CN108698268B - 纤维强化复合材料的制造方法 - Google Patents

纤维强化复合材料的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108698268B
CN108698268B CN201780012893.3A CN201780012893A CN108698268B CN 108698268 B CN108698268 B CN 108698268B CN 201780012893 A CN201780012893 A CN 201780012893A CN 108698268 B CN108698268 B CN 108698268B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermosetting resin
base material
reinforcing fiber
fiber
reinforced composite
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201780012893.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108698268A (zh
Inventor
竹原大洋
本间雅登
T·S·布朗
平野启之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN108698268A publication Critical patent/CN108698268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108698268B publication Critical patent/CN108698268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/467—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements during mould closing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/18—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length in the form of a mat, e.g. sheet moulding compound [SMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/523—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement in the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/528—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2313/00—Use of textile products or fabrics as reinforcement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂含浸于强化纤维基材中，进而使其固化的纤维强化复合材料的制造方法，其包括以下所示的工序(II)～(IV)。工序(II)：将强化纤维基材、以及满足以下的条件1和/或条件2的热固性树脂基材供给至成型机构。工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂由热固性树脂基材供给至强化纤维基材并使其含浸于强化纤维基材中。工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂固化。条件1：热固性树脂基材包含热固性树脂和无纺布状基材。条件2：热固性树脂基材是包含热固性树脂、以及多孔质片状基材或膜状基材的基材，40℃下的热固性树脂的粘度为1,000Pa·s以上，以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的热固性树脂的最低粘度为10Pa·s以下。

Description

纤维强化复合材料的制造方法
技术领域
本发明涉及在不损害品质的情况下，提高赋形性优异的成型品的生产性的纤维强化复合材料的制造方法。
背景技术
由强化纤维和基体树脂形成的纤维强化复合材料的比强度、比刚性优异，广泛应用于从航空机结构构件到压力容器、高尔夫球杆。特别是由于其对轻量化的贡献，因此在汽车构件中的需要逐年增加。
在这里，作为制造纤维强化复合材料的方法，一般是将使基体树脂含浸于连续的强化纤维束而得的预浸料进行叠层，接着进行加热加压来使基体树脂固化的成型方法。预浸料虽然能够使基体树脂均匀且高精度地含浸，因此成型品的品质优异，但是另一方面，由于基体树脂束缚强化纤维，因此对凹凸形状、立壁等复杂的赋形差。
因此，作为能够对汽车构件等复杂的形状进行赋形的纤维强化复合材料的制造方法，提出了使用不包含树脂的强化纤维基材的RTM(树脂传递模塑，resin transfermolding)法(专利文献1)、RFI(树脂膜熔渗，resin film infusion)法(专利文献2)。
RTM法是下述的制造赋形性优异的纤维强化复合材料的方法：制造将不包含树脂的强化纤维基材赋形为规定形状的预成型体，将其配置于模具内，然后将液状的热固性树脂注入到模具内，一边对强化纤维基材供给树脂一边使其固化。
RFI法是下述的制造赋形性优异的纤维强化复合材料的方法：使不包含树脂的强化纤维基材和未固化的热固性树脂的膜在模具中叠层，然后通过加热加压使膜液状化，一边对强化纤维基材供给树脂一边使其固化。
此外，专利文献3中提出了下述的制造赋形性优异的纤维强化复合材料的方法：将不包含树脂的强化纤维基材和未固化的热固性树脂加热，使其以半固化状态(B阶段)吸入软质的泡沫中而形成树脂担载体，将该担载体在模具中叠层，然后一边通过加热加压对强化纤维基材供给半固化状态的热固性树脂，一边使固化结束。
进而，专利文献4中提出了下述的制造赋形性优异的纤维强化复合材料的方法：将不包含树脂的强化纤维基材和未固化的热固性树脂吸入至软质的泡沫中，然后进行冷却，使其固化成所期望的形状而获得预成型体，将该预成型体在模具中叠层，然后通过加热加压使热固性树脂液状化，一边对强化纤维基材供给树脂一边使其固化。
在专利文献1～4中提出的制造方法中，作为强化纤维基材，适合使用赋形性好的织物。
另一方面，专利文献5中提出了下述的制造表面品质优异的纤维强化复合材料的方法：将含有不包含树脂的强化纤维基材和未固化的热固性树脂的预浸料或SMC(Sheetmolding compound，片状模塑料)在模具中叠层，一边通过加热加压使热固性树脂流动，一边使其固化。
此外，专利文献6中提出了：将不包含树脂的强化纤维基材和在已开孔的聚酰亚胺膜中填充了未固化的酰亚胺低聚物膜而成的膜在模具中叠层后，通过加热加压使酰亚胺低聚物液状化，一边对强化纤维基材供给酰亚胺低聚物，一边使其固化的RFI法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-71856号公报
专利文献2：日本特开2003-11231号公报
专利文献3：日本特开2002-234078号公报
专利文献4：日本特开2006-305867号公报
专利文献5：日本特开2008-246981号公报
专利文献6：日本特开2004-99731号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，关于专利文献1记载的RTM法，在热固性树脂的注入工序中，有必要使树脂流动到强化纤维基材的各个角落为止，且含浸于纤维束中。同时，为了提高生产性，有必要使热固性树脂高速固化，流动和固化的控制成为技术课题。如果加快流动，则结果是：虽然含浸性提高而使品质优异，但固化慢而有损生产性。另一方面，如果以高速固化，则结果是：虽然生产性提高，但流动变得困难，含浸受到阻碍而有损品质。因此，RTM法的现状是：由于两者的制约，适用条件受到限定。
此外，专利文献2记载的RFI法由于叠层热固性树脂的膜，因此能够大幅减轻供给树脂的负担，仅在向纤维束含浸期间树脂处于流动状态即可。然而，热固性树脂的膜的处理性是大课题。即，在膜的刚性低的情况下，虽然赋形性良好，但形状也不稳定，且由于自重而发生变形、破裂等，因而不容易输送，并且由于发粘而难以叠层。另一方面，在膜的刚性高的情况下，虽然能够确保形状，但赋形变困难。由温度引起的树脂的粘度变化是极端的，难以获得合适的处理性。
此外，专利文献3记载的方法由于使用泡沫状的树脂担载体，因此改善了对热固性树脂膜的处理性。然而，虽然在室温下使用液状的树脂，但输送等处理时的树脂漏出成为新课题，需要通过加热使热固性树脂半固化而成为非流动状态的工序。此外，由于热固性树脂在B阶段剧烈地进行反应，因此其管理方面需要承担巨大的生产性的负担，且如果使热固性树脂为非流动状态，则含浸性显著降低，品质会发生问题。
此外，专利文献4记载的方法对于在室温下使用液状的树脂的课题，通过固体进行处理，因此需要在将热固性树脂吸入泡沫材料后进行冷却，进一步固定形状的预成型工序。这在时间和劳力的观点上相当于实施2次成型，成为显著损害生产性的结果。
此外，专利文献5记载的方法中，通过使不包含树脂的强化纤维基材作为缓冲材料存在于预浸料层之间，能够改善纤维强化复合材料的尺寸稳定性和表面品质。然而，课题是向不包含树脂的强化纤维基材的树脂含浸性。即，向不包含树脂的强化纤维基材供给的预浸料的树脂供给量小、如果不是不包含目付小的树脂的强化纤维基材，则会发生树脂的供给量不足、表面品质恶化的问题。此外，如果增大成型压力，试图从预浸料挤出树脂，则会发生预浸料侧漏、尺寸稳定性恶化的问题。
此外，专利文献6记载的方法通过将由热稳定的树脂膜形成的袋体用于担载体，改善了膜化困难的热固性树脂的处理性。然而，在需要对袋体进行树脂供给的加工、进行开孔的情况由于输送时有时发生树脂漏出、袋体破裂，因此损害生产性成为问题。另一方面，在不开孔的情况下，难以进行树脂供给的控制，所得的纤维强化复合材料的品质下降成为问题。
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供下述纤维强化复合材料的制造方法：其能够将热固性树脂很好地含浸于强化纤维基材中，通过使用处理性优异的热固性树脂基材，能够在不使成型品的品质降低的情况下提高赋形性和生产性。
用于解决课题的方法
本发明的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂(a)含浸于强化纤维基材(A)中，进而使其固化的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，包含以下所示的工序(II)～(IV)。
工序(II)：向成型机构供给强化纤维基材(A)、以及满足以下条件1和/或条件2的热固性树脂基材(B)
工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂(a)由热固性树脂基材(B)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于强化纤维基材(A)中。
工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂(a)固化。
条件1：热固性树脂基材(B)包含热固性树脂(a)和无纺布状基材。
条件2：热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)、以及多孔质片状基材(b)或膜状基材(c)的基材，40℃下的热固性树脂(a)的粘度为1,000Pa·s以上，以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的热固性树脂(a)的最低粘度为10Pa·s以下。
发明效果
根据本发明，能够提供下述纤维强化复合材料的制造方法：其能够将热固性树脂很好地含浸于强化纤维基材中，通过使用处理性优异的热固性树脂基材，能够在不使成型品的品质降低的情况下提高赋形性和生产性。
附图说明
图1是本发明的制造方法中使用的、强化纤维基材与热固性树脂基材的叠层体的一例的截面的示意图。
图2是表示作为本发明的一个实施例的、使用了双面模的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图3是表示作为本发明的一个实施例的、使用了双面模和坯缘压牢器的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图4是表示作为本发明的一个实施例的、使用了单面模和覆盖膜的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图5是表示作为本发明的一个实施例的、使用了中空模和芯模的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图6是表示作为本发明的一个实施例的、使用了贯通模(贯通式拉拔模)的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图7是表示作为本发明的一个实施例的、使用了推压模(推压式拉拔模)的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图8是表示作为本发明的一个实施例的、使用了双带压机的纤维强化复合材料的制造方法的一例的截面的示意图。
图9是本发明的制造方法中使用的、热固性树脂基材被强化纤维基材覆盖的方式的一例的截面的示意图。
图10是本发明的制造方法中使用的、热固性树脂基材被强化纤维基材覆盖的方式的一例的截面的示意图。
图11是本发明的制造方法中使用的、将强化纤维基材和热固性树脂基材交替叠层4层以上而得的叠层体的一例的截面的示意图。
图12是本发明的制造方法中使用的、将强化纤维基材、热固性树脂基材和芯材叠层而得的叠层体的一例的截面的示意图。
图13是表示本发明的制造方法中使用的、夹持多孔质片状基材的两端来进行输送的状况的示意图。
具体实施方式
以下针对本发明的第1方案和第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法进行说明。
〔第1方案〕
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂(a)含浸于强化纤维基材(A)中，进而使其固化的方法，其包含以下所示的工序(II)～(IV)。
工序(II)：向成型机构供给强化纤维基材(A)、以及包含热固性树脂(a)和无纺布状基材的热固性树脂基材(B)。
工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂(a)由热固性树脂基材(B)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于强化纤维基材(A)中。
工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂(a)固化。
需要说明的是，供给于强化纤维基材(A)的热固性树脂(a)、和残留在热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)在成型工序(工序(IV))中固化，成为纤维强化复合材料的基体树脂。
<强化纤维基材(A)>
作为强化纤维基材(A)，只要是包含强化纤维的基材就不特别限定，但优选为选自织物基材、单方向基材、和垫(mat)基材中的至少1种。具体而言，优选使用强化纤维束单体、使强化纤维束沿单方向排列并通过缝合线进行了缝合一体化而得的基材、单独使用或叠层了由连续纤维形成的织物基布的基材、通过缝合线将由连续纤维形成的织物基布进行了缝合一体化而得的基材、立体织物、编织物等纤维结构物、将不连续纤维制成无纺布形态的基材等。需要说明的是，所谓的连续纤维，表示不将强化纤维切成短纤维的状态，而在连续的状态下将强化纤维束拉齐的强化纤维。
在本方案中，关于强化纤维基材(A)中使用的强化纤维的形态、排列，可以从沿单方向被拉齐的长纤维、织物、粗纱等连续纤维的形态中适当选择。
此外，强化纤维基材(A)只要包含强化纤维，并且还具有至少一部分不包含树脂的未含浸部，就可以包含其他物质，例如各种添加剂等。然而，从成型时的赋形性的观点出发，强化纤维基材(A)优选为不包含树脂的状态、即干燥状态的基材。即，强化纤维基材(A)优选仅由强化纤维构成。
出于获得高力学特性的纤维强化复合材料的目的，优选使用由连续纤维构成的织物基材或单方向基材作为强化纤维基材(A)。此外，出于提高从热固性树脂基材(B)供给的热固性树脂(a)的含浸速度、提高纤维强化复合材料的生产性的目的，优选使用由不连续纤维构成的垫基材作为强化纤维基材(A)。
作为强化纤维的种类，没有特别限定，可以优选使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维等，但更优选为碳纤维。作为碳纤维，没有特别限定，但从力学特性的提高、纤维强化复合材料的轻量化效果的观点出发，可以优选使用例如，聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系等的碳纤维，可以使用它们中的1种或并用2种以上。在碳纤维中，从所得的纤维强化复合材料的强度与弹性模量的平衡的观点出发，进一步优选为PAN系碳纤维。强化纤维的丝束(strand)强度优选为3.0GPa以上，更优选为4.0GPa以上，进一步优选为4.5GPa以上。强化纤维的丝束弹性模量优选为200GPa以上，更优选为220GPa以上，进一步优选为240GPa以上。通过在优选的范围内使用强化纤维的丝束强度和丝束弹性模量，能够进一步提高所得的纤维强化复合材料的力学特性。
<热固性树脂基材(B)>
热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)和无纺布状基材的基材。即，热固性树脂基材(B)是将热固性树脂(a)担载于无纺布状基材上而形成的。需要说明的是，热固性树脂基材(B)只要包含热固性树脂(a)和无纺布状基材，就还可以包含其他物质，例如各种添加剂等。
作为热固性树脂基材(B)的形态，优选为片状。关于热固性树脂基材(B)的厚度，从树脂供给性、力学特性的观点出发，优选为0.5mm以上，更优选为1mm以上，进一步优选为1.5mm以上。此外，从处理性、成型性的观点出发，热固性树脂基材(B)的厚度优选为100mm以下，更优选为60mm以下，进一步优选为30mm以下。
