CN108472840A

CN108472840A - 结构体的制造方法

Info

Publication number: CN108472840A
Application number: CN201680076133.4A
Authority: CN
Inventors: 藤冈圣; 武部佳树; 本间雅登
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: KR102117241B1; EP3395530A1; ES2915845T3; EP3395530A4; EP3395530B1; WO2017110533A1; CN108472840B; US10882224B2; JPWO2017110533A1; TW201726360A; US20190299495A1; JP6197968B1; TWI697398B; KR20180084955A

Abstract

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，是包含树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：将包含树脂和强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序；使模具的表面温度上升直到结构体前体变得能够流动的温度的第2工序；使模具的表面温度下降直到结构体前体变得不能流动的温度的第3工序；以及将第3工序结束后获得的结构体从上述模具脱模的第4工序。

Description

结构体的制造方法

技术领域

本发明涉及包含树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法。

背景技术

近年来，关于汽车、航空器、体育制品等产业用制品，对刚性、轻量性的提高的市场需求逐年高涨。为了响应这样的需求，刚性、轻量性优异的纤维强化树脂在各种产业用途中被广泛利用。其中，为了使轻量性令人满意，研究了具有空隙的结构体及其制造方法。例如，为了使结构体含有空隙，研究了使用发泡性材料的方法、使用大规模的装置进行发泡的方法(参照专利文献1～3)。此外，作为使结构体为中空形状的方法，已知内压成型法、外压成型法(参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-296772号公报

专利文献2：日本特开2012-136592号公报

专利文献3：日本特开平6-134876号公报

专利文献4：日本特开平6-105932号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，从提高力学特性的观点考虑，优选结构体不含发泡性材料，而且使用大规模的装置会提高成本，因此不优选。另一方面，内压成型法、外压成型法中，预成型需要花费时间，也需要大量辅助材料，因此从生产性的观点考虑是不优选的。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的是提供下述结构体的制造方法，其能够容易地形成复杂的形状，能够制造轻量性和力学特性优异的结构体。此外，本发明的另一目的是提供，不需要很高成本就能够制造结构体的结构体的制造方法。

用于解决课题的方法

本发明的第1方案涉及的结构体的制造方法，其特征在于，是包含热塑性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：将包含上述热塑性树脂和上述强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序；使上述模具的表面温度上升直到上述结构体前体的储能模量(G’)变为小于1.2×10⁸Pa的温度的第2工序；使上述模具的表面温度下降直到上述结构体前体的储能模量(G’)变为1.2×10⁸Pa以上的温度的第3工序；以及将上述第3工序结束后获得的结构体从上述模具脱模的第4工序。

本发明的第2方案涉及的结构体的制造方法，其特征在于，是包含热固性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：将包含固化前的上述热固性树脂和上述强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序；使上述模具的表面温度上升直到上述结构体前体的固化度变为10％以上、90％以下的温度的第2工序；保持形状直到上述结构体前体的固化度变得高于90％的状态的第3工序；以及将上述第3工序结束后获得的结构体从上述模具脱模的第4工序。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述结构体前体在上述模具内的填充率在上述模具的模腔的10％以上、80％以下的范围内。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述第2工序和上述第3工序中的对上述模具的加压力在0MPa以上、5MPa以下的范围内。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述模具的模腔的大小在成型的前后没有变化。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，包含热固性树脂的热固性树脂组合物、和包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中的至少一者被配置在上述结构体的表面。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述模具的重量为30kg以下。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述结构体前体包含发泡剂。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述结构体前体具有包含强化纤维的垫和基体树脂、所述基体树脂包含热固性树脂和热塑性树脂中的任一者，在包含强化纤维的垫中预先含浸有树脂。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述包含强化纤维的垫是通过湿式抄纸法、干式抄纸法、气流成网法、和织造法中的任一方法制造的无纺布状。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，构成上述结构体前体的基体树脂被赋予为膜、粒子、纤维、和液体中的任一形态。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述第1工序包含使上述结构体前体以长条状或卷状体的形式配置于模具的工序。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述模具的形状为圆柱状、多棱柱状、或它们的筒状。

本发明涉及的结构体的制造方法，其特征在于，在上述发明中，上述第2工序和上述第3工序中的对上述模具的加压力为0MPa。

发明的效果

根据本发明，能够提供不需要很高成本就能够制造轻量性和力学特性优异的结构体的结构体的制造方法。此外，根据本发明，能够提供不需要很高成本就能够制造结构体的结构体的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明中使用的强化纤维垫中的强化纤维的分散状态的一例的示意图。

图2是表示强化纤维垫的制造装置的一例的示意图。

图3是用于说明实施例1的制造方法的示意图。

图4是用于说明实施例2-(A)的制造方法的示意图。

图5是用于说明实施例3-(A)的制造方法的示意图。

图6是用于说明实施例4-(A)的制造方法的示意图。

图7是用于说明实施例6-(A)的制造方法的示意图。

图8是用于说明实施例7-(A)的制造方法的示意图。

图9是用于说明实施例9-(A)的制造方法的示意图。

图10是用于说明比较例3的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明涉及的结构体的制造方法进行说明。

本发明的第1方案涉及的结构体的制造方法是包含热塑性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：将包含热塑性树脂和强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序；使模具的表面温度上升直到结构体前体的储能模量(G’)变为小于1.2×10⁸Pa的温度的第2工序；使上述模具的表面温度下降直到结构体前体的储能模量(G’)变为1.2×10⁸Pa以上的温度的第3工序；以及将第3工序结束后获得的结构体从模具脱模的第4工序。

根据这样的制造方法，在第1工序中，在低温度的模具中，操作者能够用手容易地进行预成型，因此能够形成复杂的形状，因而能够制造轻量性和力学特性优异的结构体。此外，表面温度更优选为50℃以下。如果表面温度为50℃以下，则在制造工序中，仅用简易的保护具就能够进行第1工序，对于更细的形状也能够将结构体前体预成型，因此是优选的。换言之，操作效率飞跃地提高。此外，从在第1工序中，即使配置结构体前体的时间变长，操作者发生低温烧伤等的可能性也会降低的观点考虑，也是优选的。

在第2工序中，需要使模具的表面温度上升直到结构体前体的储能模量(G’)变为小于1.2×10⁸Pa的温度。具体而言，通过使其为结构体前体的玻璃化转变温度、结晶温度以上的温度，可以成为上述范围，可以通过赋予相对于结构体前体的熔点或软化点高10℃以上、并且结构体前体的热分解温度以下的温度来实现。此外，在第2工序中，如果结构体前体的储能模量(G’)为1.2×10⁸Pa以上，则有时模具内的赋型(形状的形成)变得困难。

