JP2017210616A - Fiber-containing resin structure, manufacturing method of fiber-containing resin structure, fiber-reinforced resin cured product and fiber-reinforced resin mold - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin structure capable of manufacturing a fiber-reinforced resin cured product or a fiber-reinforced resin mold having sufficiently improved mechanical strength and a stable quality.SOLUTION: There is selected a fiber-containing resin structure T including a resin 1 and a fiber 2. In the resin structure, the fiber 2 is dispersed in an opened state in the resin 1. Mean density of the resin structure is within a range of 0.8-1.5 (g/cm).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、繊維含有樹脂構造物、繊維含有樹脂構造物の製造方法、繊維強化樹脂硬化物、及び繊維強化樹脂成形品に関する。   The present invention relates to a fiber-containing resin structure, a method for producing a fiber-containing resin structure, a fiber-reinforced resin cured product, and a fiber-reinforced resin molded product.

近年、金属製の部品の代替品として、繊維を含有する熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いて成形した、繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品（特許文献１）が注目されている。また、このような樹脂硬化物や樹脂成形品の一般的な成形方法としては、圧縮（コンプレッション）成形（特許文献２）、移送（トランスファー）成形（特許文献３）、移送−圧縮成形、射出（インジェクション）成形、及び射出−圧縮成形（特許文献４）等が知られている。   In recent years, as a substitute for metal parts, a fiber reinforced resin cured product or a fiber reinforced resin molded product (Patent Document 1) that is molded using a thermosetting resin or a thermoplastic resin containing fibers has been attracting attention. . In addition, as a general molding method of such a resin cured product or resin molded product, compression molding (Patent Document 2), transfer molding (Patent Document 3), transfer-compression molding, injection ( Injection) molding and injection-compression molding (Patent Document 4) are known.

ところで、繊維強化された樹脂硬化物や樹脂成形品には、引張強度、曲げ強度、耐衝撃性等の機械的強度を向上させるため、樹脂中に混合する繊維として、５〜３０ｍｍといった比較的長いもの（いわゆる長繊維）を用いることが好ましいことが知られている。そこで、上述した硬化物や成形品では、材料となる樹脂や繊維を供給する形態として、長繊維を樹脂で固めたペレットや、それらを固めた集合物が用いられる（特許文献５）。このようなペレットやその集合物を用いれば、長さが均一な繊維を樹脂中に供給することができることが開示されている。   By the way, in order to improve mechanical strength such as tensile strength, bending strength, impact resistance, etc., the fiber reinforced resin cured product or resin molded product has a relatively long length of 5 to 30 mm as a fiber mixed in the resin. It is known that it is preferable to use one (so-called long fibers). Therefore, in the above-described cured product and molded product, pellets obtained by solidifying long fibers with resin and aggregates obtained by solidifying them are used as a form for supplying resin and fibers as materials (Patent Document 5). It is disclosed that if such pellets and aggregates thereof are used, fibers having a uniform length can be supplied into the resin.

また、従来の繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品の製造方法では、先ず、長繊維を樹脂で固めたペレットを計量して金型に供給した後、金型を加熱してペレットを溶融することで、繊維を開繊する。次いで、開繊した繊維を含有する樹脂を、圧縮成形等によって成形することにより、繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品を製造する。   In addition, in the conventional method for producing a fiber reinforced resin cured product or a fiber reinforced resin molded product, first, a pellet obtained by solidifying long fibers with a resin is weighed and supplied to a mold, and then the mold is heated to melt the pellet. To open the fiber. Next, a fiber-reinforced resin cured product or a fiber-reinforced resin molded product is manufactured by molding a resin containing the opened fiber by compression molding or the like.

特開平０７−２９０９０２号公報JP 07-290902 A 特開平０６−２４６７７１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-246771 特開２００６−１３０７３１号公報JP 2006-130731 A 特開２００２−１２７２１５号公報JP 2002-127215 A 特開２０１２−０９６３７０号公報JP 2012-096370 A

しかしながら、上述したペレットやその集合物を用いた従来の製造方法では、繊維の開繊が不十分であったり、樹脂中に繊維が偏在したりして、硬化物や成形品の機械的強度の向上が十分ではないという課題や、品質が安定しないという課題があった。   However, in the conventional manufacturing method using the above-described pellets and aggregates thereof, fiber opening is insufficient, or fibers are unevenly distributed in the resin, and the mechanical strength of the cured product or molded product is reduced. There was a problem that the improvement was not sufficient and a problem that the quality was not stable.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、機械的強度の向上が充分であり、品質が安定した繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品を製造することが可能な樹脂構造物、及びその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a resin structure capable of producing a cured fiber-reinforced resin or a fiber-reinforced resin molded product with sufficient mechanical strength and stable quality. It is an object to provide a product and a method for manufacturing the product.

また、本発明は、機械的強度の向上が充分であり、品質が安定した繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品を提供することを課題とする。   Another object of the present invention is to provide a cured fiber reinforced resin or a fiber reinforced resin molded article that has sufficient mechanical strength improvement and stable quality.

上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。
（１） 樹脂と繊維とを含む、樹脂構造物であって、前記樹脂中に前記繊維が開繊された状態で分散するとともに、平均密度が、０．８〜１．５（ｇ／ｃｍ３）範囲である、繊維含有樹脂構造物。
（２） 前記繊維の平均長さが、１〜２０ｍｍの範囲である、前項１に記載の繊維含有樹脂構造物。
（３） 前記樹脂中の前記繊維の含有量が、２０〜８０質量％の範囲である、前項１又は２に記載の繊維含有樹脂構造物。
（４） 当該樹脂構造物を断面視した際に、前記繊維の面積分率が、２６〜４５％の範囲である、前項１乃至３のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。
（５） 前記樹脂が、熱硬化性樹脂である、前項１乃至４のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。
（６） 前記樹脂が、熱可塑性樹脂である、前項１乃至４のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。
（７） 当該樹脂構造物中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．３５の範囲である、前項１乃至６のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。
（８） 当該繊維含有樹脂構造物の形態が、錠剤である、前項１乃至７のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。
（９） 前記錠剤の厚みが、１ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、前項８に記載の繊維含有樹脂構造物。 In order to solve the above problems, the following means are provided.
(1) A resin structure including a resin and a fiber, wherein the fiber is dispersed in the resin in an opened state, and an average density is 0.8 to 1.5 (g / cm 3). ) Fiber-containing resin structure that is in the range.
(2) The fiber-containing resin structure according to item 1, wherein the average length of the fibers is in the range of 1 to 20 mm.
(3) The fiber-containing resin structure according to item 1 or 2, wherein the fiber content in the resin is in the range of 20 to 80% by mass.
(4) The fiber-containing resin structure according to any one of items 1 to 3, wherein an area fraction of the fiber is in a range of 26 to 45% when the resin structure is viewed in cross section.
(5) The fiber-containing resin structure according to any one of items 1 to 4, wherein the resin is a thermosetting resin.
(6) The fiber-containing resin structure according to any one of Items 1 to 4, wherein the resin is a thermoplastic resin.
(7) Fiber content according to any one of items 1 to 6, wherein a standard deviation of an orientation tensor value indicating an orientation state of the fiber in the resin structure is in a range of 0.01 to 0.35. Resin structure.
(8) The fiber-containing resin structure according to any one of items 1 to 7, wherein the fiber-containing resin structure is a tablet.
(9) The fiber-containing resin structure according to item 8, wherein the tablet has a thickness of 1 mm or more and 300 mm or less.

（１０） 樹脂と繊維とを含む、樹脂構造物の製造方法であって、溶融した前記樹脂中に繊維が開繊した状態で分散した樹脂組成物の溶融混合物を得る、第１工程と、前記溶融混合物を、溶融状態を維持したまま金型のキャビティ内に移送する、第２工程と、を含む、繊維含有樹脂構造物の製造方法。
（１１） 前記第１工程を、押出機を用いて行う、前項１０に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。
（１２） 前記第２工程において、前記第１工程で前記溶融混合物の計量を行った後、所要の当該溶融混合物を前記金型に移送する、前項１０又は１１に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。
（１３） 前記第２工程において、前記溶融混合物の計量を行う、前項１０又は１１に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。
（１４） 前記第１工程において、平均長さが３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の繊維の束を樹脂で固めたペレット、又は前記ペレットを固めた集合物を溶融する、前項１０乃至１３のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。 (10) A method for producing a resin structure comprising a resin and a fiber, wherein a first step of obtaining a molten mixture of a resin composition dispersed in a state where fibers are opened in the molten resin; And a second step of transferring the molten mixture into a mold cavity while maintaining a molten state. A method for producing a fiber-containing resin structure.
(11) The method for producing a fiber-containing resin structure according to item 10 above, wherein the first step is performed using an extruder.
(12) In the second step, after the measurement of the molten mixture in the first step, the required molten mixture is transferred to the mold. Production method.
(13) The method for producing a fiber-containing resin structure according to item 10 or 11, wherein the molten mixture is measured in the second step.
(14) In any one of the preceding items 10 to 13, wherein in the first step, a pellet obtained by solidifying a bundle of fibers having an average length of 3 mm or more and 50 mm or less with a resin, or an aggregate obtained by solidifying the pellet is melted. The manufacturing method of the fiber containing resin structure of description.

（１５） 熱硬化性樹脂と、前記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を硬化した繊維含有樹脂硬化物であって、前記樹脂中の前記繊維の分散状態を示すフラクタル値が、０．３〜１．０の範囲であり、前記樹脂中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．２４の範囲である、繊維強化樹脂硬化物。 (15) A fiber-containing resin cured product obtained by curing a fiber-containing resin structure including a thermosetting resin and fibers dispersed in the state of being opened in the resin, wherein the fibers are dispersed in the resin. The fractal value indicating the state is in the range of 0.3 to 1.0, and the standard deviation of the alignment tensor value indicating the alignment state of the fibers in the resin is in the range of 0.01 to 0.24. Fiber reinforced resin cured product.

（１６） 熱可塑性樹脂と、前記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を成形した繊維含有樹脂成形品であって、前記樹脂中の前記繊維の分散状態を示すフラクタル値が、０．３〜１．０の範囲であり、前記樹脂中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．２４の範囲である、繊維強化樹脂成形品。 (16) A fiber-containing resin molded product obtained by molding a fiber-containing resin structure including a thermoplastic resin and fibers dispersed in a state of being opened in the resin, wherein the fiber is dispersed in the resin. The fiber whose fractal value which shows is the range of 0.3-1.0, and the standard deviation of the orientation tensor value which shows the orientation state of the said fiber in the said resin is the range which is 0.01-0.24. Reinforced resin molded product.

本発明の繊維含有樹脂構造物は、樹脂と繊維とを含み、樹脂中に繊維が開繊された状態で分散するとともに、平均密度が所要の値であるため、これを用いて硬化物又は成形品を製造することによって、機械的強度の向上が充分であり、品質が安定した繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品を製造することができる。   The fiber-containing resin structure of the present invention contains a resin and a fiber, and is dispersed in a state where the fiber is opened in the resin, and the average density is a required value. By producing a product, it is possible to produce a fiber reinforced resin cured product or a fiber reinforced resin molded product that has sufficient improvement in mechanical strength and stable quality.

本発明の繊維含有樹脂構造物の製造方法は、溶融した樹脂中に繊維が開繊した状態で分散した樹脂組成物の溶融混合物を得るとともに、溶融状態を維持したまま上記溶融混合物を金型のキャビティ内に移送することによって、上述した繊維含有樹脂構造物を容易に製造することができる。   The method for producing a fiber-containing resin structure of the present invention obtains a molten mixture of a resin composition dispersed in a melted resin in a state where fibers are opened, and the molten mixture is removed from a mold while maintaining the molten state. By transferring it into the cavity, the above-mentioned fiber-containing resin structure can be easily manufactured.

本発明の繊維強化樹脂硬化物および繊維強化樹脂成形品は、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値、及び樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が所要の範囲であるため、機械的強度が十分に向上し、安定した品質を有する。   The fiber reinforced resin cured product and the fiber reinforced resin molded product of the present invention have a required range of the standard deviation of the fractal value indicating the dispersion state of the fibers in the resin and the orientation tensor value indicating the alignment state of the fibers in the resin. Therefore, the mechanical strength is sufficiently improved and has a stable quality.

本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物を示す写真である。It is a photograph which shows the fiber containing resin structure which is one Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物の構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of the fiber containing resin structure which is one Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物の製造方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the fiber containing resin structure which is one Embodiment to which this invention is applied. 本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物の製造方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the fiber containing resin structure which is one Embodiment to which this invention is applied.