关于热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的质量含有率Wb1，从处理性的观点出发，优选为0.5％(质量基准)以上，更优选为1.0％(质量基准)以上，进一步优选为1.5％(质量基准)以上。此外，从树脂供给性的观点出发，上述质量含有率Wb1优选为30％(质量基准)以下，更优选为22％(质量基准)以下，进一步优选为15％(质量基准)以下。通过使热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的质量含有率Wb1为0.5％(质量基准)以上且30％(质量基准)以下，能够同时实现室温下的处理性和成型时的树脂供给性。
需要说明的是，热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的质量含有率Wb1通过下述式求出。
Wb1＝W11/(W11+W12)×100(％)
W11：热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的质量(g)
W12：热固性树脂基材(B)中的热固性树脂的质量(g)
这里，热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的质量含有率Wb1可以如下求出：由在后述的条件下切出的样品中仅除去热固性树脂(a)前后的质量差求出。作为从热固性树脂基材(B)中仅除去热固性树脂(a)的方法，可以例示：将热固性树脂基材(B)放置在加热条件下并将热固性树脂(a)烧掉的方法；浸渍于不使无纺布状基材溶解，但使热固性树脂(a)溶解的溶剂中的方法。
作为切出热固性树脂基材(B)的方法，在热固性树脂(a)在室温下是固体的情况下，可以以不将其粉碎的方式小心地切出，在热固性树脂(a)在室温下是液体的情况下，可以在冷冻条件下切出。作为冷冻条件，可以例示比通过差示扫描量热测定(DSC)求出的热固性树脂(a)的熔点低10℃以上的温度气氛。在检测不出熔点的情况下，可以例示代用玻璃化转变温度来求出的方法。
关于本方案中的、热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的体积含有率Vb1，从处理性的观点出发，优选为0.3％(体积基准)以上，更优选为0.6％(体积基准)以上，进一步优选为1.0％(体积基准)以上。此外，从树脂供给性的观点出发，上述体积含有率Vb1优选为20％(体积基准)以下，更优选为15％(体积基准)以下，进一步优选为10％(体积基准)以下。通过使热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的体积含有率Vb1为0.3％(体积基准)以上且20％(体积基准)以下，能够同时实现室温下的处理性和成型时的树脂供给性。
需要说明的是，热固性树脂基材(B)中的无纺布状基材的体积含有率Vb1通过下述式求出。
Vb1＝Faw1/(ρ1×Tb1×10)(％)
Faw1：无纺布状基材的目付(g/m2)
ρ1：无纺布状基材的构成材料的密度(g/cm3)
Tb1：热固性树脂基材(B)的厚度(mm)
作为切出热固性树脂基材(B)的方法，在热固性树脂(a)在室温下是固体的情况下，可以以不将其粉碎的方式小心地切出，在热固性树脂(a)在室温下是液体的情况下，可以在冷冻条件下切出。作为冷冻条件，可以例示比通过差示扫描量热测定(DSC)求出的热固性树脂(a)的熔点低10℃以上的温度气氛。在检测不出熔点的情况下，可以例示代用玻璃化转变温度来求出的方法。
此外，可以使用厚度Tb1(单位：mm)和无纺布状基材的目付Faw1(单位：g/m2)、无纺布状基材的构成材料的密度ρ1(单位：g/cm3)，通过上式求出无纺布状基材的体积含有率Vb1。厚度Tb1可以通过显微镜，从热固性树脂基材(B)的纵50mm、横50mm的范围内的任意10点的厚度平均值求出。
<热固性树脂(a)>
作为热固性树脂(a)，只要是具有热固性的树脂就没有特别限定，优选为选自环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少1种热固性树脂。这些热固性树脂中，从热固性树脂基材(B)的经时稳定性与所得的纤维强化复合材料的力学特性的平衡出发，特别优选环氧树脂作为热固性树脂(a)。关于环氧树脂，除了使用纯的以外，还可以使用与以环氧树脂为主成分的热固性树脂形成的共聚物、改性体和掺混了2种以上的热固性树脂等。
本方案中的热固性树脂(a)优选显示下述特性：在40℃下的粘度为1000Pa·s以上，且以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下。关于热固性树脂(a)，通过使其40℃下的粘度为1000Pa·s以上，且以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下，能够同时实现将热固性树脂基材(B)供给于成型机构时的处理性、和在成型机构中通过加压和加热制造纤维强化复合材料时热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的含浸性。
从处理性的观点出发，40℃下的热固性树脂(a)的粘度优选为1000Pa·s以上，从调制热固性树脂基材(B)时热固性树脂(a)的加工性的观点出发，优选为10kPa·s以下。此外，从成型时向强化纤维基材(A)的含浸性的观点出发，热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度优选为10Pa·s以下，从热固性树脂(a)的固化物的力学特性的观点出发，优选为1mPa·s以上。
通过使热固性树脂(a)的40℃下的粘度为1000Pa·s以上，能够防止在以热固性树脂基材(B)的形式供给于成型机构时，热固性树脂(a)从热固性树脂基材(B)滴落而流出。热固性树脂(a)从热固性树脂基材(B)滴落，不仅污染成型机构周边，而且由于预先调制并提供的强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)的投入量混乱，因此难以以所期望的构成制造纤维强化复合材料。
另一方面，通过使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下，从而在将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构并加热和加压来制造纤维强化复合材料时，能够将热固性树脂(a)立即供给于强化纤维基材(A)，表现良好的含浸性。通过使含浸性良好，不仅能够抑制所得的纤维强化复合材料中生成的空隙(void)，而且制造工艺的设计自由度变高。
进而，本方案中的热固性树脂(a)在150℃下加热5分钟时的、用离子粘度计测定的固化指数优选为85％以上。固化指数是表示热固性树脂(a)的固化反应程度的指标，通过使固化指数变高，则所得的纤维强化复合材料从成型机构的脱模变得容易，因此能够以短时间进行将热固性树脂(a)加热并使其固化而制成纤维强化复合材料的时间。因此，能够缩短将热固性树脂基材(B)和强化纤维基材(A)供给至成型机构并进行制造的工序的加热时间，能够提高生产性。将热固性树脂(a)在150℃下加热5分钟时的、用离子粘度计测定的固化指数优选为100％以下。
关于本方案中的、热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的在后述的成型工序中的预备加热温度和成型温度下的粘度，无论在哪个温度下都优选为1000Pa·s以下，更优选为100Pa·s以下，进一步优选为10Pa·s以下。通过使热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的在预备加热温度和成型温度下的粘度为1000Pa·s以下，能够使热固性树脂(a)充分地含浸于强化纤维基材(A)中，能够抑制所得的纤维强化复合材料中产生的空隙。
<无纺布状基材>
本方案中的、无纺布状基材没有特别限定，但优选为下述结构：由不连续纤维构成，不连续纤维以束状或短纤维形状分散，纤维间具有热固性树脂含浸的空隙。作为适合无纺布状基材的不连续纤维，可举出天然纤维、合成纤维等有机纤维、碳纤维、玻璃纤维、金属纤维等无机纤维。其中，作为适合无纺布状基材的不连续纤维，优选为比强度、比弹性模量优异的碳纤维。无纺布状基材的形态、形状没有限制，例如，可以将2种以上的纤维混合，或者混合有机化合物、无机化合物，或者纤维彼此被其他成分填缝，或者纤维与树脂成分粘接。从容易制造纤维分散了的结构的观点出发，作为无纺布状基材，可以例示以干式法、湿式法获得的无纺布形态，纤维充分地开纤，且纤维彼此被包含有机化合物的粘合剂粘接而成的无纺布状基材作为优选的形状。
此外，以提高热固性树脂基材(B)的处理性为目的，优选本方案中的无纺布状基材的40℃下的无纺布状基材的抗拉强度σrt1为0.5MPa以上，且下述的抗拉强度比σr1为0.5以上。
40℃下的无纺布状基材的抗拉强度σrt1是根据JIS-L1913(2010)“一般无纺布试验方法”中规定的抗拉强度的测定方法进行评价时的、表示无纺布状基材的力学特性的一个指标。此外，这里所说的“抗拉强度比σr1”，是下述温度T(℃)下的无纺布状基材的抗拉强度σT1与40℃下的抗拉强度σrt1之比，可以由下式表示。
σr1＝σT1/σrt1
σrt1：40℃下的无纺布状基材的抗拉强度
σT1：温度T(℃)下的无纺布状基材的抗拉强度
T：在将热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时，热固性树脂(a)显示最低粘度的温度
在这里，温度T是指：在将热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃加热时，热固性树脂(a)的粘度变为最小的温度，在热固性树脂(a)的粘度变为最小的温度有多个的情况下，将其中最低的温度作为温度T。
本方案中的无纺布状基材的抗拉强度σrt1优选为0.5MPa以上，例如，在用夹子夹持无纺布状基材的两端进行输送时，从防止无纺布状基材由于张力、自重而发生破裂的观点出发，更优选为1MPa以上，进一步优选为3MPa以上且1000MPa以下。通过使用这样的无纺布状基材，由于在夹持时能够施加高张力，在将热固性树脂基材(B)供于成型机构时，能够不切断地输送，因此能够提高成型机构的设计自由度。
另一方面，温度T(℃)下的抗拉强度σT1表示：通过将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供于成型机构并进行加压和加热，来制造纤维强化复合材料时的、无纺布状基材的力学特性，作为它们的比的抗拉强度比σr1(＝σT1/σrt1)优选为0.5以上，优选为0.5以上且0.99以下。通过使用这样的无纺布状基材来调制热固性树脂基材(B)，输送、叠层时处理性良好，并且在通过供给于成型机构、进行加压和加热来制造纤维强化复合材料时，能够不发生无纺布状基材的切断、破裂等地制造纤维强化复合材料，因此制造工艺稳定。
构成无纺布状基材的纤维的平均纤维长优选为0.1mm以上，更优选为1mm以上，进一步优选为2mm以上。此外，上述纤维的平均纤维长优选为100mm以下，更优选为50mm以下，进一步优选为10mm以下。
作为平均纤维长的测定方法，有例如，从无纺布状基材中直接摘出纤维的方法，使用仅溶解热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的溶剂来使其溶解，将剩下的纤维过滤分离并通过显微镜观察进行测定的方法(溶解法)。在没有能够溶解热固性树脂的溶剂的情况下，有下述方法等：在纤维不氧化减量的温度范围内仅将热固性树脂(a)烧掉，分离出纤维并通过显微镜观察进行测定的方法(烧掉法)等。测定可以如下进行：随机选出400根纤维，通过光学显微镜测定其长度直到1μm单位为止，算出纤维长和它的比例。需要说明的是，在将从无纺布状基材中直接摘出纤维的方法和通过烧掉法、溶解法摘出纤维的方法进行比较时，通过适当选择条件，不会发生所得结果有特殊差异的情况。
无纺布状基材的X-Y面(表示基材面内，使本方案中的无纺布状基材面内的与某个轴(X轴)正交的轴为Y轴，使基材厚度方向(即，与基材面垂直的方向)为Z轴。)的纤维取向优选为各向同性。通过后述的测定法测定的、X-Y面的纤维二维取向角的平均值优选为5度以上，更优选为20度以上，进一步优选为30度以上。越接近作为理想的角度的45度越优选。通过使无纺布状基材的X-Y面的纤维二维取向角的平均值为5度以上，则无纺布状基材的力学特性接近各向同性，因此能够容易地设定以热固性树脂基材(B)的形式供给至成型机构时的叠层构成。
为了使热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的担载性提高，通过后述的测定法测定的、无纺布状基材的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值优选为5度以上，更优选为10度以上，进一步优选为20度以上。此外，无纺布状基材的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值优选为85度以下，更优选为80度以下，进一步优选为75度以下。通过使无纺布状基材的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值为5度以上且85度以下，从而热固性树脂(a)的担载性提高，因此成型时能够很好地实施向强化纤维基材(A)的树脂供给。
本方案中优选使用的无纺布状基材的每单位面积的质量优选为1g/m2以上，更优选为10g/m2以上，进一步优选为30g/m2以上。通过使无纺布状基材的每单位面积的质量为1g/m2以上，从而热固性树脂(a)的担载性和调制热固性树脂基材(B)时的处理性提高。
本方案中优选使用的无纺布状基材内的纤维彼此优选通过粘合剂粘接。由此，处理性、生产性、操作性提高，并且能够保持无纺布状基材的网状结构。粘合剂没有特别限制，但优选使用聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚1,1-二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚苯硫醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚缩醛树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、氟树脂、热塑性丙烯酸类树脂、热塑性聚酯树脂、热塑性聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物等热塑性树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、热固化型丙烯酸类树脂、酚醛树脂、环氧树脂、热固化型聚酯等热固性树脂。从所得的纤维强化复合材料的力学特性的观点考虑，无纺布状基材的粘合剂优选使用具有选自环氧基、羟基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、酰胺基、羧基、酸酐基、氨基、亚氨基中的至少一种官能团的树脂。可以单独使用这些粘合剂或组合二种以上使用。在使无纺布状基材的质量为100质量％时，从与处理性相关的无纺布状基材的形态稳定性的观点出发，粘合剂的附着量优选为0.01质量％以上，更优选为0.1质量％以上，进一步优选为1质量％以上。此外，从无纺布状基材的生产性的观点出发，粘合剂的附着量优选为20质量％以下，更优选为15质量％以下，进一步优选为10质量％以下。通过使粘合剂的附着量为0.01质量％以上且20质量％以下，从而能够高效率地生产处理性良好的无纺布状基材。
<X-Y面的纤维二维取向角的平均值导出法>
所谓的“X-Y面的纤维二维取向角的平均值”，通过以下的步骤I、II进行测定。需要说明的是，如上所述，X轴、Y轴、Z轴相互正交，X-Y面是基材面内，Z轴是基材厚度方向。
I.对于在X-Y面随机选择的无纺布状基材中的单纤维，测定与其交叉的所有单纤维形成的二维取向角的平均值。在与单纤维交叉的单纤维为多根的情况下，可以代用随机选择20根交叉的单纤维进行测定而得的平均值。
II.着眼于另外的单纤维，重复进行合计5次上述I的测定，将其平均值作为纤维二维取向角的平均值算出。
从热固性树脂基材(B)来测定无纺布状基材的纤维二维取向角的平均值的方法没有特别限制，可以例示例如，从热固性树脂基材(B)的表面观察纤维的取向的方法。此时，通过将热固性树脂基材(B)的表面研磨，并使纤维露出，能够更容易观察纤维，因此是优选的。此外，可以例示利用透射光对热固性树脂基材(B)观察纤维的取向的方法。此时，通过将热固性树脂基材(B)切成薄片，能够更容易观察纤维，因此是优选的。进而，还可以例示通过X射线CT透射观察热固性树脂基材(B)，并对纤维的取向图像进行拍照的方法。在X射线透射性高的纤维的情况下，如果预先在纤维中混合示踪用的纤维、或者预先对纤维涂布示踪用的药剂，则能够更容易观察纤维，因此是优选的。
此外，在难以通过上述方法测定的情况下，可以例示在以不使纤维的结构破坏的方式将热固性树脂除去后观察纤维的取向的方法。例如，可以将热固性树脂基材(B)夹在2片不锈钢制网之间，以热固性树脂基材(B)不移动的方式用螺丝钉等进行固定，然后将热固性树脂成分烧掉，利用光学显微镜或电子显微镜观察所得的纤维基材，并进行测定。
<与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值导出法>
所谓的“与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值”，通过以下的步骤I、II进行测定。
I.测定在与X-Y面正交的面中随机选择的单纤维的纤维二维取向角。将纤维二维取向角平行于Z轴的情况记为0度，将与Z轴成直角的情况记为90度。因此，纤维二维取向角的范围成为0～90度。
II.利用合计50根的单纤维实施上述I的测定，将其平均值作为与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值算出。
从热固性树脂基材(B)测定纤维二维取向角的平均值的方法没有特别限制，可以例示例如，从热固性树脂基材(B)的Y-Z面(Z-X面)观察纤维的取向的方法。此时，通过将热固性树脂基材(B)的截面研磨，并使纤维露出，能够更容易观察纤维，因此是优选的。此外，可以例示利用透射光对热固性树脂基材(B)观察纤维的取向的方法。此时，通过将热固性树脂基材(B)切成薄片，能够更容易观察纤维，因此是优选的。进而，还可以例示通过X射线CT透射观察热固性树脂基材(B)，并对纤维的取向图像进行拍照的方法。在X射线透射性高的纤维的情况下，如果预先在纤维中混合示踪用的纤维、或者预先对纤维涂布示踪用的药剂，则能够更容易观察纤维，因此是优选的。
