顕微鏡を用いて10本の繊維の長さを測定して、下式を用いて数平均繊維長を算出した。
    数平均繊維長=(ΣLi)/10
      Li:各繊維長(mm)
 不連続強化材料にガラス短繊維、長繊維を用いる場合、本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料を構成する上記連続強化繊維に塗布される集束剤(1)と同様のもの用いてもよい。集束剤(1)は、シランカップリング剤、潤滑剤、及び結束剤からなることが好ましい。シランカップリング剤、潤滑剤、結束剤の種類に関しては、上記連続強化繊維の集束剤(1)と同様のものが使用できる。
 射出成形に用いるハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、接合する熱可塑性樹脂との界面強度の観点から、連続繊維強化樹脂複合材料を構成する接合面の熱可塑性樹脂と類似のものが好ましく、同種類のものがより好ましい。具体的には、接合面の熱可塑性樹脂にポリアミド66を用いた場合には、射出成形用のハイブリッド用熱可塑性樹脂組成物の樹脂材料は、ポリアミド66が好ましい。
 その他の方法として、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を金型に設置してダブルベルトプレス機により圧縮する成形方法、設置した前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材の四方を囲むように型枠を設置し、ダブルベルトプレス機により加圧し成形する方法、一つ又は複数の温度に設定した加熱用の圧縮成形機と、一つ又は複数の温度に設定した冷却用の圧縮成形機を用意し、前記連続繊維強化樹脂複合材料に使用される基材を設置した金型を順番に、圧縮成形機に投入して成形する成形方法等が挙げられる。
 以下、本発明を実施例、比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施することができることはいうまでもない。
 [曲げ強度復帰率及び曲げ弾性率復帰率、連続繊維強化樹脂複合材料の回復率]
 (曲げ強度復帰率及び曲げ弾性率復帰率の測定)
 曲げ試験を行う前に、実施例・比較例において作製した連続繊維強化樹脂複合材料から長さ100mm、幅10mm、肉厚2mmの短冊状の試験片(A1)を切り出し、80℃の真空乾燥機で18時間以上乾燥した。その後、インストロン万能試験機にて、3点曲げ用の治具を用い、スパン間を厚み×16(mm)に設定して速度1mm/minで、23℃、50%RHの環境下、及び100℃、50%RHの環境下で、負荷試験の一例である曲げ試験を実施し、それぞれ曲げ強度(MPa)、曲げ弾性率(GPa)を測定した。そして、当該曲げ試験実施後の試験片(A1)を各実施例に記載の回復工程で回復して試験片(B1)を作製した後、回復後の連続繊維強化樹脂複合材料の試験片(B1)に対して曲げ試験を実施し、得られた曲げ強度又は曲げ弾性率を、負荷試験前の連続繊維強化樹脂複合材料の試験片(A1)の曲げ強度又は曲げ弾性率でそれぞれ除した値を、曲げ強度復帰率と曲げ弾性率復帰率とした。
 曲げ強度復帰率(%)=試験片(B1)の曲げ強度/試験片(A1)の曲げ強度×100
 曲げ弾性率復帰率(%)=試験片(B1)の曲げ弾性率/試験片(A1)の曲げ弾性率×100
 (回復率の算出方法)
 負荷試験前及び負荷試験後の連続繊維強化樹脂成形体をそれぞれバンドソーにより切削し、切削した切削片を研磨機(小型精密試料作成システム IS-POLISHER ISPP-1000(株式会社池上精機))により、研磨面に416g/cm2の研磨圧力をかけて、耐水ペーパー番手#2000で10分間、炭化ケイ素フィルム粒度9μmで5分間、アルミナフィルム粒度5μmで5分間、アルミナフィルム粒度3μmで5分間、アルミナフィルム粒度1μmで5分間、及びバフ研磨紙発泡ポリウレタンを用いた粒度0.1μmのコロイダルシリカ(バイカロックス0.1CR)で5分間の順番で、約7mL/minで水を加えながら研磨して、負荷試験前の試験片(A2)及び負荷試験後の試験片(B2)を作製した後、電界放出形走査電子顕微鏡(FESEM(S-4700、株式会社日立ハイテクノロジーズ))により以下の条件で、上記試験片(A2)及び(B2)の研磨面を観察し、任意の連続強化繊維20本のうち、連続強化繊維1本と当該1本の連続強化繊維を被覆する熱可塑性樹脂との間に空隙ができない連続強化繊維の本数を求めた。
 なお、連続強化繊維1本と当該1本の連続強化繊維を被覆する熱可塑性樹脂との間に空隙が存在するか否かの判断方法は、上記した図14及び図15に示す手順に従って、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面から前記連続強化繊維1本の半径(r1)の10分の1離れた、前記熱可塑性樹脂内の周縁外側領域内の空隙率が、10%以下である場合を、連続強化繊維1本と当該1本の連続強化繊維を被覆する熱可塑性樹脂との間に空隙が存在しないとした。
 また、空隙率(%)の測定方法は、得られた電界放出形走査電子顕微鏡画像を用いて、連続強化繊維と熱可塑性樹脂との界面から前記連続強化繊維1本の半径(r1)の10分の1離れた前記熱可塑性樹脂内の周縁外側領域内において、黒く写る部分を空隙とし、画像解析により、前記樹脂内の周縁外側領域全体の面積に対する空隙面積の比率を空隙率(%)として算出した。
 より詳細には、後述の負荷試験前の連続繊維強化樹脂複合材料から切り出し、前記条件により研磨した試験片(Aa)の電界放出形走査電子顕微鏡により50視野撮影した像内(倍率4000~4500倍)に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Aを測定する。
 次に、後述の負荷試験後の連続繊維強化樹脂複合材料に対し、後述の回復工程を施して回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を作製した後、当該回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出し、前記条件により研磨した試験片(Bb)の電界放出形走査電子顕微鏡により50視野撮影した像(倍率4000~4500倍)内に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Bを測定する。
 そして、以下の式(1): 
回復率(%)=(B/A)×100
に、測定した本数A、Bを代入して、連続繊維強化樹脂複合材料の回復率(%)を算出する。以下、各負荷試験による回復率の算出方法の条件を詳説する。
 <曲げ試験による回復率の算出>
 上記曲げ試験前の連続繊維強化樹脂複合材料から切り出し、前記条件により研磨した試験片(A1)の電界放出形走査電子顕微鏡により50視野撮影した像内(倍率4000~4500倍)に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Aiを測定した。
 次に、上記曲げ試験後の連続繊維強化樹脂複合材料に対し、後述の実施例・比較例に記載の回復工程を施して回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を作製した後、上記曲げ試験を実施した箇所を切り出した厚さ試験片(B1)の電界放出形走査電子顕微鏡により50視野撮影した像(倍率4000~4500倍)内に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Biを測定して、上記式(1)からBi/Ai×100を計算して曲げ試験による回復率(%)を算出した。
 <衝撃試験による回復率の算出>
 衝撃試験前の連続繊維強化樹脂複合材料から切り出し、前記条件により研磨した試験片(A2)を、電界放出形走査電子顕微鏡により50視野撮影した像内(倍率4000~4500倍)に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Aiiを測定した。
 次に、連続繊維強化樹脂複合材料から長さ150mm、幅100mm、肉厚2mmの試験片(A2)を切り出して、切り出した前記試験片(A2)を、直径30mmの穴を有するステンレス製の治具に固定し、半球状の先端(直径16mm)を備える鋼製のストライカーを試験片の中心に自由落下させ、衝突させて衝撃試験を実施した。その後、衝撃試験後の試験片(A2)を後述の各実施例・比較例に記載の回復工程を施した後、衝撃試験実施個所を切り出し、切削した試験片(A2)を研磨機(小型精密試料作成システム IS-POLISHER ISPP-1000(株式会社池上精機))により、上記条件で研磨して試験片(B2)を作製した後、電界放出形走査電子顕微鏡(FESEM(S-4700、株式会社日立ハイテクノロジーズ))により衝撃試験後の試験片(B2)の研磨面を観察した。これにより、前記試験片(B2)の像(倍率4000~4500倍)内に存在する任意の前記連続強化繊維20本のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂と界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数Biiを測定して、上記式(1)からBii/Aii×100を計算して衝撃試験による回復率(%)を算出した。
