CN102574358A - 纤维增强成型体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供在轻量、薄厚度和高刚性方面优异的纤维增强成型体。纤维增强成型体含有芯材(11)和设置在所述芯材(11)的两个表面上的纤维增强材料(21)。所述芯材(11)通过利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体，并在以200至5000的压缩率压缩所述热固性树脂发泡体的同时固化所述热固性树脂而形成。所述纤维增强材料(21)通过利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物，并固化所述第二热固性树脂而形成。浸渍后的所述第一热固性树脂与所述第二热固性树脂的树脂比率为50至80。通过固化所述第一热固性树脂与所述第二热固性树脂而一体地形成所述芯材(11)和所述纤维增强材料(21)。

Description

纤维增强成型体及其制造方法
技术领域
本发明涉及纤维增强成型体及其制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在该芯材的两个表面上的纤维增强材料。
背景技术
近年来，要求使用重量轻、壁薄且刚性高的构件作为笔记本电脑的壳体。作为为了实现重量轻、壁薄且刚性高而形成的成型体，例如，存在通过层压碳纤维预浸料并将层压的碳纤维预浸料固化而制造的碳纤维增强成型体。
然而，由于碳纤维预浸料含有半固化的热固性树脂，因此当在常温下储存时，热固性树脂在比较短的时间内变得完全固化。为此，碳纤维预浸料难以操作，这提出了使用碳纤维预浸料制造碳纤维增强成型体的成本增大的问题。
专利文献1公开了一种纤维增强体，所述纤维增强体通过如下制造：堆叠多个纤维增强层的片，每个片具有以相同的纤维方向对准的碳纤维，从而使得各个纤维方向以特定的方式排列。然而，由于具有对准的纤维方向的纤维增强层非常贵，所以存在随着纤维增强层的数目增大，纤维增强成型体的成本增大的问题。然而，纤维增强成型体的比重为约1.6，这在笔记本电脑等的壳体的部件的重量减少方面是不充分的。
专利文献2描述了一种夹层结构，所述夹层结构具有包含空隙的芯材、以及设置在该芯材的两个表面上且含有连续碳纤维和基体树脂的纤维增强材料。然而，从便携式装置如笔记本电脑的壳体构件所需要的厚度减少和高刚性的观点来看，这是不充分的。
专利文献1：日本特开2004-209717号公报
专利文献2：WO 2006/028107号公报
发明内容
考虑到上文提到的问题而作出了本发明，本发明的目的是提供一种纤维增强成型体及其制造方法，所述纤维增强成型体适合用于笔记本电脑和其他便携式装置的壳体等，并且在重量轻、厚度薄和刚性高方面优异。
根据本发明，提供了以下内容。
(1)一种纤维增强成型体，其具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，
其中，所述芯材通过利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体，并在压缩所述热固性树脂发泡体的同时固化所述第一热固性树脂而形成，
所述纤维增强材料通过利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物，并固化所述第二热固性树脂而形成，
由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度，
由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，
所述纤维增强成型体的比重为1.2至1.5，以及
所述纤维增强成型体的弯曲模量为30GPa至60GPa。
(2)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述热固性树脂发泡体为聚氨酯树脂发泡体或三聚氰胺树脂发泡体。
(3)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述第一热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。
(4)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述第二热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。
(5)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述第一热固性树脂与所述第二热固性树脂相同。
(6)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述压缩率C为1000至2600。
(7)根据(1)所述的纤维增强成型体，其中所述芯材是三聚氰胺树脂发泡体与酚醛树脂的混合物，
所述纤维增强材料是碳纤维织物和酚醛树脂的混合物，并作为片材设置在所述芯材的每一个表面上，
所述酚醛树脂相对于所述纤维增强成型体的含量，以所述树脂比率R计为50至80。
(8)一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
浸渍步骤，包括利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体以提供经浸渍的热固性树脂发泡体；
层压步骤，包括将碳纤维织物放置在所述经浸渍的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括压缩所述层压体以利用从所述热固性树脂发泡体中压出的所述第一热固性树脂浸渍所述碳纤维织物，并对所述层压体进行加热以固化所述第一热固性树脂，从而一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，在所述浸渍步骤中，实施利用所述第一热固性树脂进行的所述浸渍，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，在所述压缩步骤中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
(9)一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
浸渍步骤，包括利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物以提供经浸渍的碳纤维织物；
层压步骤，包括将所述经浸渍的碳纤维织物放置在具有连续气泡的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括压缩所述层压体以利用从所述碳纤维织物中压出的所述第二热固性树脂浸渍所述热固性树脂发泡体，并对所述层压体进行加热以固化所述第二热固性树脂，从而一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，所述浸渍步骤包括添加所述第二热固性树脂，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