此外，在难以通过上述方法测定的情况下，可以例示在以不使纤维的结构破坏的方式将热固性树脂除去后观察纤维的取向的方法。例如，可以将热固性树脂基材(B)夹在2片不锈钢制网之间，以热固性树脂基材(B)不移动的方式用螺丝钉等进行固定，然后将热固性树脂成分烧掉，利用光学显微镜或电子显微镜观察所得的纤维基材，并进行测定。
<制造方法>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂(a)含浸于强化纤维基材(A)中，进而使其固化的方法，其特征在于，包含后述的工序(II)～(IV)。进而，作为更优选的方式，具有后述的工序(I)。以下对这样的本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法进行说明。
<工序(I)>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法，优选在所述工序(II)之前，包含以下的工序(I)：使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材，从而调制热固性树脂基材(B)的工序。作为使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材来调制热固性树脂基材(B)的方法，可以例示例如，将热固性树脂(a)制成符合指定的目付的膜形状，贴附在无纺布状基材的至少一面上，在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度下进行加热加压，使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材，并进行卷绕的方法。此外，在热固性树脂(a)的粘度低、难以加工成膜状的情况下，还可以举出通过在无纺布状基材上直接涂布热固性树脂(a)、或使无纺布状基材浸渍于热固性树脂(a)，从而使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材的方法。
作为使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材时的加热加压方法，可举出使用具有加热器等热源的多段辊、双带压机等的方法。这些方法能够连续地将热固性树脂(a)和无纺布状基材输送至加热加压机构，因此具有可获得长尺状的热固性树脂基材(B)的优点。
此外，还可以例示通过分割方式调制热固性树脂基材(B)的方法。可举出下述真空袋方法：将裁成规定尺寸的无纺布状基材和预先称量的热固性树脂(a)配置于封闭空间内，将该封闭空间内减压，在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度下加热规定时间，从而将存在于无纺布状基材内的空气置换成热固性树脂(a)中，使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材。
在工序(I)中，在使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材时，优选在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度范围内加热热固性树脂(a)。通过进行加热，热固性树脂(a)的粘度降低，有促进热固性树脂(a)向无纺布状基材渗透的效果。此外，固化反应不进行的温度下的热固性树脂(a)的粘度优选为1000Pa·s以下，更优选为100Pa·s以下，进一步优选为10Pa·s以下。通过使固化反应不进行的温度下的热固性树脂(a)的粘度为1000Pa·s以下，从而热固性树脂(a)能够充分渗透于无纺布状基材，能够使所得的热固性树脂基材(B)的树脂含有不均匀和/或厚度不均匀减小，使用其制造的纤维强化复合材料的热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的供给不均匀少，成为空隙少的高品质的纤维强化复合材料，因此是优选的。
在工序(I)中，在使热固性树脂(a)担载于无纺布状基材时，进一步优选进行加压。通过进行加压，可以促进热固性树脂(a)向无纺布状基材的渗透。作为加压的压力的范围，优选为0.1MPa以上且10MPa以下的范围。通过使其为这样的范围，能够充分获得加压带来的渗透促进效果，能够使热固性树脂(a)高效率地渗透至无纺布状基材，因此是优选的。
<工序(II)>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述工序(II)：将强化纤维基材(A)、以及包含热固性树脂(a)和无纺布状基材的热固性树脂基材(B)供给至成型机构的工序。作为将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构的形态，作为分割方式，可以例示将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)裁成所期望的形状、尺寸，进行叠层，并以形成的预成型体的形式供给至成型机构的方法。作为成型机构，只要是能够投入预成型体并赋予形状的机构就没有限定，可举出具备阴阳一对双面模的压力机、一面具有形状的赋形模等成型机构。
此外，优选强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)是长尺状，并将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)连续地供给至成型机构。这里所说的长尺状，表示基材的长度方向的长度为10m以上。作为连续地供给的方法，可以例示将长尺状的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)分别挂在粗纱架(creel)上送出，通过络纱机等卷绕机构一边施加张力，一边配置到卷绕工序内，在该工序内的送出-卷绕机构间具备成型机构的方法。在上述方法中，有能够将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)连续地供给至成型机构这样的优点。作为成型机构，只要是赋予形状的机构就没有限定，可举出多段辊、双带压机等能够进行连续的成型的机构。
此外，在工序(II)中，通过以利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)的至少1个侧面密封的方式供给至成型机构，能够使热固性树脂基材(B)的流动停止，能够将热固性树脂(a)高效率地供给至强化纤维基材(A)。在这里，所谓热固性树脂基材(B)的侧面，表示热固性树脂基材(B)的与厚度方向平行的面。虽然也取决于所得的纤维强化复合材料的形状、模具的形状，但优选预先将热固性树脂基材(B)的至少1个侧面密封，更优选预先将所有的侧面密封。利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)密封的方法没有特别限制，可以例示例如，利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)包入的方法、利用2片强化纤维基材(A)夹着热固性树脂基材(B)并夹紧接缝的方法。此外，密封的强化纤维基材(A)可以与热固性树脂基材(B)的侧面密合，也可以具有空间。
<预备加热工序>
此外，在本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法中，优选在工序(II)之前具有将热固性树脂基材(B)预先加热(预备加热)的工序。通过在供给至成型机构前进行预备加热，从而热固性树脂基材(B)在软化了的状态下被供给至成型机构，因此与在室温状态下供给至成型机构的情况相比，形状追随性提高。
预备加热的温度可以与后述的工序(IV)中使热固性树脂(a)固化的温度相同，也可以不同。在预备加热的温度与固化的温度相同的情况下，从与热固性树脂(a)的固化反应相伴的粘度上升的观点出发，预备加热时间优选为10分钟以内。
此外，从树脂流动和形状追随性的观点出发，预备加热的温度优选为比使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度加热时显示最低粘度时的温度低10℃以上的温度。通过使预备加热的温度为比使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度加热时显示最低粘度的温度低10℃以上的温度，从而热固性树脂基材(B)良好地追随所期望的形状且赋形性提高，因此能够容易获得复杂形状的纤维强化复合材料，因此是优选的。
作为预备加热的方法，可以例示与具备加热器等的热板直接接触的方法，在利用热风进行温度调节的空间内进行加热的气氛加热方法等。
<工序(III)>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂(a)由热固性树脂基材(B)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于强化纤维基材(A)中。作为工序(III)中的加压的方法，可举出连续方式和分割方式。
作为连续方式，可以例示一边输送被供给至成型机构的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)自身，一边利用进行加压的多段辊、双带压机等进行加压的方法。
作为分割方式，可以例示预先由强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)形成预成型体，进行加压的方法。作为分割方式中进行加压的方法，可举出将双面模安装至压力机，将该双面模合模并进行加压的方法，在由单面的赋形模和具有挠性的膜构成的封闭空间内配置包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体，将该封闭空间减压的方法。在为后者的情况下，由于作为成型空间的封闭空间相对于外部为减压，因此强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体(预成型体)为被加压的状态。
此外，在工序(III)中，加压所引起的热固性树脂基材(B)的下述式所示的面内伸长比优选为1.2以下，进一步优选为1.1以下。
面内伸长比＝(加压后的投影面积)/(加压前的投影面积)
在这里，所谓的投影面积，是工序(II)中供给至成型机构前的、最大面的投影面积，一般由于加压而增大。加压后的投影面积可以通过将所得的纤维强化复合材料分解或截面观察等来容易地测定。通过以使热固性树脂基材(B)的面内伸张比成为1.2以下的方式控制加压力，从而能够抑制热固性树脂基材(B)的流动，能够将树脂有效率地供给至强化纤维基材(A)。面内伸张比的下限没有特别限定，但优选为0.7以上，进一步优选为1.0以上。
<工序(IV)>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述的工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂(a)固化。加热温度可以根据热固性树脂(a)的固化速度、和强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)被投入至成型机构，然后被取出的时间(成型时间)进行设定，但优选为100℃以上且300℃以下的范围。通过使加热温度为该范围，能够缩短成型周期，提高纤维强化复合材料的生产性，因此是优选的。
<工序(III)与工序(IV)的同时进行>
此外，在本方案中，优选使工序(III)的加压和工序(IV)的加热同时进行。在这里，所谓的“使工序(III)的加压和工序(IV)的加热同时进行”，表示进行工序(III)的加压与工序(IV)的加热两者的时间有重叠，即，存在同时实施两者的时间。因此，工序(III)的开始时间和结束时间与、工序(IV)的开始时间和结束时间可以有差别。也就是说，也包括同时开始加压和加热，且同时结束加压和加热的方式在内，还包括：在开始加压后开始加热，然后结束加压，最后结束加热的方式；在开始加压后开始加热，然后结束加热，最后结束加压的方式；同时开始加压和加热，然后结束加压，最后结束加热的方式等。
通过使同时实施工序(III)的加压与工序(IV)的加热这两者的时间存在，从而能够利用由工序(III)的加压带来的促进形状赋形效果和热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)中含浸的效果、以及由工序(IV)的加热带来的、热固性树脂基材(B)的软化所引起的形状追随性提高效果和与热固性树脂(a)的粘度降低相伴的向强化纤维含浸的含浸性提高的效果这两方面，因此是优选的。
<基于双面模的加压成型>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选为下述方法：成型机构具有一对的双面模，在该双面模内成型出由上述强化纤维基材(A)和上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体的方法(以下将该方法称为加压成型方法)(图2)。作为该成型方法的一例，预先制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体3，配置在模具(双面模4A、4B)内，通过利用双面模进行合模来进行加压、赋形，将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于其中。然后，加热上述模具来使热固性树脂(a)固化。模具可以在配置预成型体3前加热至成型温度，也可以在将已加热至预成型体3软化的温度的模具加压，然后升温至成型温度。前者由于不需要模具的冷却、加热，因此具有缩短成型周期的效果；后者由于形状追随性提高，因此具有所得的纤维强化复合材料的表面品质提高的效果。
对于预成型体3，如果在配置于双面模之前(工序(II)之前)进行预备加热，预先使热固性树脂基材(B)软化，则由于形状追随性提高，因此进一步优选。
在双面模上配置预成型体3时，为了保持预成型体3，优选使用坯缘压牢器5(图3)。通过利用坯缘压牢器5夹住预成型体3的端部，能够固定预成型体3的端部，因此能够防止从热固性树脂基材1排出的热固性树脂(a)的侧漏，能够使热固性树脂(a)不浪费地含浸于强化纤维基材2中。此外，也有能够辅助预成型体3向模具的设置、取出等优点。
此外，在工序(III)中，在面压P1(MPa)下开始合模后，优选在比面压P1高的面压P2(MPa)下结束合模，更优选面压P2为面压P1的2倍以上，进一步优选面压P2为面压P1的3倍以上。即，由于合模开始时树脂的粘度高，因此以较低压优先地实施预成型体的赋形，合模结束时对于已经赋形了的预成型体，以较高压实施树脂的供给，从而能够同时满足复杂形状的成型和树脂的稳定的含浸。在本实施方式中，只要合模开始时的面压P1与合模结束时的面压P2的关系满足条件：P2>P1，就对中途阶段的面压的值、大小关系没有特别限定，优选在合模开始的面压P1下保持并进行了预成型体的赋形后，增加压力直到合模结束的面压P2为止的方法。
<基于单面模和覆盖膜的成型>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选的是：成型机构具有单面模6，将由上述强化纤维基材(A)和上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体3配置于该单面模6上，进而用覆盖膜7包装并进行成型(图4)。作为该成型方法的一例，制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体3，配置于单面模6。将该预成型体3设置在覆盖膜7与单面模6之间，使用密封材料使尺寸比预成型体3大的覆盖膜7的端部与单面模密合。在覆盖膜7与单面模6的密合面的一部分中设置吸引口8，使用真空泵从吸引口8吸引成型空间(由配置了预成型体3的单面模6与覆盖膜7构成的空间)内存在的空气，使该成型空间内减压。此时，由于成型空间相对于外部而言为减压状态，因此预成型体3为被加压的状态。然后，投入至热风烘箱等中，进行加热，从而热固性树脂(a)熔融，含浸于强化纤维基材(A)中，并且固化反应进行，能够获得纤维强化复合材料。在该成型方法中，由于吸引成型空间内存在的气体来进行减压，因此强化纤维基材(A)中包含的空气等也被除去，因此，所得的纤维强化复合材料中的空隙形成受到抑制，有具有良好的力学特性、表面品质的效果。
由真空泵造成的减压可以在加热时停止，也可以连续地进行减压，但从抑制所得的纤维强化复合材料的空隙的观点出发，优选在加热中也连续地减压。此外，通过对上述覆盖膜7使用具有挠性的膜，从而对单面模的追随性变好，因此是优选的。
<基于中空模的成型>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选的是：成型机构具有中空模，在中空部配置由上述强化纤维基材(A)与上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体，对该中空部进行加压。作为该成型方法的一例，制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体，以贴附于中空模内的成型面的方式进行配置。通过对中空部进行加压来对预成型体赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，将中空模内加热，来使热固性树脂(a)固化。中空模可以在配置预成型体前加热至成型温度，也可以在已经加热至预成型体软化的温度的中空模的中空部配置预成型体，将中空部加压后升温至成型温度。前者由于不需要中空模的冷却、加热，因此具有缩短成型周期的效果；后者形状追随性提高，具有所得的纤维强化复合材料的表面品质提高的效果。此外，中空模可以是由具有中空部的一个刚体形成的一体型，也可以是组合多个刚体而构成中空部的分割型。作为对中空部进行加压的方法，可以例示使压缩空气流入上述中空部的方法等。
<基于芯模的成型>
进一步优选成型机构进一步具有芯模(图5)。在该成型方法中，除了上述中空模(9A、9B)以外，成型机构还具有芯模10。可以在中空模(9A、9B)的中空部配置由上述强化纤维基材(A)与上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体3，***芯模10，也可以将在芯模10的表面配置了上述预成型体3而成的部件***由中空模(9A、9B)形成的中空部。作为加压方法，优选向芯模10中导入气体并使其膨张。作为芯模10，优选使用即使在高温下也能够均匀地承载压力的热塑性树脂性的囊状物。在该成型方法中，由于预成型体3的外表面推压至模具，因此具有能够容易地制造中空形状的纤维强化复合材料的效果。
<基于牵引机构的成型>