 [長期特性復帰率]
 ASTM-D1822の規格に準拠して、実施例・比較例で作製した連続繊維強化樹脂複合材料から引張衝撃ダンベルTypeSの試験片(C)を用意し、EHF-EB50kN-40L(RV)(株式会社島津製作所)により、試験温度23℃、周波数20Hz、波形を正弦波、チャック間35mmとして、1回目の振動疲労試験を実施した。負荷応力250MPaにおける振動疲労試験の破断回数が10000回になった時点で1回目の振動疲労試験を停止し、試験片(C)を各実施例に記載の回復方法で回復した後、再度1回目の振動疲労試験と同様の条件で2回目の振動疲労試験を実施して、負荷応力250MPaにおける2回目の振動疲労試験の破断回数(NB2)を算出した。そして、1回目の振動疲労試験を実施していない別の試験片(C)を用意し、前記別の試験片(C)に対して、前記2回目の振動疲労試験と同様の条件で250MPaにおける振動疲労試験の破断回数(NB1)を算出した。その後、破断回数(NB2)を破断回数(NB1)で除した値×100を長期特性復帰率(%)とした。
 長期特性復帰率(%)=(破断回数(NB2)/破断回数(NB1))×100
 [連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]
 実施例・比較例で作製した連続繊維強化樹脂成形体をバンドソーにより切削し、切削した試験片(D)を研磨機(小型精密試料作成システム IS-POLISHER ISPP-1000(株式会社池上精機))により、研磨面に研磨圧力を200g/cm2から20g/cm2ずつ上昇させて以下の研磨条件で研磨し、電界放出形走査電子顕微鏡(FESEM(S-4700、株式会社日立ハイテクノロジーズ))により研磨面を観察して、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との間に空隙ができない最大の研磨圧力を求めた。当該最大の研磨圧力は、連続強化繊維1本と熱可塑性樹脂との間に空隙が認められた研磨圧力のひとつ前の圧力になる。すなわち、例えば520g/cm2の研磨圧力をかけて空隙が見られた場合には500g/cm2を最大の研磨圧力としている。
上記研磨条件は、耐水ペーパー番手#2000で10分間、炭化ケイ素フィルム粒度9μmで5分間、アルミナフィルム粒度5μmで5分間、アルミナフィルム粒度3μmで5分間、アルミナフィルム粒度1μmで5分間、及びバフ研磨紙発泡ポリウレタンを用いた粒度0.1μmのコロイダルシリカ(バイカロックス0.1CR)で5分間の順番で行った。また、各研磨は、約7mL/minで水を加えながら行った。
 [連続繊維強化樹脂複合材料の高温での取り扱い性]
 実施例・比較例で作製した連続繊維強化樹脂複合材料からバンドソーにより50mm×50mmの試験片(E)を切り出し、赤外線ヒーター(インフラスタインH7GS-71298NGK、日本ガイシ、波長3~7μm)を用いて各実施例で使用した熱可塑性樹脂の溶融温度まで加熱し、加熱前後の厚み変化((加熱後の連続繊維強化樹脂複合材料の厚み)/(加熱前の連続繊維強化樹脂複合材料の厚み))が1.2以下であるものを「良」、1.2よりも大きいものを「不良」として評価した。
 なお、連続繊維強化樹脂複合材料の高温での取り扱い性として、連続繊維強化樹脂複合材料の厚みの変化量を測定した理由は、連続繊維強化樹脂複合材料は一般的に圧力を印加して作製していることから、連続繊維強化樹脂複合材料自体に残留応力が残っている。そのため、当該連続繊維強化樹脂複合材料を加熱すると当該残留応力が解放され、連続繊維強化樹脂複合材料中の樹脂成分が膨張して形が崩れてしまい、連続繊維強化樹脂複合材料の取り扱いが難しくなるという実情がある。
 また、連続繊維強化樹脂複合材料の高温での取り扱い性の一つとして、以下の基準で試験片(E)の形状の維持を確認した。
 <形状の維持の基準>
 実施例・比較例で作製した連続繊維強化樹脂複合材料からバンドソーにより300mm×300mmの試験片(E)を切り出し、赤外線ヒーター(インフラスタインH7GS-71298NGK、日本ガイシ、波長3~7μm)を用いて各実施例・比較例で使用した熱可塑性樹脂の溶融温度+30℃まで加熱した後、各樹脂のガラス転移温度+100℃に温調した長辺200mm、短辺200mmの底面、50mmの側面を有する、天面と側面のなす角度が60度の箱型の金型に設置し、15MPaの荷重をかけて1分間プレスし、得られた成形品を、電気炉により樹脂を飛ばしたのち、得られた連続強化繊維の底面と側面のなす角度が45度~70度である場合に「良」、それ以外を「不良」と判定した。
 実施例、比較例で用いた材料は以下のとおりである。
 [連続強化繊維]
 ガラス繊維1(GF1):繊度1.15g/mで単糸数2000本のガラス繊維100質量%に対し、集束剤(1)を0.30質量%付着させたものを製造した。巻き取り形態はDWRであり、平均単糸径は約18μmとした。前記集束剤(1)は、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(東京化成株式会社)2.0質量%と、ポリエチレンワックス1質量%と、無黄変型ウレタンエマルジョン(トーヨーポリマー株式会社)2質量%及びメタクリル酸メチル10質量%を共重合させた、重量平均分子量が20000である共重合化合物3質量%とを含有するように脱イオン水で調製して調製した。
 ガラス繊維2(GF2):GF1を電気炉により600℃で3時間処理し、表面処理剤(集束剤(1))が除去されたガラス繊維2を作製した。
 ガラス繊維3(GF3):ガラス繊維2をカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE-903、信越化学工業株式会社製))の0.5質量%水溶液に30分間浸漬し、110℃で3時間乾燥して、カップリング剤のみで処理されたガラス繊維3(GF3)を作製した。
 [連続強化繊維基材の作製]
 ガラスクロス:レピア織機(織幅1m)を用い、上記ガラス繊維1~3を経糸、緯糸として用いて製織することで連続繊維強化基材を製造した。得られたガラスクロスの織形態は、(平織、織密度は6.5本/25mm、目付は640g/m2)であった。ガラス繊維1(GF1)を用いて作製したガラスクロスをガラスクロス1(又はGC1)、ガラス繊維2(GF2)を用いて作製したガラスクロスをガラスクロス2(又はGC2)、ガラス繊維3(GF3)を用いて作製したガラスクロスをガラスクロス3(又はGC3)とした。
 [熱可塑性樹脂]
 樹脂1:ポリアミド66
 「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
 アジピン酸(和光純薬工業)とヘキサメチレンジアミン(東京化成工業)との等モル塩:1500gとアジピン酸:200gを蒸留水:1500gに溶解させ、原料モノマーの等モル50質量%均一水溶液を作製した。この水溶液を、内容積6.2Lのオートクレーブに仕込み、窒素置換した。110℃以上140℃以下の温度下で撹拌しながら、溶液濃度65質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。その後、内部温度を230℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.9MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が235℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.9MPaに保ちながら1時間反応させた。次に、1.5時間かけて圧力を降圧した。その後、オートクレーブ内を真空装置で650torrの減圧下に13分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。その後、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、樹脂1(ポリアミド66)を得た。Mw=35000、Mw/Mn=2.0、融点(Tm)=265℃、ガラス転移温度(Tg)=50℃であった。
 樹脂2:ポリアミド6I
 「熱溶融重合法」によりポリアミドの重合反応を以下のとおり実施した。