以下、本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物について、その製造方法、及びそれを原料として用いた繊維強化樹脂硬化物、並びに繊維強化樹脂成形品の構成とともに、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。   Hereinafter, for a fiber-containing resin structure that is an embodiment to which the present invention is applied, a manufacturing method thereof, a fiber reinforced resin cured product using the same as a raw material, and a configuration of a fiber reinforced resin molded product, together with the drawings, are used. This will be described in detail. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

＜繊維含有樹脂構造物＞
先ず、本発明を適用した一実施形態である繊維含有樹脂構造物（以下、単に「樹脂構造物」という）の構成について説明する。図１は、本発明を適用した一実施形態である樹脂構造物を示す写真である。また、図２は、本実施形態の樹脂構造物の構成を説明するための模式図である。 <Fiber-containing resin structure>
First, the configuration of a fiber-containing resin structure (hereinafter simply referred to as “resin structure”) as an embodiment to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a photograph showing a resin structure as an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic view for explaining the configuration of the resin structure of the present embodiment.

図１に示すように、本実施形態の樹脂構造物Ｔは、樹脂と繊維とを含有するとともに、樹脂中に繊維が開繊した状態で分散した、所定の形状を有する樹脂構造物である。ここで、樹脂構造物Ｔの形状としては、特に限定されるものではなく、適宜選択することができるものである。具体的には、例えば、図１に示すように、タブレット（錠剤）等が一例として挙げられる。   As shown in FIG. 1, the resin structure T of this embodiment is a resin structure having a predetermined shape that contains a resin and fibers and is dispersed in a state where the fibers are opened in the resin. Here, the shape of the resin structure T is not particularly limited, and can be appropriately selected. Specifically, for example, as shown in FIG. 1, a tablet (tablet) or the like is exemplified.

本実施形態の樹脂構造物Ｔは、タブレット等の所定の形状を有することにより、圧縮成形、移送成形、移送−圧縮成形等の原料として好適に用いることができる。具体的には、含有する樹脂の種類に応じて、それぞれ繊維強化樹脂硬化物及び繊維強化樹脂成形品（以下、単に「硬化物等」ということもある）を製造する際の原料として用いることができる。   The resin structure T of the present embodiment can be suitably used as a raw material for compression molding, transfer molding, transfer-compression molding, and the like by having a predetermined shape such as a tablet. Specifically, depending on the type of resin contained, it is used as a raw material when producing a fiber reinforced resin cured product and a fiber reinforced resin molded product (hereinafter sometimes simply referred to as “cured product”). it can.

本実施形態の樹脂構造物Ｔは、図２に示すように、樹脂１と、繊維２とを含んで概略構成されており、タブレット等の所定の形状を有している。   As shown in FIG. 2, the resin structure T of the present embodiment is schematically configured to include a resin 1 and fibers 2, and has a predetermined shape such as a tablet.

「樹脂」
本実施形態の樹脂構造物Ｔに適用する樹脂としては、室温において、固体状、液体状、半固体状等のいかなる形態であってもよい。なお、計量時の取扱い性の観点から、樹脂構造物Ｔとして用いる際に固体状であることが好ましい。 "resin"
The resin applied to the resin structure T of the present embodiment may be in any form such as a solid, liquid, or semisolid at room temperature. In addition, it is preferable that it is solid when using as the resin structure T from a viewpoint of the handleability at the time of measurement.

樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、反応性硬化樹脂、および、嫌気硬化性樹脂等の硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中でも、特に、硬化後の線膨張率や、弾性率等の機械特性が優れるため、熱硬化性樹脂であることが好ましい。   Examples of the resin include curable resins such as thermosetting resins, photocurable resins, reactive curable resins, and anaerobic curable resins, and thermoplastic resins. Among these, a thermosetting resin is particularly preferable because of excellent mechanical properties such as linear expansion coefficient after curing and elastic modulus.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。   Examples of the thermoplastic resin include polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyether ketone, polyether ether ketone, polysulfone, and polyphenylene sulfide.

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイド樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シアネートエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。これにより、繊維強化樹脂硬化物は優れた耐熱性を発揮することができる。   Examples of the thermosetting resin include phenol resin, epoxy resin, bismaleide resin, urea (urea) resin, melamine resin, polyurethane resin, cyanate ester resin, silicone resin, oxetane resin, (meth) acrylate resin, unsaturated polyester resin. , Diallyl phthalate resin, polyimide resin, benzoxazine resin and the like, and one or more of them can be used in combination. Among these, a phenol resin, an epoxy resin, a bismaleide resin, a benzoxazine resin, and an unsaturated polyester resin are particularly preferable, and a phenol resin is more preferable. Thereby, the fiber reinforced resin cured product can exhibit excellent heat resistance.

フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、アリールアルキレン型ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；未変性のレゾール型フェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、フェノールノボラック樹脂、及びレゾール樹脂が好ましい。これにより、繊維強化樹脂硬化物を低コストかつ高い寸法精度で製造することができるとともに、得られた繊維強化樹脂硬化物は、特に優れた耐熱性を発揮することができる。加えて、機械的強度を向上することができる。   Examples of the phenol resin include novolak type phenol resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, and arylalkylene type novolak resin; Examples thereof include resol type phenol resins such as modified resol phenol resins, and one or more of them can be used in combination. Of these, phenol novolac resins and resol resins are particularly preferable. Thereby, while being able to manufacture a fiber reinforced resin hardened | cured material with low cost and high dimensional accuracy, the obtained fiber reinforced resin hardened | cured material can exhibit the especially outstanding heat resistance. In addition, the mechanical strength can be improved.

フェノールノボラック樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１，０００〜１５，０００程度（なお、レゾール樹脂の場合では、１，０００〜１００,０００程度）が好ましい。重量平均分子量が前記下限未満であると、樹脂の粘度が低すぎてペレットを調製するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えると、樹脂の溶融粘度が高くなるため、繊維強化樹脂硬化物の成形性（成形のし易さ）が低下する場合がある。フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、ポリスチレン換算の重量分子量として規定することができる。   The weight average molecular weight of the phenol novolac resin is not particularly limited, but is preferably about 1,000 to 15,000 (in the case of a resole resin, about 1,000 to 100,000). If the weight average molecular weight is less than the lower limit, the viscosity of the resin is too low and it may be difficult to prepare pellets. If the upper limit is exceeded, the resin has a higher melt viscosity, so that the fiber reinforced resin. The moldability (ease of molding) of the cured product may be reduced. The weight average molecular weight of the phenol resin is measured by, for example, gel permeation chromatography (GPC) and can be defined as a weight molecular weight in terms of polystyrene.

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型フェノール樹脂などのビスフェノール樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などの臭素化型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、比較的分子量の低いビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、樹脂構造物Ｔの流動性を高めることができるため、繊維強化樹脂硬化物の製造時における樹脂構造物Ｔの取扱い性や成形性（成形のし易さ）をさらに良好にすることができる。また、繊維強化樹脂硬化物の耐熱性の面からノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、特にトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂が好ましい。   Epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type phenol resins and other bisphenol resins; phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins and other novolak type epoxy resins; brominated bisphenol A type Brominated epoxy resins such as epoxy resins and brominated phenol novolac type epoxy resins; biphenyl type epoxy resins; naphthalene type epoxy resins, tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resins, etc., one or two of these A combination of more than one species can be used. Among these, bisphenol A type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, and cresol novolac type epoxy resins having a relatively low molecular weight are particularly preferable. Thereby, since the fluidity | liquidity of the resin structure T can be improved, the handleability and moldability (easiness of shaping | molding) of the resin structure T at the time of manufacture of a fiber reinforced resin hardened | cured material can be made still better it can. In addition, a novolac type epoxy resin is preferable from the viewpoint of heat resistance of the fiber reinforced resin cured product, and a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin is particularly preferable.

ビスマレイミド樹脂としては、分子鎖の両末端にそれぞれマレイミド基を有する樹脂であれば、特に限定されないが、さらにフェニル基を有する樹脂が好ましい。具体的には、例えば、下記式（１）で表される樹脂を用いることができる。ただし、ビスマレイミド樹脂は、その分子鎖の両末端以外の位置に結合するマレイミド基を有していてもよい。   The bismaleimide resin is not particularly limited as long as the resin has maleimide groups at both ends of the molecular chain, but a resin having a phenyl group is more preferable. Specifically, for example, a resin represented by the following formula (1) can be used. However, the bismaleimide resin may have maleimide groups that bind to positions other than both ends of the molecular chain.

式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４は、水素又は炭素数１〜４の置換若しくは無置換の炭化水素基であり、Ｒ５は、２価の置換又は無置換の有機基である。ここで、有機基とは、異種原子を含んでいてもよい炭化水素基であり、異種原子としては、Ｏ，Ｓ，Ｎ等が挙げられる。Ｒ５は、好ましくはメチレン基、芳香環およびエーテル結合（−Ｏ−）が任意の順序で結合した主鎖を有する炭化水素基であり、より好ましくは主鎖中において任意の順序で結合するメチレン基、芳香環およびエーテル結合の合計数が１５個以下の炭化水素基である。なお、主鎖の途中には、置換基および／または側鎖が結合していてもよく、その具体例としては、例えば、炭素数３個以下の炭化水素基、マレイミド基、フェニル基等が挙げられる。 In formula (1), R 1 to R 4 are hydrogen or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a divalent substituted or unsubstituted organic group. Here, the organic group is a hydrocarbon group that may contain a heteroatom, and examples of the heteroatom include O, S, and N. R 5 is preferably a hydrocarbon group having a main chain in which a methylene group, an aromatic ring, and an ether bond (—O—) are bonded in any order, and more preferably methylene bonded in any order in the main chain A hydrocarbon group having a total number of groups, aromatic rings and ether bonds of 15 or less. In the middle of the main chain, a substituent and / or a side chain may be bonded, and specific examples thereof include a hydrocarbon group having 3 or less carbon atoms, a maleimide group, a phenyl group, and the like. It is done.

具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、ｍ−フェニレンビスマレイミド、ｐ−フェニレンビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンジマレイミド等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。   Specifically, for example, N, N ′-(4,4′-diphenylmethane) bismaleimide, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane, 2,2-bis [4- (4 -Maleimidophenoxy) phenyl] propane, m-phenylenebismaleimide, p-phenylenebismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylenebismaleimide, N, N'-ethylenedimaleimide, N, N'-hexamethylenedimaleimide These can be used, and one or more of these can be used in combination.

樹脂構造物Ｔ中における樹脂の含有率は、特に限定されないが、５質量％以上７０質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以上６０質量％以下であるのがより好ましい。樹脂の含有率が、前記下限値未満の場合、樹脂の種類によっては、樹脂構造物Ｔを構成する他の材料との結着強度が十分に得られない場合がある。また、樹脂の含有率が、前記上限値を超えた場合、後述する繊維の量が相対的に減少し、繊維を含むことの効果が充分に発揮されないことがある。   The content of the resin in the resin structure T is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less. When the resin content is less than the lower limit, depending on the type of resin, the binding strength with other materials constituting the resin structure T may not be sufficiently obtained. Moreover, when the content rate of resin exceeds the said upper limit, the quantity of the fiber mentioned later reduces relatively and the effect of including a fiber may not fully be exhibited.

「繊維」
本実施形態の樹脂構造物Ｔ中に含まれる繊維の平均長さ（平均繊維長）は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのが好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる硬化物等の機械的強度をさらに優れたものとすることができる。これに対して、平均繊維長が前記下限値未満の場合、繊維の構成材料やその含有率によっては、硬化物等の形状安定性が充分に得られない場合がある。また、平均繊維長が前記上限値を超えた場合には、硬化物等の成形時において、樹脂構造物Ｔの流動性が充分に得られない場合がある。 "fiber"
The average length (average fiber length) of the fibers contained in the resin structure T of the present embodiment is preferably 1 mm or more and 20 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 15 mm or less. Thereby, the mechanical strength of the cured product finally obtained can be further improved. On the other hand, when the average fiber length is less than the lower limit, the shape stability of the cured product may not be sufficiently obtained depending on the constituent material of the fiber and its content. Moreover, when average fiber length exceeds the said upper limit, the fluidity | liquidity of the resin structure T may not fully be obtained at the time of shaping | molding of hardened | cured material.