本发明的第1方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选的是：成型机构具有一边对强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)加压一边进行牵引的机构。作为该成型方法的一例，将包含长尺状的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16(参照图1)连续地供给至成型机构，并且进行加压并进行赋形，将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，在成型机构内使热固性树脂(a)固化，连续地制造一定截面的纤维强化复合材料。从连续成型周期的观点出发，成型优选同时进行工序(III)的加压和工序(IV)的加热。在该成型方法中，具有能够容易地制造长尺且一定截面的纤维强化复合材料的效果。作为成型机构，可以是开有贯通孔的贯通模，也可以是在刚体的表面具有赋形面的推压模，通过制成具备加热器等的加热机构的模具，能够同时进行加压和加热。
作为贯通模11，可举出如图6所示那样具有贯通孔的刚体，且一面具有供给包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16的供给口，与供给口相反的面具有拉拔所得的纤维强化复合材料的拉拔口。成型时从供给口连续地送入包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16，使其通过贯通孔，从拉拔口拉出，从而在贯通模11内加压并赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，从而使热固性树脂(a)固化。作为贯通模11的形状，由于供给口比拉拔口大，贯通孔成为锥状的话容易赋予压力，因此是优选的。在该成型机构中，除了在炉内进行加热的气氛加热以外，可以例示通过使贯通模11自身具有加热器等的加热机构而进行直接加热。
此外，作为推压模12，也可以使用由如图7所示那样的刚体形成的、具有成型时能够对包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16均匀地加压的加压面的模具。成型时，通过在对包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16施加张力的状态下连续地输送，推压至推压模12的成型面，来进行加压并赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，从而使热固性树脂(a)固化。作为推压模12的形状，模具表面与供给的包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16的表面接触的角度θ13优选在15°～45°的范围内，进一步优选在25°～40°的范围内。如果角度小，则不能赋予充分的压力，因此不仅热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的供给变得不充分，而且有时会产生不能成型出所期望的形状这样的问题。另一方面，在角度θ13大的情况下，由于过剩的应力被附加，因此成型时，包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16在成型中有时被切断。在该成型机构中，除了在炉内进行加热的气氛加热以外，可以例示通过使推压模12自身具有加热器等的加热机构而进行直接加热。
此外，在一边加压一边牵引的机构中，加压机构可以优选使用双带压机(14A,14B)(图8)。通过制成这样的加压机构，能够容易进行连续的纤维强化复合材料的成型，因此具有提高纤维强化复合材料的生产性的效果。
此外，也优选制成并列有加热用和冷却用的2个机器以上的间歇式加压***。通过制成将加热用和冷却用的成型机构分割开的加压***，从而不需要使成型机构内的温度升温、降温的工序，因此能够提高纤维强化复合材料的生产性，因此是优选的。
<工序(II)中的强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)的优选的形态>
在本方案中，在工序(II)中，优选热固性树脂基材(B)被强化纤维基材(A)覆盖，更优选热固性树脂基材(B)是被强化纤维基材(A)完全覆盖，没有热固性树脂基材(B)露出的部分的形态。在该形态中，不仅有防止从热固性树脂基材(B)排出的热固性树脂(a)向成型区域外泄漏的效果，还有能够不浪费地将树脂供给至强化纤维基材(A)的效果。如图9、10所示，在用强化纤维基材(A)覆盖热固性树脂基材(B)时，可以例示将强化纤维基材(A)卷绕于热固性树脂基材(B)上的形态、将多片强化纤维基材(A)盖在热固性树脂基材(B)上的形态。
在基于连续方式的成型中，通过使相对于将包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体输送至成型机构的方向呈正交方向的截面为如图9、10所示的结构，能够表现上述效果。
另一方面，在基于分割方式的成型中，通过使预成型体的任意的截面为如图9、10所示的结构，能够表现上述效果。
在本方案中，在工序(II)中，优选将强化纤维基材(A)以其与成型机构接触的方式供于成型机构，进而，热固性树脂基材(B)的至少一部分被强化纤维基材(A)覆盖。通过使其为成型机构与强化纤维基材(A)接触的形态，从而与成型机构的摩擦减少，形状追随性提高，因此是优选的。作为将强化纤维基材(A)以其与成型机构接触的方式供于成型机构的方法，在成型机构为以上下夹住的压力机构的情况下，可举出在成型机构中的最下表面和/或最上表面配置强化纤维基材(A)的方法。
在本方案中，在工序(II)中，优选使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触，供给于成型机构。通过使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触并供给于成型机构，从而在工序(III)中供给热固性树脂(a)时，成为在接触面进行热固性树脂(a)的供给的面注入的形态。因此，含浸性提高，能够缩短成型周期。
作为使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触的形态，可以将它们各一片地叠层，也可以叠层多片。
在本方案中，在工序(II)中，优选将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)叠层合计4层以上并供给至成型机构。其中，从热固性树脂(a)的含浸性的观点出发，优选将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)交替叠层4层以上(图11)，有提高纤维强化复合材料的厚度的设计自由度的效果。叠层片数的上限没有特别限定，但从所得的纤维强化复合材料的品质的观点出发，叠层数优选为100层以下。通过将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)以该形态供给至成型机构，能够以任意的厚度制造良好品质的纤维强化复合材料，因此是优选的。
在本方案中，在工序(II)中，优选除了强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)以外，还将芯材(C)(芯材15)供给至成型机构。通过以该结构供给至成型机构，能够容易地控制所得的纤维强化复合材料的厚度增加、刚性提高、轻量化等(图12)。
优选的是，在芯材(C)的表面叠层强化纤维基材(A)，制成使芯材(C)与热固性树脂基材(B)不直接接触的结构。通过制成这样的结构，从而抑制热固性树脂(a)向芯材(C)的含浸，能够获得轻量且高品质的纤维强化复合材料。
需要说明的是，作为芯材(C)，优选使用发泡泡沫。作为芯材(C)优选的发泡泡沫可以是具有独立气泡的发泡泡沫，也可以是具有连续气泡的发泡泡沫，但从抑制热固性树脂(a)向发泡泡沫的含浸的观点出发，优选为具有独立气泡的发泡泡沫。作为发泡泡沫，除了硬质氨基甲酸酯泡沫、硬质丙烯酸系泡沫以外，还可以例示对使强化纤维表面起毛而形成的网状结构涂布树脂而得的泡沫材料。
[实施例]
以下示出实施例来进一步具体地说明本方案。
<使用的材料>
[热固性树脂(a-1)]
将30质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、35质量份的“jER(注册商标)”1001、35质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合3.7质量份作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)、3质量份作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)、3质量份作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-1)。
进而，将1层50g/m2的热固性树脂(a-1)和7层100g/m2的热固性树脂(a-1)进行叠层，制作由合计8层构成的750g/m2的热固性树脂(a-1)。
[无纺布状基材]
通过以下的步骤准备包含强化纤维的无纺布状基材。
(步骤1)由以PAN为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、表面处理，获得总单纤维数12,000根的连续碳纤维。该连续碳纤维的特性如下所示。
单纤维直径：7μm
每单位长度的质量：0.8g/m
密度：1.8g/cm3
抗拉强度：4600MPa
拉伸弹性模量：220GPa
(步骤2)通过筒式切割机将由上述(步骤1)得到的连续碳纤维切成长度为6mm，获得短切纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)，ナカライテクス(株)制)构成的分散液，使用该分散液和上述短切纤维，利用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。抄纸通过调整分散液中的纤维浓度，调整每单位面积的质量。使抄纸基材上附着约5质量％的作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール，(株)クラレ制)，在140℃的干燥炉中干燥1小时，制作每单位面积的质量为100g/m2的无纺布状基材。
[强化纤维基材(A-1)]
将東レ(株)社制的“トレカ”布、CO6343B(平织，纤维目付198g/m2)作为强化纤维基材(A-1)。
[热固性树脂基材(B-1)]
使无纺布状基材和750g/m2的热固性树脂(a-1)以热固性树脂(a-1)/无纺布状基材/热固性树脂(a-1)的方式叠层，在温度调节至70℃的压力机中，在面压0.1MPa的加压下加热1.5小时，制作了热固性树脂基材(B-1)。该热固性树脂基材(B-1)中的无纺布状基材的质量含有率Wb1为6.3％(质量基准)、体积含有率Vb1为4.3％(体积基准)。
(实施例1)
对热固性树脂基材(B-1)的表面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置在安装到压力机上的双面模内，将双面模合模并施加面压1MPa的压力。将压力机具备的热盘进行温度调节，使双面模以1.5℃/分钟的升温速度从室温(25℃)升温至150℃，到达150℃后保持10分钟，来制造纤维强化复合材料。保持10分钟后释放双面模的加压，使纤维强化复合材料(1)脱模。
纤维强化复合材料(1)的表面品质良好，进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)与热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)的面内伸长比为1.10。
(实施例2)
对热固性树脂基材(B-1)的表面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将成型面的一部分具备凹凸形状的双面模安装至压力机，通过将该压力机具备的热盘进行温度调节，从而将双面模温度调节至70℃。将上述叠层体配置于温度调节至70℃的上述双面模内，将双面模合模，在面压零压力下预热10分钟。10分钟后，将双面模升降来施加面压1MPa的压力，并且使双面模以1.5℃/分钟的升温速度升温至150℃，到达150℃后保持10分钟，来制造纤维强化复合材料。保持10分钟后释放双面模的加压，使纤维强化复合材料(2)脱模。
纤维强化复合材料(2)的表面品质良好，并且形成了追随于双面模的凹凸形状的形状。进行了截面观察，但在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)的面内伸长比为1.05。
(实施例3)
对热固性树脂基材(B-1)的表面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置于单面模，将单面模的周围用密封材料(使覆盖膜与模具密合，将模具内密闭)包覆，然后在上述叠层体的外周部配置由厚的无纺布形成的泄放器(ブリーダー，发挥成为空气、树脂的通道的间隔物作用)。在泄放器上配置管作为吸引口，然后以利用覆盖膜覆盖单面模的方式使密封材料与覆盖膜密合。覆盖膜使用具有挠性的覆盖膜。将真空泵与作为吸引口的管连接，通过将成型空间(包含由单面模和覆盖膜构成的叠层体的空间)内的空气吸引来使成型空间内减压，从而叠层体被加压。然后，将单面模投入至温度调节到150℃的烘箱内，保持30分钟，制造了纤维强化复合材料。保持30分钟后，取出单面模，使纤维强化复合材料(3)脱模。
纤维强化复合材料(3)的表面品质良好，并且虽然利用显微镜观察了表面，但没有确认到空隙。此外，虽然进行了截面观察，但在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)的面内伸长比为1.01。
(实施例4)
准备聚丙烯制的囊状物作为中空的芯模，并且对于上述囊状物的外周整面，以成为(囊状物)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/(外表面)的方式进行叠层并临时固定，制作预成型体。将形成模拟风车叶片的形状的腔部的分割中空模开放，将上述预成型体供给至腔部，进行合模，然后使压缩空气流入囊状物的中空部并使囊状物膨张，从而将中空模的中空部加压。然后，将中空模投入到温度调节至130℃的烘箱内，保持30分钟，制造纤维强化复合材料。保持30分钟后，取出中空模，使纤维强化复合材料(4)脱模，从纤维强化复合材料(4)中取出并去掉囊状物。
纤维强化复合材料(4)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，纤维强化复合材料(4)具有中空结构。此外，热固性树脂基材(B)的面内伸长比为1.12。
(实施例5)
以比热固性树脂基材(B-1)大的尺寸准备强化纤维基材(A-1)，对热固性树脂基材(B-1)的表面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层，形成图10所示那样的端部结构的叠层体，除此以外，通过与实施例1同样的方法制造纤维强化复合材料(5)。
纤维强化复合材料(5)的表面品质良好，并且覆盖端部的强化纤维基材(A-1)中也含浸有热固性树脂(a-1)，在成型过程中没有确认到热固性树脂(a-1)漏出的形态。进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)的面内伸长比为1.05。
(实施例6)
将强化纤维基材(A-1)与热固性树脂基材(B-1)以成为强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)的方式交替叠层合计5层，制成叠层体，除此以外，通过与实施例1同样的方法制造纤维强化复合材料(6)。
纤维强化复合材料(6)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的最外层和中间层没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)各层的面内伸长比的平均为1.13。
(实施例7)
除了强化纤维基材(A-1)和热固性树脂基材(B-1)，还使用アキレス(株)社制的“アキレスボード(注册商标)”作为芯材(C)，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/芯材(C)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置于单面模，将单面模的周围用密封材料(使覆盖膜与模具密合，将模具内密闭)包覆，然后在上述叠层体的外周部配置由厚的无纺布形成的泄放器(发挥成为空气、树脂的通道的间隔物作用)。在泄放器上配置管作为吸引口，然后以利用覆盖膜覆盖单面模的方式使密封材料与覆盖膜密合。覆盖膜使用具有挠性的覆盖膜。将真空泵与作为吸引口的管连接，通过将成型空间(包含由单面模和覆盖膜构成的叠层体的空间)内的空气吸引来使成型空间内减压，从而叠层体被加压。然后，将单面模投入至温度调节到130℃的烘箱内，保持60分钟，制造了纤维强化复合材料。保持60分钟后，取出单面模，使纤维强化复合材料(7)脱模。
纤维强化复合材料(7)的表面品质良好，并且包含空隙部，是厚物形状，且轻量。进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，热固性树脂基材(B)各层的面内伸长比为1.02。
(比较例1)
将750g/m2的膜状的热固性树脂(a-1)和强化纤维基材(A-1)以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂(a-1)/热固性树脂(a-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式叠层。叠层时，热固性树脂(a-1)在体温下软化伸展，部分地目付变小。将该叠层体配置于安装到压力机上的双面模内，将双面模升降来施加面压1MPa的压力。将压力机具备的热盘进行温度调节，使双面模以1.5℃/分钟的升温速度从室温(25℃)升温至150℃，到达150℃后保持10分钟，来制造纤维强化复合材料。保持10分钟后释放双面模的加压，使纤维强化复合材料(8)脱模。
关于纤维强化复合材料(8)的表面，强化纤维基材(A-1)混乱，形成树脂富集部，此外，表面的一部分具有未含浸部。
〔第2方案〕