 イソフタル酸(和光純薬工業)とヘキサメチレンジアミンとの等モル塩:1500g、及び、全等モル塩成分に対して4.0モル%のイソフタル酸を蒸留水:1500gに溶解させた。110℃以上140℃以下の温度下で撹拌しながら、溶液濃度65質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。その後、内部温度を230℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.9MPaまで昇圧した。そのまま1.5時間、内部温度が235℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.9MPaに保ちながら1.2時間反応させた。次に、30分かけて圧力を降圧した。その後、オートクレーブ内を真空装置で650torrの減圧下に12分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。その後、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、樹脂2(ポリアミド6I)を得た。Mw=20000、Mw/Mn=2.0、Tg=130℃
 樹脂3:樹脂1と樹脂2とのドライブレンド品(PA66:PA6I=2:1)Tg=110℃
 樹脂4:ポリアミド6(Tm=225℃、Tg=50℃)
 ε-カプロラクタム1500gと、ヘキサメチレンジアミン15gとを蒸留水1875gに溶解させた混合溶液(4)を調製した。圧力調整弁と攪拌翼とを備えたオートクレーブに前記混合溶液(4)を密閉し、窒素置換した後、窒素でオートクレーブ内圧力を0.05MPaに加圧し、110℃以上140℃以下の温度下で前記混合溶液(4)を撹拌しながら、溶液濃度65質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。その後、前記オートクレーブの内部温度を230℃に昇温した。このとき、オートクレーブは1.8MPaまで昇圧した。そのまま1時間、内部温度が235℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を1.8MPaに保ちながら1時間反応させた。次に、1.5時間かけて圧力を降圧した。その後、オートクレーブ内を真空装置で650torrの減圧下に13分維持した。このとき、重合の最終内部温度は265℃であった。その後、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、樹脂4(ポリアミド6)を得た。Mw=24000、Mw/Mn=2.1、融点(Tm)=225℃、ガラス転移温度(Tg)=50℃であった。
 樹脂5:ポリアミド9T(Tm=300℃、Tg=125℃)
 テレフタル酸と1,9ノナンジアミンとの等モル塩1500gを蒸留水1500gに溶解させた混合溶液(5)を調製した。110℃以上140℃以下の温度下で前記混合溶液(5)を撹拌しながら、溶液濃度65質量%まで水蒸気を徐々に抜いて濃縮した。その後、内部温度を260℃まで昇温した。このとき、オートクレーブは2.1MPaまで昇圧した。そのまま1.8時間、内部温度が265℃になるまで、水蒸気を徐々に抜いて圧力を2.1MPaに保ちながら1.2時間反応させた。次に、40分かけて圧力を降圧した。その後、オートクレーブ内を真空装置で650torrの減圧下に20分維持した。このとき、重合の最終内部温度は300℃であった。その後、窒素で加圧し下部紡口(ノズル)からストランド状にし、水冷、カッティングを行いペレット状で排出して、100℃、窒素雰囲気下で12時間乾燥し、樹脂5(ポリアミド9T)を得た。Mw=26000、Mw/Mn=2.0、Tg=125℃
 樹脂6:ポリアミド12(Tm=175℃、Tg=50℃)
 樹脂7:ポリアミド1010(ダイセル・エボニック(株)、Tm=202℃、Tg=37℃)
 [熱可塑性樹脂フィルムの作製]
 Tダイ押し出し成形機(株式会社創研製)を用いて上記の樹脂1~樹脂7を成形することにより各熱可塑性樹脂フィルムを得た。当該各熱可塑性樹脂フィルムの厚さは200μmであった。
 [実施例1]
 樹脂1を用いて、前記方法で熱可塑性樹脂フィルム1を得た。次いで、ガラスクロス1(GC1)を5枚及び熱可塑性樹脂フィルム1を6枚準備し、熱可塑性樹脂フィルム1が表面となるようにガラスクロス1と熱可塑性樹脂フィルム1とを交互に重ねて、下記の成形条件により成形を行い、連続繊維強化樹脂複合材料(1)を得た。この時、熱可塑性樹脂の仕込み体積の割合は50%であった。
 実施例1で用いた成形条件は以下の通りである。
 当該成形に使用した成形機は、連続圧縮成形機であった。上記ガラスクロス1と上記熱可塑性樹脂フィルム1とを上記のように積み重ねた積層体を成形機に設置し、連続圧縮成形機内の加熱ゾーンの温度を330℃、冷却ゾーンを水冷で温度調整し、圧力3MPa、ベルト速度0.5m/minで圧縮成形を行って連続繊維強化樹脂複合材料(1)を作製した。その後、得られた連続繊維強化樹脂複合材料(1)に対して、表1に示す条件の負荷試験と下記の回復工程(1)とを施して、上述した、曲げ強度復帰率、曲げ弾性率復帰率、連続繊維強化樹脂複合材料の回復率、曲げ試験による回復率、衝撃試験による回復率、長期特性復帰率、連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度及び連続繊維強化樹脂複合材料の高温での取り扱い性を評価した。その結果を表1に示す。
 なお、実施例1における回復工程(1)は以下のとおりである。
 回復工程(1):負荷試験後の試験片を、インロー構造の金型内に設置し、最大型締め力50トンの油圧成形機(株式会社ショージ)を使用し、成形機内温度を150℃に加熱し、次いで型締め力5MPaで型締めし、15分間加熱プレスを実施した。加熱後、冷却した後に金型を開放し、回復後の試験片を取り出した。
 また、ガラスクロスの種類による界面研磨強度の変化を確認するために、以下の実験を行った。
上記連続繊維強化樹脂複合材料(1)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、GF2又はGF3を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(1(GF2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(1(GC3))もそれぞれ作製し、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例2]
 回復工程を以下の回復工程(2)に変更したこと以外は実施例1と同様に連続繊維強化樹脂複合材料(2)を得て、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(2):負荷試験後の試験片を、80℃に設定した恒温水槽に1時間投入した。恒温水槽から取り出したのち、80℃に設定した真空乾燥機で乾燥して、回復後の試験片を得た。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(2)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(2(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(2(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例3]
 回復工程を以下の回復工程(3)に変更したこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(3)を得て、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(3):負荷試験後の試験片を、150℃に設定した熱風循環乾燥機に投入して、15分処理した後、回復後の試験片を取り出した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(3)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GF2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(3(GF2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(3(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例4]
 熱可塑性樹脂として樹脂2を用いたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(4)を得て、回復工程(1)を実施し、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(4)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(4(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(4(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例5]