なお、本実施形態の樹脂構造物Ｔ中に含まれる繊維の平均長さ（平均繊維長）は、以下の（１）〜（３）の手順によって、算出することができる。
（１）電気炉を用いて構造物全体を５５０℃で加熱し、樹脂を気化させた後、繊維のみを取り出す。
（２）顕微鏡を用いて繊維の長さを測定する（繊維の測定本数：１サンプルにつき５００本）。
（３）測定した繊維長から、重量平均繊維長を算出する。 In addition, the average length (average fiber length) of the fiber contained in the resin structure T of this embodiment can be calculated by the following procedures (1) to (3).
(1) The whole structure is heated at 550 ° C. using an electric furnace to vaporize the resin, and then only the fibers are taken out.
(2) The length of the fiber is measured using a microscope (number of fibers measured: 500 per sample).
(3) The weight average fiber length is calculated from the measured fiber length.

繊維の平均径は、５μｍ〜２０μｍであるのが好ましく、６μｍ〜１８μｍであるのがより好ましく、７μｍ〜１６μｍであるのがさらに好ましい。繊維の平均径が前記下限値未満の場合、繊維の構成材料や含有率によっては、硬化物等の成形時に繊維が破損しやすくなる。また、繊維の平均径が、前記上限値を超えた場合、繊維の構成材料やその含有率によっては、成形性が低下する場合がある。   The average diameter of the fibers is preferably 5 μm to 20 μm, more preferably 6 μm to 18 μm, and even more preferably 7 μm to 16 μm. When the average diameter of the fibers is less than the lower limit value, the fibers are likely to be damaged during molding of a cured product or the like depending on the constituent material and content of the fibers. Moreover, when the average diameter of the fiber exceeds the upper limit, the formability may be lowered depending on the constituent material of the fiber and its content.

繊維の断面形状は、特に限定されないが、円形および楕円形等の略円形等、三角形、四角形および六角形等の多角形、扁平形、星形等の異形等のいかなる形状であってもよい。これらの中でも、繊維の断面形状は、特に、略円形または扁平形であるのが好ましい。これにより、硬化物等の表面の平滑性を向上することができる。また、硬化物等の成形時の取扱性がより向上し、その成形性がさらに良好となる。   The cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited, but may be any shape such as a substantially circular shape such as a circle and an ellipse, a polygon such as a triangle, a quadrangle, and a hexagon, a flat shape, and a deformed shape such as a star. Among these, the cross-sectional shape of the fiber is particularly preferably substantially circular or flat. Thereby, the smoothness of the surface of the cured product or the like can be improved. Moreover, the handleability at the time of shaping | molding hardened | cured material etc. improves more, and the moldability becomes further favorable.

繊維としては、それぞれ、例えば、アラミド繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維（脂肪族ポリアミド繊維）およびフェノール繊維等の有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維およびバサルト繊維等の無機繊維、ステンレス繊維、スチール繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維および青銅繊維等の金属繊維等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、繊維としては、それぞれ、特に、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維であることがより好ましい。   Examples of the fibers include organic fibers such as aramid fibers, acrylic fibers, nylon fibers (aliphatic polyamide fibers) and phenol fibers, glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, rock wool, potassium titanate fibers and basalt fibers, respectively. Inorganic fibers, stainless fibers, steel fibers, aluminum fibers, copper fibers, brass fibers, bronze fibers, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination. Among these, the fibers are more preferably aramid fibers, carbon fibers, and glass fibers, respectively.

ガラス繊維を用いた場合には、単位体積あたりの硬化物等の均一性が向上し、硬化物等の成形性が特に良好となる。さらに、硬化物等の均一性が向上することで、硬化物等における内部応力の均一性が向上し、結果として、硬化物等のうねりが小さくなる。また、高負荷における硬化物等の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、炭素繊維またはアラミド繊維を用いた場合には、硬化物等の機械的強度をさらに高めることができるとともに、硬化物等をより軽量化することができる。   When glass fiber is used, the uniformity of the cured product per unit volume is improved, and the moldability of the cured product is particularly good. Furthermore, by improving the uniformity of the cured product or the like, the uniformity of internal stress in the cured product or the like is improved, and as a result, the undulation of the cured product or the like is reduced. In addition, it is possible to further improve the wear resistance of a cured product or the like under a high load. In addition, when carbon fiber or aramid fiber is used, the mechanical strength of the cured product can be further increased, and the cured product can be further reduced in weight.

ガラス繊維を構成するガラスの具体例としては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラスが挙げられる。これらの中でも、ガラス繊維を構成するガラスとしては、特に、Ｅガラス、Ｔガラス、または、Ｓガラスが好ましい。このようなガラス繊維を用いることにより、繊維の高弾性化を達成することができ、その熱膨張係数も小さくすることができる。   Specific examples of the glass constituting the glass fiber include, for example, E glass, C glass, A glass, S glass, D glass, NE glass, T glass, and H glass. Among these, as glass constituting the glass fiber, E glass, T glass, or S glass is particularly preferable. By using such glass fiber, it is possible to achieve high elasticity of the fiber and to reduce its thermal expansion coefficient.

また、炭素繊維の具体例としては、例えば、引張強度３５００ＭＰａ以上の高強度の炭素繊維や、弾性率２３０ＧＰａ以上の高弾性率の炭素繊維が挙げられる。炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維、ピッチ系の炭素繊維のいずれであってもよいが、引張強度が高いため、ポリアクリロニトリル系の炭素繊維が好ましい。   Specific examples of the carbon fiber include a high-strength carbon fiber having a tensile strength of 3500 MPa or more and a high-modulus carbon fiber having an elastic modulus of 230 GPa or more. The carbon fiber may be either a polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber or a pitch-based carbon fiber, but is preferably a polyacrylonitrile-based carbon fiber because of its high tensile strength.

また、アラミド繊維を構成するアラミド樹脂は、メタ型構造およびパラ型構造のいずれの構造を有していてもよい。   Moreover, the aramid resin which comprises an aramid fiber may have any structure of a meta type structure and a para type structure.

また、繊維は、予め表面処理が施されているのが好ましい。
予め表面処理を施すことにより、繊維は、樹脂構造物Ｔ中や、後述する硬化物等中での分散性を高めることや、樹脂との密着力を高めること等ができる。 Moreover, it is preferable that the fiber is surface-treated beforehand.
By performing the surface treatment in advance, the fibers can increase the dispersibility in the resin structure T, a cured product, etc., which will be described later, and the adhesion with the resin.

このような表面処理の方法としては、例えば、カップリング剤処理、酸化処理、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、および、ブラスト処理が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、カップリング剤処理が好ましい。   Examples of such surface treatment methods include coupling agent treatment, oxidation treatment, ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, and blast treatment, and one or more of these may be combined. Can be used. Among these, the coupling agent treatment is particularly preferable.

カップリング剤処理に用いるカップリング剤は、特に限定されず、樹脂の種類によって、適宜選択することができる。   The coupling agent used for the coupling agent treatment is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of resin.

カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いる。これらの中でも、特に、シラン系カップリング剤が好ましい。これにより、繊維は、硬化性樹脂に対する密着性が特に向上する。   Examples of the coupling agent include a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and an aluminum coupling agent, and one or more of these are used in combination. Among these, a silane coupling agent is particularly preferable. Thereby, especially the adhesiveness with respect to curable resin improves a fiber.

シラン系カップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤、メタクリルシランカップリング剤、クロロシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等が挙げられる。   Silane coupling agents include epoxy silane coupling agents, cationic silane coupling agents, amino silane coupling agents, vinyl silane coupling agents, mercapto silane coupling agents, methacryl silane coupling agents, chlorosilane coupling agents, and acrylic silanes. A coupling agent etc. are mentioned.

樹脂構造物Ｔ中における、繊維の含有率は、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。これにより、得られる硬化物等の機械的強度をより効率よく向上させることができる。   The fiber content in the resin structure T is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less. Thereby, mechanical strength, such as hardened | cured material obtained, can be improved more efficiently.

「その他の成分」
樹脂構造物Ｔは、さらに、必要に応じて、硬化剤、硬化助剤、充填材、離型剤、顔料、増感剤、酸増殖剤、可塑剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤および帯電防止剤等を含んでいてもよい。 "Other ingredients"
The resin structure T may further include a curing agent, a curing aid, a filler, a release agent, a pigment, a sensitizer, an acid proliferation agent, a plasticizer, a flame retardant, a stabilizer, an antioxidant, and the like, if necessary. It may contain an antistatic agent or the like.

硬化剤は、樹脂の種類等に応じて、適宜選択して用いることができ、特定の化合物に限定されない。   A hardening | curing agent can be suitably selected and used according to the kind etc. of resin, and is not limited to a specific compound.

樹脂として、例えば、フェノール樹脂に用いる場合には、硬化剤としては、２官能以上のエポキシ系化合物、イソシアネート類、および、ヘキサメチレンテトラミン等から選択して用いることができる。   As the resin, for example, when used for a phenol resin, the curing agent can be selected from bifunctional or higher epoxy compounds, isocyanates, hexamethylenetetramine, and the like.

また、樹脂として、エポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ジシアミンジアミドなどのアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物などの酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂などのポリフェノール化合物、イミダゾール化合物等から選択して用いることができる。これらの中でも、取扱い作業性、環境面からも、硬化剤として、ノボラック型フェノール樹脂を選択することが好ましい。   When an epoxy resin is used as the resin, the curing agent may be an acid anhydride such as an amine compound such as an aliphatic polyamine, aromatic polyamine or diciamine diamide, an alicyclic acid anhydride, or an aromatic acid anhydride. Products, polyphenol compounds such as novolac type phenol resins, imidazole compounds and the like. Among these, it is preferable to select a novolac-type phenol resin as a curing agent from the viewpoint of handling workability and environment.

特に、エポキシ樹脂として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤としては、ノボラック型フェノール樹脂を選択して用いることが好ましい。これにより、繊維強化樹脂硬化物の耐熱性を向上させることができる。   In particular, when a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, or a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin is used as the epoxy resin, it is preferable to select and use a novolac type phenol resin as a curing agent. . Thereby, the heat resistance of the fiber reinforced resin cured product can be improved.

硬化剤を用いる場合には、樹脂構造物Ｔにおける硬化剤の含有率は、使用する硬化剤や樹脂の種類等によって適宜設定されるが、例えば、０．１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。これにより、繊維強化樹脂硬化物を任意の形状に容易に形成することができる。   When a curing agent is used, the content of the curing agent in the resin structure T is appropriately set depending on the type of the curing agent and the resin used, and is, for example, 0.1% by mass or more and 30% by mass or less. It is preferable. Thereby, a fiber reinforced resin hardened material can be easily formed in arbitrary shapes.

また、硬化助剤としては、特に限定されないが、例えば、イミダゾール化合物、三級アミン化合物、有機リン化合物などを用いることができる。   Moreover, it does not specifically limit as a hardening adjuvant, For example, an imidazole compound, a tertiary amine compound, an organic phosphorus compound etc. can be used.

硬化助剤を用いる場合には、樹脂構造物Ｔにおける硬化助剤の含有率は、使用する硬化助剤や硬化剤の種類等によって適宜設定されるが、例えば、０．００１質量％以上１０質量％以下が好ましい。これにより、樹脂構造物Ｔをより容易に硬化させることができるため、繊維強化樹脂硬化物をより容易に成形することができる。   In the case of using a curing aid, the content of the curing aid in the resin structure T is appropriately set depending on the type of the curing aid and the curing agent used. For example, 0.001% by mass or more and 10% by mass. % Or less is preferable. Thereby, since the resin structure T can be hardened more easily, a fiber reinforced resin hardened | cured material can be shape | molded more easily.

また、充填材としては、特に限定されないが、無機充填材、有機充填材等が挙げられる。無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、マイカ、タルク、ワラストナイト、ガラスビーズ、ミルドカーボン、グラファイト等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、有機充填材としては、例えば、ポリビニルブチラール、アクリロニトリルブタジエンゴム、パルプ、木粉等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、硬化物等の靱性を向上させる効果がさらに高まるという観点からは、充填材（有機充填材）として、アクリロニトリルブタジエンゴムを用いることが好ましい。   Further, the filler is not particularly limited, and examples thereof include inorganic fillers and organic fillers. Examples of the inorganic filler include calcium carbonate, clay, silica, mica, talc, wollastonite, glass beads, milled carbon, graphite, and the like, and one or more of these may be used in combination. Can do. Examples of the organic filler include polyvinyl butyral, acrylonitrile butadiene rubber, pulp, wood powder, and the like, and one or more of these can be used in combination. Among these, acrylonitrile butadiene rubber is preferably used as the filler (organic filler) from the viewpoint of further enhancing the effect of improving the toughness of the cured product.