(10)一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
第一浸渍步骤，包括利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体以制造经浸渍的热固性树脂发泡体；
第二浸渍步骤，包括利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物以提供经浸渍的碳纤维织物；
层压步骤，包括将所述经浸渍的碳纤维织物放置在所述经浸渍的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括在通过压缩所述层压体而使所述第一热固性树脂和所述第二热固性树脂保持彼此接触的状态下，对所述层压体进行加热以一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，在所述第一浸渍步骤和所述第二浸渍步骤中，实施利用所述第一热固性树脂进行的所述浸渍和利用所述第二热固性树脂进行的所述浸渍，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，在所述压缩步骤中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
(11)根据(8)至(10)中的任一项所述的纤维增强成型体的制造方法，其中所述压缩率C为1000至2600。
根据本发明的纤维增强成型体，纤维增强材料包含碳纤维织物。包含在碳纤维织物中的纤维的方向有两个以上的方向。因此，纤维增强成型体的强度不会随方向而变化。因此，根据本发明，可以在不增加层数的情况下提供均匀的强度，由此可以以低成本提供纤维增强成型体。
此外，树脂比率R为50至80，且通过在压缩具有连续气泡的热固性树脂发泡体的同时固化第一热固性树脂和/或第二热固性树脂而制造芯材，使得压缩率C为200至5000。因此，可以降低纤维增强成型体的厚度，并可以实现重量减少和高刚性。
此外，在具有连续气泡的热固性树脂发泡体中，邻接的气泡(也称为气泡或气孔)彼此连接。因此，第一热固性树脂和/或第二热固性树脂均匀地渗透芯材，并保持在所述芯材中。此外，由于将第一热固性树脂和/或第二热固性树脂固化而使得它们结合至热固性树脂发泡体的气泡骨架，因此在整个所述热固性树脂发泡体中气泡的骨架强度得以增大。因此，在提高纤维增强成型体的弯曲模量并提高芯材和纤维增强材料之间的粘附方面存在优势。
本发明不使用预浸料。因此，热固性树脂在储存期间不会发生固化，从而使得所述热固性树脂能够在常温下长期储存。因此，可以抑制制造成本。
本发明涉及一种纤维成型体的制造方法，所述方法使得能够易于制造能够实现成本下降、厚度更小、重量轻且刚性高的纤维增强成型体。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的纤维增强成型体的横截面图；
图2是根据本发明的第一实施方式的制造方法的例示性步骤；
图3是根据本发明的第二实施方式的制造方法的例示性步骤；
图4是根据本发明的第三实施方式的制造方法的例示性步骤。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述根据本发明的纤维增强成型体及其制造方法。
图1示出的根据本发明实施方式的纤维增强成型体10包含芯材11和层压并结合至该芯材11的两个表面的纤维增强材料21，且所述纤维增强成型体用于便携式装置如笔记本电脑的壳体等。
纤维增强成型体10为具有给定尺寸的板状。纤维增强成型体10的厚度为0.3mm至2.0mm且弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)为30GPa至60GPa，优选35GPa至55GPa。纤维增强成型体10的比重为1.2至1.5，优选1.28至1.35。
如果纤维增强成型体10的厚度小于0.3mm，则不能提供刚性，如果厚度大于2.0mm，则整个便携式装置例如会变厚，从而使得其不适合用于便携式装置的壳体。当通过所谓的基体上注塑成型(outsertmolding)如注射成型将纤维增强成型体10形成为便携式装置的壳体时，在将壳体的侧壁或其他部分放置在模具内部的预定位置之后，注入将在后面描述的热固性树脂。
芯材11通过利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体，并在压缩所述热固性树脂发泡体的同时固化所述热固性树脂而形成。下述的压缩率C为200至5000，且更优选1000至2600。通过将热固性树脂发泡体的压缩率C设定在该范围内，可以实现纤维增强成型体10的更小厚度和提高的刚性。
压缩率C由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示，其中，Ta是压缩后的热固性树脂发泡体的厚度(芯材11的厚度)，且Tb是压缩前的热固性树脂发泡体的厚度。
具有连续气泡的热固性树脂发泡体不受特别限制，且可选自例如聚氨酯树脂发泡体和三聚氰胺树脂发泡体。在要求纤维增强成型体10具有阻燃性的情况下，优选阻燃性热固性树脂发泡体作为热固性树脂发泡体。在这点上，使用三聚氰胺树脂作为热固性树脂发泡体是有利的，因为三聚氰胺树脂具有优异的阻燃性。
压缩前的热固性树脂发泡体的优选厚度随目标压缩率而变化。例如，其有利地为1mm至25mm。当厚度处于该范围内时，可利用适量的第一热固性树脂对热固性树脂发泡体进行浸渍，且加热压缩后获得的产率也变得优异。
当厚度小于1mm时，经浸渍的第一热固性树脂未保持在热固性树脂发泡体中，结果，第一热固性树脂从热固性树脂发泡体中流出，从而使得树脂比率产生变化。因此，热固性树脂发泡体的流出第一热固性树脂的部分的弯曲模量(刚性)下降，这阻碍了具有均匀弯曲模量的纤维增强成型体10的制造。同时，当厚度大于25mm并尝试制造厚度为2mm以下的纤维增强成型体时，在压缩热固性树脂发泡体时遇到困难，这阻碍了具有均匀厚度的纤维增强成型体的制造。
从压缩容易性、浸渍能力、轻量性和刚性的观点来看，压缩前的热固性树脂发泡体的密度优选为5kg/m3至80kg/m3。
浸渍热固性树脂发泡体的第一热固性树脂不受特别限制。然而，为了提供纤维增强成型体10的高刚性，热固性树脂本身需要具有一定程度的刚性。鉴于此，热固性树脂可选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。在要求纤维增强成型体10具有阻燃性的情况下，优选阻燃性树脂作为第一热固性树脂。优选酚醛树脂作为用于浸渍热固性树脂发泡体的第一热固性树脂，因为其具有优异的阻燃性。