本发明的第2方案的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂(a)含浸于强化纤维基材(A)中，进而使其固化的纤维强化复合材料的制造方法，40℃下的热固性树脂(a)的粘度为1,000Pa·s以上，以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的热固性树脂(a)的最低粘度为10Pa·s以下，所述纤维强化复合材料的制造方法包含以下所示的工序(II)～(IV)。
工序(II)：将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构。在这里，热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)、以及多孔质片状基材(b)或膜状基材(c)的基材。
工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂(a)由热固性树脂基材(B)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于强化纤维基材(A)中。
工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂(a)固化。
需要说明的是，供给于强化纤维基材(A)的热固性树脂(a)、和残留在热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)在成型工序(工序(IV))中固化，成为纤维强化复合材料的基体树脂。
<强化纤维基材(A)>
作为强化纤维基材(A)，只要是包含强化纤维的基材就不特别限定，但优选为选自织物基材、单方向基材、和垫(mat)基材中的至少1种。具体而言，优选使用强化纤维束单体、使强化纤维束沿单方向排列并通过缝合线进行了缝合一体化而得的基材、单独使用或叠层了由连续纤维形成的织物基布的基材、通过缝合线将由连续纤维形成的织物基布进行了缝合一体化而得的基材、立体织物、编织物等纤维结构物、将不连续纤维制成无纺布形态的基材等。需要说明的是，所谓的连续纤维，表示不将强化纤维切成短纤维的状态，而在连续的状态下使强化纤维束拉齐的强化纤维。
在本方案中，关于强化纤维基材(A)中使用的强化纤维的形态、排列，可以从沿单方向被拉齐的长纤维、织物、粗纱等连续纤维的形态中适当选择。
此外，强化纤维基材(A)只要包含强化纤维，并且还具有至少一部分不包含树脂的未含浸部，就可以包含其他物质，例如各种添加剂等。然而，从成型时的赋形性的观点出发，强化纤维基材(A)优选为不包含树脂的状态、即干燥状态的基材。即，强化纤维基材(A)优选仅由强化纤维构成。
出于获得高力学特性的纤维强化复合材料的目的，优选使用由连续纤维构成的织物基材或单方向基材作为强化纤维基材(A)。此外，出于提高从热固性树脂基材(B)供给的热固性树脂(a)的含浸速度、提高纤维强化复合材料的生产性的目的，优选使用由不连续纤维构成的垫基材作为强化纤维基材(A)。
作为强化纤维的种类，没有特别限定，可以优选使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维等，但更优选为碳纤维。作为碳纤维，没有特别限定，但从力学特性的提高、纤维强化复合材料的轻量化效果的观点出发，可以优选使用例如，聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系等的碳纤维，可以使用它们中的1种或并用2种以上。在碳纤维中，从所得的纤维强化复合材料的强度与弹性模量的平衡的观点出发，进一步优选为PAN系碳纤维。强化纤维的丝束(strand)强度优选为3.0GPa以上，更优选为4.0GPa以上，进一步优选为4.5GPa以上。强化纤维的丝束弹性模量优选为200GPa以上，更优选为220GPa以上，进一步优选为240GPa以上。通过在优选的范围内使用强化纤维的丝束强度和丝束弹性模量，能够进一步提高所得的纤维强化复合材料的力学特性。
<热固性树脂基材(B)方式1>
以下，针对热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)和多孔质片状基材(b)的基材的方式进行记载。
热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)和多孔质片状基材(b)的基材。即，热固性树脂基材(B)是将热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)上而形成的。需要说明的是，热固性树脂基材(B)只要包含热固性树脂(a)和多孔质片状基材(b)，就还可以包含其他物质，例如各种添加剂等。
作为热固性树脂基材(B)的形态，优选为片状。关于热固性树脂基材(B)的厚度，从树脂供给性、力学特性的观点出发，优选为0.5mm以上，更优选为1mm以上，进一步优选为1.5mm以上。此外，从处理性、成型性的观点出发，热固性树脂基材(B)的厚度优选为100mm以下，更优选为60mm以下，进一步优选为30mm以下。
关于热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的质量含有率Wb2，从处理性的观点出发，优选为0.5％(质量基准)以上，更优选为1.0％(质量基准)以上，进一步优选为1.5％(质量基准)以上。此外，从树脂供给性的观点出发，上述质量含有率Wb2优选为30％(质量基准)以下，更优选为22％(质量基准)以下，进一步优选为15％(质量基准)以下。通过使热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的质量含有率Wb2为0.5％(质量基准)以上且30％(质量基准)以下，能够同时实现室温下的处理性和成型时的树脂供给性。
需要说明的是，热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的质量含有率Wb2通过下述式求出。
Wb2＝W21/(W21+W22)×100(％)
W21：热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的质量(g)
W22：热固性树脂基材(B)中的热固性树脂的质量(g)
在这里，热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的质量含有率Wb2可以如下求出：由在后述的条件下切出的样品中仅除去热固性树脂(a)前后的质量差求出。作为从热固性树脂基材(B)中仅除去热固性树脂(a)的方法，可以例示：将热固性树脂基材(B)放置在加热条件下并将热固性树脂(a)烧掉的方法；浸渍于不使多孔质片状基材(b)溶解，并使热固性树脂(a)溶解的溶剂中的方法。
作为切出热固性树脂基材(B)的方法，在热固性树脂(a)在室温下是固体的情况下，可以以不将其粉碎的方式小心地切出，在热固性树脂(a)在室温下是液体的情况下，可以在冷冻条件下切出。作为冷冻条件，可以例示比通过差示扫描量热测定(DSC)求出的热固性树脂(a)的熔点低10℃以上的温度气氛。在检测不出熔点的情况下，可以例示代用玻璃化转变温度来求出的方法。
关于本方案中的、热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的体积含有率Vb2，从处理性的观点出发，优选为0.3％(体积基准)以上，更优选为0.6％(体积基准)以上，进一步优选为1.0％(体积基准)以上。此外，从树脂供给性的观点出发，上述体积含有率Vb2优选为20％(体积基准)以下，更优选为15％(体积基准)以下，进一步优选为10％(体积基准)以下。通过使热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的体积含有率Vb2为0.3％(体积基准)以上且20％(体积基准)以下，能够同时实现室温下的处理性和成型时的树脂供给性。
需要说明的是，热固性树脂基材(B)中的多孔质片状基材(b)的体积含有率Vb2通过下述式求出。
Vb2＝Faw2/(ρ2×Tb2×10)(％)
Faw2：多孔质片状基材(b)的目付(g/m2)
ρ2：多孔质片状基材(b)的构成材料的密度(g/cm3)
Tb2：热固性树脂基材(B)的厚度(mm)
作为切出热固性树脂基材(B)的方法，在热固性树脂(a)在室温下是固体的情况下，可以以不将其粉碎的方式小心地切出，在热固性树脂(a)在室温下是液体的情况下，可以在冷冻条件下切出。作为冷冻条件，可以例示比通过差示扫描量热测定(DSC)求出的热固性树脂(a)的熔点低10℃以上的温度气氛。在检测不出熔点的情况下，可以例示代用玻璃化转变温度来求出的方法。
此外，可以使用厚度Tb2(单位：mm)和多孔质片状基材(b)的目付Faw2(单位：g/m2)、多孔质片状基材(b)的构成材料的密度ρ2(单位：g/cm3)，通过上式求出多孔质片状基材(b)的体积含有率Vb2。厚度Tb2可以通过显微镜从热固性树脂基材(B)的纵50mm、横50mm的范围内的任意10点的厚度平均求出。
<多孔质片状基材(b)>
本方案中的多孔质片状基材(b)可以例示热固性树脂泡沫、热塑性树脂泡沫等，没有特别限定，但出于提高热固性树脂基材(B)的处理性的目的，优选40℃下的多孔质片状基材(b)的抗拉强度σrt2为0.5MPa以上，且下述的抗拉强度比σr2为0.5以上。
40℃下的多孔质片状基材(b)的抗拉强度σrt2是依照JIS-L1913(2010)“一般无纺布试验方法”中规定的抗拉强度的测定方法进行评价时的、表示多孔质片状基材的力学特性的一个指标。此外，这里所说的“抗拉强度比σr2”，是下述温度T(℃)下的多孔质片状基材(b)的抗拉强度σT2与40℃下的抗拉强度σrt2的比，可以由下式表示。
σr2＝σT2/σrt2
σrt2：40℃下的多孔质片状基材(b)的抗拉强度
σT2：温度T(℃)下的多孔质片状基材(b)的抗拉强度
T：在将热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时，热固性树脂(a)显示最低粘度的温度。
在这里，温度T是指：在将热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃加热时，热固性树脂(a)的粘度变为最小的温度，在热固性树脂(a)的粘度变为最小的温度有多个的情况下，将其中最低的温度作为温度T。
本方案中的多孔质片状基材(b)的抗拉强度σrt2优选为0.5MPa以上，例如，在如图13(i)所示那样用夹子18夹持多孔质片状基材17的两端进行输送时，从防止多孔质片状基材17由于张力、自重而发生破裂(图13(iii))的观点出发，更优选为1MPa以上，进一步优选为3MPa以上且1000MPa以下。通过使用这样的多孔质片状基材(b)，由于在夹持时能够施加高张力，在将热固性树脂基材(B)供于成型机构时，能够不切断地进行输送，因此能够提高成型机构的设计自由度。
另一方面，温度T(℃)下的抗拉强度σT2表示：通过将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供于成型机构并进行加压和加热，来制造纤维强化复合材料时的、多孔质片状基材(b)的力学特性，作为它们的比的抗拉强度比σr2(＝σT2/σrt2)优选为0.5以上，更优选为0.5以上且0.99以下。通过使用这样的多孔质片状基材(b)来调制热固性树脂基材(B)，从而输送、叠层时处理性良好，并且在通过供给于成型机构、进行加压和加热来制造纤维强化复合材料时，能够不发生多孔质片状基材(b)的切断、破裂等地制造纤维强化复合材料，因此制造工艺稳定。
<热固性树脂基材(B)方式2>
以下，针对热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)和膜状基材(c)的基材的方式进行记载。
热固性树脂基材(B)是包含热固性树脂(a)和膜状基材(c)的基材。即，热固性树脂基材(B)是将热固性树脂(a)担载于膜状基材(c)上而形成的。需要说明的是，热固性树脂基材(B)只要包含热固性树脂(a)和膜状基材(c)，就还可以包含其他物质，例如各种添加剂等。
本方案的热固性树脂基材(B)优选为由膜状基材(c)和热固性树脂(a)构成的片状。从树脂供给性、力学特性的观点出发，热固性树脂基材(B)的片厚度优选为0.5mm以上。此外，从处理性、赋形性的观点出发，热固性树脂基材(B)的片厚度优选为100mm以下，更优选为60mm以下，进一步优选为30mm以下。
<膜状基材(c)>
膜状基材(c)的形态没有特别限定，优选为膜、多孔质膜等。作为膜状基材(c)，在使用多孔质膜的情况下，优选使用结合所使用的热固性树脂(a)的25℃下的粘度，具有热固性树脂(a)不透过的孔尺寸的多孔质膜。
膜状基材(c)的主成分为通常的热塑性树脂即可，没有特别限定，但从赋形性、柔软性的观点出发，优选使用聚烯烃、聚酰胺、聚酯。这里所说的主成分，是指在膜状基材(c)100质量％中占的比例为70质量％以上且100质量％以下的成分。如果膜状基材(c)的柔软性高，则容易进行用膜状基材(c)覆盖热固性树脂(a)的加工，容易提高所形成的封闭空间中热固性树脂(a)所占的比例。
膜状基材(c)的拉伸试验(JIS K 7127(1999))中测定的屈服点的拉伸荷重F除以试验片的宽度W而得到值X，其在25℃下优选为1N/mm以上，更优选为2N/mm以上。通过使25℃下的值X为1N/mm以上，能够在热固性树脂基材(B)的输送时、叠层时等使被膜不破裂，能够容易处理。
此外，在温度T下，值X优选小于1N/mm，更优选小于0.5N/mm。通过使温度T下的值X小于1N/mm，膜状基材(c)在成型中容易破裂，能够将热固性树脂(a)有效率地供给至强化纤维基材(A)。
膜状基材(c)的厚度优选为1μm以上且300μm以下，进一步优选为1μm以上且150μm以下，特别优选为1μm以上且100μm以下。通过使膜状基材(c)的厚度为1μm以上且300μm以下，处理性变好。进而，膜状基材(c)的厚度越薄，越能够提高每单位厚度的热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的保有量。即，每单位厚度的热固性树脂基材(B)的能够供给的热固性树脂(a)的量变多，因此优选膜状基材(c)薄。此外，膜状基材(c)的厚度越薄，温度T下的值X越小，膜状基材(c)越容易破裂，因此是优选的。
进而，在本方案中，通常上述膜状基材(c)形成封闭空间。由此，在成型前不需要对膜状基材(c)开孔，热固性树脂(a)存在的区域相对于外界而言，隔着膜状基材(c)而能够形成封闭空间，因此不会出现未固化树脂漏出的情况，也可以使用低粘度的热固性树脂(a)。需要说明的是，封闭空间表示热固性树脂(a)在25℃、大气压下被不透过的膜状基材(c)包围而成的空间，也可以对形成空间的膜状基材(c)开出在25℃、大气压下热固性树脂(a)不透过的程度的孔。
<热固性树脂(a)>
本方案中的热固性树脂(a)显示下述特性：在40℃下的粘度为1000Pa·s以上，且以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下。关于热固性树脂(a)，通过使其40℃下的粘度为1000Pa·s以上，且以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下，能够同时实现将热固性树脂基材(B)供给于成型机构时的处理性、和在成型机构中通过加压和加热制造纤维强化复合材料时热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的含浸性。
从处理性的观点出发，40℃下的热固性树脂(a)的粘度优选为1000Pa·s以上，从调制热固性树脂基材(B)时热固性树脂(a)的加工性的观点出发，优选为10kPa·s以下。此外，从成型时向强化纤维基材(A)的含浸性的观点出发，热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度优选为10Pa·s以下，从热固性树脂(a)的固化物的力学特性的观点出发，优选为1mPa·s以上。
通过使热固性树脂(a)的40℃下的粘度为1000Pa·s以上，能够防止在以热固性树脂基材(B)的形式供给于成型机构时，热固性树脂(a)从热固性树脂基材(B)滴落而流出。热固性树脂(a)从热固性树脂基材(B)滴落，不仅污染成型机构周边，而且由于预先调制并提供的强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)的投入量混乱，因此难以以所期望的构成制造纤维强化复合材料。
另一方面，通过使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下，从而在将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构并加热和加压来制造纤维强化复合材料时，能够将热固性树脂(a)立即供给于强化纤维基材(A)，表现良好的含浸性。通过使含浸性良好，不仅能够抑制所得的纤维强化复合材料中生成的空隙(void)，而且制造工艺的设计自由度变高。
作为本方案中的热固性树脂(a)，只要是具有热固性并且具有上述粘度特性的树脂就没有特别限定，优选为选自环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少1种热固性树脂。这些热固性树脂中，从热固性树脂基材(B)的经时稳定性与所得的纤维强化复合材料的力学特性的平衡出发，特别优选环氧树脂作为热固性树脂(a)。关于环氧树脂，除了以单体使用以外，还可以使用与以环氧树脂为主成分的热固性树脂形成的共聚物、改性体和掺混了2种以上的热固性树脂等。
进而，本方案中的热固性树脂(a)在150℃下加热5分钟时的、用离子粘度计测定的固化指数优选为85％以上。固化指数是表示热固性树脂(a)的固化反应程度的指标，通过使固化指数变高，则所得的纤维强化复合材料从成型机构的脱模变得容易，因此能够以短时间进行将热固性树脂(a)加热并使其固化而制成纤维强化复合材料。因此，能够缩短将热固性树脂基材(B)和强化纤维基材(A)供给至成型机构并进行制造的工序的加热时间，能够提高生产性。将热固性树脂(a)在150℃下加热5分钟时的、用离子粘度计测定的固化指数优选为100％以下。
关于本方案中的、热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)在后述的成型工序中的预备加热温度和成型温度下的粘度，无论在哪个温度下都优选为1000Pa·s以下，更优选为100Pa·s以下，进一步优选为10Pa·s以下。通过使热固性树脂基材(B)中的热固性树脂(a)的在预备加热温度和成型温度下的粘度为1000Pa·s以下，能够使热固性树脂(a)充分地含浸于强化纤维基材(A)中，能够抑制所得的纤维强化复合材料中产生的空隙。