 熱可塑性樹脂として樹脂3を用い、かつ以下の回復工程(4)に変更したこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(5)を得て、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(4):加熱温度を110℃としたこと以外は実施例1と同様にして回復工程(4)を実施した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(5)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(5(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(5(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例6]
 熱可塑性樹脂として樹脂4を用いたこと以外は実施例2と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(6)を得て、回復工程(2)を実施し、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(6)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(6(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(6(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例7]
 熱可塑性樹脂として樹脂5を用い、かつ以下の回復工程(5)に変更したこと以外は実施例3と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(7)を得て、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(5):加熱温度を160℃としたこと以外は実施例3と同様にして回復工程(5)を実施した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(7)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(7(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(7(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例8]
 回復工程を以下の回復工程(6)にしたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(8)を得て、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(6):加熱温度を265℃としたこと以外は実施例1と同様にして回復工程(6)を実施した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(8)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(8(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(8(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例9]
 回復工程を以下の通りにしたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(9)を得て、回復工程(7)を実施し、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(7):負荷試験後の試験片を、80℃、湿度57%に設定した恒温恒湿槽に24時間投入した後、回復後の試験片を取り出した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(9)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(9(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(9(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例10]
 回復工程を以下の通りにしたこと以外は実施例5と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(10)を得て、回復工程(8)を実施し、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(8):加熱温度を110℃としたこと以外は実施例1と同様にして回復工程(8)を実施した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(10)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(10(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(10(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [実施例11]
 回復工程を以下の通りにしたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(11)を得て、回復工程(9)を実施し、実施例1と同様に表1に示す項目について評価を行った。
 回復工程(9):加熱温度を80℃としたこと以外は実施例1と同様にして回復工程(9)を実施した。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(11)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(11(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(11(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [比較例1]
 ポリアミド66をガラスクロスに含浸した、市販のプリプレグ(Bond Laminate製「Tepex dynalite 101」)を連続繊維強化樹脂複合材料(c1)として使用して、実施例1と同様の回復工程(1)を実施し、表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(c1)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(c1(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(c1(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [比較例2]
 熱可塑性樹脂として樹脂6を用いたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(c2)を得て、回復工程(1)を実施し、表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(c2)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(c2(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(c2(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [比較例3]
 熱可塑性樹脂として樹脂7を用いたこと以外は実施例1と同様にして連続繊維強化樹脂複合材料(c3)を得て、回復工程(1)を実施し、表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(c3)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(c3(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(c3(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
 [参考例1]
 実施例1と同様にして得られた連続繊維強化樹脂複合材料(1)を、回復工程を実施せずに表1に示す項目について評価を行った。