在第3工序中，需要使模具的表面温度下降直到结构体前体的储能模量(G’)变为1.2×10⁸Pa以上的温度。从在第3工序之后、第4工序中从模具脱模的观点考虑，优选结构体前体的储能模量高，具体而言，优选为相对于结构体前体的熔点或软化点低30℃以上，从缩短成型周期的观点考虑，优选低50℃以上。

本发明的第2方案涉及的结构体的制造方法，其特征在于，是包含热固性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：将包含固化前的上述热固性树脂和上述强化纤维的上述结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序；使上述模具的表面温度上升直到上述结构体前体的固化度变为10％以上、90％以下的温度的第2工序；保持形状直到上述结构体前体的固化度变得高于90％的状态的第3工序；以及将上述第3工序结束后获得的结构体从上述模具脱模的第4工序。

在第2工序中，需要结构体前体的固化度为10％以上、90％以下的范围。从成型后的结构体的表面品质、所得的力学特性的观点考虑，第2工序中的结构体前体的固化度优选为30％以上，更优选为60％以上。另外，如果固化度超过90％，则有时形状追随性差。结构体前体的固化度的测定方法是通过由玻璃化转变温度(以下，省略为Tg)进行确认的方法来测定。具体而言，预先测定饱和的Tg到最低的Tg，以百分率表示从饱和的Tg到最低的Tg的差值。接下来，可以将固化前的热固性树脂加热，获得加热温度与加热时间与Tg的相关关系，根据成型条件内插Tg。

进一步，也可以例示从结构体前体的由DSC测定的发热量确认固化状态的方法。例如，也可以预先测定结构体前体的发热量，从加热后的结构体前体的发热量的比例求出残存反应率。另外，Tg可以通过已知的DSC(差示扫描量热计)测定。此外，第3工序中的结构体前体的固化度也可以同样地操作而测定。

优选结构体前体在模具内的填充率在模具的模腔的10％以上、80％以下的范围内。其中更优选为20％以上、70％以下，进一步优选为30％以上、60％以下。在填充率小于10％的情况下，配置结构体前体时产生偏差，难以获得所要求的形状，因此不优选。另一方面，在填充率大于80％的情况下，虽然能够制造结构体，但从轻量性的观点考虑是不优选的。

优选第2工序和第3工序中的对模具的加压力在0MPa以上、5MPa以下的范围内。其中，更优选为3MPa以下。在加压力大于5MPa的情况下，需要加压机等大型设备，因此需要很高成本，因而是不优选的。特别优选第2工序和第3工序中的对模具的加压力为0MPa的方案，通过这样，能够以低成本有效率地生产。作为使加压力为0MPa的方法，可举出使用从金属等的块通过切削加工而形成了模腔的没有接缝的模具进行成型的方法。此外，从使第4工序中的脱模容易进行的观点考虑，可举出使用能够分割成2个或其以上的模具，使用通过螺栓等预先固定了的模具进行成型的方法。

优选模具的模腔的大小在成型的前后没有变化。模具的模腔的大小在成型的前后变化这样的情况需要使模具运转的机构，因此需要很高成本，因而是不优选的。作为模具的模腔的大小在成型的前后没有变化的模具，优选使用从金属等的块通过切削加工而形成了模腔的没有接缝的模具。从使第4工序中的脱模容易进行的观点考虑，可以使用能够分割成2个或其以上的模具，可以为能够通过螺栓等进行固定的模具。

优选包含热固性树脂的热固性树脂组合物、和包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中的至少一者被配置在结构体的表面。例如，在将强化纤维沿一个方向排列的单向强化树脂组合物配置在表面的情况下，能够使结构体的力学特性提高。另一方面，在将由添加了颜料、粒子的树脂组合物形成的树脂片配置在表面的情况下，能够改善结构体的设计性、质感。

优选模具的重量为30kg以下。在模具的重量大于30kg的情况下，用人手搬运变得困难，因此是不优选的。模具的重量更优选为25kg以下，进一步优选为20kg以下。使用这样的轻量的模具在下述方面较好：在从第1工序向第2工序移行时和从第2工序向第3工序移行时，不需要机器人(robot)等自动机、不需要由多人进行的操作，能够容易地变更场所。对于模具的重量，下限值没有特别限定，但在本发明涉及的结构体的制造方法中，在第1工序中配置结构体前体时、第2工序至第3工序中的温度变化、第4工序的脱模操作中，如果模具变形，通过数次制造得不到目标形状那样的模具，则从生产性的观点考虑是不优选的。

优选结构体前体包含发泡剂。由此，因为能够使结构体更容易地发泡，因此从轻量化的观点考虑是优选的。此外，对于更细的模具形状，能够表现高的赋型性。作为发泡剂，有：通过压缩气体的放压、气体等的物理变化而发泡的物理发泡剂；以及通过热分解、化学反应而使气体产生的化学发泡剂。其中，将通过热分解而使氮气、二氧化碳产生的化学发泡剂称为热分解型化学发泡剂。所谓热分解型化学发泡剂，是在常温下为液体或固体的化合物，是在被加热时分解或气化的化合物。此外，热分解型化学发泡剂优选为实质上不妨碍制造本发明涉及的结构体的制造方法所使用的结构体前体的过程的发泡剂，热分解型化学发泡剂的分解温度优选在180～250℃的范围内。作为这样的热分解型化学发泡剂，可以例示偶氮二甲酰胺、偶氮二羧酸金属盐、二亚硝基五亚甲基四胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、4,4-氧基双(4,4-オキシビス)、双四唑·二铵等。

优选结构体前体具有包含强化纤维的垫和基体树脂，所述基体树脂包含热固性树脂和热塑性树脂中的任一者，在包含强化纤维的垫中预先含浸有树脂。通过使用这样的结构体前体，在第1工序中，能够容易地配置于模具，即使对于复杂的形状也能够容易地预成型。包含强化纤维的垫优选为通过湿式抄纸法、干式抄纸法、气流成网法、和织造法中的任一方法制造的无纺布状。强化纤维采用无纺布状的形态，这从树脂对强化纤维含浸的容易性的观点考虑是优选的。进一步，通过使强化纤维具有无纺布状的形态，从而除了无纺布本身的操作性的容易性以外，即使在一般被认为是高粘度的热塑性树脂的情况下也能够使含浸容易进行，因此是优选的。此外，通过使用这样的使用了无纺布状的结构体前体，能够容易地获得轻量且力学特性优异的结构体。此外，在本发明中，热固性树脂与热塑性树脂可以被掺混，在该情况下，使构成树脂的成分之中占超过50质量％的量的成分为树脂的名称。