充填材を用いる場合には、樹脂構造物Ｔにおける充填材の含有率は、特に限定されないが、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。これにより、硬化物等の機械的強度をさらに向上することができる。   When the filler is used, the content of the filler in the resin structure T is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. Thereby, mechanical strength, such as hardened | cured material, can further be improved.

また、離型剤としては、特に限定されないが、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等を用いることができる。   Moreover, as a mold release agent, although it does not specifically limit, a zinc stearate, a calcium stearate, etc. can be used.

離型剤を用いる場合には、樹脂構造物Ｔ中における離型剤の含有率は、特に限定されないが、０．０１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。これにより、硬化物等を任意の形状により容易に形成することができる。   In the case of using a release agent, the content of the release agent in the resin structure T is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more and 5.0% by mass or less. Thereby, hardened | cured material etc. can be easily formed by arbitrary shapes.

ここで、本実施形態の樹脂構造物Ｔにおいて、樹脂中の繊維が開繊された状態とは、繊維束がばらけて樹脂中に繊維が広がっている状態をいうものとする。   Here, in the resin structure T of this embodiment, the state in which the fibers in the resin are opened refers to a state in which the fiber bundles are scattered and the fibers are spread in the resin.

また、本実施形態の樹脂構造物Ｔにおいて、樹脂中に繊維が分散した状態とは、全体として実質的に、繊維が一方向にのみ配向しているとは認められない状態をいうものとする。   Further, in the resin structure T of the present embodiment, the state in which the fibers are dispersed in the resin means a state in which it is not recognized that the fibers are substantially oriented in only one direction as a whole. .

具体的には、本実施形態の樹脂構造物Ｔは、樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１以上０．３５以下であることが好ましく、０．０５以上０．２４以下であることがより好ましい。配向テンソル値の標準偏差が上記好ましい範囲内であると、繊維の配向性がランダム配向により近い傾向であると評価することができる。なお、樹脂中の繊維の配向状態を評価するための配向テンソル値の標準偏差は、後述する繊維強化樹脂硬化物と同様の手法によって算出することができる。   Specifically, in the resin structure T of the present embodiment, the standard deviation of the orientation tensor value indicating the orientation state of the fibers in the resin is preferably 0.01 or more and 0.35 or less, and 0.05 or more. More preferably, it is 0.24 or less. When the standard deviation of the orientation tensor value is within the above preferable range, it can be evaluated that the orientation of the fiber tends to be closer to the random orientation. In addition, the standard deviation of the orientation tensor value for evaluating the orientation state of the fibers in the resin can be calculated by the same method as that for the cured fiber reinforced resin described later.

樹脂構造物Ｔは、平均密度の値が、０．８〜１．５（ｇ／ｃｍ３）の範囲であることが好ましく、０．９〜１．４（ｇ／ｃｍ３）の範囲であることがより好ましい。なお、樹脂構造物Ｔの平均密度は、「ＪＩＳ Ｚ８８０７」に規定の幾何学的測定による密度および比重の測定方法に従って、測定することができる。 The resin structure T preferably has an average density value in the range of 0.8 to 1.5 (g / cm 3 ), and is in the range of 0.9 to 1.4 (g / cm 3 ). It is more preferable. In addition, the average density of the resin structure T can be measured according to the density and specific gravity measurement method by the geometric measurement specified in “JIS Z8807”.

本実施形態の樹脂構造物Ｔは、平均密度の値が上述した数値範囲であることにより、樹脂中において開繊された繊維を分散した状態で保持することができる。これにより、本実施形態の樹脂構造物Ｔを圧縮成形等の原料として用いた際に、機械的強度の向上が充分であり、品質が安定した繊維強化樹脂硬化物、あるいは繊維強化樹脂成形品を製造することが可能となる。   The resin structure T of the present embodiment can hold the fibers opened in the resin in a dispersed state when the average density value is in the numerical range described above. As a result, when the resin structure T of the present embodiment is used as a raw material for compression molding or the like, a cured fiber reinforced resin or a fiber reinforced resin molded product with sufficient mechanical strength and stable quality can be obtained. It can be manufactured.

また、本実施形態の樹脂構造物Ｔは、断面視した際に、繊維の面積分率が、２６〜４５％の範囲であることが好ましく、２８〜４２％の範囲であることがより好ましい。断面視した際の繊維の面積分率が上述した好ましい範囲であることにより、樹脂中において開繊された繊維を分散した状態で保持されていることを確認することができる。   Moreover, when the resin structure T of this embodiment is cross-sectional view, it is preferable that the area fraction of a fiber is the range of 26 to 45%, and it is more preferable that it is the range of 28 to 42%. When the area fraction of the fiber when viewed in cross section is within the above-described preferable range, it can be confirmed that the fiber opened in the resin is held in a dispersed state.

なお、断面視した際の、繊維の面積分率の測定は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置（ヤマト科学製、「ＴＤＭ１０００−ＩＩ」等）を用いて測定することができる。また、測定方法としては、具体的には、例えば、Ｘ線ＣＴで測定した断面像から繊維の面積を抽出して、その面積分率を求めることができる。   In addition, the measurement of the area fraction of the fiber when viewed in cross section can be performed using, for example, an X-ray CT apparatus (manufactured by Yamato Kagaku, “TDM1000-II”, etc.). As a measurement method, specifically, for example, the area of the fiber can be extracted from a cross-sectional image measured by X-ray CT, and the area fraction can be obtained.

本実施形態の樹脂構造物Ｔは、タブレット等の所定の形状を有する。ここで、樹脂構造物Ｔの形状としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、円柱状、角柱状、板状、レンズ状、製品形状に近い形状（例えば、上方からの投影形状に近い形状）等が挙げられる。   The resin structure T of the present embodiment has a predetermined shape such as a tablet. Here, the shape of the resin structure T is not particularly limited. Specifically, for example, a columnar shape, a prismatic shape, a plate shape, a lens shape, a shape close to a product shape (for example, from above) For example).

樹脂構造物Ｔの厚みは、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。具体的には、後述するように未開繊のペレットを開繊した後に加圧するため、樹脂構造物Ｔの厚みとしては、１ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができ、好ましくは２ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。なお、樹脂構造物Ｔの厚み方向は、加圧成形時の加圧方向である。また、レンズ状等の厚みに分布のあるものでは、厚みが最大の部分の厚みを意味するものとし、タブレット等の形状を賦形した後に、さらに略球状、フットボール状などの他の形状に賦形しなおすことも必要に応じて実施できる。   The thickness of the resin structure T is not particularly limited and can be appropriately selected. Specifically, as described later, since pressure is applied after unopened pellets are opened, the thickness of the resin structure T can be 1 mm or more and 300 mm or less, and preferably 2 mm or more and 200 mm or less. In addition, the thickness direction of the resin structure T is a pressing direction at the time of pressure molding. In addition, when the lens has a thickness distribution, it means the thickness of the thickest part, and after shaping the shape of the tablet, it is further shaped into another shape such as a substantially spherical shape or a football shape. Re-shaping can be performed as needed.

＜繊維含有樹脂構造物の製造方法＞
次に、本実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法の一例について、説明する。図３及び図４は、本発明を適用した一実施形態である樹脂構造物Ｔの製造方法を説明するための模式図である。 <Method for producing fiber-containing resin structure>
Next, an example of the manufacturing method of the resin structure T of this embodiment will be described. 3 and 4 are schematic views for explaining a method for manufacturing a resin structure T which is an embodiment to which the present invention is applied.

本実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法は、繊維の束を樹脂で固めたペレットを用意する工程（準備工程）と、ペレットを加熱し、溶融した樹脂中に繊維が開繊した状態で分散する樹脂組成物の溶融混合物を得る工程（第１工程）と、上記溶融混合物を、溶融状態を維持したまま金型の凹部（キャビティ）内に移送する工程（第２工程）と、圧力をかけながら所望の形状の樹脂構造物Ｔを成形する工程（第３工程）とを含んで、概略構成されている。   The manufacturing method of the resin structure T of the present embodiment includes a step of preparing a pellet in which a bundle of fibers is hardened with a resin (preparation step), and the pellet is heated and dispersed in a state where the fiber is opened in the molten resin A step of obtaining a molten mixture of the resin composition to be performed (first step), a step of transferring the molten mixture into the concave portion (cavity) of the mold while maintaining the molten state (second step), and applying pressure However, it is schematically configured including a step (third step) of molding the resin structure T having a desired shape.

（準備工程）
準備工程では、樹脂構造物Ｔを製造する際に原料として用いるペレットＰを準備する。具体的には、先ず、図３に示すように、長繊維の束を樹脂で固めたペレットＰを成形する。
ここで、ペレットＰは、上述した樹脂構造物Ｔで説明した樹脂、繊維、及びその他の成分を含んで、概略構成されている。 (Preparation process)
In the preparation step, a pellet P used as a raw material when the resin structure T is manufactured is prepared. Specifically, first, as shown in FIG. 3, a pellet P in which a bundle of long fibers is hardened with a resin is formed.
Here, the pellet P is roughly configured to include the resin, fiber, and other components described in the resin structure T described above.

ペレットＰに含まれる繊維の平均長さは、３ｍｍ以５０ｍｍ以下であるのが好ましく、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる硬化物等の機械的強度をさらに優れたものとすることができる。これに対して、繊維の平均長さが前記下限値未満の場合、繊維の構成材料やその含有率によっては、硬化物等の形状安定性が充分に得られない場合がある。   The average length of the fibers contained in the pellet P is preferably 3 mm or more and 50 mm or less, and more preferably 5 mm or more and 30 mm or less. Thereby, the mechanical strength of the cured product finally obtained can be further improved. On the other hand, when the average length of the fiber is less than the lower limit value, the shape stability of the cured product may not be sufficiently obtained depending on the constituent material of the fiber and its content.

ペレットＰを調製する方法としては、例えば、特表２００２−５０９１９９号公報の記載に準じて、ロービングを使用する粉体含浸法を用いることができる。   As a method for preparing the pellet P, for example, a powder impregnation method using roving can be used according to the description in JP-T-2002-509199.

ロービングを使用する粉体含浸法とは、流動床技術を使用して、繊維を乾式法によりコーティングする方法である。具体的には、まず、繊維以外の樹脂等の材料を、事前の混練なしで流動床から、直接、繊維に被着させる。次に、短時間の加熱によって、樹脂等の材料を繊維に固着させる。そして、このようにコーティングされた繊維を、冷却装置および場合によって加熱装置からなる状態調節セクションに通す。その後、冷却され、かつ、コーティングされた繊維を引き取り、ストランドカッターにより、それぞれ所望の長さに切断する。これにより、図３に示すような、ペレットＰが得られる。   The powder impregnation method using roving is a method of coating fibers by a dry method using a fluidized bed technique. Specifically, first, a material such as a resin other than the fibers is directly applied to the fibers from the fluidized bed without prior kneading. Next, a material such as a resin is fixed to the fiber by heating for a short time. The coated fiber is then passed through a conditioning section consisting of a cooling device and possibly a heating device. Thereafter, the cooled and coated fiber is taken up and cut to a desired length by a strand cutter. Thereby, the pellet P as shown in FIG. 3 is obtained.

（第１工程）
第１工程では、準備工程で成形したペレットＰを加熱し、樹脂を溶融して、溶融した樹脂中に繊維が開繊した状態で分散する樹脂組成物の溶融混合物を得る。本実施形態では、図３に示すように、射出成型機１０を用いて溶融混合することにより、ペレットＰに含まれる繊維の開繊と繊維の分散を促進させる。 (First step)
In a 1st process, the pellet P shape | molded by the preparatory process is heated, resin is melted, and the molten mixture of the resin composition disperse | distributed in the state which the fiber opened in the melted resin is obtained. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the fiber opening contained in the pellet P and the fiber dispersion are promoted by melt mixing using the injection molding machine 10.

なお、射出成型機１０は、図３に示すように、シリンダー１１と、シリンダー１１の先端に設けられたノズル１２と、シリンダー１１内で回転可能なスクリュー１３と、シリンダー１１とスクリュー１３との間の空間に樹脂及び繊維の原料となるペレットＰを投入するための投入口１４と、シリンダー１１を介して樹脂原料を加熱するヒータ１５と、を備えて、概略構成されている。   As shown in FIG. 3, the injection molding machine 10 includes a cylinder 11, a nozzle 12 provided at the tip of the cylinder 11, a screw 13 that can rotate within the cylinder 11, and between the cylinder 11 and the screw 13. , And a heater 15 for heating the resin material via the cylinder 11 is schematically configured.