 また、実施例1と同様に、上記連続繊維強化樹脂複合材料(1)の作製で使用したガラスクロス1(GC1)の替わりに、ガラスクロス2(GC2)又はガラスクロス3(GC3)を使用したこと以外は上記実施例1と同様にして、連続繊維強化樹脂複合材料(1(GC2))及び連続繊維強化樹脂複合材料(1(GC3))もそれぞれ作製し、GF2又はGF3を用いた場合の界面研磨強度を上記の[連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度]の欄に記載の手順に従って測定した。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表1から、実施例1~11は、回復率が50%以上であり、非常に高い、曲げ回復特性、衝撃回復特性、長期特性回復特性を示した。
 (変形例)
 なお、上述した実施形態において、学習用比率算出部13が、分布における、打音データに基づいて複数の区分CLを決定することを説明した。しかし、これに限られず、学習用比率算出部13は、非階層的クラスタリング等によって複数の仮区分を決定してもよい。このような構成において、学習用比率算出部13は、打音データに含まれる複数の特性値を各軸にとった、打音データの分布を示すグラフにおいて、複数の仮区分を示す領域それぞれに含まれる最大の長方形内に対応する区分を複数の区分CLとして決定してもよい。これにより、検査装置2は、未知材料の打音データが、複数の区分CLのうちのいずれの区分CLに含まれるかを判定するための処理負荷を低減することができる。したがって、検査装置2は、未知材料を検査するための処理負荷を低減することができる。
 また、上述した実施形態において、検査用モデル学習装置1は、出力部をさらに備えてもよい。このような構成において、出力部は、通信ネットワークを介して、複数の他のコンピュータにモデル学習部14によって学習されたモデルを出力し、該複数の他のコンピュータによって構成されるブロックチェーンによってモデルが管理されてもよい。さらに、検査装置2は、該ブロックチェーンによって管理されているモデルを用いて、上述したように検査を行うことができる。
 <プログラム>
 上述した検査用モデル学習装置1及び検査装置2は、コンピュータ101によって実現することができる。また、検査用モデル学習装置1及び検査装置2として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、該プログラムは、記憶媒体に記憶されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。図16は、検査用モデル学習装置1及び検査装置2としてそれぞれ機能するコンピュータ101の概略構成を示すブロック図である。ここで、コンピュータ101は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、PC(Personal Computer)、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。
 また、回復制御装置3の破壊状態入力部31及び回復条件判定部32は、コンピュータ101によって実現することができる。回復制御装置3の破壊状態入力部31及び回復条件判定部32として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、該プログラムは、記憶媒体に記憶されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。回復制御装置3の破壊状態入力部31及び回復条件判定部32として機能するコンピュータも図16に示すコンピュータ101と同様に構成されていてよい。
 図16に示すように、コンピュータ101は、プロセッサ110と、ROM120と、RAM130と、ストレージ140と、入力インターフェース(I/F)150と、出力インターフェース(I/F)160と、通信インターフェース(I/F)170とを備える。各構成は、バス180を介して相互に通信可能に接続されている。プロセッサ110は、具体的にはCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、SoC(System on a Chip)などであり、同種又は異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。
 プロセッサ110は、各構成の制御、及び各種の演算処理を実行する。すなわち、プロセッサ110は、ROM120又はストレージ140からプログラムを読み出し、RAM130を作業領域としてプログラムを実行する。プロセッサ110は、ROM120又はストレージ140に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。上述した実施形態では、ROM120又はストレージ140に、本開示に係るプログラムが記憶されている。
 プログラムは、コンピュータ101が読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。このような記憶媒体を用いれば、プログラムをコンピュータ101にインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記憶された記憶媒体は、非一時的(non-transitory)記憶媒体であってもよい。非一時的記憶媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROM、DVD-ROM、USB(Universal Serial Bus)メモリなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
 ROM120は、各種プログラム及び各種データを記憶する。RAM130は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ140は、HDD又はSSDにより構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データを記憶する。
 入力インターフェース150は、ユーザの入力操作を受け付けて、ユーザの操作に基づく情報を取得する1つ以上の入力インターフェースを含む。例えば、入力インターフェース150は、ポインティングデバイス、キーボード、マウスなどであるが、これらに限定されない。
 出力インターフェース160は、情報を映像で出力するディスプレイであるが、これらに限定されない。なお、出力インターフェース160は、タッチパネル方式のディスプレイである場合には、入力インターフェース150としても機能する。
 通信インターフェース(I/F)170は、外部の装置と通信するためのインターフェースである。
 以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
 (付記項1)
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける入力インターフェースと、
 コントローラと、を備え、
 前記コントローラは、
  前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出し、
  前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習する、
検査用モデル学習装置。
 (付記項2)
 前記コントローラは、非階層的クラスタリングによって前記複数の区分を決定する、付記項1に記載の検査用モデル学習装置。
 (付記項3)
 前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、付記項1又は2に記載の検査用モデル学習装置。
 (付記項4)
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、付記項1から3のいずれか一項に記載の検査用モデル学習装置。
 (付記項5)
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習した、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置であって、
 前記未知材料を叩いて得られた打音に関する前記複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける入力インターフェースと、
 コントローラと、を備え、
 前記コントローラは、
  前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出し、
  前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させる
検査装置。
 (付記項6)