优选构成结构体前体的基体树脂被赋予为膜、粒子、纤维、和液体中的任一形态。由此，可以使树脂容易地含浸于包含强化纤维的垫。

优选第1工序包含使结构体前体以长条状或卷状体的形式配置于模具的工序。通过使结构体前体为长条状，从而即使对于细的形状的模具也可以容易地配置结构体前体。此外，通过使结构体前体为卷状体，能够提高结构体的各向同性。

优选模具的形状为圆柱状、多棱柱状、或它们的筒状。由此，能够容易地形成迄今为止预成型需要花费时间，也需要大量辅助材料的形状。

本发明的制造方法所使用的结构体的结构体前体包含树脂和强化纤维。在本发明中的1个方案中，优选树脂包含至少1种以上热塑性树脂。作为热塑性树脂，可以例示选自下述中的热塑性树脂：“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等聚芳撑硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系树脂、液晶聚合物(LCP)”等结晶性树脂、“苯乙烯系树脂、以及聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜、聚芳酯(PAR)”等非晶性树脂、以及酚系树脂、苯氧基树脂、进一步的聚苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、聚异戊二烯系、氟系树脂和丙烯腈系等热塑性弹性体等、它们的共聚物和改性体等。其中，从所得的结构体的轻量性的观点考虑，优选使用聚烯烃，从强度的观点考虑优选使用聚酰胺，从表面外观的观点考虑优选使用聚碳酸酯、苯乙烯系树脂那样的非晶性树脂，从耐热性的观点考虑优选使用聚芳撑硫醚，从连续使用温度的观点考虑优选使用聚醚醚酮，进一步从耐化学品性的观点考虑优选使用氟系树脂。

在本发明中的1个方案中，优选树脂包含至少1种以上热固性树脂。作为热固性树脂，可以例示不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酰亚胺、它们的共聚物、改性体、以及将它们中的至少2种掺混而得的树脂。此外，相对于上述树脂，在不损害本发明的目的的范围内，本发明涉及的结构体或结构体前体可以含有弹性体或橡胶成分等耐冲击性改进剂、其它填充材料、添加剂。作为填充材料、添加剂的例子，可以例示无机填充材料、阻燃剂、导电性赋予剂、结晶成核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、着色防止剂、热稳定剂、脱模剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、抑泡剂、或偶联剂。

作为强化纤维，可以例示铝、黄铜、不锈钢等的金属纤维、PAN系、人造丝系、木质素系、沥青系的碳纤维、石墨纤维、玻璃等的绝缘性纤维、芳族聚酰胺、PBO、聚苯硫醚、聚酯、丙烯酸系、尼龙、聚乙烯等的有机纤维、碳化硅、氮化硅等的无机纤维。此外，可以为对这些纤维实施了表面处理的纤维。作为表面处理，除了作为导电体的金属的粘附处理以外，还有采用偶联剂的处理、采用上浆剂的处理、采用捆扎剂的处理、添加剂的附着处理等。此外，这些纤维可以单独使用1种，也可以并用2种以上。其中，从轻量化效果的观点考虑，优选使用比强度、比刚性优异的PAN系、沥青系、人造丝系等的碳纤维。此外，从提高所得的结构体的经济性的观点考虑，优选使用玻璃纤维，特别是从力学特性与经济性的平衡考虑，优选并用碳纤维与玻璃纤维。进一步，从提高所得的结构体的冲击吸收性、赋形性的观点考虑，优选使用芳族聚酰胺纤维，特别是从力学特性与冲击吸收性的平衡考虑，优选并用碳纤维与芳族聚酰胺纤维。此外，从提高所得的结构体的导电性的观点考虑，也可以使用被覆了镍、铜、镱等金属的强化纤维。其中，可以更优选使用强度与弹性模量等力学特性优异的PAN系的碳纤维。

优选强化纤维不连续，呈现大致单丝状、并且随机地分散。通过使强化纤维为这样的形态，在施加外力成型为片状的结构体的结构体前体或结构体的情况下，对复杂形状的赋型变得容易。此外，通过使强化纤维为这样的形态，从而通过强化纤维而形成的空隙致密化，结构体中的强化纤维的纤维束端的弱部能够极小化，因此除了优异的增强效率和可靠性以外，也赋予各向同性。这里，所谓大致单丝，是指强化纤维单丝以小于500根的细纤度丝束存在。进一步优选为单丝状地分散。

这里，所谓大致单丝状、或单丝状地分散，是指对于在结构体中任意地选择的强化纤维，其二维接触角为1°以上的单纤维的比例(以下，也称为纤维分散率)为80％以上，换言之，是指在结构体中，单纤维的2根以上接触而平行的束小于20％。因此，这里特别优选为至少强化纤维中的长丝数100根以下的纤维束的质量分率相当于100％的强化纤维。

所谓二维接触角，在不连续的强化纤维的情况下，是由单纤维与和该单纤维接触的单纤维所形成的角度，定义为接触的单纤维彼此形成的角度之中的、在0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度。关于该二维接触角，使用附图进一步说明。图1是显示从面方向(图1(a))和厚度方向(图1(b))观察时的强化纤维垫中的强化纤维的分散状态的一例的示意图。如果以单纤维1a作为基准，则观察到单纤维1a在图1(a)中与单纤维1b～1f相交，但图1(b)中单纤维1a不与单纤维1e、1f接触。在该情况下，关于作为基准的单纤维1a，成为二维接触角的评价对象的是单纤维1b～1d，是接触的2根单纤维形成的2个角度之中的、在0°以上且90°以下的范围内的锐角侧的角度A。

作为测定二维接触角的方法，没有特别限制，可以例示例如从结构体的表面观察强化纤维的取向的方法。在该情况下，通过研磨结构体的表面而使强化纤维露出，从而更易于观察强化纤维。此外，也可以例示进行X射线CT透射观察而拍摄强化纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的强化纤维的情况下，如果预先对强化纤维混合示踪剂用的纤维、或者预先对强化纤维涂布示踪剂用的药剂，则易于观察强化纤维，因此是优选的。此外，在通过上述方法难以测定的情况下，可以例示下述方法：通过加热炉等将结构体在高温下使树脂成分烧掉后，使用光学显微镜或电子显微镜从取出的强化纤维观察强化纤维的取向。

基于上述观察方法，通过以下步骤测定纤维分散率。即，测定任意地选择的单纤维(图1中的单纤维1a)与接触的全部单纤维(图1中的单纤维1b～1d)的二维接触角。对100根单纤维进行该测定，由测定了二维接触角的全部单纤维的总根数与二维接触角为1°以上的单纤维的根数的比率算出比例。

进一步，特别优选强化纤维随机地分散。这里，所谓强化纤维随机地分散，是指结构体中的任意地选择的强化纤维的二维取向角的算术平均值在30°以上、60°以下的范围内。这样的所谓二维取向角，是由强化纤维的单纤维与和该单纤维交叉的单纤维所形成的角度，定义为交叉的单纤维彼此形成的角度之中的、在0°以上、90°以下的范围内的锐角侧的角度。