具体的には、先ず、図３に示すように、加熱している射出成型機１０に対して投入口１４からペレットＰを供給する。供給されたペレットＰは、シリンダー１１内において樹脂が溶融する。この時、シリンダー１１内の温度は、７０〜１４０（℃）の範囲とすることが好ましく、８０〜１３０（℃）の範囲とすることがより好ましい。そして、スクリュー１３の回転によるせん断力によって、繊維が開繊される。これにより、溶融した樹脂中に開繊した繊維が分散した、溶融混合物が得られる。   Specifically, first, as shown in FIG. 3, the pellet P is supplied from the inlet 14 to the heating injection molding machine 10. In the supplied pellet P, the resin melts in the cylinder 11. At this time, the temperature in the cylinder 11 is preferably in the range of 70 to 140 (° C.), and more preferably in the range of 80 to 130 (° C.). Then, the fiber is opened by the shearing force generated by the rotation of the screw 13. As a result, a molten mixture in which the spread fibers are dispersed in the molten resin is obtained.

（第２工程）
次に、第２工程では、ノズル１２の先端に設けられた吐出口１２ａから溶融混合物をタブレット成形用の予備成形機２０の金型内（すなわち、キャビティ内）に押し出す。具体的には、シリンダー１１内においてスクリュー１３が回転することにより、溶融混合物に対してノズル１２方向に向かう応力がかかる。 (Second step)
Next, in the second step, the molten mixture is extruded from the discharge port 12a provided at the tip of the nozzle 12 into the mold (that is, into the cavity) of the pre-forming machine 20 for tablet molding. Specifically, when the screw 13 rotates in the cylinder 11, stress toward the nozzle 12 is applied to the molten mixture.

なお、予備成形機２０は、図３に示すように、射出成型機１０と連結するように設けられており、射出成型機１０のノズル１２の先端に設けられた吐出口１２ａが予備成形機２０のキャビティに開口するように構成されている。これにより、吐出口１２ａから吐出される溶融混合物を、溶融状態を維持したまま金型の凹部（キャビティ）２０ａ内に移送することができる。   As shown in FIG. 3, the preforming machine 20 is provided so as to be connected to the injection molding machine 10, and a discharge port 12 a provided at the tip of the nozzle 12 of the injection molding machine 10 is provided as the preforming machine 20. It is comprised so that it may open to the cavity. Thereby, the molten mixture discharged from the discharge port 12a can be transferred into the concave portion (cavity) 20a of the mold while maintaining the molten state.

ここで、スクリュー周速としては、射出成型機１０において、１６〜３４０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲とすることが好ましく、３０〜２５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲とすることがより好ましい。さらに、押出された樹脂の温度としては、７０〜１４０（℃）の範囲とすることが好ましく、８０〜１３０（℃）の範囲とすることがより好ましい。スクリュー周速、及び温度を上記好ましい範囲とすることにより、溶融した樹脂中において繊維の開繊と分散とを効果的に行うことができる。   Here, the screw peripheral speed in the injection molding machine 10 is preferably in the range of 16 to 340 (mm / sec), and more preferably in the range of 30 to 250 (mm / sec). Furthermore, the temperature of the extruded resin is preferably in the range of 70 to 140 (° C), and more preferably in the range of 80 to 130 (° C). By setting the screw peripheral speed and the temperature within the above preferred ranges, fiber opening and dispersion can be effectively performed in the molten resin.

また、吐出口１２ａの直径としては、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。具体的には、吐出口１２ａの直径は、３〜４０（ｍｍ）の範囲とすることが好ましく、５〜３０（ｍｍ）の範囲とすることがより好ましい。上記好ましい範囲とすることで、キャビティ２０ａ内への吐出が容易となるために好ましい。   Further, the diameter of the discharge port 12a is not particularly limited and can be appropriately selected. Specifically, the diameter of the discharge port 12a is preferably in the range of 3 to 40 (mm), and more preferably in the range of 5 to 30 (mm). The above preferable range is preferable because discharge into the cavity 20a is facilitated.

次に、予備成形機２０を用いて溶融混合物の計量（秤量）を行う。具体的には、例えば、吐出口１２ａから吐出した溶融混合物を金型のキャビティ２０ａ内に移送した際の重量変化を計測することにより、所要量の溶融混合物をキャビティ２０ａ内に供給する。次いで、所要量の溶融混合物を秤取した後、射出成型機１０からの溶融混合物の供給を停止する。   Next, the molten mixture is weighed (weighed) using the preforming machine 20. Specifically, for example, by measuring a change in weight when the molten mixture discharged from the discharge port 12a is transferred into the cavity 20a of the mold, a required amount of the molten mixture is supplied into the cavity 20a. Next, after the required amount of the molten mixture is weighed, the supply of the molten mixture from the injection molding machine 10 is stopped.

また、本実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法では、繊維の開繊が進むが、折損も生じるため、樹脂構造物Ｔ中の繊維長が短くなる。したがって、原料として射出成型機１０に投入するペレットＰでは、樹脂構造物Ｔにおいて必要な繊維の長さよりも長い繊維を含むものを用いることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the resin structure T of this embodiment, although fiber opening advances, since breakage also arises, the fiber length in the resin structure T becomes short. Therefore, it is preferable to use the pellet P to be put into the injection molding machine 10 as a raw material, which contains fibers longer than the necessary length of the resin structure T.

また、射出成型機１０を用いて開繊した後の繊維長は、スクリュー１３の形状や、ノズル１２の形状等によっても変化する。したがって、繊維の折損を防ぐのに適した形状を適宜選択して用いることが好ましい。   Further, the fiber length after opening using the injection molding machine 10 also varies depending on the shape of the screw 13, the shape of the nozzle 12, and the like. Therefore, it is preferable to select and use a shape suitable for preventing fiber breakage.

（第３工程）
次に、第３工程では、図４に示すように、予備成形機２０において、秤取した溶融混合物を冷却する前に柔らかい状態で加圧して賦形することが好ましい。通常溶融している状態で加圧打錠するため、金型や該混合物を加熱する必要はないが、必要に応じて所要の温度となるまで冷却、あるいは加熱しても構わない。 (Third step)
Next, in the third step, as shown in FIG. 4, it is preferable that the preformed machine 20 is shaped by pressing in a soft state before cooling the weighed molten mixture. Usually, since it is compressed and compressed in a melted state, it is not necessary to heat the mold or the mixture, but it may be cooled or heated to a required temperature as necessary.

なお、賦形する際の溶融混合物の温度としては、打錠できる柔らかさを維持していれば、特に限定されるものではない。また、賦形する際の圧力としては、所要の形状に賦形できれば、特に限定されるものではない。具体的には、１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下とすることができ、好ましくは２ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。これにより、所要量の樹脂及び繊維を含むとともに、例えばタブレット等の所定の形状を有する、本実施形態の樹脂構造物Ｔを製造することができる。   The temperature of the molten mixture at the time of shaping is not particularly limited as long as the softness capable of tableting is maintained. Further, the pressure at the time of shaping is not particularly limited as long as it can be shaped into a required shape. Specifically, it can be set to 1 MPa or more and 30 MPa or less, and preferably 2 MPa or more and 20 MPa or less. Thereby, while containing a required amount of resin and fiber, the resin structure T of this embodiment which has predetermined shapes, such as a tablet, can be manufactured.

（繊維強化樹脂硬化物）
次に、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物の構成について説明する。
本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、上述した樹脂構造物Ｔのうち、樹脂として熱硬化性樹脂を含むものを原料として製造したものである。すなわち、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、熱硬化性樹脂と、上記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を硬化したものである。 (Hardened fiber reinforced resin)
Next, the structure of the fiber reinforced resin cured product of this embodiment will be described.
The fiber reinforced resin cured product of the present embodiment is manufactured by using, as a raw material, the resin structure T described above that includes a thermosetting resin as a resin. That is, the fiber reinforced resin cured product of the present embodiment is obtained by curing a fiber-containing resin structure including a thermosetting resin and fibers dispersed in the opened state in the resin.

本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値（フラクタル次元（Ｄ）値）が、０．３以上１．０以下であることが好ましく、０．３２以上０．９以下であることがより好ましい。フラクタル値が上記好ましい範囲内であると、未開繊の繊維が少なく、樹脂中に繊維が偏在していないことを示しており、樹脂中の繊維の開繊及び分散の状態が良好であると評価することができる。   The cured fiber reinforced resin of the present embodiment preferably has a fractal value (fractal dimension (D) value) indicating a dispersion state of fibers in the resin of 0.3 or more and 1.0 or less, and 0.32 or more. More preferably, it is 0.9 or less. When the fractal value is within the above-mentioned preferred range, there are few unopened fibers, indicating that the fibers are not unevenly distributed in the resin, and it is evaluated that the state of fiber opening and dispersion in the resin is good. can do.

また、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１以上０．２４以下であることが好ましく、０．０５以上０．２０以下であることがより好ましい。配向テンソル値の標準偏差が上記好ましい範囲内であると、繊維の配向性がランダム配向により近い傾向であり、樹脂中の繊維の分散状態が良好であると評価することができる。   Moreover, it is preferable that the standard deviation of the orientation tensor value which shows the orientation state of the fiber in resin is 0.01 or more and 0.24 or less, and the fiber reinforced resin cured material of this embodiment is 0.05 or more and 0.00. More preferably, it is 20 or less. When the standard deviation of the orientation tensor value is within the above preferable range, the orientation of the fibers tends to be closer to the random orientation, and it can be evaluated that the dispersion state of the fibers in the resin is good.

ここで、繊維強化樹脂硬化物における繊維の開繊及び分散の状態、及び配向状態の評価は、対象となる硬化物をさまざまな方向からＸ線で撮影し、コンピュータによって再構成処理を行うＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；コンピュータ断層撮影法）を用いて測定したデータから算出することができる。これにより、対象となる硬化物を非破壊で評価することができる。また、Ｘ線検査装置としては、例えば、ヤマト科学製「ＴＤＭ１０００−ＩＩ」等を用いることができる。   Here, in the fiber reinforced resin cured product, the state of fiber opening and dispersion, and the evaluation of the orientation state are obtained by photographing the target cured product with X-rays from various directions and performing reconstruction processing by a computer. It can be calculated from data measured using CT (Computed Tomography). Thereby, the hardened | cured material used as object can be evaluated nondestructively. As the X-ray inspection apparatus, for example, “TDM1000-II” manufactured by Yamato Kagaku can be used.

なお、樹脂中の繊維の分散状態を評価するためのフラクタル次元（Ｄ）値は、具体的には以下の（１）〜（４）の手順によって算出する。
（１）先ず、Ｘ線ＣＴを用いて測定したデータから得られる二次元画像を二値化する。
（２）次に、二次元画像の全体を、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれがｎ等分（６≦ｎ≦８２）となるように分割する。これにより、画像全体をｎ２個のボックスに分割する。
（３）次に、各ｎ値において各ボックス内の繊維面積率を算出し、この繊維面積率の平均値（ａ）と標準偏差（σ）とから、変動係数（Ｃｖ（ｎ）＝σ／ａ）を算出する。
（４）次に、ｘ軸にｎ値の逆数「１／ｎ」、ｙ軸に変動係数「Ｃｖ（ｎ）」とした両対数のグラフにおいて各ｎ値についてプロットし、得られた近似直線の傾きに「−１」を乗じた値をフラクタル次元（Ｄ）値とする。
フラクタル次元（Ｄ）値が大きいほど、樹脂中の繊維の分散性が高いと評価することができる。 In addition, the fractal dimension (D) value for evaluating the dispersion state of the fiber in resin is specifically calculated by the following procedures (1) to (4).
(1) First, a two-dimensional image obtained from data measured using X-ray CT is binarized.
(2) Next, the entire two-dimensional image is divided so that each of the X direction and the Y direction is divided into n equal parts (6 ≦ n ≦ 82). This divides the entire image into n 2 boxes.
(3) Next, the fiber area ratio in each box is calculated at each n value, and the coefficient of variation (C v (n) = σ is calculated from the average value (a) and standard deviation (σ) of the fiber area ratio. / A) is calculated.
(4) Next, each n value is plotted in a log-log graph with the reciprocal number “1 / n” on the x-axis and the coefficient of variation “C v (n)” on the y-axis, and the obtained approximate straight line A value obtained by multiplying the slope of “−1” by “−1” is defined as a fractal dimension (D) value.
It can be evaluated that the greater the fractal dimension (D) value, the higher the dispersibility of the fibers in the resin.