 前記コントローラは、前記打音データにおける、前記複数の区分のうちの一の区分に含まれる判定用比率と、前記打音データにおける、該一の区分とは異なる他の区分に含まれる判定用比率とに基づいて、前記モデルに前記破壊状態を出力させる、付記項5に記載の検査装置。
 (付記項7)
 前記複数の区分は、非階層的クラスタリングによって、前記打音データの分布を分けることによって決定されている、付記項5又は6に記載の検査装置。
 (付記項8)
 前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、付記項5から7のいずれか一項に記載の検査装置。
 (付記項9)
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、付記項5から8のいずれか一項に記載の検査装置。
 (付記項10)
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付けるステップと、
 前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出するステップと、
 前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するステップと、
を含む検査用モデル学習方法。
 (付記項11)
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、付記項10に記載の検査用モデル学習方法。
 (付記項12)
 破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習された、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置が実行する検査方法であって、
 前記未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付けるステップと、
 前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出するステップと、
 前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させるステップと、
を含む検査方法。
 (付記項13)
 前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、付記項12に記載の検査方法。
 (付記項14)
 コンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、前記コンピュータを付記項1から4のいずれか一項に記載の検査用モデル学習装置として機能させるプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
 (付記項15)
 コンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、前記コンピュータを付記項5から9のいずれか一項に記載の検査装置として機能させるプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
 (付記項16)
 付記項12又は13に記載の検査方法を用いて判定された前記未知材料の前記破壊状態を示すデータの入力を受け付けるステップと、
 前記破壊状態に基づいて、前記未知材料の界面を回復させるための回復条件を判定するステップと、
 前記回復条件により前記未知材料の界面を回復させるステップと、
を含む、未知材料の回復方法。
 (付記項17)
 付記項12又は13に記載の検査方法で測定可能な、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む連続繊維強化樹脂複合材料であって、
 以下の式(1):
 回復率(%)=(B/A)×100         式(1)
(上記式(1)中、Aは、前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(a)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記連続繊維強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続繊維強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数であり、
 Bは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に負荷試験と前記負荷試験後の回復工程とを施した、回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料中の連続強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数である。)
 で表される回復率(%)が50~100%の範囲内であることを特徴とする連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項18)
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記連続繊維強化樹脂複合材料中の前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記ガラス転移温度+150℃以下の温度範囲で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する工程である、付記項17に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項19)
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、付記項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項20)
 前記式(1)中の前記回復工程は、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率を少なくとも0.3質量%の範囲にした状態で、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、付記項17から19のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項21)
 前記式(1)中の前記回復工程は、加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、付記項17から20のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項22)
 前記式(1)中の前記回復工程は、無加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む付記項17から20のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
 (付記項23)
 カップリング剤を含有する集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記カップリング剤のみにより表面処理した連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍であることを特徴とする、付記項17から22のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
 (付記項24)
 カップリング剤を含有する集束剤(1)、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有し、かつ前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂とを積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
 前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)による表面処理部を除去した場合の連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることを特徴とする、付記項17から22のいずれか一項に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
 本実施形態の連続繊維強化樹脂複合材料は、各種機械、自動車等の構造部品等、疲労、衝撃等により破壊が生じる材料の、回復可能な補強材として、また、熱可塑性樹脂組成物の複合材料として、産業上、利用可能である。
1   検査用モデル学習装置
2   検査装置
3   回復制御装置
11  既知材料データ入力部
12  既知材料データ記憶部
13  学習用比率算出部
14  モデル学習部