关于该二维取向角，使用附图进一步说明。在图1(a)、(b)中，如果以单纤维1a作为基准，则单纤维1a与其它单纤维1b～1f交叉。这里，所谓交叉，是指在进行观察的二维平面中，观察到作为基准的单纤维与其它单纤维相交的状态，单纤维1a与单纤维1b～1f没有必要必须接触，关于在投影观察的情况下观察到相交的状态，也不例外。即，在对作为基准的单纤维1a进行了观察的情况下，单纤维1b～1f的全部为二维取向角的评价对象，在图1(a)中，二维取向角是交叉的2根单纤维形成的2个角度之中的、在0°以上、90°以下的范围内的锐角侧的角度A。

作为测定二维取向角的方法，没有特别限制，可以例示例如从构成要素的表面观察强化纤维的取向的方法，可以采取与上述二维接触角的测定方法同样的方法。二维取向角的平均值通过以下步骤测定。即，测定任意地选择的单纤维(图1中的单纤维1a)与和其交叉的全部单纤维(图1中的单纤维1b～1f)的二维取向角的平均值。例如，在与某单纤维交叉的其它单纤维为多数的情况下，可以代用任意地选择20根交叉的其它单纤维进行测定而得的算术平均值。以其它单纤维作为基准将该测定重复合计5次，算出其算术平均值作为二维取向角的算术平均值。

通过使强化纤维为大致单丝状、并且随机地分散，能够将通过上述分散为大致单丝状的强化纤维所赋予的性能提高到最大限度。此外，在结构体中，可以对力学特性赋予各向同性。从这样的观点考虑，强化纤维的纤维分散率优选为90％以上，更优选为接近于100％的程度。此外，强化纤维的二维取向角的算术平均值优选在40°以上、50°以下的范围内，优选为接近于作为理想角度的45°的程度。

另一方面，作为强化纤维不采用无纺布的形态的例子，有强化纤维沿一个方向排列而成的片基材、织物基材、和无皱折基材(non-crimp substrate)等。这些形态由于强化纤维规则地紧密配置，因此结构体中的空隙变少，树脂的含浸变得极其困难，有时形成未含浸部，或大大限制含浸方法、树脂种类的选择项。

作为强化纤维的形态，可以为与结构体同等程度长度的连续性强化纤维、或切断成规定长度的有限长度的不连续性强化纤维中的任一种，但从使树脂容易地含浸，或能够容易地调整其量的观点考虑，优选为不连续性强化纤维。

优选强化纤维的质量平均纤维长度在1mm以上、15mm以下的范围内。由此，能够提高强化纤维的增强效率，能够对结构体赋予优异的力学特性。在强化纤维的质量平均纤维长度小于1mm的情况下，不能高效率地形成结构体中的空隙，因此有时比重变高，换言之，虽然为相同质量但是难以获得所希望的厚度的结构体，因此是不优选的。另一方面，在强化纤维的质量平均纤维长度长于15mm的情况下，在结构体中强化纤维易于因为自重而弯曲，成为阻害力学特性表现的因素，因此是不优选的。质量平均纤维长度可以如下算出：通过烧掉、溶出等方法将结构体的树脂成分除去，从剩下的强化纤维任意地选择400根，测定其长度直到10μm单位，以它们的平均长度的形式算出。结构体前体中的强化纤维的体积含有率优选在5体积％以上、90体积％以下的范围内，进一步优选在10体积％以上、80体积％以下的范围。通过使用这样的组成的结构体前体，可以通过本发明的制造方法来获得表现高的力学特性，并且轻量性优异的结构体。

本发明中的所谓空隙，是指被树脂被覆的强化纤维变为柱状的支持体，通过其重合或交叉而形成的空间。例如在将在强化纤维中预先含浸有树脂的结构体前体进行加热而获得结构体的情况下，伴随加热，树脂熔融或软化，由此强化纤维起毛，从而形成空隙。这是基于下述性质：在结构体结构体前体中，通过加压而形成了压缩状态的内部的强化纤维因为来源于其弹性模量的起毛力而起毛。此外，结构体中的空隙的含有率在10体积％以上、99体积％以下的范围内。在空隙的含有率小于10体积％的情况下，结构体的比重变高，因此不能满足轻量性，因此是不优选的。另一方面，在空隙的含有率大于99体积％的情况下，换言之，被覆在强化纤维周围的树脂的厚度变薄，因此结构体中的强化纤维彼此的增强不能充分地进行，因而力学特性变低，是不优选的。空隙的含有率的上限值优选为97体积％。在本发明中，体积含有率是将构成结构体的树脂与强化纤维与空隙各自的体积含有率的合计设为100体积％。

在将通过本发明的制造方法而获得的结构体的弯曲弹性模量设为Ec，将结构体的比重设为ρ时，由Ec^1/3·ρ^-1表示的结构体的比弯曲弹性模量在3以上、20以下的范围内。在结构体的比弯曲弹性模量小于3的情况下，是弯曲弹性模量高、比重也高的状态，得不到所希望的轻量化效果，因此是不优选的。另一方面，在结构体的比弯曲弹性模量大于20的情况下，虽然轻量化效果充分，但是显示出弯曲弹性模量低，作为结构体，难以保持所希望的形状、结构体本身的弯曲弹性模量差，因此是不优选的。一般而言，钢材、铝的比弯曲弹性模量为1.5以下，与这些金属材料相比，成为极其优异的比弯曲弹性模量的范围。进而，优选为超过着眼于轻量化效果的碳纤维强化树脂复合材料的一般比弯曲弹性模量2.3的3以上，进一步优选为5以上。

结构体的弯曲弹性模量Ec为3GPa以上，优选为6GPa以上即可。在结构体的弯曲弹性模量Ec小于3GPa的情况下，作为结构体，使用的范围产生限制，因此是不优选的。此外，为了使结构体的设计容易，优选弯曲弹性模量具有各向同性。关于弯曲弹性模量的上限，不设限制，但一般而言对于包含强化纤维和树脂的结构体，由作为其构成成分的强化纤维和树脂各自的弹性模量算出的值可以作为上限。在本发明涉及的结构体中，无论在单独使用结构体的情况下，还是与其它构件合并使用结构体的情况下，都使用结构体本身的弯曲弹性模量进行构件的设计，为了供于实用，只要是50GPa就是充分的。