纤维增强材料21通过利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物并固化所述第二热固性树脂而形成。碳纤维织物在轻量和高刚性方面是优异的。本发明的碳纤维织物特别是指其纤维在两个以上的方向上排列的碳纤维织物。所述碳纤维织物包含例如由经线和纬线形成的平纹织物、斜纹织物和缎纹织物，以及由三方向的线形成的三轴织物。从第二热固性树脂的浸渍性和刚性的观点来看，碳纤维织物的纤维重量优选为90g/m2至400g/m2。
浸渍碳纤维织物的第二热固性树脂不受特别限制。然而，为了提供纤维增强成型体10的高刚性，热固性树脂本身需要具有一定程度的刚性。鉴于此，热固性树脂可选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。在要求纤维增强成型体10具有阻燃性的情况下，优选阻燃性树脂作为第二热固性树脂。优选酚醛树脂作为用于浸渍碳纤维织物的热固性树脂，因为其具有优异的阻燃性。
利用第一热固性树脂和第二热固性树脂来浸渍热固性树脂发泡体和碳纤维织物，使得下述的树脂比率R为50至80，更特别地为55至70是有利的。根据该树脂比率，可制造轻量性和刚性优异的纤维增强成型体10。
树脂比率R由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示，其中Wa是利用热固性树脂浸渍前的热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量，Wb是浸渍后的热固性树脂(第一热固性树脂和第二热固性树脂)、热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量。
在使用溶解于溶剂中的热固性树脂的情况下，在树脂比率R的表达式中的浸渍后的重量是通过浸渍后干燥而除去溶剂之后的热固性树脂发泡体和碳纤维织物的重量，只要除去了溶剂，则可以是芯材和增强材料的一体化之前或一体化之后。
可通过在压缩包含浸渍有热固性树脂的热固性树脂发泡体和浸渍有热固性树脂的碳纤维织物的层压体的同时，将热固性树脂固化而将芯材11和纤维增强材料21形成为一体。用于浸渍热固性树脂发泡体的热固性树脂(第一热固性树脂)和用于浸渍碳纤维织物的热固性树脂(第二热固性树脂)可以是相同种类或不同种类。然而，为了提供芯材11与纤维增强材料21之间的有利粘附，优选相同种类。
在上述实例中，利用第一热固性树脂浸渍热固性树脂发泡体，且利用第二热固性树脂浸渍纤维增强材料。然而，(1)在不使用第二热固性树脂的情况下，可利用第一热固性树脂浸渍热固性树脂发泡体，且在热固性树脂发泡体的压缩期间，可以利用朝向纤维增强材料压出的第一热固性树脂浸渍纤维增强材料，或(2)在不使用第一热固性树脂的情况下，可以利用第二热固性树脂浸渍纤维增强材料，且在热固性树脂发泡体的压缩期间，可以利用朝向纤维增强材料压出的第二热固性树脂浸渍热固性树脂发泡体。
在(1)的情况下，树脂比率R以R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示，其中Wa是利用热固性树脂浸渍前的热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量，Wb是第一热固性树脂、热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量。
在(2)的情况下，树脂比率R以R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示，其中Wa是利用热固性树脂浸渍前的热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量，Wb是第二热固性树脂、热固性树脂发泡体和碳纤维织物的总重量。
现在描述本发明的纤维增强成型体的制造方法。本发明的纤维增强成型体的制造方法包括浸渍步骤、层压步骤和压缩加热步骤。
首先，现在描述本发明的第一实施方式。根据第一实施方式的制造方法，在图2中所示的浸渍步骤(a)中，利用第二热固性树脂21B浸渍碳纤维织物21A，从而制造经浸渍的碳纤维织物21C。碳纤维织物21A和第二热固性树脂21B与关于纤维增强成型体10所述的碳纤维织物和第二热固性树脂相同。第二热固性树脂21B在浸渍期间保持未固化的液体形式。为了促进浸渍，将第二热固性树脂21B溶解在溶剂中是有利的。在浸渍之后，在第二热固性树脂21B不会固化的温度下对经浸渍的碳纤维织物21C进行干燥，由此从经浸渍的碳纤维织物21C中除去溶剂。可通过任选的方法，如将碳纤维织物21A浸渍在储存有液体热固性树脂21B的槽中的方法、喷雾法、辊涂法等来实施浸渍手段。
利用第二热固性树脂21B浸渍碳纤维织物21A，使得树脂比率R为50至80，更特别地为55至70是有利的。
在第一实施方式中，在浸渍步骤中，仅利用第二热固性树脂21B浸渍碳纤维织物21A，且如后面将描述的，在压缩加热步骤中，利用渗透碳纤维织物21A的热固性树脂21B浸渍热固性树脂发泡体11A。因此，树脂比率R的表达式中的Wb-Wa等于在浸渍步骤中由碳纤维织物21A吸收的第二热固性树脂21B的重量。在将热固性树脂溶解于溶剂中之后进行使用的情况下，在树脂比率R的表达式中的浸渍后的重量是通过浸渍后的干燥除去溶剂之后的重量。
在图2中所示的层压步骤(b)中，将在图2的浸渍步骤(a)中制造的经浸渍的碳纤维织物21C放置在具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A的两个表面上，由此制造了层压体10A。所述具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A与关于纤维增强成型体10所述的具有连续气泡的热固性树脂发泡体相同。层压作业通过如下实施：在图2中所示的随后的压缩加热步骤(c)中要使用的压缩成型用下模31的上表面上，依次叠放经浸渍的碳纤维织物21C、热固性树脂发泡体11A和经浸渍的碳纤维织物21C。优选的是，经浸渍的碳纤维织物21C和具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A具有相同的表面尺寸，但是如果它们不同，则将在后述的压缩加热步骤之后进行修整。
在图2中所示的压缩加热步骤中，对层压体10A进行加热，并通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33对其进行压缩。在压缩加热步骤中，对压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的距离进行调节，使得压缩率C为200至5000，更优选1000至2600。
在压缩加热步骤中，将隔片放置在压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的适当位置处，从而确保压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的期望间隔。尽管用于加热层压体的方法不受特别限制，但是对压缩成型用下模31和压缩成型用上模33提供加热手段如加热器，从而通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33来加热层压体是简单的。设定加热温度以使其高于第二热固性树脂的固化温度。