15  モデル記憶部
21  未知材料データ入力部
22  判定用比率算出部
23  判定部
24  出力部
31  破壊状態入力部
32  回復条件判定部
33  回復条件出力部
34  回復部
35  表示部
101 コンピュータ
110 プロセッサ
120 ROM
130 RAM
140 ストレージ
150 入力インターフェース
160 出力インターフェース
170 通信インターフェース
180 バス

Claims (24)

  1.  破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付ける既知材料データ入力部と、
     前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出する学習用比率算出部と、
     前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するモデル学習部と、
    を備える検査用モデル学習装置。
  2.  前記学習用比率算出部は、非階層的クラスタリングによって前記複数の区分を決定する、請求項1に記載の検査用モデル学習装置。
  3.  前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、請求項1又は2に記載の検査用モデル学習装置。
  4.  前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、請求項1又は2に記載の検査用モデル学習装置。
  5.  破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習した、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置であって、
     前記未知材料を叩いて得られた打音に関する前記複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付ける未知材料データ入力部と、
     前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出する判定用比率算出部と、
     前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させる判定部と、
    を備える検査装置。
  6.  前記判定部は、前記打音データにおける、前記複数の区分のうちの一の区分に含まれる判定用比率と、前記打音データにおける、該一の区分とは異なる他の区分に含まれる判定用比率とに基づいて、前記モデルに前記破壊状態を出力させる、請求項5に記載の検査装置。
  7.  前記複数の区分は、非階層的クラスタリングによって、前記打音データの分布を分けることによって決定されている、請求項5又は6に記載の検査装置。
  8.  前記複数の特性値は、振幅及び持続期間である、請求項5又は6に記載の検査装置。
  9.  前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、請求項5又は6に記載の検査装置。
  10.  破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データの入力を受け付けるステップと、
     前記既知材料データに基づいて、前記分布を分ける複数の区分を決定し、前記破壊状態に対応する前記打音データが複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率を算出するステップと、
     前記学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを学習するステップと、
    を含む検査用モデル学習方法。
  11.  前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、請求項10に記載の検査用モデル学習方法。
  12.  破壊状態が既知である既知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値含む打音データの分布と、前記既知材料の前記破壊状態とを示す既知材料データを用いて学習された、前記打音データが前記分布における複数の区分それぞれに含まれる比率である学習用比率に基づいて、前記破壊状態が未知である未知材料の破壊状態を出力するモデルを用いて検査を行う検査装置が実行する検査方法であって、
     前記未知材料を叩いて得られた打音に関する複数の特性値を示す打音データの分布を示す未知材料データの入力を受け付けるステップと、
     前記未知材料データによって分布が示される前記打音データが、前記複数の区分それぞれに含まれる比率である判定用比率を算出するステップと、
     前記モデルに前記判定用比率を入力し、前記判定用比率に基づいて前記未知材料の破壊状態を出力させるステップと、
    を含む検査方法。
  13.  前記打音に関する複数の特性値は、アコースティックエミッションによって得られる、請求項12に記載の検査方法。
  14.  コンピュータを、請求項1又は2に記載の検査用モデル学習装置として機能させるためのプログラム。
  15.  コンピュータを、請求項5又は6に記載の検査装置として機能させるためのプログラム。
  16.  請求項12に記載の検査方法を用いて判定された前記未知材料の前記破壊状態を示すデータの入力を受け付けるステップと、
     前記破壊状態に基づいて、前記未知材料の界面を回復させるための回復条件を判定するステップと、
     前記回復条件により前記未知材料の界面を回復させるステップと、
    を含む、未知材料の回復方法。
  17.  請求項12に記載の検査方法で測定可能な、連続強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む連続繊維強化樹脂複合材料であって、
     以下の式(1):
     回復率(%)=(B/A)×100         式(1)
    (上記式(1)中、Aは、前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(a)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記連続強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数であり、
     Bは、前記連続繊維強化樹脂複合材料に負荷試験と前記負荷試験後の回復工程とを施した、回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料から切り出した試験片(b)の走査型電子顕微鏡による像(倍率4000~4500倍)に前記回復後の前記連続繊維強化樹脂複合材料中の連続強化繊維の断面が入るように、任意の20点測定し、前記像中に存在する前記連続強化繊維のうち、前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂との界面に空隙が存在しない前記連続強化繊維の本数である。)
     で表される回復率(%)が50~100%の範囲内であることを特徴とする連続繊維強化樹脂複合材料。
  18.  前記式(1)中の前記回復工程は、前記連続繊維強化樹脂複合材料中の前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記ガラス転移温度+150℃以下の温度範囲で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱する工程である、請求項17に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
  19.  前記式(1)中の前記回復工程は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
  20.  前記式(1)中の前記回復工程は、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料の吸水率を少なくとも0.3質量%の範囲にした状態で、前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
  21.  前記式(1)中の前記回復工程は、加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
  22.  前記式(1)中の前記回復工程は、無加圧下で前記負荷試験後の前記連続繊維強化樹脂複合材料を加熱することを含む、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料。