结构体的比重ρ优选为0.9g/cm³以下。在结构体的比重ρ大于0.9g/cm³的情况下，是指制成了结构体的情况下的质量增加，结果导致制成了制品的情况下的质量的增加，因此是不优选的。关于比重的下限，不设限制，但一般而言对于包含强化纤维和树脂的结构体，由作为其构成成分的强化纤维、树脂和空隙各自的体积比例算出的值可以成为下限。在本发明涉及的结构体中，无论在单独使用结构体的情况下，还是与其它构件合并使用结构体的情况下，结构体本身的比重都根据使用的强化纤维、树脂而不同，但从保持结构体的力学特性这样的观点考虑，优选为0.03g/cm³以上。

优选从结构体的表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分的空隙率在0体积％以上、小于10体积％的范围内，剩余部分的空隙率在10体积％以上、99体积％以下的范围内。这样的空隙率越小，则力学特性越优异，此外，越大则轻量性越优异。对于结构体，换言之，在结构体由相同构成的材料构成的情况下，通过使从结构体的表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分的空隙率在0体积％以上、小于10体积％，从而可以确保结构体的力学特性，通过使剩余部分的空隙率在10体积％以上、99体积％以下的范围内，从而能够使轻量特性令人满意，因此是优选的。

在本发明中，结构体的厚度可以由将想要求出厚度的表面上的1点与其里侧的表面连接的最短距离来求出。所谓厚度方向的中点，是指结构体的厚度的中间点。所谓从结构体的表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分，是指在将结构体的表面与其厚度方向的中点的距离设为100％时，包含从结构体的表面到30％的距离在内的部分。这里的所谓剩余部分，是指从结构体的除了从结构体的一个表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分和从结构体的另一个表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分以外的剩余部分。从结构体的表面到厚度方向的中点位置的30％以内的部分和剩余部分可以在结构体的厚度方向的不同位置存在，也可以在面方向的不同位置存在。

从树脂对强化纤维的含浸的容易性的观点考虑，优选本发明中的强化纤维采用无纺布状的形态。进一步，通过使强化纤维具有无纺布状的形态，从而除了无纺布本身的操作性的容易性以外，在一般被认为是高粘度的热塑性树脂的情况下，也能够使含浸容易，因此是优选的。这里，所谓无纺布状的形态，是指强化纤维的丝束和/或单丝没有规则性地面状地分散的形态，可以例示短切原丝垫、连续原丝垫、抄纸垫、梳理垫、气流成网垫等(以下，将它们统一称为强化纤维垫)。

作为构成结构体的强化纤维垫的制造方法，例如有将强化纤维预先分散成丝束和/或大致单丝状而制造强化纤维垫的方法。作为强化纤维垫的制造方法，可以举出将强化纤维利用空气流进行分散片化的气流成网法、一边将强化纤维机械地梳分一边整理形状进行片化的梳理法等干式工艺、采用将强化纤维在水中搅拌而进行抄纸的Radright法的湿式工艺作为公知技术。作为使强化纤维更接近单丝状的方法，在干式工艺中，可以例示设置开纤棒的方法、进一步使开纤棒振动的方法、进一步使梳理机的齿变细的方法、调整梳理机的旋转速度的方法等。在湿式工艺中，可以例示调整强化纤维的搅拌条件的方法、将分散液的强化纤维浓度稀薄化的方法、调整分散液的粘度的方法、在使分散液移送时抑制涡流的方法等。特别优选强化纤维垫通过湿式法制造，通过增加投入纤维的浓度、或调整分散液的流速(流量)和网格输送机的速度，能够容易地调整强化纤维垫的强化纤维的比例。例如，通过使网格输送机相对于分散液的流速的速度慢，从而所得的强化纤维垫中的纤维的取向难以朝向牵引方向，能够制造蓬松的强化纤维垫。强化纤维垫可以由单独的强化纤维构成，也可以强化纤维与粉末形状、纤维形状的基体树脂成分混合，或强化纤维与有机化合物、无机化合物混合，或强化纤维彼此用树脂成分填缝。

进而，优选预先使树脂含浸于强化纤维垫，制成结构体前体。例如如果为粒子、纤维，则可以在制造包含强化纤维的垫时与强化纤维同时使树脂混合，使其形成为无纺布状。此外，如果为液状，则可以通过使包含强化纤维的垫浸渍于液体中、或注入液体而使树脂含浸于强化纤维。此外，如果为膜，则通过在膜上叠层包含强化纤维的垫、或以从两侧夹着的方式配置包含强化纤维的垫，能够使操作性提高。作为制造本发明涉及的结构体前体的方法，使用对强化纤维垫在将树脂加热到熔融或软化的温度以上的状态下赋予压力，使其含浸于强化纤维垫的方法从制造的容易性的观点考虑，是优选的。具体而言，可以优选例示使从强化纤维垫的厚度方向的两侧配置了树脂的叠层物熔融含浸的方法。

作为用于实现上述各方法的设备，可以适合使用压缩成型机、双带加压机。在间歇式的情况下为前者，通过使其为并联了加热用与冷却用的2种以上机器的间歇式加压***，从而实现生产性的提高。在连续式的情况下为后者，能够容易地进行连续的加工，因此连续生产性优异。

作为强化纤维垫不采用无纺布的形态的例子，有强化纤维沿一个方向排列而成的片基材、织物基材和无皱折基材等。这些形态由于强化纤维被规则地紧密配置，因此强化纤维垫中的空隙部少，热塑性树脂不形成充分的锚固结构，因此如果将其作为芯形成层则接合能力降低。此外，在树脂为热塑性树脂的情况下，含浸变得极其困难，形成未含浸部，或大大限制含浸方法、树脂种类的选择项。

在本发明的制造方法中，在所得的结构体的表面配置的包含热固性树脂的热固性树脂组合物、和包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中，作为对结构体赋予的功能，可举出以着色以及珠光感、金属感为代表的设计性、电磁波屏蔽性、通电性、阻燃性、耐气候性、高刚性等。例如在以高刚性为目的的情况下，也可以将使树脂含浸于连续的强化纤维的片状中间基材配置于表面。这里，所谓连续的强化纤维，是沿至少一个方向以100mm以上的长度连续的强化纤维，其多根沿一个方向排列的集合体、所谓的强化纤维束遍及结构体全长而连续。作为由连续的强化纤维形成的片状中间基材的形态，为由包含多根连续的强化纤维的强化纤维束形成的布，多根连续的强化纤维沿一个方向排列的强化纤维束(单向性纤维束)、由该单向性纤维束形成的单向性布等。强化纤维可以由相同形态的多根纤维束构成、或也可以由不同形态的多根纤维束构成。构成一个强化纤维束的强化纤维数通常为300～48,000根，但如果考虑预浸料的制造、布的制造，则优选为300～24,000根，更优选为1,000～12,000根。