また、樹脂中の繊維の配向状態を評価するための配向テンソル値の標準偏差は、具体的には以下の（１）〜（４）の手順によって算出する。
（１）先ず、Ｘ線ＣＴを用いて測定したデータから、三次元モデルを再構成する。
（２）三次元モデルについて、繊維と樹脂を二値化し分離する。
（３）繊維方向テンソル（Ｔｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚ）を算出する。なお、Ｔｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚは、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の配向テンソルを示す。また、Ｔｘｘ＋Ｔｙｙ＋Ｔｚｚ＝１となる。各々の配向テンソル値が０．３３のとき、ランダム配向していると評価することができる。
（４）解析範囲内の合計データ数が２０００程度のＴｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚから標準偏差を算出する。 Moreover, the standard deviation of the orientation tensor value for evaluating the orientation state of the fibers in the resin is specifically calculated by the following procedures (1) to (4).
(1) First, a three-dimensional model is reconstructed from data measured using X-ray CT.
(2) For the three-dimensional model, the fiber and the resin are binarized and separated.
(3) The fiber direction tensor (Txx, Tyy, Tzz) is calculated. Txx, Tyy, and Tzz indicate alignment tensors in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively. Further, Txx + Tyy + Tzz = 1. When each orientation tensor value is 0.33, it can be evaluated that the orientation is random.
(4) A standard deviation is calculated from Txx, Tyy, Tzz whose total number of data in the analysis range is about 2000.

本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、上述したように、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値、及び樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が所要の範囲であるため、機械的強度が十分に向上したものとなる。また、硬化物の品質は、安定したものとなる。   As described above, the fiber reinforced resin cured product of this embodiment has a standard deviation of the fractal value indicating the dispersion state of the fibers in the resin and the standard tensor value indicating the alignment state of the fibers in the resin. Therefore, the mechanical strength is sufficiently improved. In addition, the quality of the cured product is stable.

次に、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物の製造方法の一例について、説明する。
本実施形態の繊維強化樹脂硬化物は、成形材料として熱硬化性樹脂を含む樹脂構造物Ｔを用いた、一般的な圧縮成形、移送成形、移送−圧縮成形等によって製造することができる。
具体的には、予備加熱する場合は、上述した樹脂構造物Ｔを熱風循環乾燥機、赤外線ヒータ、高周波予熱等を使用することができ、樹脂の種類や使用量に応じて適宜選択すればよく、中でも高周波予熱が効率的であり好ましい。 Next, an example of the manufacturing method of the fiber reinforced resin cured material of this embodiment is demonstrated.
The fiber-reinforced resin cured product of the present embodiment can be manufactured by general compression molding, transfer molding, transfer-compression molding, or the like using a resin structure T containing a thermosetting resin as a molding material.
Specifically, in the case of preheating, a hot-air circulating dryer, an infrared heater, high-frequency preheating, or the like can be used for the resin structure T described above, and may be appropriately selected according to the type and amount of resin used. Of these, high-frequency preheating is efficient and preferable.

次に、予備加熱した上記樹脂構造物Ｔを金型のキャビティに装入した後、徐々に低圧（例えば、５ＭＰａ程度）をかけ、材料を軟化流動させる。型締め完了の直前または直後にいったん圧力を抜き（ガス抜き操作）、その後、ただちに高圧（例えば、成形圧力１５〜３０ＭＰａ程度）をかけて金型を閉じ切り、所定時間硬化させる。
硬化後、成形品を金型から取り出すことにより、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物が得られる。
上記の態様以外にも、タブレットの作製から連続して成形する場合は、予備加熱せずに、例えば、タブレットが柔らかいうちにすぐに金型のキャビティに装入し、成形することも可能である。 Next, after the preheated resin structure T is inserted into the cavity of the mold, a low pressure (for example, about 5 MPa) is gradually applied to soften and flow the material. Immediately before or after the completion of mold clamping, the pressure is once released (gas venting operation), and then immediately after high pressure (for example, molding pressure of about 15 to 30 MPa) is applied, the mold is closed and cured for a predetermined time.
After curing, the molded product is taken out from the mold to obtain the cured fiber reinforced resin of the present embodiment.
In addition to the above-described embodiment, when the tablet is continuously formed from the production of the tablet, for example, it is possible to immediately insert into the cavity of the mold and mold without preheating, for example, while the tablet is soft. .

なお、高周波予熱によって効果的な予熱を行えば、上述したガス抜き操作は省略することができる。また、重縮合型の樹脂成形材料ではガス抜き操作を要するが、付加重縮合型の樹脂成形材料では、ガス抜き操作は一般に行う必要がない。   If effective preheating is performed by high frequency preheating, the above-described degassing operation can be omitted. In addition, the polycondensation-type resin molding material requires a degassing operation, but the addition polycondensation-type resin molding material generally does not need to be degassed.

また、成形圧力、成形温度および硬化時間等の成形条件は、成形材料である熱硬化性樹脂を含む樹脂構造物Ｔに応じて、適宜選択することが好ましい。例えば、高圧時の成形圧力は２０〜５０ＭＰａ程度、成形温度は１５０〜２００℃程度、硬化時間は１〜１０分程度とすることができる。   Moreover, it is preferable to select suitably molding conditions, such as a molding pressure, a molding temperature, and hardening time, according to the resin structure T containing the thermosetting resin which is a molding material. For example, the molding pressure at high pressure can be about 20 to 50 MPa, the molding temperature can be about 150 to 200 ° C., and the curing time can be about 1 to 10 minutes.

（繊維強化樹脂成形品）
次に、本実施形態の繊維強化樹脂成形品の構成について説明する。
本実施形態の繊維強化樹脂成形品は、上述した樹脂構造物Ｔのうち、樹脂として熱可塑性樹脂を含むものを原料として製造したものである。すなわち、本実施形態の繊維強化樹脂成形品は、熱可塑性樹脂と、上記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を成形（賦形）したものである。 (Fiber-reinforced resin molded product)
Next, the structure of the fiber reinforced resin molded product of this embodiment is demonstrated.
The fiber-reinforced resin molded product of the present embodiment is manufactured by using, as a raw material, the above-described resin structure T that includes a thermoplastic resin as a resin. That is, the fiber-reinforced resin molded product of the present embodiment is obtained by molding (shaping) a fiber-containing resin structure including a thermoplastic resin and fibers dispersed in the opened state in the resin.

本実施形態の繊維強化樹脂成形品は、上述した繊維強化樹脂硬化物と同様に、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値、及び樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が所要の範囲である。このため、機械的強度の向上が十分となり、また、成形物の品質は、安定したものとなる。   The fiber reinforced resin molded product of the present embodiment is a standard deviation of the fractal value indicating the dispersion state of the fibers in the resin and the alignment tensor value indicating the alignment state of the fibers in the resin, like the above-described cured fiber reinforced resin. Is the required range. For this reason, the mechanical strength is sufficiently improved, and the quality of the molded product becomes stable.

なお、本実施形態の繊維強化樹脂成形品についても上記繊維強化樹脂硬化物の製造方法と同様に、一般的な成形方法を適用することによって製造することができる。   In addition, the fiber reinforced resin molded product of the present embodiment can also be manufactured by applying a general molding method in the same manner as the method for manufacturing the cured fiber reinforced resin.

以上説明したように、本実施形態の樹脂構造物（繊維含有樹脂構造物）Ｔによれば、樹脂と当該樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含み、平均密度が所要の値であるため、これを用いて製造した繊維強化樹脂硬化物や繊維強化樹脂成形品の機械的強度を充分に向上することができるとともに、安定した品質を提供することができる。   As described above, according to the resin structure (fiber-containing resin structure) T of the present embodiment, the resin and the fibers dispersed in the opened state in the resin, the average density is a required value. Therefore, it is possible to sufficiently improve the mechanical strength of the cured fiber reinforced resin or the fiber reinforced resin molded product produced using the same, and to provide stable quality.

本実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法によれば、射出成型機１０を用い、溶融した樹脂中に繊維を開繊した状態で分散させた溶融混合物を得るとともに、溶融状態を維持したまま上記溶融混合物を金型（予備成形機２０）のキャビティ２０ａ内に移送することによって、上述した樹脂構造物Ｔを容易に製造することができる。   According to the manufacturing method of the resin structure T of the present embodiment, the injection molding machine 10 is used to obtain a molten mixture in which fibers are opened in a melted resin, while maintaining the molten state. By transferring the molten mixture into the cavity 20a of the mold (preliminary molding machine 20), the above-described resin structure T can be easily manufactured.

また、本実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法によれば、射出成型機１０と予備成形機２０とが連結している構成の装置を用いているため、上述した樹脂構造物Ｔを連続して製造することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the resin structure T of this embodiment, since the apparatus of the structure to which the injection molding machine 10 and the preforming machine 20 are connected is used, the resin structure T mentioned above is continued. Can be manufactured.

本実施形態の繊維強化樹脂硬化物および繊維強化樹脂成形品によれば、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値、及び樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が所要の範囲であるため、機械的強度が十分に向上し、安定した品質を有する。   According to the fiber reinforced resin cured product and the fiber reinforced resin molded product of the present embodiment, the standard deviation of the fractal value indicating the dispersion state of the fibers in the resin and the alignment tensor value indicating the alignment state of the fibers in the resin is required. Because of the range, the mechanical strength is sufficiently improved and the product has a stable quality.

また、本実施形態の繊維強化樹脂硬化物および繊維強化樹脂成形品によれば、成形材料として樹脂構造物Ｔを用いて製造するため、予熱にも便利であり、バリも少なく、また、金型のキャビティ２０ａも浅くすることができる。   Further, according to the cured fiber reinforced resin and the fiber reinforced resin molded product of the present embodiment, since the resin structure T is used as a molding material, it is convenient for preheating, has few burrs, and has a mold. The cavity 20a can also be made shallower.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、樹脂構造物Ｔを用いた硬化物等を製造する際、一般的な圧縮成形に適用した場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、移送成形および射出成形に適用してもよいし、移送−圧縮成形および射出−圧縮成形のように組み合わせたものに適用してもよい。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the cured product or the like using the resin structure T is manufactured is described as an example in which the present invention is applied to general compression molding. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to transfer molding and injection molding, or may be applied to a combination such as transfer-compression molding and injection-compression molding.

また、上述した実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法では、原料となる樹脂及び繊維を射出成型機１０に供給する態様としてペレットＰを用いた場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ペレットＰをさらに固めた集合物を用いてもよいし、樹脂と繊維とを別々に投入してもよい。また、ペレットＰを用いる場合に、樹脂や繊維を追加投入して所望の樹脂構造物Ｔを製造してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the resin structure T of embodiment mentioned above, although the case where the pellet P was used as an aspect which supplies resin and fiber used as a raw material to the injection molding machine 10 was demonstrated as an example, it is limited to this. It is not a thing. For example, an aggregate obtained by further solidifying the pellets P may be used, or the resin and the fiber may be charged separately. Further, when the pellet P is used, a desired resin structure T may be manufactured by additionally adding resin or fiber.

また、上述した実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法では、第１工程において、射出成型機１０を用いた場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、単軸の押出機を用いて樹脂構造物Ｔを製造してもよいし、二軸以上の押出機を用いて製造してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the resin structure T of the above-described embodiment, the case where the injection molding machine 10 is used in the first step has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the resin structure T may be manufactured using a single screw extruder, or may be manufactured using a twin screw extruder.

また、上述した実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法では、第２工程において、予備成形機２０を用いて溶融混合物の計量を行う場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１工程において溶融混合物の計量を行った後、所要の溶融混合物を金型のキャビティ内に移送する構成であってもよい。具体的には、射出成型機１０において、スクリュー１３がシリンダー１１の軸方向に移動可能とすることで、シリンダー１１内において溶融混合物を計量することができる。これにより、射出成型機１０において計量した所要量の溶融混合物を、ノズル１２の吐出口１２ａからキャビティ２０ａ内に供給することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the resin structure T of the above-described embodiment, the case where the molten mixture is measured using the preforming machine 20 in the second step has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. . For example, after the measurement of the molten mixture in the first step, the required molten mixture may be transferred into the mold cavity. Specifically, in the injection molding machine 10, the molten mixture can be measured in the cylinder 11 by enabling the screw 13 to move in the axial direction of the cylinder 11. Thereby, a required amount of the molten mixture measured in the injection molding machine 10 can be supplied into the cavity 20 a from the discharge port 12 a of the nozzle 12.