  23.  カップリング剤を含有する集束剤(1)により表面処理した連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
     前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記カップリング剤のみにより表面処理した連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の0.8~1.2倍であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
  24.  カップリング剤を含有する集束剤(1)、連続強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有し、かつ前記連続強化繊維と前記熱可塑性樹脂とを積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法であって、
     前記連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度が、前記集束剤(1)による表面処理部を除去した場合の連続強化繊維及び前記熱可塑性樹脂を積層して得られる連続繊維強化樹脂複合材料の界面研磨強度の2倍以上であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の連続繊維強化樹脂複合材料の製造方法。
PCT/JP2022/040840 2021-11-08 2022-10-31 検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法 WO2023080125A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023558035A JPWO2023080125A1 (ja) 2021-11-08 2022-10-31

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021182140 2021-11-08
JP2021-182140 2021-11-08
JP2021-211118 2021-12-24
JP2021211118 2021-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023080125A1 true WO2023080125A1 (ja) 2023-05-11

Family

ID=86241104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/040840 WO2023080125A1 (ja) 2021-11-08 2022-10-31 検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023080125A1 (ja)
WO (1) WO2023080125A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015101794A (ja) 2013-11-20 2015-06-04 旭化成ケミカルズ株式会社 複合材料成型体の製造方法
US20170234837A1 (en) * 2014-10-24 2017-08-17 Renishaw Plc Acoustic apparatus and method
JP2018013348A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 日本電信電話株式会社 打音検査システムおよび打音検査方法
JP2018163049A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社昭和テックス レール装着物品の装着検査装置
CN112255308A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种基于K-means聚类算法的螺栓敲击检测方法
JP2021038936A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 株式会社奥村組 タイル健全基準取得装置及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015101794A (ja) 2013-11-20 2015-06-04 旭化成ケミカルズ株式会社 複合材料成型体の製造方法
US20170234837A1 (en) * 2014-10-24 2017-08-17 Renishaw Plc Acoustic apparatus and method
JP2018013348A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 日本電信電話株式会社 打音検査システムおよび打音検査方法
JP2018163049A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社昭和テックス レール装着物品の装着検査装置
JP2021038936A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 株式会社奥村組 タイル健全基準取得装置及び方法
CN112255308A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种基于K-means聚类算法的螺栓敲击检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023080125A1 (ja) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7054750B2 (ja) 連続繊維強化樹脂成形体、及びその製造方法
WO2023080125A1 (ja) 検査用モデル学習装置、検査装置、検査用モデル学習方法、検査方法、プログラム、回復方法、連続繊維強化樹脂複合材料、及び製造方法
JP7293015B2 (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP7017917B2 (ja) 射出インサート成形方法
JP2020019897A (ja) 連続繊維強化樹脂成形体の製造方法、製造装置、及び中間基材
TWI789108B (zh) 連續纖維強化樹脂複合材料及其製造方法
JP7370200B2 (ja) 繊維強化樹脂複合体及び繊維強化樹脂複合体の製造方法
JP7253112B2 (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法、並びに連続繊維強化樹脂成形体
JP6991766B2 (ja) 連続繊維不織布、複合材用強化繊維基材およびそれらの成形体ならびに製造方法
JP7335144B2 (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2022121230A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2022167223A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2022158298A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2023095279A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2023079109A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料、その成形体及びその成形方法
JP2022076861A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2022167478A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2017186696A (ja) 複合糸、布帛及び成形体並びに複合糸及び成形体の製造方法
JP2023027671A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2021187880A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法
JP2022091563A (ja) 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22889945

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023558035

Country of ref document: JP