在赋予设计性的情况下，可举出在树脂中混炼作为固体状添加物的颜料、玻璃珠等。作为固体状添加物，可举出偶氮颜料、酞菁蓝等有机颜料、由铝、黄铜等的金属粉末形成的金属颜料、氧化铬、钴蓝等无机颜料。其中，从耐热性的观点考虑，优选为金属颜料、无机颜料。此外，在强化纤维如碳纤维、芳族聚酰胺纤维等那样为深色的情况下，优选使用具有2层以上折射率不同的结构的颜料。例如为用氧化钛、氧化铁被覆了的天然云母、人工云母、氧化铝薄片、二氧化硅薄片、玻璃薄片。通过制成这样的层结构，能够通过可见光区域的光的干涉、衍射、散射这样的光学现象而发色。如果利用光的干涉、衍射、散射这样的光学现象，则能够通过特定波长的光的反射来发色，因此在使用了深色的强化纤维的情况下优选使用。作为赋予电磁波屏蔽性、通电性的固体状添加物，可以例示银、铜、镍等的金属粉、铁氧体、炭黑等。作为赋予阻燃性的固体状添加物，可以例示磷化合物、锑化合物、金属氢氧化物、锌化合物、三聚氰胺氰脲酸酯等。作为赋予耐气候性的固体状添加物，可以例示紫外线吸收剂、受阻胺系光稳定剂等。

＜结构体＞

通过本发明的制造法而获得的结构体的树脂的体积含有率在2.5体积％以上、85体积％以下的范围内。在树脂的体积含有率小于2.5体积％的情况下，不能将结构体中的强化纤维彼此粘结而制成使强化纤维的增强效果充分的结构体，不能满足结构体的力学特性、特别是弯曲特性，因此是不优选的。另一方面，在树脂的体积含有率大于85体积％的情况下，由于树脂量过多，因此采用空隙结构变得困难，因此是不优选的。

在通过本发明的制造方法而获得的结构体中，强化纤维的体积含有率优选在0.5体积％以上、55体积％以下的范围内。在强化纤维的体积含有率小于0.5体积％的情况下，不能使来源于强化纤维的增强效果充分，因此是不优选的。另一方面，在强化纤维的体积含有率大于55体积％的情况下，树脂相对于强化纤维的体积含有率相对变少，因此不能将结构体中的强化纤维彼此粘结而制成使强化纤维的增强效果充分的结构体，不能满足结构体的力学特性、特别是弯曲特性，因此是不优选的。

此外，优选强化纤维被树脂被覆，且树脂的厚度在1μm以上、15μm以下的范围内。关于被树脂被覆的强化纤维的被覆状态，只要至少构成结构体的强化纤维的单纤维彼此的交叉点被被覆，则从结构体的形状稳定性、厚度控制的容易性和自由度的观点考虑就是充分的，但如果为进一步优选的形态，则优选为树脂在强化纤维的周围以上述厚度被覆的状态。该状态意味着强化纤维的表面因为树脂而不露出，换言之，强化纤维通过树脂而形成电线状的皮膜。由此，结构体进一步具有形状的稳定性，并且使力学特性的表现充分。此外，关于被树脂被覆的强化纤维的被覆状态，无需在该强化纤维的全部被被覆，只要在不损害本发明涉及的结构体的形状稳定性、弯曲弹性模量、抗弯强度的范围内即可。

通过本发明的制造方法而获得的结构体可举出例如，“个人电脑、显示器、OA设备、便携电话、便携信息终端、PDA(电子记事本等便携信息终端)、摄像机、光学设备、音频、空调器、照明设备、娱乐用品、玩具用品、其它家电制品等的壳体、托盘、底盘、内装构件或其壳体”等电气、电子设备部件、“各种元件、各种框架、各种铰链、各种臂、各种车轴、各种车轮用轴承、各种梁”、“罩、车顶、门、挡泥板、行李箱盖、侧板、后围板、前部车身、底部车身、各种立柱、各种元件、各种框架、各种梁、各种支架、各种轨道、各种铰链等的外板、或车身部件”、“缓冲器、缓冲器梁、饰带、底罩、发动机罩、整流板、阻流板、前罩板通风孔、流线型零部件等外装部件”、“仪表板、座椅骨架、车门装饰件、立柱装饰件、方向盘、各种模块等内装部件”、或“电动机部件、CNG罐、汽油罐”等汽车、双轮车用结构部件、“蓄电池托盘、前大灯支架、踏板外壳、保护器、灯光反射器、灯壳、隔音罩、备胎罩”等汽车、双轮车用部件、“隔音壁、防音壁等壁内构件”等建材、“起落架吊舱、翼尖小翼、阻流板、前缘、梯、升降舵、整流罩、肋、座椅”等航空器用部件。从力学特性的观点考虑，优选使用于汽车内外装、电气/电子设备壳体、自行车、体育用品用结构材、航空器内装材、运输用箱体、建材。其中，特别适合于由多个部件构成的模块构件。此外，通过本发明的制造方法而获得的圆柱状、多棱柱状、它们的筒状的结构体能够用于例如汽车的立柱、自行车的框架、各种体育竞技用的球拍框架、球杆、建筑物的柱、梁等。

实施例

以下，使用实施例具体说明本发明。但是，本发明不受以下实施例限定。

＜评价/测定方法＞

(1)结构体的比重ρ

从结构体切出试验片，以JIS K7222(2005)作为参考而测定结构体的表观比重。试验片切出纵100mm、横100mm。用测微计测定试验片的纵、横、厚度，由所得的值算出试验片的体积V。此外，用电子天平测定切出的试验片的质量M。由所得的质量M和体积V通过下式算出表观比重ρ。

ρ[g/cm³]＝10³×M[g]/V[mm³]

(2)弯曲试验

作为试验片，对于成为与实施例和比较例中获得的结构体同样的组成的平板，以成为ISO178法(1993)所记载的厚度的方式制作平板。从制作的平板切出试验片，依照ISO178法(1993)，测定弯曲弹性模量。关于试验片，在将任意的方向设为0°方向的情况下，制作在+45°、-45°、90°方向的4个方向上切出的试验片，关于各个方向，测定数设为n＝5，将算术平均值设为弯曲弹性模量Ec。作为测定装置，使用了“インストロン(注册商标)”5565型万能材料试验机(インストロン·ジャパン(株)制)。从所得的结果通过下式算出成型品的比弯曲弹性模量。

比弯曲弹性模量＝Ec^1/3/ρ

(3)结构体前体的储能模量(G’)

设为结构体前体的测定样品(厚度0.5mm，宽度10mm)，通过动态粘弹性解析(DMA)，在升温速度5℃/分钟、扭转振动频率0.5Hz、应变量0.1％的条件下，进行升温，通过DMA进行了评价。在该评价条件下，求出各成型条件下的结构体前体的到达温度下的储能模量(G’)。这里，作为测定装置，使用了TAインスツルメンツ社制，ARES。

(4)结构体前体的玻璃化转变温度(Tg)