<制造方法>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法是使热固性树脂(a)含浸于强化纤维基材(A)中，进而使其固化的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，包含后述的工序(II)～(IV)。进而，作为更优选的方式，具有后述的工序(I)。以下对这样的本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法进行说明。
<工序(I)>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法，优选在所述工序(II)之前，包含以下的工序(I)：使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)或膜状基材(c)，从而调制热固性树脂基材(B)的工序。作为使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)或膜状基材(c)来调制热固性树脂基材(B)的方法，可以例示例如，在使用多孔质片状基材(b)的情况下，将热固性树脂(a)制成符合指定的目付的膜形状，贴附在多孔质片状基材(b)的至少一面上，在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度下进行加热加压，使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)，并进行卷绕的方法。此外，在热固性树脂(a)的粘度低、难以加工成膜状的情况下，还可以举出通过在多孔质片状基材(b)上直接涂布热固性树脂(a)、或使多孔质片状基材(b)浸渍于热固性树脂(a)，从而使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)的方法。
作为使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)时的加热加压方法，可举出使用具有加热器等热源的多段辊、双带压机等。这些方法能够连续地将热固性树脂(a)和多孔质片状基材(b)输送至加热加压机构，因此具有可获得长尺状的热固性树脂基材(B)的优点。
此外，还可以例示通过分割方式调制热固性树脂基材(B)的方法。可举出下述真空袋方法：将裁成规定尺寸的多孔质片状基材(b)和预先称量的热固性树脂(a)配置于封闭空间内，将该封闭空间内减压，在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度下加热规定时间，从而将存在于多孔质片状基材(b)内的空气置换至热固性树脂(a)中，使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)。
在工序(I)中，在使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)时，优选在热固性树脂(a)的固化反应不进行的温度范围内加热热固性树脂(a)。通过进行加热，热固性树脂(a)的粘度降低，有促进热固性树脂(a)向多孔质片状基材(b)渗透的效果。此外，固化反应不进行的温度下的热固性树脂(a)的粘度优选为1000Pa·s以下，更优选为100Pa·s以下，进一步优选为10Pa·s以下。通过使固化反应不进行的温度下的热固性树脂(a)的粘度为1000Pa·s以下，从而热固性树脂(a)能够充分渗透于多孔质片状基材(b)，能够使所得的热固性树脂基材(B)的树脂含有不均匀和/或厚度不均匀减小，使用其制造的纤维强化复合材料的热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的供给不均匀少，成为空隙少的高品质的纤维强化复合材料，因此是优选的。
在工序(I)中，在使热固性树脂(a)担载于多孔质片状基材(b)时，进一步优选进行加压。通过进行加压，能够促进热固性树脂(a)向多孔质片状基材(b)的渗透。作为加压的压力的范围，优选为0.1MPa以上且10MPa以下的范围。通过使其为这样的范围，能够充分获得加压带来的渗透促进效果，能够使热固性树脂(a)高效率地渗透至多孔质片状基材(b)，因此是优选的。
此外，作为使热固性树脂(a)担载于膜状基材(c)来调制热固性树脂基材(B)的方法，可举出例如以下的方法。将通过吹胀法制成管状的膜状基材(c)的一边接合，来制造三边封闭的袋子。另外，通过将2片膜状基材(c)重叠，留下放入热固性树脂(a)的口，将剩余部分接合的方法，或将1片膜状基材(c)对折，留下放入热固性树脂(a)的口并将剩余部分接合的方法，也能够制造袋子。向所得的袋子中放入热固性树脂(a)，将所开的口接合，从而能够调制热固性树脂基材(B)。在能够将热固性树脂(a)制成膜状的情况下，用膜状基材(c)夹着制成了膜状的热固性树脂(a)，将端部接合，从而也能够调制。
<工序(II)>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述工序(II)：将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构的工序。作为将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)供给至成型机构的形态，作为分割方式，可以例示将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)裁成所期望的形状、尺寸，进行叠层，并以形成的预成型体的形式供给至成型机构的方法。作为成型机构，只要是投入预成型体并赋予形状的机构就没有限定，可举出具备阴阳一对双面模的压力机、一面具有形状的赋形模等成型机构。
此外，优选强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)是长尺状，并将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)连续地供给至成型机构。这里所说的长尺状，表示基材的长度方向的长度为10m以上。作为连续地供给的方法，可以例示将长尺状的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)分别挂在粗纱架(creel)上送出，通过络纱机等卷绕机构一边施加张力，一边配置到卷绕工序内，在该工序内的送出-卷绕机构间具备成型机构的方法。在上述方法中，有能够将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)连续地供给至成型机构这样的优点。作为成型机构，只要是赋予形状的机构就没有限定，可举出多段辊、双带压机等能够进行连续的成型的机构。
此外，在工序(II)中，通过以利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)的至少1个侧面密封的方式供给至成型机构，能够使热固性树脂基材(B)的流动停止，能够将热固性树脂(a)高效率地供给至强化纤维基材(A)。在这里，所谓热固性树脂基材(B)的侧面，表示热固性树脂基材(B)的与厚度方向平行的面。虽然也取决于所得的纤维强化复合材料的形状、模具的形状，但优选预先将热固性树脂基材(B)的至少1个侧面密封，更优选预先将所有的侧面密封。利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)密封的方法没有特别限制，可以例示例如，利用强化纤维基材(A)将热固性树脂基材(B)包入的方法、利用2片强化纤维基材(A)夹着热固性树脂基材(B)并夹紧接缝的方法。此外，密封的强化纤维基材(A)可以与热固性树脂基材(B)的侧面密合，也可以具有空间。
此外，在本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法中，优选在工序(II)之前具有将热固性树脂基材(B)预先加热(预备加热)的工序。通过在供给至成型机构前进行预备加热，从而热固性树脂基材(B)在软化了的状态下被供给至成型机构，因此与在室温状态下供给至成型机构的情况相比，形状追随性提高。
预备加热的温度可以与后述的工序(IV)中使热固性树脂(a)固化的温度相同，也可以不同。在预备加热的温度与固化的温度相同的情况下，从与热固性树脂(a)的固化反应相伴的粘度上升的观点出发，预备加热时间优选为10分钟以内。
此外，从树脂流动和形状追随性的观点出发，预备加热的温度优选为比使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度加热时显示最低粘度的温度低10℃以上的温度。通过使预备加热的温度为比使热固性树脂(a)以1.5℃/分钟的升温速度加热时显示最低粘度的温度低10℃以上的温度，从而热固性树脂基材(B)良好地追随所期望的形状且赋形性提高，因此能够容易获得复杂形状的纤维强化复合材料，因此是优选的。
作为预备加热的方法，可以例示与具备加热器等的热板直接接触的方法，在利用热风进行温度调节的空间内进行加热的气氛加热方法等。
<工序(III)>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂(a)由热固性树脂基材(B)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于强化纤维基材(A)中。作为工序(III)中的加压的方法，可举出连续方式和分割方式。
作为连续方式，可以例示一边输送被供给至成型机构的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)自身，一边利用进行加压的多段辊、双带压机等进行加压的方法。
作为分割方式，可以例示预先由强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)形成预成型体，进行加压的方法。作为分割方式中进行加压的方法，可举出将双面模安装至压力机，将该双面模合模并进行加压的方法，在由单面的赋形模和具有挠性的膜构成的封闭空间内配置包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体，将该封闭空间减压的方法。在为后者的情况下，由于作为成型空间的封闭空间相对于外部为减压，因此强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体(预成型体)为被加压的状态。
<工序(IV)>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法包含下述的工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂(a)固化。加热温度可以根据热固性树脂(a)的固化速度、和强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)被投入至成型机构、然后被取出的时间(成型时间)进行设定，但优选为100℃以上且300℃以下的范围。通过使加热温度为该范围，能够缩短成型周期，提高纤维强化复合材料的生产性，因此是优选的。
<工序(III)与工序(IV)的同时进行>
此外，在本方案中，优选使工序(III)的加压和工序(IV)的加热同时进行。在这里，所谓的“使工序(III)的加压和工序(IV)的加热同时进行”，表示进行工序(III)的加压与工序(IV)的加热这两者的时间有重叠，即，存在同时实施两者的时间。因此，工序(III)的开始时间和结束时间与、工序(IV)的开始时间和结束时间可以有差别。也就是说，也包括同时开始加压和加热，且同时结束加压和加热的方式在内，还包括：在开始加压后开始加热，然后结束加压，最后结束加热的方式；在开始加压后开始加热，然后结束加热，最后结束加压的方式；同时开始加压和加热，然后结束加压，最后结束加热的方式等。
通过使同时实施工序(III)的加压与工序(IV)的加热这两者的时间存在，从而能够利用由工序(III)的加压带来的促进形状赋形效果和热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)中含浸的效果、以及由工序(IV)的加热带来的、热固性树脂基材(B)的软化所引起的形状追随性提高效果和与热固性树脂(a)的粘度降低相伴的向强化纤维的含浸性提高的效果这两方面，因此是优选的。
<基于双面模的加压成型>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选为下述方法：成型机构具有一对的双面模，在该双面模内成型出由上述强化纤维基材(A)和上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体的方法(以下将该方法称为加压成型方法)(图2)。作为该成型方法的一例，预先制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体3，配置在模具(双面模4A、4B)内，通过利用双面模进行合模来进行加压、赋形，将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)并使其含浸于其中。然后，加热上述模具来使热固性树脂(a)固化。模具可以在配置预成型体3前加热至成型温度，也可以在将已加热至预成型体3软化的温度的模具加压，然后升温至成型温度。前者由于不需要模具的冷却、加热，因此具有缩短成型周期的效果；后者由于形状追随性提高，因此具有所得的纤维强化复合材料的表面品质提高的效果。
对于预成型体3，如果在配置于双面模之前(工序(II)之前)进行预备加热，预先使热固性树脂基材(B)软化，则由于形状追随性提高，因此进一步优选。
在双面模上配置预成型体3时，为了保持预成型体3，优选使用坯缘压牢器5(图3)。通过利用坯缘压牢器5夹住预成型体3的端部，能够固定预成型体3的端部，因此能够防止从热固性树脂基材1排出的热固性树脂(a)的侧漏，能够使热固性树脂(a)不浪费地含浸于强化纤维基材2中。此外，也有能够辅助预成型体3向模具设置、取出等优点。
此外，在工序(III)中，在面压P1(MPa)下开始合模后，优选在比面压P1高的面压P2(MPa)下结束合模，更优选面压P2为面压P1的2倍以上，进一步优选面压P2为面压P1的3倍以上。即，由于合模开始时树脂的粘度高，因此以较低压优先地实施预成型体的赋形，合模结束时对于已经赋形了的预成型体，以较高压实施树脂的供给，从而能够同时满足复杂形状的成型和树脂的稳定含浸。在本实施方式中，只要合模开始时的面压P1与合模结束时的面压P2的关系满足条件：P2>P1，就对中途阶段的面压的值、大小关系没有特别限定，优选在合模开始的面压P1下保持并进行了预成型体的赋形后，增加压力直到合模结束的面压P2为止的方法。
<基于单面模和覆盖膜的成型>
本发明的第2方案涉及的制造方法优选的是：成型机构具有单面模6，将由上述强化纤维基材(A)和上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体3配置于该单面模6上，进而用覆盖膜7包装并进行成型(图4)。作为该成型方法的一例，制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体3，配置于单面模6。将该预成型体3设置在覆盖膜7与单面模6之间，使用密封材料使尺寸比预成型体3大的覆盖膜7的端部与单面模6密合。在覆盖膜7与单面模6的密合面的一部分中设置吸引口8，使用真空泵从吸引口吸引成型空间(由配置了预成型体3的单面模6与覆盖膜7构成的空间)内存在的空气，使该成型空间内减压。此时，由于成型空间相对于外部而言为减压状态，因此预成型体3为被加压的状态。然后，投入至热风烘箱等中，进行加热，从而热固性树脂(a)熔融，含浸于强化纤维基材(A)中，并且固化反应进行，能够获得纤维强化复合材料。在该成型方法中，由于吸引成型空间内存在的气体来进行减压，因此强化纤维基材(A)中包含的空气等也被除去，因此，所得的纤维强化复合材料中的空隙形成受到抑制，有具有良好的力学特性、表面品质的效果。
由真空泵造成的减压可以在加热时停止，也可以连续地进行减压，但从抑制所得的纤维强化复合材料的空隙的观点出发，优选在加热中也连续地减压。此外，通过对上述覆盖膜7使用具有挠性的膜，从而对单面模的追随性变好，因此是优选的。
<基于中空模的成型>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选的是：成型机构具有中空模，在中空部配置由上述强化纤维基材(A)与上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体，对该中空部进行加压。作为该成型方法的一例，制作包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的预成型体，以贴附于中空模内的成型面的方式进行配置。通过对中空部进行加压来对预成型体赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，将中空模内加热，来使热固性树脂(a)固化。中空模可以在配置预成型体前加热至成型温度，也可以在已经加热至预成型体软化的温度的中空模的中空部配置预成型体，将中空部加压后升温至成型温度。前者由于不需要中空模的冷却、加热，因此具有缩短成型周期的效果；后者形状追随性提高，具有所得的纤维强化复合材料的表面品质提高的效果。此外，中空模可以是由具有中空部的一个刚体形成的一体型，也可以是组合多个刚体而构成中空部的分割型。作为对中空部进行加压的方法，可以例示使压缩空气流入上述中空部的方法等。
<基于芯模的成型>
进一步优选成型机构进一步具有芯模(图5)。在该成型方法中，除了上述中空模(9A、9B)以外，成型机构还具有芯模10。可以在中空模(9A、9B)的中空部配置由上述强化纤维基材(A)与上述热固性树脂基材(B)形成的预成型体3，***芯模10，也可以将在芯模10的表面配置了上述预成型体3而成的部件***由中空模(9A、9B)形成的中空部。作为加压方法，优选向芯模10中导入气体并使其膨张。作为芯模10，优选使用即使在高温下也能够均匀地承载压力的热塑性树脂性的囊状物。在该成型方法中，由于预成型体3的外表面推压至模具，因此具有能够容易地制造中空形状的纤维强化复合材料的效果。
<基于牵引机构的成型>
本发明的第2方案涉及的纤维强化复合材料的制造方法优选的是：成型机构具有一边对强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)加压一边进行牵引的机构。作为该成型方法的一例，将包含长尺状的强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16(参照图1)连续地供给至成型机构，并且进行加压并进行赋形，将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，在成型机构内使热固性树脂(a)固化，连续地制造一定截面的纤维强化复合材料。从连续成型周期的观点出发，成型优选同时进行工序(III)的加压和工序(IV)的加热。在该成型方法中，具有能够容易地制造长尺且一定截面的纤维强化复合材料的效果。作为成型机构，可以是开有贯通孔的贯通模，也可以是在刚体的表面具有赋形面的推压模，通过制成具备加热器等的加热机构的模具，能够同时进行加压和加热。