また、上述した実施形態の樹脂構造物Ｔの製造方法では、射出成型機１０と予備成形機２０とが連結した構成を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、溶融混合物を秤取した後に射出成型機１０と予備成形機２０とが分離可能とした構成であってもよい。これにより、射出成型機１０と予備成形機２０との熱の分散を抑制することができるため、溶融混合物の生成と、樹脂構造物Ｔの形成とを効率よく行うことができる。   Moreover, in the manufacturing method of the resin structure T of embodiment mentioned above, although the structure which the injection molding machine 10 and the preforming machine 20 connected was demonstrated as an example, it is not limited to this. For example, a configuration in which the injection molding machine 10 and the preforming machine 20 are separable after the molten mixture is weighed may be employed. Thereby, since dispersion | distribution of the heat | fever between the injection molding machine 10 and the preforming machine 20 can be suppressed, the production | generation of a molten mixture and formation of the resin structure T can be performed efficiently.

以下、本発明の効果を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the effect of the present invention is explained in detail using an example and a comparative example, the present invention is not limited to the following example.

＜ペレットの調製＞
以下のようにして、ペレットを調製した。
まず、繊維の原繊維としてのシランカップリング剤により表面処理が施されたガラス繊維（Ｅガラス、ＰＰＧ社製ガラス繊維ロービング１０８４、平均径：１５μｍ）を用意した。 <Preparation of pellet>
Pellets were prepared as follows.
First, glass fiber (E glass, glass fiber roving 1084 manufactured by PPG, average diameter: 15 μm) surface-treated with a silane coupling agent as a fiber fibril was prepared.

次いで、樹脂としてのフェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製、商品名スミライトレジンＰＲ−５１４７０、重量平均分子量：２８００、フェノールノボラック樹脂）を３６．０質量部と、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミンを６．０質量部と、硬化助剤としての酸化マグネシウムを１．０質量部と、離型剤としてのステアリン酸カルシウムを１．０質量部と、顔料としてのカーボンブラックを１．０質量部とを混合して、樹脂混合物を得た。   Next, 36.0 parts by mass of a phenol resin as a resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name Sumilite Resin PR-51470, weight average molecular weight: 2800, phenol novolac resin) and 6 of hexamethylenetetramine as a curing agent 0.0 part by mass, 1.0 part by mass of magnesium oxide as a curing aid, 1.0 part by mass of calcium stearate as a mold release agent, and 1.0 part by mass of carbon black as a pigment Thus, a resin mixture was obtained.

次に、流動床技術を使用して、表面処理が施されたガラス繊維に５５質量部となるように、得られた樹脂混合物４５質量部をコーティングし、４００℃に加熱されたヒータにより溶融・固着させ、その後、冷却した。   Next, using a fluidized bed technique, the surface-treated glass fiber is coated with 45 parts by mass of the obtained resin mixture so as to be 55 parts by mass, and melted and heated by a heater heated to 400 ° C. After fixing, it was cooled.

次に、ストランドカッターにより、樹脂混合物がコーティングされたガラス繊維を、平均長さ２０ｍｍの繊維が得られるように切断した。これにより、ペレットを得た。   Next, the glass fiber coated with the resin mixture was cut with a strand cutter so that fibers having an average length of 20 mm were obtained. Thereby, a pellet was obtained.

＜繊維含有樹脂構造物の作製＞
得られたペレットを射出成型機の射出ユニットに投入して１１０℃にて加熱することで樹脂を溶融し、スクリュー周速７０ｍｍ／ｓｅｃ（直径３２ｍｍ：回転数４３ｒｐｍ）で繊維を開繊して、溶融混合物を得た。次いで、得られた溶融混合物を射出成型機のノズル先端の吐出口（φ１０ｍｍ）から吐出し、タブレット形成用の予備成形機の金型キャビティ内に所要量の溶融混合物を溶融状態のまま供給した。次いで、予備成形機の金型に圧力をかけて、長さ７０ｍｍ×幅４０ｍｍ×厚み（高さ）１５ｍｍのタブレット（繊維含有樹脂構造物）を得た。 <Production of fiber-containing resin structure>
The obtained pellet is put into an injection unit of an injection molding machine and heated at 110 ° C. to melt the resin, and the fiber is opened at a screw peripheral speed of 70 mm / sec (diameter 32 mm: rotation speed 43 rpm). A molten mixture was obtained. Next, the obtained molten mixture was discharged from a discharge port (φ10 mm) at the tip of a nozzle of an injection molding machine, and a required amount of the molten mixture was supplied in a molten state into a mold cavity of a preforming machine for tablet formation. Next, pressure was applied to the mold of the preforming machine to obtain a tablet (fiber-containing resin structure) having a length of 70 mm, a width of 40 mm, and a thickness (height) of 15 mm.

＜ペレット及びタブレットの評価＞
得られたペレット、及びタブレットについて、それぞれ下記の評価を行った。なお、評価結果は、下記の表１に示す。 <Evaluation of pellets and tablets>
The following evaluation was performed about the obtained pellet and the tablet, respectively. The evaluation results are shown in Table 1 below.

（平均密度）
得られたペレット、及びタブレットの平均密度は、「ＪＩＳ Ｚ８８０７」に規定の幾何学的測定による密度および比重の測定方法に従って、測定した。 (Average density)
The average density of the obtained pellets and tablets was measured according to the density and specific gravity measurement method based on the geometric measurement specified in “JIS Z8807”.

（平均繊維長）
得られたペレット中、及びタブレット中に含まれる繊維の平均長さ（平均繊維長）は、以下の（１）〜（３）の手順によって、算出した。
（１）電気炉を用いて構造物全体を５５０℃で加熱し、樹脂を気化させた後、繊維のみを取り出した。
（２）顕微鏡を用いて繊維の長さを測定した（繊維の測定本数：１サンプルにつき５００本）。
（３）測定した繊維長から、重量平均繊維長を算出した。 (Average fiber length)
The average length (average fiber length) of fibers contained in the obtained pellets and tablets was calculated by the following procedures (1) to (3).
(1) The whole structure was heated at 550 ° C. using an electric furnace to vaporize the resin, and then only the fibers were taken out.
(2) The length of the fiber was measured using a microscope (number of fibers measured: 500 per sample).
(3) The weight average fiber length was calculated from the measured fiber length.

（繊維の面積分率）
得られたペレット、及びタブレットを断面視した際の、繊維の面積分率の測定は、Ｘ線ＣＴ装置（ヤマト科学製、「ＴＤＭ１０００−ＩＩ」等）を用いて測定した。具体的には、Ｘ線ＣＴで測定した断面像から繊維の面積を抽出して、その面積分率を求めた。 (Fiber area fraction)
Measurement of the area fraction of the fibers when the obtained pellets and tablets were viewed in cross-section was measured using an X-ray CT apparatus (manufactured by Yamato Kagaku, “TDM1000-II”, etc.). Specifically, the area of the fiber was extracted from the cross-sectional image measured by X-ray CT, and the area fraction was obtained.

（配向テンソル値の標準偏差）
得られたペレットのうち、長さ２０ｍｍ×幅４ｍｍ×厚み０．８ｍｍのサンプルを、配向テンソル値の標準偏差を測定するための試験片とした。
これらの試験片の配向テンソル値の標準偏差は、具体的には以下の（１）〜（４）の手順によって算出した。
（１）先ず、Ｘ線ＣＴを用いて測定したデータから、三次元モデルを再構成した。
（２）三次元モデルについて、繊維と樹脂を二値化し分離した。
（３）繊維方向テンソル（Ｔｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚ）を算出した。
（４）解析範囲内の合計データ数が２０００程度のＴｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚから標準偏差を算出した。 (Standard deviation of orientation tensor value)
Among the obtained pellets, a sample having a length of 20 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 0.8 mm was used as a test piece for measuring the standard deviation of the orientation tensor value.
Specifically, the standard deviation of the orientation tensor values of these test pieces was calculated by the following procedures (1) to (4).
(1) First, a three-dimensional model was reconstructed from data measured using X-ray CT.
(2) For the three-dimensional model, the fiber and the resin were binarized and separated.
(3) The fiber direction tensor (Txx, Tyy, Tzz) was calculated.
(4) The standard deviation was calculated from Txx, Tyy, Tzz whose total number of data in the analysis range was about 2000.

＜硬化物の作製＞
（実施例１）
作製したタブレットを１００℃程度で予熱した後に金型に投入し、圧縮成形機を用いて加圧し加熱硬化せしめ、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚み４ｍｍの硬化物を得た。硬化条件は、金型温度１７０〜１８０℃、成形圧力２０〜３０ＭＰａ、硬化時間３分であった。 <Production of cured product>
Example 1
The prepared tablet was preheated at about 100 ° C. and then charged into a mold, and was pressed and cured using a compression molding machine to obtain a cured product having a length of 100 mm × width of 100 mm × thickness of 4 mm. The curing conditions were a mold temperature of 170 to 180 ° C., a molding pressure of 20 to 30 MPa, and a curing time of 3 minutes.

（比較例１）
得られたペレットを直接金型に投入し、圧縮成形機を用いて加圧し加熱硬化せしめ、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚み４ｍｍの硬化物を得た。硬化条件は、金型温度１７０〜１８０℃、成形圧力２０〜３０ＭＰａ、硬化時間３分であった。
このようにペレットを直接用いて作製した硬化物を、比較例１の硬化物とした。 (Comparative Example 1)
The obtained pellets were directly put into a mold and pressurized using a compression molding machine and cured by heating to obtain a cured product having a length of 100 mm × width of 100 mm × thickness of 4 mm. The curing conditions were a mold temperature of 170 to 180 ° C., a molding pressure of 20 to 30 MPa, and a curing time of 3 minutes.
The cured product prepared by directly using the pellets in this manner was used as the cured product of Comparative Example 1.

＜硬化物の評価＞
実施例１及び比較例１の硬化物について、それぞれ下記の評価を行った。なお、評価結果は、下記の表１に示す。 <Evaluation of cured product>
The cured products of Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1 below.

（圧縮強さの測定）
実施例１及び比較例１の試験片の中央部から、長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、圧縮強さを測定するための試験片とした。この試験片の圧縮強さを、ＩＳＯ ６０４に準拠して測定した。 (Measurement of compressive strength)
A part having a size of 10 mm length × 10 mm width × 4 mm thickness was cut out from the center part of the test piece of Example 1 and Comparative Example 1 to obtain a test piece for measuring the compressive strength. The compressive strength of this test piece was measured according to ISO 604.

（曲げ強さの測定）
実施例１及び比較例１の試験片の中央部から、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、曲げ強さを測定するための試験片とした。この試験片の曲げ強さを、ＩＳＯ １７８に準拠して測定した。 (Measurement of bending strength)
A portion having a size of length 80 mm × width 10 mm × thickness 4 mm was cut out from the central portion of the test piece of Example 1 and Comparative Example 1 to obtain a test piece for measuring the bending strength. The bending strength of this test piece was measured according to ISO 178.

（シャルピー衝撃値の測定）
実施例１及び比較例１の試験片の中央部から、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、シャルピー衝撃値を測定するための試験片とした。この試験片のシャルピー衝撃値を、ＩＳＯ １７９に準拠して測定した。 (Measure Charpy impact value)
A portion having a size of length 80 mm × width 10 mm × thickness 4 mm was cut out from the central portion of the test piece of Example 1 and Comparative Example 1 to obtain a test piece for measuring Charpy impact value. The Charpy impact value of this test piece was measured according to ISO 179.

（フラクタル値）
実施例１及び比較例１の試験片の中央部から、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、フラクタル値を測定するための試験片とした。この試験片のフラクタル値（フラクタル次元（Ｄ）値）は、具体的には以下の（１）〜（４）の手順によって算出した。
（１）先ず、Ｘ線ＣＴを用いて測定したデータから得られる二次元画像を二値化した。
（２）次に、二次元画像の全体を、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれがｎ等分（ｎ＝６、１２、１６、２５、３６、４１、８２）となるように分割した。これにより、画像全体をｎ２個のボックスに分割した。
（３）次に、各ｎ値において各ボックス内の繊維面積率を算出し、この繊維面積率の平均値（ａ）と標準偏差（σ）とから、変動係数（Ｃｖ（ｎ）＝σ／ａ）を算出した。
（４）次に、ｘ軸にｎ値の逆数「１／ｎ」、ｙ軸に変動係数「Ｃｖ（ｎ）」とした両対数のグラフにおいて各ｎ値についてプロットし、得られた近似直線の傾きに「−１」を乗じた値をフラクタル次元（Ｄ）値とした。 (Fractal value)
A portion having a size of length 80 mm × width 10 mm × thickness 4 mm was cut out from the central portion of the test piece of Example 1 and Comparative Example 1 to obtain a test piece for measuring the fractal value. The fractal value (fractal dimension (D) value) of this test piece was specifically calculated by the following procedures (1) to (4).
(1) First, a two-dimensional image obtained from data measured using X-ray CT was binarized.
(2) Next, the entire two-dimensional image was divided so that each of the X direction and the Y direction was equally divided into n (n = 6, 12, 16, 25, 36, 41, 82). This divided the entire image into n 2 boxes.
(3) Next, the fiber area ratio in each box is calculated at each n value, and the coefficient of variation (C v (n) = σ is calculated from the average value (a) and standard deviation (σ) of the fiber area ratio. / A) was calculated.
(4) Next, each n value is plotted in a log-log graph with the reciprocal number “1 / n” on the x-axis and the coefficient of variation “C v (n)” on the y-axis, and the obtained approximate straight line A value obtained by multiplying the slope of “−1” by “−1” was defined as a fractal dimension (D) value.

（配向テンソル値の標準偏差）
実施例１及び比較例１の試験片の中央部から、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、配向テンソル値の標準偏差を測定するための試験片とした。この試験片の配向テンソル値の標準偏差は、具体的には以下の（１）〜（４）の手順によって算出した。
（１）先ず、Ｘ線ＣＴを用いて測定したデータから、三次元モデルを再構成した。
（２）三次元モデルについて、繊維と樹脂を二値化し分離した。
（３）繊維方向テンソル（Ｔｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚ）を算出した。
（４）解析範囲内の合計データ数が２０００程度のＴｘｘ，Ｔｙｙ，Ｔｚｚから標準偏差を算出した。 (Standard deviation of orientation tensor value)
A portion having a size of length 80 mm × width 10 mm × thickness 4 mm was cut out from the central portion of the test piece of Example 1 and Comparative Example 1 to obtain a test piece for measuring the standard deviation of the orientation tensor value. Specifically, the standard deviation of the orientation tensor value of the test piece was calculated by the following procedures (1) to (4).
(1) First, a three-dimensional model was reconstructed from data measured using X-ray CT.
(2) For the three-dimensional model, the fiber and the resin were binarized and separated.
(3) The fiber direction tensor (Txx, Tyy, Tzz) was calculated.
(4) The standard deviation was calculated from Txx, Tyy, Tzz whose total number of data in the analysis range was about 2000.

硬化物を成形する原料中の平均繊維長について、実施例１のタブレット（平均繊維長４．６ｍｍ）よりも比較例１のペレット（平均繊維長２０．０ｍｍ）の方が大きな値であった。すなわち、硬化物中の平均繊維長は、実施例１よりも比較例１の方が長いことが示唆された。   About the average fiber length in the raw material which shape | molds hardened | cured material, the value of the pellet (average fiber length 20.0 mm) of the comparative example 1 was larger than the tablet of Example 1 (average fiber length 4.6 mm). That is, it was suggested that the average fiber length in the cured product was longer in Comparative Example 1 than in Example 1.

しかしながら、硬化物の圧縮強さ、及び曲げ強さについて、実施例１と比較例１とを比較すると、平均繊維長が短いにも関わらず、比較例１よりも実施例１の方が大きな値であった（表１）。
さらに、平均繊維長に対する硬化物の圧縮強さ、曲げ強さ、及びシャルピー衝撃強さの比について、実施例１と比較例１とを比較すると、比較例１よりも実施例１の方が顕著に大きな値であった。 However, when Example 1 and Comparative Example 1 are compared with respect to the compressive strength and bending strength of the cured product, Example 1 has a larger value than Comparative Example 1 although the average fiber length is short. (Table 1).
Furthermore, when Example 1 and Comparative Example 1 are compared with respect to the ratio of the compression strength, bending strength, and Charpy impact strength of the cured product to the average fiber length, Example 1 is more prominent than Comparative Example 1. It was a big value.

次に、硬化物のフラクタル値について、実施例１と比較例１とを比較すると、比較例１が０．２９であるのに対して、実施例１が０．４１であった。したがって、実施例１の硬化物では、樹脂中の繊維の開繊及び分散の状態が良好であることが示唆された。   Next, when the fractal value of the cured product was compared between Example 1 and Comparative Example 1, Comparative Example 1 was 0.29, whereas Example 1 was 0.41. Therefore, in the hardened | cured material of Example 1, it was suggested that the state of fiber opening and dispersion | distribution of resin in resin is favorable.

また、硬化物の配向テンソル値の標準偏差について、実施例１と比較例１とを比較すると、比較例１が０．２５であるのに対して、実施例１が０．１４であった。したがって、実施例１の硬化物では、樹脂中の繊維の配向性がランダム配向により近い傾向であることが示唆された。   Moreover, when the Example 1 and the comparative example 1 were compared about the standard deviation of the orientation tensor value of hardened | cured material, the comparative example 1 was 0.25, and Example 1 was 0.14. Therefore, in the hardened | cured material of Example 1, it was suggested that the orientation of the fiber in resin tends to be closer to random orientation.

ところで、硬化物を成形する原料について、実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１が、樹脂と当該樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含み、平均密度が所要の範囲内の値を有するタブレットであるのに対して、比較例１が未開繊のペレットであった。   By the way, when Example 1 and Comparative Example 1 are compared about the raw material which shape | molds hardened | cured material, Example 1 contains resin and the fiber disperse | distributed in the state opened in the said resin, and an average density is required. Comparative Example 1 was an unopened pellet, whereas the tablet had a value within the range of.

したがって、実施例１のタブレットを用いて硬化物を成形することによって、圧縮強さ、及び曲げ強さといった機械的強度が向上した繊維強化樹脂硬化物が得られることを確認できた。   Therefore, it was confirmed that by molding the cured product using the tablet of Example 1, a fiber reinforced resin cured product having improved mechanical strength such as compressive strength and bending strength was obtained.

また、実施例１のタブレットを用いた硬化物は、樹脂中の繊維の分散状態を示すフラクタル値、及び樹脂中の繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が所要の範囲の値であるため、機械的強度が十分に向上し、安定した品質を有することを確認できた。   Moreover, the hardened | cured material using the tablet of Example 1 is a value of the required range of the standard deviation of the fractal value which shows the dispersion state of the fiber in resin, and the orientation tensor value which shows the orientation state of the fiber in resin. Therefore, it was confirmed that the mechanical strength was sufficiently improved and had a stable quality.

１・・・樹脂、２・・・繊維、１０・・・射出成型機、１１・・・シリンダー、１２・・・ノズル、１２ａ・・・吐出口、１３・・・スクリュー、１４・・・投入口、１５・・・ヒータ、２０・・・予備成形機、２０ａ・・・凹部（キャビティ）、Ｐ・・・ペレット、Ｔ・・・樹脂構造物（繊維含有樹脂構造物）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resin, 2 ... Fiber, 10 ... Injection molding machine, 11 ... Cylinder, 12 ... Nozzle, 12a ... Discharge port, 13 ... Screw, 14 ... Input Mouth, 15 ... heater, 20 ... preliminary molding machine, 20a ... recess (cavity), P ... pellet, T ... resin structure (fiber-containing resin structure)

Claims (16)

樹脂と繊維とを含む、樹脂構造物であって、
前記樹脂中に前記繊維が開繊された状態で分散するとともに、
平均密度が、０．８〜１．５（ｇ／ｃｍ３）の範囲である、繊維含有樹脂構造物。 A resin structure containing resin and fiber,
While dispersed in the resin in a state where the fibers are opened,
The fiber containing resin structure whose average density is the range of 0.8-1.5 (g / cm < 3 >). 前記繊維の平均長さが、１〜２０ｍｍの範囲である、請求項１に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to claim 1, wherein an average length of the fibers is in a range of 1 to 20 mm. 前記樹脂中の前記繊維の含有量が、２０〜８０質量％の範囲である、請求項１又は２に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to claim 1 or 2, wherein a content of the fiber in the resin is in a range of 20 to 80% by mass. 当該樹脂構造物を断面視した際に、前記繊維の面積分率が、２６〜４５％の範囲である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to any one of claims 1 to 3, wherein an area fraction of the fiber is in a range of 26 to 45% when the resin structure is viewed in cross section. 前記樹脂が、熱硬化性樹脂である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin is a thermosetting resin. 前記樹脂が、熱可塑性樹脂である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin is a thermoplastic resin. 当該樹脂構造物中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．３５の範囲である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to any one of claims 1 to 6, wherein a standard deviation of an orientation tensor value indicating an orientation state of the fiber in the resin structure is in a range of 0.01 to 0.35. object. 当該繊維含有樹脂構造物の形態が、錠剤である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to any one of claims 1 to 7, wherein a form of the fiber-containing resin structure is a tablet. 前記錠剤の厚みが、１ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、請求項８に記載の繊維含有樹脂構造物。   The fiber-containing resin structure according to claim 8, wherein the tablet has a thickness of 1 mm or more and 300 mm or less. 樹脂と繊維とを含む、樹脂構造物の製造方法であって、
溶融した前記樹脂中に繊維が開繊した状態で分散した樹脂組成物の溶融混合物を得る、第１工程と、
前記溶融混合物を、溶融状態を維持したまま金型のキャビティ内に移送する、第２工程と、を含む、繊維含有樹脂構造物の製造方法。 A method for producing a resin structure including a resin and a fiber,
Obtaining a molten mixture of a resin composition dispersed in a state where fibers are opened in the molten resin;
And a second step of transferring the molten mixture into a mold cavity while maintaining a molten state. A method for producing a fiber-containing resin structure. 前記第１工程を、押出機を用いて行う、請求項１０に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。   The manufacturing method of the fiber containing resin structure of Claim 10 which performs the said 1st process using an extruder. 前記第２工程において、前記第１工程で前記溶融混合物の計量を行った後、所要の当該溶融混合物を前記金型に移送する、請求項１０又は１１に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。   The method for producing a fiber-containing resin structure according to claim 10 or 11, wherein, in the second step, after the molten mixture is measured in the first step, the required molten mixture is transferred to the mold. . 前記第２工程において、前記溶融混合物の計量を行う、請求項１０又は１１に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。   The method for producing a fiber-containing resin structure according to claim 10 or 11, wherein the molten mixture is measured in the second step. 前記第１工程において、平均長さが３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の繊維の束を樹脂で固めたペレット、又は前記ペレットを固めた集合物を溶融する、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の繊維含有樹脂構造物の製造方法。   The said 1st process WHEREIN: The pellet which hardened the bundle | flux of the fiber whose average length is 3 mm or more and 50 mm or less with the resin, or the aggregate | assembly which solidified the said pellet is fuse | melted. A method for producing a fiber-containing resin structure. 熱硬化性樹脂と、前記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を硬化した繊維含有樹脂硬化物であって、
前記樹脂中の前記繊維の分散状態を示すフラクタル値が、０．３〜１．０の範囲であり、
前記樹脂中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．２４の範囲である、繊維強化樹脂硬化物。 A fiber-containing resin cured product obtained by curing a fiber-containing resin structure including a thermosetting resin and fibers dispersed in a state of being opened in the resin,
A fractal value indicating a dispersion state of the fibers in the resin is in a range of 0.3 to 1.0;
A fiber reinforced resin cured product in which a standard deviation of an orientation tensor value indicating an orientation state of the fiber in the resin is in a range of 0.01 to 0.24. 熱可塑性樹脂と、前記樹脂中に開繊された状態で分散する繊維とを含む繊維含有樹脂構造物を成形した繊維含有樹脂成形品であって、
前記樹脂中の前記繊維の分散状態を示すフラクタル値が、０．３〜１．０の範囲であり、
前記樹脂中の前記繊維の配向状態を示す配向テンソル値の標準偏差が、０．０１〜０．２４の範囲である、繊維強化樹脂成形品。 A fiber-containing resin molded product obtained by molding a fiber-containing resin structure including a thermoplastic resin and fibers dispersed in a state of being opened in the resin,
A fractal value indicating a dispersion state of the fibers in the resin is in a range of 0.3 to 1.0;
The fiber reinforced resin molded product whose standard deviation of the orientation tensor value which shows the orientation state of the said fiber in the said resin is the range of 0.01-0.24.
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