当在压缩加热步骤期间对层压体10A进行压缩时，利用从经浸渍的碳纤维织物21C中压出的第二热固性树脂浸渍接触经浸渍的碳纤维织物21C的热固性树脂发泡体11A，由此整个层压体10A都被第二热固性树脂浸渍。通过在压缩热固性树脂发泡体11A的状态下进行加热而将渗透整个层压体10A的第二热固性树脂21B固化。由此，芯材11由热固性树脂发泡体11A形成。纤维增强材料21由经浸渍的碳纤维织物21C形成。将芯材11与纤维增强材料21一体化而形成纤维增强成型体10。随后，解除加热压缩，由此获得了纤维增强成型体10。
在本发明制造方法的第二实施方式中，在图3中所示的浸渍步骤(a)中，利用第一热固性树脂11B浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A，从而形成经浸渍的热固性树脂发泡体11C。具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A和第一热固性树脂11B与关于纤维增强成型体10所述的具有连续气泡的热固性树脂发泡体和第一热固性树脂相同。第一热固性树脂11B在浸渍期间处于未固化的液体形式。为了促进浸渍，期望将第一热固性树脂11B溶解在溶剂中。在浸渍之后，在第一热固性树脂21保持未固化的温度下对经浸渍的热固性树脂发泡体11C进行干燥，从而从经浸渍的热固性树脂发泡体11C中除去溶剂。可通过任意适当方法，如将热固性树脂发泡体11A浸渍在储存有液体热固性树脂11B的槽中的方法、喷雾法、辊涂法等来实施浸渍手段。
利用第一热固性树脂11B浸渍热固性树脂发泡体11A，使得树脂比率R为50至80，更特别地为55至70是有利的。
在第二实施方式中，在浸渍步骤中，仅利用第一热固性树脂11B浸渍热固性树脂发泡体11A，且如后面将描述的，在压缩加热步骤中，利用渗透热固性树脂发泡体11A的第一热固性树脂11B浸渍碳纤维织物21A。因此，树脂比率R的表达式中的Wb-Wa等于由热固性树脂发泡体11A吸收的第一热固性树脂11B的重量。在将第一热固性树脂11B溶解于溶剂中之后进行使用的情况下，在树脂比率R的表达式中的浸渍后的重量是通过浸渍后的干燥除去溶剂之后的重量。
在图3中所示的层压步骤(b)中，将碳纤维织物21A放置在经浸渍的热固性树脂发泡体11C的两个表面上，由此制造层压体10B。所述碳纤维织物21A与关于纤维增强成型体10所述的碳纤维织物相同。层压作业也可以通过如下实施：在图3中所示的随后的压缩加热步骤(c)中要使用的压缩成型用下模31的上表面上，依次叠放碳纤维织物21A、经浸渍的热固性树脂发泡体11C和碳纤维织物21A。优选的是，经浸渍的热固性树脂发泡体11C和碳纤维织物21A具有相同的表面尺寸，但是如果它们不同，则将在后述的压缩加热步骤之后进行修整。
在图3中所示的压缩加热步骤(c)中，对层压体10B进行加热，并通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33对其进行压缩。在压缩加热步骤中，对压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的距离进行调节，使得压缩率C为200至5000，更优选1000至2600。在压缩加热步骤中，将隔片放置在压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的适当位置处，从而设定压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的间隔，使得其为期望间隔。尽管用于加热层压体的方法不受特别限制，但是对压缩成型用下模31和压缩成型用上模33提供加热手段如加热器，从而通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33来加热层压体是简单的。设定加热温度以使其高于第一热固性树脂的固化温度。
当在压缩加热步骤期间对层压体10B进行压缩时，利用从层压体10B的经浸渍的热固性树脂发泡体11C中压出的第一热固性树脂11B浸渍接触经浸渍的热固性树脂发泡体11C的碳纤维织物21A，由此整个层压体10B都被第一热固性树脂11B浸渍。通过在压缩经浸渍的热固性树脂发泡体11C的状态下进行加热而将渗透整个层压体10B的第一热固性树脂11B固化。由此，芯材11由经浸渍的热固性树脂发泡体11C形成。纤维增强材料21由碳纤维织物21A形成。将芯材11与纤维增强材料21一体化而形成纤维增强成型体10。随后，解除加热压缩，由此获得了纤维增强成型体10。
本发明制造方法的第三实施方式包括关于第一和第二实施方式中所述的两个浸渍步骤；即，利用第一热固性树脂浸渍热固性树脂发泡体的浸渍步骤(后述的浸渍步骤A)和利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物的浸渍步骤(后述的浸渍步骤B)。
如图4中(a)的左侧所示，在浸渍步骤A中，利用第一热固性树脂11B浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A，从而形成经浸渍的热固性树脂发泡体11C。同时，如图4中(a)的右侧所示，在浸渍步骤B中，利用第二热固性树脂21B浸渍碳纤维织物21A，从而形成经浸渍的碳纤维织物21C。
具有连续气泡的热固性树脂发泡体11A、第一热固性树脂11B、碳纤维织物21A和第二热固性树脂21B与上述相同。将在浸渍期间处于未固化的液体形式的热固性树脂用于第一热固性树脂11B和第二热固性树脂21B。为了促进浸渍，将第一热固性树脂11B和第二热固性树脂21B溶解在溶剂中是有利的。在浸渍之后，在第一热固性树脂11B和第二热固性树脂21B不会固化的温度下对经浸渍的热固性树脂发泡体11C和经浸渍的碳纤维织物21C进行干燥，从而从经浸渍的热固性树脂发泡体11C和经浸渍的碳纤维织物21C中除去溶剂。可通过任选方法，如将热固性树脂发泡体或碳纤维织物浸渍在储存有液体热固性树脂的槽中的方法、喷雾法、辊涂法等来实施浸渍手段。
有利的是，确定浸渍热固性树脂发泡体11A的第一热固性树脂11B的量以及浸渍碳纤维织物21A的第二热固性树脂21B的量，使得树脂比率R为50至80，更特别地为55至70。
在第三实施方式中，由热固性树脂发泡体11A吸收的第一热固性树脂11B与由碳纤维织物21A吸收的第二热固性树脂21B的总重量等于树脂比率R的表达式中的Wb-Wa。在将热固性树脂溶解于溶剂中之后进行使用的情况下，在树脂比率R的表达式中的浸渍后的重量是通过浸渍后的干燥除去溶剂之后的重量。
在图4中的层压步骤(b)中，将经浸渍的碳纤维织物21C放置在经浸渍的热固性树脂发泡体11C的两个表面上以提供层压体10C。层压作业也可以通过如下实施：在图4所示的随后的压缩加热步骤(c)中要使用的压缩成型用下模31的上表面上，依次叠放经浸渍的碳纤维织物21C、经浸渍的热固性树脂发泡体11C和经浸渍的碳纤维织物21C。优选的是，经浸渍的碳纤维织物21C和经浸渍的热固性树脂发泡体11C具有相同的表面尺寸，但是如果它们不同，则将在后述的压缩加热步骤之后进行修整。
在图4中所示的压缩加热步骤(c)中，对层压体10C进行加热，并通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33对其进行压缩。在压缩步骤中，压缩率C为200至5000，更优选1000至2600。在压缩加热步骤中，将隔片放置在压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的适当位置处，从而确保压缩成型用下模31和压缩成型用上模33之间的期望间隔。尽管用于加热层压体的方法不受特别限制，但是对压缩成型用下模31和压缩成型用上模33提供加热手段如加热器，从而通过压缩成型用下模31和压缩成型用上模33来加热层压体是简单的。设定加热温度以使其高于第一热固性树脂11B的固化温度和第二热固性树脂21B的固化温度。
通过在压缩加热步骤期间进行压缩，使得经浸渍的碳纤维织物21C的第二热固性树脂21B与经浸渍的热固性树脂发泡体11C的第一热固性树脂11B紧密地相互接触。通过在压缩加热步骤期间进行加热，使得经浸渍的热固性树脂发泡体11C的第一热固性树脂11B与经浸渍的碳纤维织物21C的第二热固性树脂21B在压缩经浸渍的热固性树脂发泡体11C的状态下进行固化。芯材11由经浸渍的热固性树脂发泡体11C形成，纤维增强材料21由经浸渍的碳纤维织物21C形成。将芯材11与纤维增强材料21一体化，由此形成纤维增强成型体10。随后，解除加热和压缩操作，由此获得了纤维增强成型体10。
实施例
实施例1
作为第一热固性树脂和第二热固性树脂，将酚醛树脂(由日本旭有机材料株式会社制造的产品PAPS-4与由日本旭有机材料株式会社制造的产品六亚甲基四胺以100∶12的比率的混合物)溶解到甲醇中至30重量％的浓度。将平织的碳纤维织物(由日本东邦耐克斯株式会社制造的产品，W-3101，其纤维重量为200g/m2)浸渍在酚醛树脂溶液中。将从溶液中取出的织物在25℃室温下空气干燥2小时。随后，将经干燥的织物在60℃气氛下进一步干燥1小时，由此制得两片经浸渍的碳纤维织物。将所述碳纤维织物切割为200×300mm的表面尺寸(每片重量12g)。干燥后的经浸渍的碳纤维织物各自的重量为28g/片。
将三聚氰胺树脂发泡体(由巴斯夫公司(BASF)制造的产品，Basotect V3012，其密度为9kg/m3)切割为10mm的厚度和200×300mm的表面尺寸(重量5.4g)以作为具有连续气泡的热固性树脂发泡体。将切割的三聚氰胺树脂发泡体按照与碳纤维织物相同的方式浸渍在酚醛树脂溶液中。将树脂发泡体从溶液中取出，并在25℃室温下空气干燥2小时。将经干燥的树脂发泡体在60℃气氛下干燥1小时，由此制得经浸渍的热固性树脂发泡体。干燥后的经浸渍的热固性树脂发泡体的重量为27g。此外，实施例1中获得的树脂比率R为65。
随后，将经浸渍的碳纤维织物、经浸渍的热固性树脂发泡体和经浸渍的碳纤维织物依次叠放在由不锈钢制成的表面预先涂布有脱模剂的压缩成型用下模(平板状)上。将包含放置在经浸渍的热固性树脂发泡体的每一侧上的经浸渍的碳纤维织物的层压体设置在压缩成型用下模上。在这种状态下，在180℃下，利用5MPa的接触压力，通过压缩成型用上模(平板状)将压缩成型用下模上的层压体压制3分钟。在该状态下对层压体进行压缩加热，并在压缩状态下将酚醛树脂(第一热固性树脂和第二热固性树脂)固化。加热操作通过连接至每个压缩成型用上模和压缩成型用下模的铸封式加热器来实施。将由不锈钢制成的厚度为0.9mm的隔片***在压缩成型用下模和压缩成型用上模之间，由此调节压缩成型用上模和压缩成型用下模之间的间隔以调节层压体的压缩厚度。随后，在室温下对压缩成型用下模和压缩成型用上模进行冷却，并打开模具。制造了包含以层压方式与芯材的各表面一体化的纤维增强材料的纤维增强成型体。将所述纤维增强成型体修整成170×260mm以制造关于实施例1所述的纤维增强成型体。
测定实施例1的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.30，纤维增强成型体的整体厚度为0.89mm，且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例1的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为50GPa(关于纤维方向)。
实施例2
按照与实施例1相同的方式制造实施例2的纤维增强成型体(与实施例1中相同，树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为5mm。
测定实施例2的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.29；整体厚度为0.89mm；且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为1062。此外，关于实施例2的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为49GPa(关于纤维方向)。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制造实施例3的纤维增强成型体(与实施例1中相同，树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为11.5mm。
测定实施例3的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.32，整体厚度为0.9mm且芯材厚度为0.44mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(11.5mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.44mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2513。此外，关于实施例3的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JISK 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为51GPa(关于纤维方向)。
实施例4
按照与实施例1相同的方式制造实施例4的纤维增强成型体(与实施例1中相同，树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为1.4mm。
测定实施例4的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.28，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(1.4mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为225。此外，关于实施例4的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JISK 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为46GPa(关于纤维方向)。
实施例5
按照与实施例1相同的方式制造实施例5的纤维增强成型体(与实施例1中相同，树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为22mm。
测定实施例5中获得的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.35；整体厚度为0.9mm；芯材厚度为0.44mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(22mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.44mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为4900。此外，关于实施例4的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为51GPa(关于纤维方向)。
实施例6
按照与实施例1相同的方式制造实施例6的纤维增强成型体，不同之处在于利用酚醛树脂溶液浸渍碳纤维织物，使得在干燥后一片干燥后的经浸渍的碳纤维织物的重量为35g；并利用酚醛树脂溶液浸渍热固性树脂发泡体，使得在干燥后一片经浸渍的热固性树脂发泡体的重量为45g；且碳纤维织物与热固性树脂发泡体的整体树脂比率R为74。
测定实施例6的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.45，整体厚度为0.98mm且芯材厚度为0.52mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.52mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为1823。此外，关于实施例6的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为55GPa(关于纤维方向)。
实施例7
按照与实施例1相同的方式制造实施例6的纤维增强成型体，不同之处在于利用酚醛树脂溶液浸渍碳纤维织物，使得在干燥后一片干燥后的经浸渍的碳纤维织物的重量为22g；并利用酚醛树脂溶液浸渍热固性树脂发泡体，使得在干燥后一片经浸渍的热固性树脂发泡体的重量为16g；且碳纤维织物与热固性树脂发泡体的整体树脂比率R为51。
测定实施例7的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.30，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例7的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为45GPa(关于纤维方向)。
实施例8
按照与实施例1相同的方式制造实施例8的纤维增强成型体，不同之处在于未利用热固性树脂浸渍热固性树脂发泡体，仅利用作为热固性树脂的酚醛树脂溶液来浸渍碳纤维织物，使得在干燥后所获得的经浸渍的热固性树脂发泡体的重量为40g；且碳纤维织物的树脂比率R为66。
测定实施例8的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.30，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例8的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为50GPa(关于纤维方向)。
实施例9
按照与实施例1相同的方式制造实施例9的纤维增强成型体，不同之处在于未利用树脂浸渍碳纤维织物，仅将热固性树脂发泡体浸渍在作为热固性树脂的酚醛树脂溶液中，使得在干燥后经浸渍的热固性树脂发泡体的重量为40g；且热固性树脂发泡体的树脂比率R为54。
测定实施例9的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.30，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例9的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为46GPa(关于纤维方向)。
实施例10
按照与实施例1相同的方式制造实施例10的纤维增强成型体，不同之处在于使用聚氨酯树脂发泡体(由井上株式会社(Inoac Corporation)制造的Moltopren MF80，密度为72kg/m3)作为具有连续气泡的热固性树脂发泡体，并调节浸渍热固性树脂发泡体的第一热固性树脂的量，使得树脂比率R为65。
测定实施例10的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.35，整体厚度为0.9mm且芯材厚度为0.44mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.44mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2172。此外，关于实施例10的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JISK 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为35GPa(关于纤维方向)。
实施例11
按照与实施例1相同的方式制造实施例11的纤维增强成型体(树脂比率R也为65)，不同之处在于使用环氧树脂(由DIC株式会社(DICCorporation)制造的产品Epiclon 850与由DIC株式会社制造的产品WH-108S以100∶30的比率的混合物)作为热固性树脂。
测定实施例11的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.30，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例11的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为49GPa(关于纤维方向)。
比较例1
按照与实施例1相同的方式制造比较例1的纤维增强成型体(树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为0.95mm。
测定比较例1的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.29，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(0.95mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为121。此外，关于比较例1的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JISK 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为25GPa(关于纤维方向)。当与上述各实施例进行比较时，压缩前的热固性树脂发泡体的厚度小，从而压缩率低。因此，弯曲模量(刚性)低。
比较例2
按照与实施例1相同的方式成型比较例2的纤维增强成型体(树脂比率R也为65)，不同之处在于具有连续气泡的热固性树脂发泡体的厚度为30mm。然而，所述热固性树脂发泡体的厚度太大，因此不能被充分压缩。仅制造了含有大的厚度变化的纤维增强成型体。
假定由于大的厚度变化，使得比较例2的芯材的厚度与在实施例1中制造的芯材的厚度(0.43mm)相同，并通过利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(30mm)和压缩率表达式，算得比较例2的压缩率C为6877。由于压缩率超过5000，所以在比较例2中未制造出有利的纤维增强成型体。
比较例3
代替具有连续气泡的热固性树脂发泡体，使用切割成尺寸200×300×厚度5mm(重量为9g)的含有独立气泡的聚氨酯树脂发泡体(由井上株式会社制造的Surmax，密度为30kg/m3)。按照与实施例8相同的方式制造比较例3的纤维增强成型体，不同之处在于在热固性发泡体和碳纤维织物内部的整体树脂比率R为57。
测定比较例3的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.29，整体厚度为0.90mm且芯材厚度为0.44mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(5mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.44mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为1036。此外，关于比较例3的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JISK 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为22GPa(关于纤维方向)。由于使用含有独立气泡的发泡体作为芯材，因此所述热固性树脂未均匀地分散并保持在芯材中。当与各实施例进行比较时，弯曲模量(刚性)低。
比较例4
按照与实施例1相同的方式制造比较例4的纤维增强成型体，不同之处在于树脂比率R为45。
测定比较例4的纤维增强成型体的比重、其整体厚度以及芯材厚度。比重为1.29，整体厚度为0.89mm且芯材厚度为0.43mm。利用压缩前的热固性树脂发泡体的厚度(10mm)和芯材的厚度(压缩后的热固性树脂发泡体的厚度)(0.43mm)，算得芯材的热固性树脂发泡体的压缩率C为2225。此外，关于实施例7的纤维增强成型体，测定弯曲模量(JIS K 7074-1988方法A)以评价刚性。作为测定的结果，弯曲模量为27GPa(关于纤维方向)。由于树脂比率太小，因此与各实施例进行比较，包含的热固性树脂的量小，且弯曲模量(刚性)低。
比较例5
按照与实施例1相同的方式制造比较例5的纤维增强成型体，不同之处在于树脂比率R为85。然而，由于树脂比率R太高，所以包含在碳纤维织物和热固性树脂发泡体中的热固性树脂的量过大，从而使得不能进行充分压缩。因此，仅制造了具有大的厚度变化的纤维增强成型体。
表1示出了各实施例和各比较例的压缩率、树脂比率、比重、整体厚度和弯曲模量。
表1
 压缩率C  树脂比率R   比重   厚度[mm]  弯曲模量[GPa]
  实施例1   2225   65   1.30   0.89   50
  实施例2   1062   65   1.29   0.89   49
  实施例3   2513   65   1.32   0.90   51
  实施例4   225   65   1.28   0.89   46
  实施例5   4900   65   1.35   0.90   51
  实施例6   1823   74   1.45   0.98   55
  实施例7   2225   51   1.30   0.89   45
  实施例8   2225   66   1.30   0.89   50
  实施例9   2225   54   1.30   0.89   46
  实施例10   2172   65   1.35   0.90   35
  实施例11   2225   65   1.30   0.89   49
  比较例1   121   65   1.29   0.89   25
  比较例2
  比较例3   1036   57   1.29   0.90   22
  比较例4   2225   45   1.29   0.89   27
  比较例5
在表1中，实施例1-5示出了，热固性树脂发泡体和碳纤维织物为相同种类并具有相同的树脂比率。其中，具有225的低压缩率的实施例4的弯曲模量(刚性)低于其他实施例。同时，具有4900的高压缩率的实施例5具有高(重)的比重。因此，存在示出压缩率越低，弯曲模量(刚性)越低的趋势。同时，还存在示出压缩率越高，比重越高(越重)的趋势。鉴于此，压缩率为200至5000，更优选为1000至2600。
实施例1、7-9和比较例4示出了，热固性树脂发泡体和碳纤维织物为相同种类并具有相同的压缩率。其中，树脂比率为45的比较例4具有27GPa的低弯曲模量，而树脂比率为66的实施例8具有50GPa的高弯曲模量。因此，可以看出，树脂比率越高，弯曲模量(刚性)越高。由于较大的刚性更好，因此更期望较大的树脂比率。
当将实施例1、7-9和比较例4与实施例6进行比较时，它们的压缩率基本相同。然而，实施例6的树脂比率R为74且比重为1.45，两者都是高的。树脂比率为45的比较例4的比重为1.29，且树脂比率为51的实施例7的比重为1.30。因此，明白了显示如下的倾向：树脂比率越高，比重越大。由于较轻的比重使得可以减少纤维增强成型体的重量，因此，较小的树脂比率是优选的。
因此，考虑到刚性和轻量化两者，树脂比率优选为50至80，更优选为55至70。
由此，根据本发明实施方式的产品在轻量、薄厚度和高刚性方面优异，并适合作为便携式装置如笔记本电脑的壳体等。
尽管已经参考其特定实施方式对本发明进行了详细描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不违背本发明的主旨和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和变化。
本专利申请基于在2009年10月29日提交的日本特愿2009-248506，通过参考将其全部内容并入本文中。
根据本发明，可以在不增加层数的情况下提供一种具有均匀强度的纤维增强成型体。因此，可提供一种薄的、轻量的且高刚性的纤维增强成型体。
附图标记
10纤维增强成型体
10A、10B、10C层压体
11芯材
11A热固性树脂发泡体
11B热固性树脂
11C经浸渍的热固性树脂发泡体
21纤维增强材料
21A碳纤维织物
21B热固性树脂
21C经浸渍的碳纤维织物

Claims (13)

1.一种纤维增强成型体，其含有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，
其中，所述芯材通过利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体，并在压缩所述热固性树脂发泡体的同时固化所述第一热固性树脂而形成，
所述纤维增强材料通过利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物，并固化所述第二热固性树脂而形成，
由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度，
由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，
所述纤维增强成型体的比重为1.2至1.5，以及
所述纤维增强成型体的弯曲模量为30GPa至60GPa。
2.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述热固性树脂发泡体为聚氨酯树脂发泡体或三聚氰胺树脂发泡体。
3.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述第一热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。
4.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述第二热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、以及环氧树脂和酚醛树脂的混合物。
5.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述第一热固性树脂与所述第二热固性树脂相同。
6.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述压缩率C为1000至2600。
7.根据权利要求1所述的纤维增强成型体，其中所述芯材是三聚氰胺树脂发泡体与酚醛树脂的混合物，
所述纤维增强材料是碳纤维织物和酚醛树脂的混合物，并作为片材设置在所述芯材的每一个表面上，
所述酚醛树脂相对于所述纤维增强成型体的含量，以所述树脂比率R计为50至80。
8.一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
浸渍步骤，包括利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体以提供经浸渍的热固性树脂发泡体；
层压步骤，包括将碳纤维织物放置在所述经浸渍的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括压缩所述层压体以利用从所述热固性树脂发泡体中压出的所述第一热固性树脂浸渍所述碳纤维织物，并对所述层压体进行加热以固化所述第一热固性树脂，从而一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，在所述浸渍步骤中，实施利用所述第一热固性树脂进行的所述浸渍，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，在所述压缩步骤中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
9.一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
浸渍步骤，包括利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物以提供经浸渍的碳纤维织物；
层压步骤，包括将所述经浸渍的碳纤维织物放置在具有连续气泡的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括压缩所述层压体以利用从所述碳纤维织物中压出的所述第二热固性树脂浸渍所述热固性树脂发泡体，并对所述层压体进行加热以固化所述第二热固性树脂，从而一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，所述浸渍步骤包括添加所述第二热固性树脂，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
10.一种纤维增强成型体的制造方法，所述纤维增强成型体具有芯材和设置在所述芯材的两个表面上的纤维增强材料，所述方法包括：
第一浸渍步骤，包括利用第一热固性树脂浸渍具有连续气泡的热固性树脂发泡体以制造经浸渍的热固性树脂发泡体；
第二浸渍步骤，包括利用第二热固性树脂浸渍碳纤维织物以提供经浸渍的碳纤维织物；
层压步骤，包括将所述经浸渍的碳纤维织物放置在所述经浸渍的热固性树脂发泡体的两个表面上以提供层压体；以及
压缩加热步骤，包括在通过压缩所述层压体而使所述第一热固性树脂和所述第二热固性树脂保持彼此接触的状态下，对所述层压体进行加热以一体地形成所述芯材和所述纤维增强材料，
其中，在所述第一浸渍步骤和所述第二浸渍步骤中，实施利用所述第一热固性树脂进行的所述浸渍和利用所述第二热固性树脂进行的所述浸渍，使得由R＝(Wb-Wa)/Wb×100表示的树脂比率R为50至80，其中，Wa是所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，Wb是所述第一热固性树脂、所述第二热固性树脂、所述热固性树脂发泡体和所述碳纤维织物的总重量，以及
其中，在所述压缩步骤中，实施所述压缩，使得由C＝(Tb-Ta)/Ta×100表示的压缩率C为200至5000，其中，Ta是压缩后的所述热固性树脂发泡体的厚度，且Tb是压缩前的所述热固性树脂发泡体的厚度。
11.根据权利要求8所述的纤维增强成型体的制造方法，其中所述压缩率C为1000至2600。
12.根据权利要求9所述的纤维增强成型体的制造方法，其中所述压缩率C为1000至2600。
13.根据权利要求10所述的纤维增强成型体的制造方法，其中所述压缩率C为1000至2600。
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