作为贯通模11，可举出如图6所示那样具有贯通孔的刚体，且一面具有供给包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16的供给口，与供给口相反的面具有拉拔所得的纤维强化复合材料的拉拔口。成型时从供给口连续地送入包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16，使其通过贯通孔，从拉拔口拉出，从而在贯通模11内加压并赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，从而使热固性树脂(a)固化。作为贯通模11的形状，由于供给口比拉拔口大，贯通孔成为锥状的话容易赋予压力，因此是优选的。在该成型机构中，除了在炉内进行加热的气氛加热以外，可以例示通过使贯通模11自身具有加热器等的加热机构而进行直接加热。
此外，作为推压模12，也可以使用由如图7所示那样的刚体形成的、具有成型时能够对包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16均匀地加压的加压面的模具。成型时，通过在对包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16施加张力的状态下连续地输送，推压至推压模12的成型面，来进行加压并赋形，并且将热固性树脂(a)供给至强化纤维基材(A)，进行加热，从而使热固性树脂(a)固化。作为推压模12的形状，模具表面与供给的包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16的表面接触的角度θ13优选在15°～45°的范围内，进一步优选在25°～40°的范围内。如果角度小，则不能赋予充分的压力，因此不仅热固性树脂(a)向强化纤维基材(A)的供给变得不充分，而且有时会产生不能成型出所期望的形状这样的问题。另一方面，在角度θ13大的情况下，由于过剩的应力被附加，因此成型时，包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体16在成型中有时被切断。在该成型机构中，除了在炉内进行加热的气氛加热以外，可以例示通过使推压模12自身具有加热器等的加热机构而进行直接加热。
此外，在一边加压一边牵引的机构中，加压机构可以优选使用双带压机(14A,14B)(图8)。通过制成这样的加压机构，能够容易进行连续的纤维强化复合材料的成型，因此具有提高纤维强化复合材料的生产性的效果。
此外，也优选制成并列有加热用和冷却用的2个机器以上的间歇式加压***。通过制成将加热用和冷却用的成型机构分割开的加压***，从而不需要使成型机构内的温度升温、降温的工序，因此能够提高纤维强化复合材料的生产性，因此是优选的。
<工序(II)中的强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)的优选的形态>
在本方案中，在工序(II)中，优选热固性树脂基材(B)被强化纤维基材(A)覆盖，更优选热固性树脂基材(B)是被强化纤维基材(A)完全覆盖，没有热固性树脂基材(B)露出的部分的形态。在该形态中，不仅有防止从热固性树脂基材(B)排出的热固性树脂(a)向成型区域外泄漏的效果，还有能够不浪费地将树脂供给至强化纤维基材(A)的效果。如图9、10所示，在用强化纤维基材(A)覆盖热固性树脂基材(B)时，可以例示将强化纤维基材(A)卷绕于热固性树脂基材(B)上的形态、将多片强化纤维基材(A)盖在热固性树脂基材(B)上的形态。
在基于连续方式的成型中，通过使相对于将包含强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)的叠层体输送至成型机构的方向呈正交方向的截面为如图9、10所示的结构，能够表现上述效果。
另一方面，在基于分割方式的成型中，通过使预成型体的任意的截面为如图9、10所示的结构，能够表现上述效果。
在本方案中，在工序(II)中，优选将强化纤维基材(A)以其与成型机构接触的方式供于成型机构，进而，热固性树脂基材(B)的至少一部分被强化纤维基材(A)覆盖。通过使其为成型机构与强化纤维基材(A)接触的形态，从而与成型机构的摩擦减少，形状追随性提高，因此是优选的。作为将强化纤维基材(A)以其与成型机构接触的方式供于成型机构的方法，在成型机构为以上下夹住的压力机构的情况下，可举出在成型机构中的最下表面和/或最上表面配置强化纤维基材(A)的方法。
在本方案中，在工序(II)中，优选使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触，供给于成型机构。通过使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触并供给于成型机构，从而在工序(III)中供给热固性树脂(a)时，成为在接触面进行热固性树脂(a)的供给的面注入形态。因此，含浸性提高，能够缩短成型周期。
作为使强化纤维基材(A)与热固性树脂基材(B)直接接触的形态，可以将它们各一片地叠层，也可以叠层多片。
在本方案中，在工序(II)中，优选将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)叠层合计4层以上并供给至成型机构。其中，从热固性树脂(a)的含浸性的观点出发，优选将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)交替叠层4层以上(图11)，有提高纤维强化复合材料的厚度的设计自由度的效果。叠层片数的上限没有特别限定，但从所得的纤维强化复合材料的品质的观点出发，叠层数优选为100层以下。通过将强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)以该形态供给至成型机构，能够以任意的厚度制造良好品质的纤维强化复合材料，因此是优选的。
在本方案中，在工序(II)中，优选除了强化纤维基材(A)和热固性树脂基材(B)以外，还将芯材(C)(芯材15)供给至成型机构。通过以该结构供给至成型机构，能够容易地控制所得的纤维强化复合材料的厚度增加、刚性提高、轻量化等(图12)。
优选的是，在芯材(C)的表面叠层强化纤维基材(A)，制成使芯材(C)与热固性树脂基材(B)不直接接触的结构。通过制成这样的结构，从而抑制热固性树脂(a)向芯材(C)的含浸，能够获得轻量且高品质的纤维强化复合材料。
需要说明的是，作为芯材(C)，优选使用发泡泡沫。作为芯材(C)优选的发泡泡沫可以是具有独立气泡的发泡泡沫，也可以是具有连续气泡的发泡泡沫，但从抑制热固性树脂(a)向发泡泡沫的含浸的观点出发，优选为具有独立气泡的发泡泡沫。作为发泡泡沫，除了硬质氨基甲酸酯泡沫、硬质丙烯酸系泡沫以外，还可以例示对使强化纤维表面起毛而形成的网状结构涂布树脂而得的泡沫材料。
[实施例]
以下示出实施例来进一步具体地说明本方案。首先，本发明使用的评价方法如下。
(评价方法1)热固性树脂的粘度测定
热固性树脂的粘度使用动态粘弹性装置ARES-2KFRTN1-FCO-STD(ティー·エイ·インスツルメント(株)制)，上下部测定夹具使用直径为40mm的平板的平行板，以上部与下部夹具之间成为1mm的方式放置热固性树脂，然后在扭转模式(测定频率：0.5Hz)下、在测定开始温度为30℃、升温速度为1.5℃/分钟的条件下进行测定。由所得的数据，求出温度40℃下的粘度和温度T(℃)下的粘度，其中，将测定的树脂粘度变成最小的温度作为T(℃)。
(评价方法2)热固性树脂的固化指数
作为离子粘度计，使用了介电测定装置(Holometrix-Micromet社制，MDE-10固化监测器)。在下面埋设有TMS-1英寸型传感器的可编程微型压力机MP2000的下面设置内径为32mm、厚3mm的バイトン制O环，将压力机的温度设定在150℃，在O环的内侧注入热固性树脂，关闭压力机，追踪热固性树脂的离子粘度的时间变化。测定在10、100、1,000和10,000Hz的各频率下进行，使用附带的软件，得到不依赖于频率的离子粘度的对数Logα。在这里，由下式算出在150℃加热5分钟时的固化指数(％)。
固化指数＝
(Logαt-Logαmin)/(Logαmax-Logαmin)×100
αt：经过5分钟时的离子粘度(单位：Ω·cm)
αmin：离子粘度的最小值(单位：Ω·cm)
αmax：离子粘度的最大值(单位：Ω·cm)
(评价方法3)多孔质片状基材的抗拉强度σrt2
使用多孔质片状基材，将某一方向设为0°的基准，在+45°、+90°、-45°的方向切出宽50mm、长280mm的试验片，依照JIS-L1913(2010)“一般无纺布试验方法”中规定的抗拉强度的测定方法，评价40℃下的抗拉强度。作为试验机，使用了“インストロン”(注册商标)万能试验机(インストロン社制)。在本发明中，抗拉强度是指用破裂点的荷重除以截面积而得的参数。将各试验片的抗拉强度的平均值作为σθ(θ＝0°、+45°、+90°、-45°)，将它们的平均值作为多孔质片状基材的抗拉强度σrt2。
(评价方法4)温度T(℃)下的多孔质片状基材的抗拉强度σT2
使用与由评价方法3得到的抗拉强度σrt2相同的方向的试验片，在槽内温度调整为由评价方法1得到的温度T(℃)的恒温槽内，进行与评价方法3同样的拉伸评价。将此时的抗拉强度作为温度T(℃)下的抗拉强度σT2。
(评价方法5)膜状基材的拉伸试验方法
依照JIS K 7127(1999)，使用拉伸试验机(5565落地式万能试验***，インストロン制)实施拉伸试验。拉伸试验在25℃和评价方法1所得的温度T(℃)下实施。在温度T(℃)下实施的情况下，在使槽内温度为温度T(℃)的恒温槽内设置试验片，然后放置5分钟，然后进行拉伸试验，用屈服点的拉伸荷重F除以试验片的宽度W而得到值X。将拉伸荷重F在试验机的检测限以下的情况下判定为“不可测定”，将值X判定为小于0.01N/mm。
<使用的材料>
[热固性树脂(a-1)]
将30质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、35质量份的“jER(注册商标)”1001、35质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)3.7质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)3质量份、作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-1)。热固性树脂(a-1)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-2)]
将30质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、35质量份的“jER(注册商标)”1001、35质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)3.7质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)3质量份、作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)10质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-2)。热固性树脂(a-2)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-3)]
将30质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、20质量份的“jER(注册商标)”1001、15质量份的“jER(注册商标)”1007、35质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)3.5质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)3质量份、作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-3)。热固性树脂(a-3)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-4)]
将30质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、35质量份的“jER(注册商标)”1001、35质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)3.7质量份、作为固化促进剂的オミキュア24(ピイ·ティ·アイ·ジャパン(株)制)3质量份、作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-4)。热固性树脂(a-4)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-5)]
将20质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、40质量份的“jER(注册商标)”1001、40质量份的“スミエポキシ(注册商标)”ELM434投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)4.8质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)2质量份、作为粒子的“マツモトマイクロスフェアー(注册商标)”M(松本油脂制药(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-5)。热固性树脂(a-5)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-6)]
将“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)100质量份投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)4.2质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-6)。热固性树脂(a-6)的特性如表1所示。
[热固性树脂(a-7)]
将20质量份的“jER(注册商标)”828(三菱化学(株)制)、40质量份的“jER(注册商标)”1007、40质量份的“jER(注册商标)”154投入至捏合机中，一边进行混炼，一边升温至150℃，在150℃混炼1小时，从而获得透明的粘稠液。一边将粘稠液混炼至60℃一边使其降温，然后配合作为固化剂的DYCY7(三菱化学(株)制)3.3质量份、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)3质量份，在60℃下混炼30分钟，从而调制出热固性树脂组合物。使用膜涂布机将该热固性树脂组合物涂布于脱模纸上，制作每单位面积的质量为50g/m2和100g/m2的膜状的热固性树脂(a-7)。热固性树脂(a-7)的特性如表1所示。
[多孔质片状基材(b-1)]
准备(株)イノアックコーポレーション制的氨基甲酸酯泡沫“モルトプレン(注册商标)”ER-1作为多孔质片状基材(b-1)。多孔质片状基材(b-1)的特性如表2所示。
[多孔质片状基材(b-2)]
准备(株)ロジャースイノアック制的硅泡沫“NanNex(注册商标)”HT-800作为多孔质片状基材(b-2)。多孔质片状基材(b-2)的特性如表2所示。
[膜状基材(c-1)]
使用热塑性树脂(J106MG((株)プライムポリマー制，聚丙烯颗粒，熔点165℃))的颗粒，通过压力机制造膜，获得膜状基材(c-1)。膜状基材(c-1)的厚度为93μm。
[强化纤维基材(A-1)]
将東レ(株)社制的“トレカ”布、CO6343B(平纹织，纤维目付198g/m2)作为强化纤维基材(A-1)。
[热固性树脂基材(B-1)]
将50g/m2的热固性树脂(a-1)1层和100g/m2的热固性树脂(a-1)7层叠层，制作由合计8层构成的750g/m2的热固性树脂(a-1)。将多孔质片状基材(b-1)和上述750g/m2的热固性树脂(a-1)以成为热固性树脂(a-1)/多孔质片状基材(b-1)/热固性树脂(a-1)的方式进行叠层，在温度调节至70℃的压力机中，在面压0.1MPa的加压下加热1.5小时，制作热固性树脂基材(B-1)。将与该热固性树脂基材(B-1)相关的特性汇总于表3中。
[热固性树脂基材(B-2)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-2)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-2)。将与该热固性树脂基材(B-2)相关的特性汇总于表3中。
[热固性树脂基材(B-3)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-3)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-3)。将与该热固性树脂基材(B-3)相关的特性汇总于表3中。
[热固性树脂基材(B-4)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-4)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-4)。将与该热固性树脂基材(B-4)相关的特性汇总于表3中。
[热固性树脂基材(B-5)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-5)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-5)。将与该热固性树脂基材(B-5)相关的特性汇总于表3中。
[热固性树脂基材(B-6)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-6)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-6)。将与该热固性树脂基材(B-6)相关的特性汇总于表4中.