基于JIS K7121(1987)所记载的方法，使用Pyris 1DSC(パーキンエルマー·インスツルメント社制差示扫描量热计)，使升温速度为10℃/分钟进行。将所得的DSC曲线显示阶梯状变化的部分的中间点设为玻璃化转变温度。在该测定中，由所得的树脂组合物的初期的玻璃化转变温度(Tg)、与饱和的玻璃化转变温度(Tg)，得到固化度的指标。接下来，在实施例中进行的加热温度和加热时间的条件下，将结构体前体预先成型，关于所得的成型品，测定了玻璃化转变温度。由所得的玻璃化转变温度和作为指标的玻璃化转变温度的范围，得到结构体前体的固化度。

＜使用的材料＞

以下显示评价所使用的材料。

[材料1]

从以聚丙烯腈作为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、和表面氧化处理，获得了总单丝数12,000根的连续碳纤维。作为该连续碳纤维的强化纤维1的特性如以下所示的那样。

单纤维直径：7μm

每单位长度的质量：1.6g/m

比重：1.8

抗拉强度：4600MPa

拉伸弹性模量：220GPa

将所得的强化纤维1用筒形切割机切割成6mm，获得了短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(ナカライテクス(株)制，聚氧乙烯月桂基醚(商品名))构成的浓度0.1质量％的分散液，使用该分散液和上述短切碳纤维，使用图2所示的抄纸基材的制造装置，制造抄纸基材。制造装置具备：作为分散槽的在容器下部具有开口旋塞的直径1000mm的圆筒形状的容器、和将分散槽与抄纸槽进行连接的直线状的输送部(倾斜角30°)。在分散槽的上表面的开口部附带搅拌机，能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽为具备网格输送机的槽，并且将能够输送碳纤维基材(抄纸基材)的输送机与网格输送机连接，所述网格输送机在底部具有宽度500mm的抄纸面。抄纸时使分散液中的碳纤维浓度为0.05质量％来进行。抄纸后的碳纤维基材用200℃的干燥炉干燥30分钟。所得的碳纤维基材的宽度为500mm，长度为500mm，目付为100g/m²。

作为树脂，制作由未改性聚丙烯树脂(プライムポリマー(株)制“プライムポリプロ”J105G)80重量％、和酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制“アドマー”QB510)20重量％构成的目付100g/m²的片。将所得的碳纤维基材和树脂片以成为树脂片/碳纤维基材/树脂片的方式叠层而获得了叠层体。将所得的叠层体夹在2片金属板之间，在热盘温度为230℃的加压机中以面压3MPa与金属板一起进行加压、加热。5分钟后，停止加压机的加压，在热盘温度为100℃的加压机中以面压3MPa进行加压、冷却。5分钟后，停止加压机的加压，获得了成为结构体前体的、表1所示的材料1。通过上述测定方法测定的结构体前体的储能模量(G’)为1.5×10⁶Pa。

[材料2]

使树脂的目付为135g/m²，除此以外，与材料1同样地操作而获得了树脂片。使用所得的碳纤维基材和树脂片，以成为树脂片/碳纤维基材/树脂片/碳纤维基材/树脂片的方式叠层，获得了叠层体。使用了所得的叠层体，除此以外，与材料1同样地操作，获得了成为结构体前体的、表1所示的材料2。

[材料3]

使用作为树脂的40质量份的“jER”(注册商标)1007(三菱化学(株)制)、20质量份的“jER”(注册商标)630、40质量份的“エピクロン”(注册商标)830(DIC(株)制)、作为固化剂的、活性氢基相对于全部环氧树脂成分的环氧基成为0.9当量的量的DICY7(三菱化学(株)制)、作为固化促进剂的2质量份的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)，调制树脂(b)。使用调合的树脂和逆转辊涂布机涂布在脱模纸上，制作每单位面积的质量为125g/m²的膜状的树脂。将所得的膜状的树脂和碳纤维基材，以成为树脂膜/碳纤维基材/树脂膜的方式叠层，在温度调节到70℃的加压机中，在面压0.1MPa的加压下加热1.5小时，获得了成为结构体前体的、表1所示的材料3。通过上述测定方法测定的结构体前体的固化度为60％。

[材料4]

将東レ(株)制作的“トレカ”预浸料P3252S-12作为材料4(参照表1)。

[材料5]

使用材料1中使用的短切碳纤维和聚丙烯树脂，用料筒温度设定为230℃的双轴挤出机使聚丙烯树脂熔融混炼，然后从挤出机的侧进料机投入短切碳纤维，进一步混炼。将混炼了的树脂拉出成肠道形状，冷却后，加工成长度6mm的颗粒，获得了成为结构体前体的、表1所示的材料5。

(实施例1)

实施例1-(A)：

作为结构体前体，从材料1切出具有规定大小的片。将切出的结构体前体如图3所示那样制成卷状体而配置在模具内。在图3中，符号2表示结构体前体，符号3表示模具，符号4表示模腔。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表2中。

实施例1-(B)：

将配置了结构体前体的模具放入将气氛温度设定为230℃的热风干燥机内，使树脂为熔融状态。此时的成型时间和模具温度示于表2中。

实施例1-(C)：

确认了树脂变为熔融状态后，将模具从干燥机取出，进行冷却。此时的成型时间和模具温度示于表2中。

实施例1-(D)：

确认了树脂固化后，从模具将成型品脱模，获得了结构体1。

(实施例2)

实施例2-(A)：

如图4所示，使模具3的模腔4的形状为四边形，在该模具3内配置制成卷状体的结构体前体。关于此时的材料、结构体前体对模具3的模腔4的填充率，示于表2中。

实施例2-(B)～(D)：

使用表2所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体2。

(实施例3)

实施例3-(A)：

与实施例1同样地操作，在模具内配置了结构体前体，然后如图5所示在模腔4内配置了芯材5。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表2中。

实施例3-(B)～(D)：

使用表2所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体3。

(实施例4)

实施例4-(A)：

与实施例2同样地操作，在模具内配置了结构体前体，然后如图6所示在模腔4内配置了芯材5。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表2中。

实施例4-(B)～(D)：

使用表2所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了结构体4。

(实施例5)

实施例5-(A)：

使用表2所示的结构体前体，除此以外，与实施例3同样地操作，在模具内配置了结构体前体。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表2中。

实施例5-(B)～(D)：

使用表2所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体5。

(实施例6)

实施例6-(A)：

由材料1准备了60片纵300mm、横10mm的长条状的结构体前体。将这些长条状的结构体前体如图7所示配置于模具3内的模腔4。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表2中。

实施例6-(B)～(D)：

使用表2所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体6。

(实施例7)

实施例7-(A)：

如图8所示配置结构体前体2，并且使用75片横10mm的长条状的结构体前体，除此以外，与实施例6同样地操作而配置在模具内。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

实施例7-(B)～(D)：

使用表3所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体7。

(实施例8)

实施例8-(A)：

由材料2准备100片纵300mm、横3mm的长条状的结构体前体。使用这些长条状的结构体前体，除此以外，与实施例6同样地操作而配置在模具内。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

实施例8-(B)～(D)：

使用表3所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体8。

(实施例9)

实施例9-(A)：

如图9(a)所示，从结构体前体2的距端部为100mm的位置引入10mm间隔的切口6，除此以外，与实施例3同样地操作，在模具内配置了结构体前体。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

实施例9-(B)～(D)：

使用表3所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体9。

(实施例10)

实施例10-(A)：

使用表3所示的结构体前体和模具，除此以外，与实施例3同样地操作，在模具内配置了结构体前体。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

实施例10-(B)～(D)：

使用表3所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体10。

(实施例11)

实施例11-(A)：

使用表3所示的材料5，除此以外，与实施例3同样地操作，在模具内配置了结构体前体。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

实施例11-(B)～(D)：

使用表3所记载的成型温度、时间，除此以外，与实施例3同样地操作而获得了结构体11。

(实施例12)

作为增强层，将材料4配置在模具内后，将结构体前体配置在模具内，除此以外，与实施例3同样地操作而配置在模具内。关于此时的材料、结构体前体对模具的模腔的填充率，示于表3中。

(比较例1)

准备与实施例1具有相同形状的模具和注射成型机，以成为料筒温度230℃、模具温度60℃的方式进行设定，进行注射成型，使用材料5而获得了结构体51。此时，使模具的合模力为150吨。

(比较例2)

在芯材上卷绕具有伸缩性的筒状的膜，在其上卷缠材料3，制作预成型体。在将筒状膜的一端的口紧闭并以***漏空气的方式处置后拔出芯材，将另一端的口与压缩空气供给装置连接，将预成型体配置在模具内。将模具配置在以热盘温度成为150℃的方式设定的加压机内，以面压成为1.0MPa的方式加压。然后，供给0.5MPa的压缩空气，将筒状的膜内用压缩空气填满。30分钟后，停止压缩空气的供给，将模具从加压机中取出。然后，从模具中取出成型品，获得了结构体52。

(比较例3)

将通过加热装置7使树脂为熔融状态的材料1(结构体前体)(符号8)配置于图10(a)所示的固定了模具的加压机9，如图10(b)所示那样以面压成为5.0MPa的方式加压。此时的模具表面温度为100℃，5分钟后停止加压，将成型品脱模，获得了结构体10a(参照图10(c))。同样地操作，也获得了结构体10b。在所得的结构体10a和结构体10b的接合面涂布粘接剂11，进行重叠而获得了圆筒状的结构体12(参照图10(d))。

(表2)

(表3)

(表4)

在上述实施例1～12中，容易地形成复杂的形状，能够获得轻量性和力学特性优异的结构体。此外，由于不用辅助材料、加压成型机，因此不需要很高成本就能够获得结构体。此外，在实施例3～12中，筒状的形状也可以与柱状体同样地容易获得。在实施例5中，能够获得轻量性进一步提高的结构体。在实施例6～8中，通过使用长条状的结构体前体，能够缩短预成型所花费的时间。在实施例9中，通过对结构体前体引入切口，结构体前体的变形变得更容易，预成型变得容易。在实施例10中，能够获得直径小的形状的结构体。在实施例11中，能够获得树脂使用了热固性树脂的结构体。在实施例12中，能够获得在结构体的表层形成了增强层的结构体，能够获得力学特性更优异的结构体。

另一方面，在比较例1中，需要注射成型机，也需要高的合模力，因此虽然能够形成复杂的形状，但需要很高成本。在比较例2中，预成型需要花费很多时间，缺乏生产性。在比较例3中，需要加压成型机，此外不能通过一次成型获得圆筒。因此，需要用粘接剂接合，因为粘接剂而使重量增加，且接合部可能成为虚弱部，因此不能说是力学特性优异的结构体。产业可利用性

根据本发明，提供下述结构体的制造方法：其能够容易地形成复杂的形状，能够制造轻量性和力学特性优异的结构体。此外，本发明的另一目的是可以提供不需要很高成本就能够制造结构体的结构体的制造方法。

附图标记说明

1a～1f 单纤维

2 结构体前体

3 模具

4 模腔

5 芯材

6 切口

7 加热装置

8 结构体前体

9 加压机

10a、10b、12 结构体

11 粘接剂。

Claims

1.一种结构体的制造方法，其特征在于，是包含热塑性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：

将包含所述热塑性树脂和所述强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序，

使所述模具的表面温度上升直到所述结构体前体的储能模量G’变为小于1.2×10⁸Pa的温度的第2工序，

使所述模具的表面温度下降直到所述结构体前体的储能模量G’变为1.2×10⁸Pa以上的温度的第3工序，以及

将所述第3工序结束后获得的结构体从所述模具脱模的第4工序。

2.一种结构体的制造方法，其特征在于，是包含热固性树脂、强化纤维和空隙的结构体的制造方法，其包含下述工序：

将包含固化前的所述热固性树脂和所述强化纤维的结构体前体配置于表面温度为80℃以下的模具的第1工序，

使所述模具的表面温度上升直到所述结构体前体的固化度变为10％以上、90％以下的温度的第2工序，

保持形状直到所述结构体前体的固化度变为高于90％的状态的第3工序，以及

3.根据权利要求1或2所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述结构体前体在所述模具内的填充率处于所述模具的模腔的10％以上、80％以下的范围内。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述第2工序和所述第3工序中的对所述模具的加压力处于0MPa以上、5MPa以下的范围内。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述模具的模腔的大小在成型前后没有变化。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，包含热固性树脂的热固性树脂组合物、和包含热塑性树脂的热塑性树脂组合物中的至少一者被配置在所述结构体的表面。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述模具的重量为30kg以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述结构体前体包含发泡剂。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述结构体前体具有包含强化纤维的垫和基体树脂，所述基体树脂包含热固性树脂和热塑性树脂中的任一者，在包含强化纤维的垫中预先含浸有树脂。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述包含强化纤维的垫是通过湿式抄纸法、干式抄纸法、气流成网法和织造法中的任一方法制造的无纺布状。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，构成所述结构体前体的基体树脂被赋予为膜、粒子、纤维和液体中的任一种形态。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述第1工序包含使所述结构体前体以长条状或卷状体的形式配置于模具的工序。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述模具的形状为圆柱状、多棱柱状、或它们的筒状。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的结构体的制造方法，其特征在于，所述第2工序和所述第3工序中的对所述模具的加压力为0MPa。