本發(fā)明涉及復(fù)合材料成形體及其制造方法。

背景技術(shù)：

日本特許第4615398號公報公開了在2層表皮層間夾持有由無紡布形成的芯層的碳纖維復(fù)合材料成形體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在復(fù)合材料成形體中，將作為中間層的芯層設(shè)為無紡布時，在擠壓產(chǎn)品表面時，芯層的無紡布容易壓壞變形，因此由擠壓引起的變形量會變大。另一方面，若為了抑制該變形量而使基質(zhì)樹脂浸滲于整個芯層的無紡布，則基質(zhì)樹脂量會增大、產(chǎn)品質(zhì)量將會增大。

本發(fā)明的目的在于，在中間層具備無紡布的復(fù)合材料成形體中，減小由擠壓引起的變形量，并且抑制質(zhì)量的增大。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的一個實施方案為中間層由復(fù)合成形體形成的復(fù)合材料成形體，所述復(fù)合成形體由無紡布和發(fā)泡樹脂混合而成。

發(fā)明的效果

對于該復(fù)合材料成形體，中間層由無紡布和發(fā)泡樹脂混合而成的復(fù)合成形體、即利用無紡布纖維加強的發(fā)泡樹脂的成形體構(gòu)成，因此，相較于由無紡布構(gòu)成中間層的情況，在擠壓產(chǎn)品表面時中間層不易壓壞變形。因此，通過該復(fù)合材料成形體能夠減小由擠壓導(dǎo)致的變形量。另外，構(gòu)成上述中間層的復(fù)合成形體以發(fā)泡樹脂為基質(zhì)，內(nèi)部含有多個氣泡。因此，利用該復(fù)合材料成形體能夠減少中間層中的基質(zhì)樹脂量，從而抑制質(zhì)量的增大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的復(fù)合材料成形體的截面圖。

圖2是說明圖1的復(fù)合材料成形體的制造方法的圖。

圖3是說明圖1的復(fù)合材料成形體的其它制造方法的圖。

圖4是說明圖1的復(fù)合材料成形體的芯材的制作方法的圖。

圖5是說明圖1的復(fù)合材料成形體的芯材的其它制作方法的圖。

圖6是說明圖1的復(fù)合材料成形體的其它制造方法的圖。

圖7是說明圖1的復(fù)合材料成形體的其它制造方法的圖。

圖8是說明圖1的復(fù)合材料成形體的其它制造方法的圖。

圖9是說明圖1的復(fù)合材料成形體的其它制造方法的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。需要說明的是，附圖的尺寸比率為了方便說明而被夸大，有時與實際的比率不同。另外，以下的說明中表示“上”“下”等方向的用語是為了便于說明各部分的位置關(guān)系而規(guī)定的，不限定實際的安裝姿態(tài)等。

<復(fù)合材料成形體>

參照圖1對本發(fā)明的實施方式的復(fù)合材料成形體(以下稱為成形體M)進行說明。

如圖1所示，成形體M具備第一表面層1和第二表面層2、以及夾持在它們之間的中間層3。

第一表面層1由片狀的第一表皮材料10構(gòu)成，所述片狀的第一表皮材料10由纖維增強塑料形成；第二表面層2由片狀的第二表皮材料20構(gòu)成，所述片狀的第二表皮材料20由纖維增強塑料形成。對各表面層1、2的厚度即各表皮材料10、20的厚度沒有特別限定，可以根據(jù)成形體M所要求的強度、剛性等來適宜設(shè)定。如果是作為汽車等車輛的部件使用的成形體M，表皮材料10、20的厚度例如被設(shè)定為0.4～3.0mm左右。需要說明的是，表皮材料10、20可以由同一纖維增強塑料構(gòu)成，也可以根據(jù)所要求的強度、剛性、成形時的賦形性等由彼此不同的纖維增強塑料構(gòu)成。

對上述纖維增強塑料的材料沒有特別限定。作為增強纖維，例如可以使用碳纖維、玻璃纖維、聚芳酰胺纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維、碳化硅纖維等。碳纖維例如可以使用聚丙烯腈(PAN系)、瀝青系、纖維素系、利用烴的氣相沉積系碳纖維、石墨纖維等?？梢越M合使用2種以上的這些纖維。另外，作為基質(zhì)樹脂，可以使用公知的熱固性樹脂、熱塑性樹脂。作為典型例，可以舉出：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺(PA)樹脂、液晶聚合物樹脂、聚醚砜樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚芳酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚縮醛樹脂、聚砜樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、改性聚苯乙烯樹脂、AS樹脂(丙烯腈和苯乙烯的共聚物)、ABS樹脂(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物)、改性ABS樹脂、MBS樹脂(甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的共聚物)、改性MBS樹脂、聚甲基丙酸甲酯(PMMA)樹脂、改性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂等。

中間層3由片狀的芯材30構(gòu)成。芯材30是以無紡布U為纖維基材的發(fā)泡樹脂F(xiàn)的成形體(無紡布U和發(fā)泡樹脂F(xiàn)混合而成的復(fù)合成形體)。對中間層3的厚度即芯材30的厚度沒有特別限定，可以根據(jù)成形體M所要求的強度、剛性等來適宜設(shè)定。如果是作為汽車等車輛的部件使用的成形體M，則芯材30的厚度例如被設(shè)定為1.0～20.0mm左右。

成形體M具有在芯材30的兩面上分別配置有表皮材料10、20的所謂夾層結(jié)構(gòu)。芯材30上側(cè)的面31與表皮材料10下側(cè)的面(背面)11被面接合，芯材30下側(cè)的面32與表皮材料20上側(cè)的面(背面)21被面接合。另外，在成形體M的兩端緣部，表皮材料10、20的端部13、23彼此被接合，由此，成形體M的彎曲剛性得以提高。需要說明的是，成形體M的端緣部的結(jié)構(gòu)不限于此，可以僅端部13、23的一部分被接合，也可以端部13、23的整體未被接合。

芯材30具有在含無數(shù)氣泡C的多孔樹脂的內(nèi)部導(dǎo)入有無紡布U的纖維的結(jié)構(gòu)。無紡布U的纖維埋設(shè)或固定在構(gòu)成氣泡壁的樹脂中而將其加強，從而作為芯材30的增強纖維起作用。無紡布U的纖維的一部分可以進入氣泡C的內(nèi)部。另外，芯材30可以包含周圍被氣泡C包圍的狀態(tài)的樹脂塊被無紡布U的纖維支撐的結(jié)構(gòu)。另外，對氣泡C的結(jié)構(gòu)沒有特別限定，可以是氣泡彼此相互以隔膜分隔的獨立氣泡和氣泡彼此連接的連續(xù)氣泡混合存在，也可以僅由任一者構(gòu)成。需要說明的是，通過提高芯材30的獨立氣泡率、降低連續(xù)氣泡率，能夠提高成形體M的強度及硬度。

芯材30的密度被設(shè)定為小于構(gòu)成表皮材料10、20的纖維增強塑料的密度。例如在采用以環(huán)氧樹脂為基質(zhì)樹脂的碳纖維增強塑料(比重1.55左右)作為表皮材料10、20的材料的情況下，芯材30的密度被設(shè)定為例如比重為0.1以上且1.5以下。對于芯材30的密度，通過對發(fā)泡樹脂F(xiàn)的材料、孔隙率(或發(fā)泡率)、纖維基材(無紡布U)的體積含有率等進行調(diào)節(jié)，能夠適當(dāng)設(shè)定為期望的密度。作為發(fā)泡樹脂F(xiàn)的材料的具體例，可以舉出：聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺(PI)、氯乙烯(PVC)、酚醛樹脂(PF)、有機硅(SI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。另外，對于芯材30的強度、剛性等，除了調(diào)節(jié)上述芯材30的密度以外，還可以通過調(diào)節(jié)芯材30的厚度、纖維基材(無紡布U)的纖維直徑、纖維長度、材料等來設(shè)定為期望的強度、剛性等。

無紡布U為纖維在一個方向取向或無規(guī)地取向的纖維片、織片(web)或絮胎(bat)。纖維彼此通過交織、熔接、粘接等而相互結(jié)合。對無紡布U的纖維材料沒有特別限定。作為具體的例子，可以舉出：碳纖維、玻璃纖維、纖維素纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、人造絲纖維、芳綸纖維、氈等?？梢詥为毷褂盟鼈冎械囊环N，也可以組合使用二種以上。

對于成形體M，中間層3由無紡布U和發(fā)泡樹脂F(xiàn)混合而成的復(fù)合成形體、即利用無紡布U的纖維加強的發(fā)泡樹脂F(xiàn)的成形體構(gòu)成，因此，相較于由無紡布構(gòu)成中間層的情況，在擠壓產(chǎn)品表面時中間層3不易壓壞變形。因此，利用成形體M能夠減小由擠壓導(dǎo)致的變形量。另外，構(gòu)成中間層3的復(fù)合成形體以發(fā)泡樹脂F(xiàn)為基質(zhì)，內(nèi)部含有多個氣泡C。因此，利用成形體M能夠減少中間層3中的基質(zhì)樹脂量，從而能夠抑制質(zhì)量的增大。

以下，參照圖2至圖9對高效制造成形體M的方法進行說明。

<成形體M的制造方法P1>

參照圖2對成形體M的制造方法P1進行說明。

首先，由未浸滲樹脂的所謂干燥狀態(tài)的增強纖維制作作為第一表皮材料10的纖維基材的第一增強纖維體10f和作為第二表皮材料20的纖維基材的第二增強纖維體20f。各增強纖維體10f、20f由下述物質(zhì)構(gòu)成：將增強纖維束單向?qū)盈B或者改變角度地層疊并用縫合絲捆束而成的纖維體、或不使用縫合絲而是通過熱熔接來保持形狀的纖維體、或者增強纖維的織物等。構(gòu)成增強纖維體10f、20f的增強纖維可以為連續(xù)的增強纖維、不連續(xù)的增強纖維、或它們的組合。

另外，通過后述的芯材30的制作方法C1或C2制作芯材30。

接著，如圖2的(a)所示，在芯材30的上側(cè)配置增強纖維體10f、在芯材30的下側(cè)配置增強纖維體20f，從而形成第一層疊體S1。

接著，如圖2的(b)所示，將第一層疊體S1設(shè)置在成形模具5內(nèi)。成形模具5具有上模5A和下模5B。在上模5A形成有具有成形面5a的凹部51，在下模5B形成有具有成形面5b的凹部52。關(guān)閉成形模具5時，凹部51和凹部52彼此相對配置，由成形面5a和成形面5b界定閉合的成形空間(空腔)CV₁。

接著，如圖2的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，將第一層疊體S1封入到成形模具5內(nèi)，從設(shè)于成形模具5的基質(zhì)樹脂注入口55將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到空腔CV₁內(nèi)。注入的基質(zhì)樹脂MR在芯材30周圍的形成于芯材30的外周面和各成形面5a、5b之間的間隙內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成增強纖維體10f、20f的增強纖維間，并且遍及到兩增強纖維體10f、20f的整個區(qū)域。需要說明的是，注入時的液壓、液溫、注入速度等可以以使用的基質(zhì)樹脂MR的推薦成形條件為基準(zhǔn)來確定，可以根據(jù)表皮材料10、20的尺寸等進行適宜調(diào)節(jié)。例如，在采用環(huán)氧樹脂的情況下，可以將液壓設(shè)定為7～20MPa、將液溫設(shè)定為40～80℃。

然后，利用上模5A和下模5B將第一層疊體S1在基質(zhì)樹脂MR的固化溫度(例如120～130℃)下加壓、加熱，由此使注入到增強纖維體10f、20f中的基質(zhì)樹脂MR固化。增強纖維體10f、20f在基質(zhì)樹脂MR固化后成為表皮材料10、20并與芯材30進行一體成形。然后，如圖2的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P1中，使芯材30夾持在增強纖維體10f、20f之間并封入到成形模具5內(nèi)，將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到增強纖維體10f、20f中。由此，利用成形模具5的成形面5a、5b能夠精度良好地賦形為目標(biāo)形狀，因此，能夠有效地制造具有復(fù)雜的表面形狀的成形體M。

另外，芯材30為無紡布U和發(fā)泡樹脂F(xiàn)混合而成的復(fù)合成形體，發(fā)泡樹脂F(xiàn)浸滲于作為其纖維基材的無紡布U中，因此，注入到增強纖維體10f、20f中的基質(zhì)樹脂MR難以浸入到芯材30中。因此，根據(jù)制造方法P1，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

<成形體M的其它制造方法P2>

接著，參照圖3對成形體M的其它制造方法P2進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，制作使基質(zhì)樹脂浸滲于第一增強纖維體10f并成為半固化狀態(tài)的第一預(yù)浸料10p和使基質(zhì)樹脂浸滲于第二增強纖維體20f并成為半固化狀態(tài)的第二預(yù)浸料20p。

另外，通過后述的芯材30的制作方法C1或C2制作芯材30。

接著，如圖3的(a)所示，在芯材30的上側(cè)配置預(yù)浸料10p，在芯材30的下側(cè)配置預(yù)浸料20p，從而形成第二層疊體S2。

接著，如圖3的(b)所示，將第二層疊體S2設(shè)置在成形模具5內(nèi)。

接著，如圖3的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，利用上模5A和下模5B將第二層疊體S2在基質(zhì)樹脂的固化溫度下加壓、加熱，由此使預(yù)浸料10p、20p的基質(zhì)樹脂固化。由此，預(yù)浸料10p、20p成為表皮材料10、20，并與芯材30進行一體成形。然后，如圖3的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P2中，利用成形模具5對使芯材30夾持在預(yù)浸料10p、20p之間而成的物體進行加壓成形。由于預(yù)浸料10p、20p的纖維基材(增強纖維體10f、20f)中預(yù)先浸滲有基質(zhì)樹脂，因此不必向其中注入基質(zhì)樹脂。因此，根據(jù)制造方法P2，能夠省略在加壓成形時向增強纖維體10f、20f注入基質(zhì)樹脂的步驟。另外，根據(jù)制造方法P2能夠從成形模具5上省去樹脂注入口，因此，能夠使成形模具5的結(jié)構(gòu)更簡單。

另外，在制造方法P2中，不向成形模具5內(nèi)注入熔融狀態(tài)的樹脂，因此，不易引起表皮材料10、20的基質(zhì)樹脂與芯材30的發(fā)泡樹脂F(xiàn)的混合。具體而言，防止表皮材料10、20的基質(zhì)樹脂混入到芯材30的無紡布U中、或芯材30的發(fā)泡樹脂F(xiàn)混入到表皮材料10、20的增強纖維體10f、20f中。因此，根據(jù)制造方法P2，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

<芯材30的制作方法C1>

接著，參照圖4對芯材30的制作方法C1進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖4的(a)所示，由無紡布U形成作為芯材30的纖維基材的芯纖維體30f。芯纖維體30f的厚度根據(jù)要求的芯材30的厚度進行調(diào)節(jié)。對芯材30要求較大的厚度時，可以將多張無紡布U層疊從而形成芯纖維體30f。可以使用針刺法、熱粘合法、化學(xué)粘合法、縫編法、射流噴網(wǎng)法等公知的結(jié)合方法使多張無紡布U相互結(jié)合而一體化。

接著，如圖4的(b)所示，將芯纖維體30f安裝在模具7內(nèi)。模具7具有上模7A和下模7B。在上模7A形成有具有成形面7a的凹部71，在下模7B形成有具有成形面7b的凹部72。關(guān)閉模7時，凹部71和凹部72彼此相對配置，由成形面7a和成形面7b界定閉合的成形空間(空腔)CV₂。

接著，如圖4的(c)所示，關(guān)閉模具7，將芯纖維體30f封入到模具7內(nèi)。然后，將非活性氣體等發(fā)泡劑溶解于作為發(fā)泡樹脂F(xiàn)的材料的聚氨酯(PU)等合成樹脂中而得到的熔融狀態(tài)的樹脂(以下稱為發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R)從設(shè)于模具7的樹脂注入口75注入到空腔CV₂內(nèi)。注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R邊發(fā)泡邊在空腔CV₂內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成芯纖維體30f的無紡布U的纖維間，并且遍及到空腔CV₂整個區(qū)域。需要說明的是，注入時的液壓、液溫、注入速度等可以以使用的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的推薦成形條件為基準(zhǔn)來確定，可以根據(jù)芯材30的尺寸等進行適宜調(diào)節(jié)。例如，在采用聚氨酯作為樹脂的情況下，可以將液壓設(shè)定為7～20MPa、將液溫設(shè)定為20～40℃。

在注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R在空腔CV₂內(nèi)發(fā)泡并進行固化的期間，保持為利用上模7A和下模7B進行加壓的狀態(tài)。由此，對芯纖維體30f和使發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R發(fā)泡并固化而得到的發(fā)泡樹脂F(xiàn)進行一體成形。然后，如圖4的(d)所示，關(guān)閉模具，將一體成形了的芯纖維體30f及發(fā)泡樹脂F(xiàn)從模具7中取出，從而得到芯材30。

如以上所說明的那樣，在制作方法C1中，將熔融狀態(tài)的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到封入于模具7內(nèi)的芯纖維體30f中。注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R邊發(fā)泡邊在芯纖維體30f內(nèi)蔓延。即，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R邊被自身的發(fā)泡壓推進邊在芯纖維體30f的纖維間流動，移動到芯纖維體30f的各個角落。因此，根據(jù)制作方法C1，能夠由少量的樹脂有效地制作樹脂均勻地浸滲于芯纖維體30f而得到的芯材30。

<芯材30的其它制作方法C2>

接著，參照圖5對芯材30的其它制作方法C2進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖5的(a)所示，形成使微珠(發(fā)泡原料)B均勻地分散于上述芯纖維體30f中而得到的芯纖維體-微珠混合體(以下稱為混合體30c)。微珠B為在作為發(fā)泡樹脂F(xiàn)的材料的聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等合成樹脂中配混發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑等而得到的粒狀體。對于微珠B，可以使其預(yù)發(fā)泡，也可以不使其預(yù)發(fā)泡?；旌象w30c可以通過在成為芯纖維體30f的無紡布U上撒滿微珠B來獲得?；旌象w30c的厚度可以根據(jù)要求的芯材30的厚度來調(diào)節(jié)。例如，將多張撒滿微珠B的無紡布U層疊，將其用針刺法中使用的針上下反復(fù)穿刺，由此能夠形成微珠B均勻地分散于內(nèi)部的較厚的混合體30c。

接著，如圖5的(b)所示，將混合體30c設(shè)置在模具7內(nèi)。

接著，如圖5的(c)所示，關(guān)閉模具7，將混合體30c封入到模7內(nèi)，從設(shè)于模具7的氣體注入口76將例如100～130℃的熱風(fēng)或水蒸汽(以下總稱為高溫氣體HG)注入到空腔CV₂內(nèi)。高溫氣體HG浸透于混合體30c并且遍及空腔CV₂整個區(qū)域，對混合體30c內(nèi)的微珠B進行加熱。經(jīng)加熱的微珠B變?yōu)槿廴诨虬肴廴跔顟B(tài)，發(fā)泡、膨脹、相互熔接。微珠B的樹脂浸透于構(gòu)成混合體30c的芯纖維體30f的纖維間并且蔓延至空腔CV₂整個區(qū)域。需要說明的是，高溫氣體HG的溫度可以根據(jù)使用的微珠B的材料等進行適宜設(shè)定。

然后，在微珠B在空腔CV₂內(nèi)發(fā)泡、膨脹并且進行固化的期間，保持為利用上模7A和下模7B對混合體30c進行加壓的狀態(tài)。由此，對構(gòu)成混合體30c的芯纖維體30f和使微珠B發(fā)泡而得到的發(fā)泡樹脂F(xiàn)進行一體成形。然后，如圖5的(d)所示，打開模具，將一體成形了的芯纖維體30f及發(fā)泡樹脂F(xiàn)從模具7中取出，從而得到芯材30。

如以上所說明的那樣，在制作方法C2中，將芯纖維體30f和微珠B的混合體30c封入到模具7內(nèi)，向其中注入高溫氣體HG從而使微珠B發(fā)泡?？梢耘c制作方法C1同樣地利用樹脂的發(fā)泡壓進行樹脂向芯纖維體30f的浸滲，因此能夠由少量的樹脂有效地制作樹脂均勻地浸滲于芯纖維體30f而得到的芯材30。

另外，在制作方法C2中，通過使微珠B均勻地分散于混合體30c中，能夠得到更均質(zhì)的芯材30。進而，制作方法C2能夠減小在發(fā)泡成形時樹脂相對于芯纖維體30f的移動量，因此容易維持發(fā)泡成形前后的芯纖維體30f的纖維的配置或分布。

<成形體M的其它制造方法P3>

接著，參照圖6對成形體M的其它制造方法P3進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖6的(a)所示，在芯纖維體30f的上側(cè)配置第一增強纖維體10f、在芯纖維體30f的下側(cè)配置第二增強纖維體20f，從而形成第三層疊體S3。

接著，如圖6的(b)所示，將第三層疊體S3設(shè)置在成形模具5內(nèi)。

接著，如圖6的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，將第三層疊體S3封入到成形模具5內(nèi)。然后，從設(shè)于成形模具5的基質(zhì)樹脂注入口55注入熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR，并且從設(shè)于成形模具5的發(fā)泡性樹脂注入口56注入溶解有非活性氣體等的熔融狀態(tài)的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R。

基質(zhì)樹脂MR被注入到空腔CV₁內(nèi)的增強纖維體10f、20f中。注入的基質(zhì)樹脂MR在芯纖維體30f的周圍的形成于芯纖維體30f的外周面與各成形面5a、5b之間的間隙內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成增強纖維體10f、20f的增強纖維間，并且遍及兩增強纖維體10f、20f的整個區(qū)域。

發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R被注入到空腔CV₁內(nèi)的芯纖維體30f中。注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R邊發(fā)泡邊在芯纖維體30f內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成芯纖維體30f的無紡布U的纖維間，并且遍及芯纖維體30f整個區(qū)域。

在制造方法P3中，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R向芯纖維體30f的注入開始是在基質(zhì)樹脂MR向增強纖維體10f、20f的注入開始后進行的。因此，在芯纖維體30f內(nèi)逐漸蔓延的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R到達芯纖維體30f和增強纖維體10f、20f之間的界面時，基質(zhì)樹脂MR已經(jīng)浸滲至位于該界面外側(cè)的增強纖維體10f、20f。因此，抑制了向芯纖維體30f注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R浸潤到增強纖維體10f、20f中。需要說明的是，基質(zhì)樹脂MR及發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的注入時的液壓、液溫、注入速度等可以以各樹脂材料的推薦成形條件為基準(zhǔn)來確定。兩樹脂的注入開始的時間延遲可以考慮表皮材料10、20的尺寸、芯材30的尺寸、發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R在芯纖維體30f內(nèi)移動的速度、基質(zhì)樹脂MR在增強纖維體10f、20f內(nèi)移動的速度等來適宜設(shè)定。

接著，利用上模5A和下模5B將第三層疊體S3在基質(zhì)樹脂MR的固化溫度下加壓、加熱，由此使注入到增強纖維體10f、20f的基質(zhì)樹脂MR固化，并且使注入到芯纖維體30f的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R發(fā)泡、固化。由此，增強纖維體10f、20f在基質(zhì)樹脂MR固化后成為表皮材料10、20。另外，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的發(fā)泡、固化結(jié)束了的芯纖維體30f成為芯材30，并與兩表皮材料10、20進行一體成形。然后，如圖6的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P3中，與制造方法P1同樣地將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到成形模具5內(nèi)的增強纖維體10f、20f中。因此，利用成形模具5的成形面5a、5b能夠精度良好地賦形為目標(biāo)形狀，因此能夠有效地制造具有復(fù)雜的表面形狀的成形體M。另外，在制造方法P3中，能夠利用發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的發(fā)泡壓對成為表皮材料10、20的增強纖維體10f、20f及基質(zhì)樹脂MR賦予更均勻的壓力。因此，能夠使表皮材料10、20的表面更光滑，從而提高成形體M的外觀品質(zhì)。

進而，在制造方法P3中，將芯纖維體30f以夾持在增強纖維體10f、20f之間的狀態(tài)封入到成形模具5內(nèi)。然后，將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到成形模具5內(nèi)的增強纖維體10f、20f中，并且將熔融狀態(tài)的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到成形模具5內(nèi)的芯纖維體30f中。因此，可以使用一個成形模具5在一個工序中對表皮材料10、20和芯材30進行成形，因此能夠抑制成形體M的制造成本。

另外，在制造方法P3中，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R向芯纖維體30f的注入開始是比基質(zhì)樹脂MR向增強纖維體10f、20f的注入開始更晚進行的。因此，能夠在芯纖維體30f內(nèi)逐漸蔓延的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R到達芯纖維體30f和增強纖維體10f、20f之間的界面之前，使基質(zhì)樹脂MR浸滲至位于該界面外側(cè)的增強纖維體10f、20f。注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R難以浸入到浸滲有基質(zhì)樹脂MR的增強纖維體10f、20f中。因此，在制造方法P3中，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

<成形體M的其它制造方法P4>

接著，參照圖7對成形體M的其它制造方法P4進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖7的(a)所示，在芯纖維體30f的上側(cè)配置第一預(yù)浸料10p，在芯纖維體30f的下側(cè)配置第二預(yù)浸料20p，從而形成第四層疊體S4。

接著，如圖7的(b)所示，將第四層疊體S4設(shè)置在成形模具5內(nèi)。

接著，如圖7的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，將第四層疊體S4封入到成形模具5內(nèi)。然后，從設(shè)于成形模具5的發(fā)泡性樹脂注入口56將溶解有非活性氣體等的熔融狀態(tài)的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到空腔CV₁內(nèi)的芯纖維體30f中。注入的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R邊發(fā)泡邊在芯纖維體30f內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成芯纖維體30f的無紡布U的纖維間，并且遍及芯纖維體30f整個區(qū)域。需要說明的是，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的注入時的液壓、液溫、注入速度等可以以使用的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的推薦成形條件為基準(zhǔn)來確定，可以根據(jù)芯材30的尺寸等進行適宜調(diào)節(jié)。

然后，利用上模5A和下模5B將第四層疊體S4在基質(zhì)樹脂的固化溫度下加壓、加熱，由此使預(yù)浸料10p、20p的基質(zhì)樹脂固化，并且使注入到芯纖維體30f中的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R發(fā)泡、固化。由此，預(yù)浸料10p、20p在基質(zhì)樹脂固化后成為表皮材料10、20。另外，發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的發(fā)泡、固化結(jié)束了的芯纖維體30f成為芯材30并與表皮材料10、20進行一體成形。然后，如圖7的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P4中，將芯纖維體30f以夾持在預(yù)浸料10p、20p之間的狀態(tài)封入到成形模具5內(nèi)，將熔融狀態(tài)的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到成形模具5內(nèi)的芯纖維體30f中。由于基質(zhì)樹脂預(yù)先浸滲于作為預(yù)浸料10p、20p的纖維基材的增強纖維體10f、20f中，因此注入到芯纖維體30f中的發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R難以浸入到預(yù)浸料10p、20p的增強纖維體10f、20f中。因此，在制造方法P4中，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

另外，在制造方法P4中，能夠利用發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R的發(fā)泡壓對成為表皮材料10、20的預(yù)浸料10p、20p賦予更均勻的壓力，因此，能夠使表皮材料10、20的表面更光滑，從而提高成形體M的外觀品質(zhì)。進而，在制造方法P4中，可以使用一個成形模具5在一個工序中對表皮材料10、20和芯材30進行成形，因此能夠抑制成形體M的制造成本。另外，在制造方法P4中，雖然必須將發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到芯纖維體30f中，但不必將基質(zhì)樹脂注入到成形模具5內(nèi)。因此，能夠使設(shè)于成形模具5的樹脂注入口的數(shù)量比制造方法P3中使用的成形模具5少，成形模具5的結(jié)構(gòu)變得更簡單。

在上述的制造方法P3及P4中，與上述的芯材30的制作方法C1同樣地將發(fā)泡性樹脂F(xiàn)R注入到芯纖維體30f中來制成芯材30，因此能夠得到與制作方法C1的效果同樣的效果。

<成形體M的其它制造方法P5>

接著，參照圖8對成形體M的其它制造方法P5進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖8的(a)所示，在混合體30c的上側(cè)配置第一增強纖維體10f，在混合體30c的下側(cè)配置第二增強纖維體20f，從而形成第五層疊體S5。

接著，如圖8的(b)所示，將第五層疊體S5設(shè)置在成形模具5內(nèi)。

接著，如圖8的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，將第五層疊體S5封入到成形模具5內(nèi)。然后，從設(shè)于成形模具5的基質(zhì)樹脂注入口55注入熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR，并且從設(shè)于成形模具5的氣體注入口57注入例如100～130℃的高溫氣體HG。

基質(zhì)樹脂MR被注入到空腔CV₁內(nèi)的增強纖維體10f、20f中。注入的基質(zhì)樹脂MR在混合體30c的周圍的形成于混合體30c的外周面和各成形面5a、5b之間的間隙內(nèi)蔓延，浸滲到構(gòu)成增強纖維體10f、20f的增強纖維間，并且遍及兩增強纖維體10f、20f的整個區(qū)域。

高溫氣體HG被注入到空腔CV₁內(nèi)的混合體30c中。注入的高溫氣體HG浸透于混合體30c并且遍及混合體30c整個區(qū)域，對混合體30c內(nèi)的微珠B進行加熱。經(jīng)加熱的微珠B變?yōu)槿廴诨虬肴廴跔顟B(tài)，發(fā)泡、膨脹、相互熔接。微珠B的樹脂浸透于構(gòu)成混合體30c的芯纖維體30f的纖維間并且蔓延至芯纖維體30f整個區(qū)域。需要說明的是，高溫氣體HG的溫度可以根據(jù)使用的微珠B的材料等進行適宜設(shè)定。

在制造方法P5中，高溫氣體HG向混合體30c的注入開始是比基質(zhì)樹脂MR向增強纖維體10f、20f的注入開始更早進行的。因此，能夠在使混合體30c內(nèi)的微珠B充分發(fā)泡、膨脹而使混合體30c的芯纖維體30f成為被樹脂浸滲的狀態(tài)之后，使基質(zhì)樹脂MR流動至混合體30c的周圍的間隙內(nèi)。由此，抑制了基質(zhì)樹脂MR浸潤到混合體30c中。需要說明的是，基質(zhì)樹脂MR的注入時的液壓、液溫、注入速度、高溫氣體HG的溫度等可以以使用的基質(zhì)樹脂MR的推薦成形條件為基準(zhǔn)來確定，可以根據(jù)表皮材料10、20的尺寸等進行適宜調(diào)節(jié)。

然后，利用上模5A和下模5B將第五層疊體S5在基質(zhì)樹脂MR的固化溫度下加壓、加熱，由此使注入到增強纖維體10f、20f中的基質(zhì)樹脂MR固化，并且使微珠B發(fā)泡、固化。由此，增強纖維體10f、20f在基質(zhì)樹脂MR固化后成為表皮材料10、20。另外，微珠B的發(fā)泡、固化結(jié)束了的混合體30c成為芯材30并與表皮材料10、20進行一體成形。然后，如圖8的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P5中，與制造方法P1同樣地將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到成形模具5內(nèi)的增強纖維體10f、20f中。因此，通過成形模具5的成形面5a、5b能夠精度良好地賦形為目標(biāo)形狀，因此能夠有效地制造具有復(fù)雜的表面形狀的成形體M。

另外，在制造方法P5中，能夠利用微珠B的發(fā)泡壓對成為表皮材料10、20的基質(zhì)樹脂MR及增強纖維體10f、20f賦予更均勻的壓力。因此，能夠使表皮材料10、20的表面更光滑，從而提高成形體M的外觀品質(zhì)。進而，在制造方法P5中，將混合體30c以夾持在增強纖維體10f和增強纖維體20f之間的狀態(tài)封入到成形模具5內(nèi)。然后，將熔融狀態(tài)的基質(zhì)樹脂MR注入到成形模具5內(nèi)的增強纖維體10f、20f中，并且將高溫氣體HG注入到成形模具5內(nèi)的混合體30c中。因此，可以使用一個成形模具5在一個工序中對表皮材料10、20和芯材30進行成形，因此能夠抑制成形體M的制造成本。

另外，在制造方法P5中，高溫氣體HG向混合體30c的注入開始是比基質(zhì)樹脂MR向增強纖維體10f、20f的注入開始更早進行的。因此，能夠在使混合體30c內(nèi)的微珠B充分發(fā)泡、膨脹而使混合體30c的芯纖維體30f成為被樹脂浸滲的狀態(tài)之后，使基質(zhì)樹脂MR流動至位于混合體30c周圍的間隙內(nèi)的增強纖維體10f、20f。注入的基質(zhì)樹脂MR難以浸入到微珠B的樹脂浸滲后的芯纖維體30f中。因此，在制造方法P5中，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

<成形體M的其它制造方法P6>

接著，參照圖9對成形體M的其它制造方法P6進行說明。需要說明的是，對于與上述中已經(jīng)說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

首先，如圖9的(a)所示，在混合體30c的上側(cè)配置第一預(yù)浸料10p，在混合體30c的下側(cè)配置第二預(yù)浸料20p，從而形成第六層疊體S6。

接著，如圖9的(b)所示，將第六層疊體S6設(shè)置在成形模具5內(nèi)。

接著，如圖9的(c)所示，關(guān)閉成形模具5，將第六層疊體S6封入到成形模具5內(nèi)。然后，從設(shè)于成形模具5的氣體注入口57注入例如100～130℃的高溫氣體HG。

高溫氣體HG被注入到空腔CV₁內(nèi)的混合體30c中。注入的高溫氣體HG浸透于混合體30c并且遍及混合體30c整個區(qū)域，對混合體30c內(nèi)的微珠B進行加熱。經(jīng)加熱的微珠B成為熔融或半熔融狀態(tài)，發(fā)泡、膨脹、相互熔接。微珠B的樹脂浸透于構(gòu)成混合體30c的芯纖維體30f的纖維間并且蔓延至芯纖維體30f整個區(qū)域。需要說明的是，高溫氣體HG的溫度可以根據(jù)使用的微珠B的材料等進行適宜設(shè)定。

然后，利用上模5A和下模5B將第六層疊體S6在基質(zhì)樹脂的固化溫度下加壓、加熱，由此使預(yù)浸料10p、20p的基質(zhì)樹脂固化，使混合體30c內(nèi)的微珠B發(fā)泡、固化。由此，預(yù)浸料10p、20p在基質(zhì)樹脂固化后成為表皮材料10、20。另外，微珠B的發(fā)泡、固化結(jié)束了的混合體30c成為芯材30并與表皮材料10、20進行一體成形。然后，如圖9的(d)所示，打開模具，將一體成形了的表皮材料10、20及芯材30從成形模具5中取出，從而得到成形體M。

如以上所說明的那樣，在制造方法P6中，將混合體30c以夾持在預(yù)浸料10p、20p之間的狀態(tài)封入到成形模具5內(nèi)，將高溫氣體HG注入到成形模具5內(nèi)的混合體30c中。由于作為預(yù)浸料10p、20p的纖維基材的增強纖維體10f、20f中預(yù)先浸滲有基質(zhì)樹脂，因此在混合體30c內(nèi)進行發(fā)泡的微珠B的樹脂難以浸入到預(yù)浸料10p、20p的增強纖維體10f、20f中。因此，在制造方法P6中，能夠在成形體M的2個表面層1、2與中間層3之間形成更明確的界面。由此，對于成形體M的各層1、2、3，能夠穩(wěn)定地得到期望的厚度，因此能夠提高成形體M的強度/剛性的可靠性。

另外，在制造方法P6，能夠利用微珠B的發(fā)泡壓對成為表皮材料10、20的預(yù)浸料10p、20p賦予更均勻的壓力，因此，能夠使表皮材料10、20的表面更光滑，從而提高成形體M的外觀品質(zhì)。進而，在制造方法P6中，可以使用一個成形模具5在一個工序中對表皮材料10、20和芯材30進行成形，因此能夠抑制成形體M的制造成本。另外，在制造方法P6中，雖然必須將高溫氣體HG注入到混合體30c中，但不必將基質(zhì)樹脂注入到成形模具5內(nèi)。因此，不必在成形模具5設(shè)置樹脂注入口，成形模具5的結(jié)構(gòu)變得更簡單。

在上述的制造方法P5及P6中，與上述的芯材30的制作方法C2同樣地使撒滿于混合體30c的微珠B發(fā)泡、膨脹來制作芯材30，因此能夠得到與制作方法C2的效果同樣的效果。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但這些實施方式不過是為了使本發(fā)明的理解容易而記載的簡單示例，本發(fā)明不限定于所述實施方式。本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實施方式中公開的具體的技術(shù)事項，能夠由其容易地導(dǎo)出的各種變形、變更、替代技術(shù)等也包括在內(nèi)。

上述實施方式中，僅由芯材30構(gòu)成中間層3，但可以在芯材30和第一表皮材料10之間或芯材30和第二表皮材料20之間夾持其它層材。例如，為了提高芯材30與表皮材料10、20的密合性，可以夾持由熱熔粘接劑等形成的粘接層。另外，還可以在表面層1、2的外側(cè)設(shè)置其它層。例如，可以在表皮材料10、20的外側(cè)表面設(shè)置裝飾用表面材料等。

另外，基質(zhì)樹脂注入口55、發(fā)泡性樹脂注入口56、75、氣體注入口57、76的配置、個數(shù)不限于圖示的情況，當(dāng)然可以根據(jù)表皮材料10、20的尺寸、芯材30的尺寸、使用的樹脂材料在適當(dāng)位置設(shè)定多個。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可以應(yīng)用于中間層具備無紡布的復(fù)合材料成形體。

附圖標(biāo)記說明

M 復(fù)合材料成形體

1 第一表面層(第一層)

2 第二表面層(第二層)

3 中間層

10 第一表皮材料(第一纖維增強樹脂)

10f 第一增強纖維體(第一增強纖維基材)

10p 第一預(yù)浸料(第一纖維增強樹脂材料)

20 第二表皮材料(第二纖維增強樹脂)

20f 第二增強纖維體(第二增強纖維基材)

20p 第二預(yù)浸料(第二纖維增強樹脂材料)

30 芯材(無紡布和發(fā)泡樹脂混合而成的復(fù)合成形體)

30f 芯纖維體(芯纖維基材)

30c 芯纖維體-微珠混合體(混合體)

U 無紡布

F 發(fā)泡樹脂

B 微珠(發(fā)泡原料)

MR 基質(zhì)樹脂

FR 發(fā)泡性樹脂

HG 熱風(fēng)或水蒸汽(高溫氣體)

5 成形模具

7 模具