[热固性树脂基材(B-7)]
不使用热固性树脂(a-1)，使用了热固性树脂(a-7)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-7)。将与该热固性树脂基材(B-7)相关的特性汇总于表4中。
[热固性树脂基材(B-8)]
不使用多孔质片状基材(b-1)，使用了多孔质片状基材(b-2)，除此以外，与上述制作热固性树脂基材(B-1)的方法同样地制作热固性树脂基材(B-8)。将与该热固性树脂基材(B-8)相关的特性汇总于表4中。
[热固性树脂基材(B-9)]
将50g/m2的热固性树脂(a-1)1层和100g/m2的热固性树脂(a-1)7层叠层，制作由合计8层构成的750g/m2的热固性树脂(a-1)。将所得的热固性树脂(a-1)用2片膜状基材(c-1)夹着，对于膜状基材的4边，在距离端部1cm的位置进行热封，从而得到热固性树脂基材(B-9)。将与该热固性树脂基材(B-9)相关的特性汇总于表4中。
Figure GDA0001774549220000601
(表2)
Figure GDA0001774549220000611
Figure GDA0001774549220000621
Figure GDA0001774549220000631
(实施例11)
对热固性树脂基材(B-1)的正面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置在安装到压力机上的双面模内，将双面模合模并施加面压1MPa的压力。将压力机具备的热盘进行温度调节，使双面模以1.5℃/分钟的升温速度从室温(25℃)升温至150℃，到达150℃后保持10分钟，来制造纤维强化复合材料。保持10分钟后释放双面模的加压，使纤维强化复合材料(11)脱模。此时，纤维强化复合材料(11)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(11)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例12)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-2)，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(12)。此时，纤维强化复合材料(12)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(12)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-2)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例13)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-3)，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(13)。此时，纤维强化复合材料(13)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(13)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-3)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例14)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-4)，使150℃下的保持时间为5分钟，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(14)。此时，纤维强化复合材料(14)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(14)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-4)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例15)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-5)，使150℃下的保持时间为5分钟，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(15)。此时，纤维强化复合材料(15)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(15)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-5)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例16)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-8)，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(16)。热固性树脂基材(B-8)在叠层、输送工序中具有良好的处理性。此时，纤维强化复合材料(16)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(16)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例17)
不使用热固性树脂基材(B-1)，而使用热固性树脂基材(B-9)，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(17)。此时，纤维强化复合材料(17)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(17)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例18)
对热固性树脂基材(B-1)的正面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置于单面模，将单面模的周围用密封材料(使覆盖膜与模具密合，将模具内密闭)包覆，然后在上述叠层体的外周部配置由厚的无纺布形成的泄放器(发挥成为空气、树脂的通道的间隔物作用)。在泄放器上配置管作为吸引口，然后以利用覆盖膜覆盖单面模的方式使密封材料与覆盖膜密合。覆盖膜使用具有挠性的覆盖膜。将真空泵与作为吸引口的管连接，通过将成型空间(包含由单面模和覆盖膜构成的叠层体的空间)内的空气吸引来使成型空间内减压，从而叠层体被加压。然后，将单面模投入至温度调节到150℃的烘箱内，保持30分钟，制造了纤维强化复合材料(18)。保持30分钟后，取出单面模，使纤维强化复合材料(18)脱模。
纤维强化复合材料(18)的表面品质良好，并且利用显微镜观察了表面，但没有确认到空隙。此外，进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例19)
准备聚丙烯制的囊状物作为中空的芯模，并且对于上述囊状物的外周整面，以成为(囊状物)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/(外表面)的方式进行叠层并临时固定，制作预成型体。将形成模拟风车叶片的形状的腔部的分割中空模开放，将上述预成型体供给至腔部，进行合模，然后使压缩空气流入囊状物的中空部并使囊状物膨张，从而将中空模的中空部加压。然后，将中空模投入到温度调节至150℃的烘箱内，保持30分钟，制造纤维强化复合材料(19)。保持30分钟后，取出中空模，使纤维强化复合材料(19)脱模，从纤维强化复合材料(19)中取出并去掉囊状物。
纤维强化复合材料(19)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。此外，纤维强化复合材料(19)具有中空结构。
(实施例20)
以比热固性树脂基材(B-1)大的尺寸准备强化纤维基材(A-1)，对热固性树脂基材(B-1)的正面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层，形成图10所示那样的端部结构的叠层体，除此以外，通过与实施例1同样的方法制造纤维强化复合材料(20)。此时，纤维强化复合材料(20)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(20)的表面品质良好，并且覆盖端部的强化纤维基材(A-1)中也含浸有热固性树脂(a-1)，在成型过程中没有确认到热固性树脂(a-1)漏出的形态。进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例21)
将强化纤维基材(A-1)与热固性树脂基材(B-1)以成为强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)的方式交替叠层合计5层，制成叠层体，除此以外，通过与实施例11同样的方法制造了纤维强化复合材料(21)。此时，纤维强化复合材料(21)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(21)的表面品质良好，并且进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的最外层和中间层没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(实施例22)
除了强化纤维基材(A-1)和热固性树脂基材(B-1)，还使用アキレス(株)社制的“アキレスボード(注册商标)”作为芯材(C)，以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/芯材(C)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层而制成叠层体。将该叠层体配置于单面模，将单面模的周围用密封材料(使覆盖膜与模具密合，将模具内密闭)包覆，然后在上述叠层体的外周部配置由厚的无纺布形成的泄放器(发挥成为空气、树脂的通道的间隔物作用)。在泄放器上配置管作为吸引口，然后以利用覆盖膜覆盖单面模的方式使密封材料与覆盖膜密合。覆盖膜使用具有挠性的覆盖膜。将真空泵与作为吸引口的管连接，通过将成型空间(包含由单面模和覆盖膜构成的叠层体的空间)内的空气吸引来使成型空间内减压，从而叠层体被加压。然后，将单面模投入至温度调节到130℃的烘箱内，保持60分钟，制造了纤维强化复合材料(22)。保持60分钟后，取出单面模，使纤维强化复合材料(22)脱模。
纤维强化复合材料(22)的表面品质良好，并且包含空隙部，是厚物形状，且轻量。进行了截面观察，在由强化纤维基材(A-1)和热固性树脂(a-1)形成的层中没有确认到空隙。需要说明的是，在本实施例中，空隙的有无根据在显微镜观察图像中有无具有5μm以上的直径的空隙来判定。
(比较例11)
在热固性树脂基材(B-6)的正面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-6)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层并试图制作叠层体，但输送时，热固性树脂(a-6)从热固性树脂基材(B-6)滴落，污染了操作现场，并且没有制成目标叠层体。
(比较例12)
在热固性树脂基材(B-7)的正面和背面各叠层2层强化纤维基材(A-1)，即以成为强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)/热固性树脂基材(B-7)/强化纤维基材(A-1)/强化纤维基材(A-1)的方式进行叠层，制作叠层体。将该叠层体配置于安装到压力机上的双面模内，将双面模升降来施加面压1MPa的压力。将压力机具备的热盘进行温度调节，使双面模以1.5℃/分钟的升温速度从室温(25℃)升温至150℃，到达150℃后保持10分钟，来制造纤维强化复合材料。保持10分钟后释放双面模的加压，使纤维强化复合材料(23)脱模。此时，纤维强化复合材料(23)中的热固性树脂的固化充分完成，能够脱模。
纤维强化复合材料(23)的表面含有很多未含浸区域，也确认到干燥的强化纤维基材(A-1)露出的区域。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供下述纤维强化复合材料的制造方法：其能够将热固性树脂很好地含浸于强化纤维基材中，通过使用处理性优异的热固性树脂基材，从而能够不使成型品的品质下降，能够提高赋形性和生产性。
符号说明
1：热固性树脂基材
2：强化纤维基材
3：预成型体
4A：双面模(上)
4B：双面模(下)
5：坯缘压牢器
6：单面模
7：覆盖膜
8：吸引口
9A：中空模(上)
9B：中空模(下)
10：芯模
11：贯通模
12：推压模
13：角度θ
14A：双带压机(上带)
14B：双带压机(下带)
15：芯材
16：包含强化纤维基材和热固性树脂基材的叠层体
17：多孔质片状基材
18：夹子

Claims (20)

1.一种纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，使热固性树脂a含浸于强化纤维基材A中，进而使其固化，所述制造方法包括以下所示的工序(II)～(IV)，
工序(II)：向成型机构供给强化纤维基材A、以及满足以下条件1或条件2的热固性树脂基材B，
工序(III)：通过成型机构的加压，将热固性树脂a由热固性树脂基材B供给至强化纤维基材A并使其含浸于强化纤维基材A中，
工序(IV)：通过成型机构的加热，使热固性树脂a固化；
条件1：热固性树脂基材B包含热固性树脂a和无纺布状基材，
条件2：热固性树脂基材B是包含热固性树脂a、以及多孔质片状基材b或膜状基材c的基材，
条件1和条件2中的热固性树脂a，40℃下的粘度为1,000Pa·s以上、且以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时的最低粘度为10Pa·s以下，能够同时实现将热固性树脂基材(B)供给于成型机构时的处理性、和在成型机构中通过加压和加热制造纤维强化复合材料时热固性树脂a向强化纤维基材A的含浸性，
以下，将满足条件1的热固性树脂基材称为热固性树脂基材B-1，将满足条件2的热固性树脂基材称为热固性树脂基材B-2。
2.根据权利要求1所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述热固性树脂a的固化指数为85％以上，所述固化指数是将所述热固性树脂a在150℃下加热了5分钟的情况下利用离子粘度计测定的值。
3.权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)之前，包含以下的工序(I)，
工序(I)：在热固性树脂基材B满足条件1的情况下，使热固性树脂a担载于无纺布状基材，从而调制热固性树脂基材B；此外，在热固性树脂基材B满足条件2的情况下，使热固性树脂a担载于多孔质片状基材b或膜状基材c，从而调制热固性树脂基材B。
4.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)之前，预先对所述热固性树脂基材B加热。
5.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，以利用所述强化纤维基材A将所述热固性树脂基材B的至少1个侧面密封的方式，供给至成型机构。
6.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，使所述工序(III)的加压与所述工序(IV)的加热同时进行。
7.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(III)中，由加压引起的、所述热固性树脂基材B的下述式所示的面内伸长比为1.2以下，
面内伸长比＝(加压后的投影面积)/(加压前的投影面积)。
8.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述成型机构具有双面模，所述双面模为一对模，在该双面模内成型出包含所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B的预成型体。
9.根据权利要求8所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(III)中，利用第1面压开始合模，然后利用比第1面压高的第2面压完成合模。
10.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述成型机构具有单面模，将包含所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B的预成型体配置于该单面模，再用覆盖膜包装并进行成型。
11.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述成型机构具有中空模，将包含所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B的预成型体配置于中空部，对该中空部进行加压。
12.根据权利要求11所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述成型机构还具有芯模。
13.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B为长尺状，将所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B连续地供给至所述成型机构。
14.根据权利要求13所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述成型机构具有将所述强化纤维基材A和所述热固性树脂基材B一边加压一边牵引的机构。
15.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，所述热固性树脂基材(B)被所述强化纤维基材A覆盖。
16.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，所述强化纤维基材A以与成型机构接触的方式被供给至成型机构，而且，所述热固性树脂基材B的至少一部分被该强化纤维基材A覆盖。
17.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，使所述强化纤维基材A与所述热固性树脂基材B在彼此直接接触的情况下进行供给。
18.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，使所述强化纤维基材A与所述热固性树脂基材B交替叠层合计4层以上地进行供给。
19.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(II)中，还将芯材C供给至成型机构。
20.根据权利要求1或2所述的纤维强化复合材料的制造方法，其特征在于，所述多孔质片状基材b具有下述特性：40℃下的抗拉强度σrt2为0.5MPa以上，且下式所示的抗拉强度比σr2为0.5以上，
σr2＝σT2/σrt2
σT2表示温度T下的多孔质片状基材b的抗拉强度，
T表示在将热固性树脂a以1.5℃/分钟的升温速度从30℃升温时，热固性树脂a显示最低粘度时的温度，其单位是℃。
CN201780012893.3A 2016-02-23 2017-02-14 纤维强化复合材料的制造方法 Active CN108698268B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-031663 2016-02-23
JP2016031663 2016-02-23
JP2016-031662 2016-02-23
JP2016031662 2016-02-23
PCT/JP2017/005364 WO2017145872A1 (ja) 2016-02-23 2017-02-14 繊維強化複合材料の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108698268A CN108698268A (zh) 2018-10-23
CN108698268B true CN108698268B (zh) 2020-11-17

Family

ID=59686073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780012893.3A Active CN108698268B (zh) 2016-02-23 2017-02-14 纤维强化复合材料的制造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11001011B2 (zh)
EP (1) EP3421212B1 (zh)
JP (1) JP6984414B2 (zh)
KR (1) KR20180117143A (zh)
CN (1) CN108698268B (zh)
ES (1) ES2898785T3 (zh)
TW (1) TWI723133B (zh)
WO (1) WO2017145872A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6665149B2 (ja) * 2017-12-04 2020-03-13 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 繊維強化樹脂体及びその製造方法
KR20200134241A (ko) * 2018-03-23 2020-12-01 도레이 카부시키가이샤 촬영대, 맘모그라피 장치용 촬영대 및 그 제조 방법 및 맘모그라피 장치
US20220227024A1 (en) * 2019-05-23 2022-07-21 Toray Industries, Inc. Method for producing fiber-reinforced plastic substrate, and fiber-reinforced plastic substrate and integrated molding thereof
TW202116522A (zh) * 2019-10-18 2021-05-01 日商Ｄｉｃ股份有限公司 成形品的製造方法
CN117162539B (zh) * 2023-11-02 2024-02-06 成都泰格尔航天航空科技股份有限公司 一种压紧装置及其生产工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0911401A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd 積層板の製造方法
JP2008246981A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 繊維強化複合材料の製造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2096506A1 (en) * 1970-06-26 1972-02-18 Shell Int Research Thermosetting resin articles - by compressing and curing
US4859524A (en) * 1987-12-21 1989-08-22 General Electric Company Reinforced composite and method of manufacture
TW440528B (en) * 1995-03-28 2001-06-16 Sumitomo Bakelite Co Laminated board and process for production thereof
JP3119577B2 (ja) * 1996-02-29 2000-12-25 住友ベークライト株式会社 積層板
JP3737925B2 (ja) * 2000-02-15 2006-01-25 株式会社アライヘルメット ヘルメットにおける帽体の積層構造
JP2002234078A (ja) 2001-02-14 2002-08-20 Toyota Motor Corp 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料付き成形体
JP4856327B2 (ja) 2001-07-03 2012-01-18 富士重工業株式会社 複合材パネルの製造方法
JP2003071856A (ja) 2001-08-31 2003-03-12 Toray Ind Inc Ｒｔｍ方法
JP4177041B2 (ja) 2002-07-18 2008-11-05 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
ES2387333T3 (es) 2002-07-18 2012-09-20 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Preimpregnado, material intermedio para moldeado de FRP, y procedimientos de producción para el mismo, y procedimientos de producción para material compuesto reforzado con fibras
JP3834628B2 (ja) 2002-09-09 2006-10-18 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 繊維強化複合材料製造用の樹脂充填体及びそれを用いた繊維強化複合材料製造方法
US20040102115A1 (en) * 2002-11-27 2004-05-27 Juan-Cheng Chou Laminar reinforcing structure for impact resisting face on an article
US7244501B2 (en) * 2004-03-26 2007-07-17 Azdel, Inc. Fiber reinforced thermoplastic sheets with surface coverings
JP2006305867A (ja) 2005-04-28 2006-11-09 Toray Ind Inc 繊維強化プラスチックの製造方法
US10618227B2 (en) * 2006-03-25 2020-04-14 Hexcel Composites, Ltd. Structured thermoplastic in composite interleaves
GB0606045D0 (en) 2006-03-25 2006-05-03 Hexcel Composites Ltd A thermoplastic toughening material
DE102007062872A1 (de) * 2007-12-28 2009-07-09 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Profils aus Faserverbundwerkstoff
JP6207396B2 (ja) * 2010-11-09 2017-10-04 サイテク・テクノロジー・コーポレーシヨン 二次強化用適合性キャリヤー
JP5791365B2 (ja) * 2011-05-16 2015-10-07 三菱重工業株式会社 Ｒｔｍ成形方法及びｒｔｍ成形装置
ES2746273T3 (es) * 2011-12-22 2020-03-05 Hexcel Holding Gmbh Mejoras en, o relacionadas con, materiales compuestos reforzados con fibra
TWI545155B (zh) * 2012-06-05 2016-08-11 三菱麗陽股份有限公司 環氧樹脂組成物、預浸絲束、複合材料補強壓力容器以及鋼腱
BR112015020629A2 (pt) * 2013-02-26 2017-07-18 Hexcel Holding Gmbh fabricação de uma peça moldada
EP2868452B1 (en) * 2013-10-29 2018-12-05 Airbus Operations GmbH System and method for producing composite component
US20180044489A1 (en) * 2015-02-27 2018-02-15 Toray Industries, Inc. Resin supply material, method of using reinforcing fibers, preform, and method of producing fiber-reinforced resin
CN107406599B (zh) * 2015-02-27 2020-10-02 东丽株式会社 树脂供给材料、预成型体、及纤维增强树脂的制造方法
KR20170124545A (ko) * 2015-02-27 2017-11-10 도레이 카부시키가이샤 수지 공급 재료, 프리폼, 및 섬유 강화 수지의 제조 방법
KR20170123318A (ko) * 2015-02-27 2017-11-07 도레이 카부시키가이샤 수지 공급 재료, 프리폼, 및 섬유 강화 수지의 제조 방법
US10323908B2 (en) * 2015-05-08 2019-06-18 E I Du Pont De Nemours And Company Ballistic and stab resistant composite

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0911401A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd 積層板の製造方法
JP2008246981A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Honda Motor Co Ltd 繊維強化複合材料の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017145872A1 (ja) 2017-08-31
CN108698268A (zh) 2018-10-23
EP3421212B1 (en) 2021-10-06
TWI723133B (zh) 2021-04-01
TW201800218A (zh) 2018-01-01
JP6984414B2 (ja) 2021-12-22
EP3421212A4 (en) 2019-10-30
US20190054706A1 (en) 2019-02-21
ES2898785T3 (es) 2022-03-08
KR20180117143A (ko) 2018-10-26
US11001011B2 (en) 2021-05-11
EP3421212A1 (en) 2019-01-02
JPWO2017145872A1 (ja) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108698268B (zh) 纤维强化复合材料的制造方法
TWI670169B (zh) 樹脂供給材料、強化纖維之使用方法、預形體、及纖維強化樹脂之製造方法
EP3263631B1 (en) Resin supply material, preform, and method for producing fiber-reinforced resin
CN110461918B (zh) 预浸料片及其制造方法、带表皮材的单元层、纤维增强复合材料成型品及其制造方法
US10800894B2 (en) Resin supply material, preform, and method of producing fiber-reinforced resin
TWI679225B (zh) 熱塑性複合材料及成形體
EP3263630B1 (en) Resin supply material, preform, and method for producing fiber-reinforced resin
CN113272108A (zh) 预成型体的制造方法和复合材料成型品的制造方法及模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant