料坯0° /预浸料坯90° ]的方式将皮材和芯材依次层合，在150°C、IMPa的条件下，经30分钟进 行皮材的预浸料坯的固化、和皮材与芯材的接合。之后，于180°C保持5分钟，使芯材发泡后， 将Imm的间隔件夹持于工具板(tool plate)之间，于100°C冷却从而使芯材固化，得到夹层 结构体。得到的夹层结构体的厚度为1mm。
[0148] 使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表1。需要说明的 是，将利用激光显微镜对本实施例所得到的夹层结构体进行拍摄而得到的照片示于图4。
[0149] (实施例2~6)
[0150] 将皮材中的连续的增强纤维、基体树脂、芯材中的不连续的增强纤维、热塑性树脂 如表1所示那样进行变更，除此之外，与实施例1同样地得到夹层结构体。得到的夹层结构体 的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表1。
[0151] (实施例7)
[0152] 将皮材中的连续的增强纤维、基体树脂、芯材中的不连续的增强纤维、热塑性树脂 如表1所示那样进行变更，将2片聚酰胺6树脂的膜和1片不连续的增强纤维A于250°C(树脂 的熔点（225°C )+25°C)的温度制作含浸基材作为芯材，除此之外，与实施例1同样地得到夹 层结构体。得到的夹层结构体的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到 的评价结果示于表1。
[0153] (实施例8)
[0154] 将皮材中的连续的增强纤维、基体树脂、芯材中的不连续的增强纤维、热塑性树脂 如表1所示那样进行变更，将2片聚碳酸酯树脂的膜和1片不连续的增强纤维A于290°C(树脂 的玻璃化温度(145°C )+145°C)的温度制作含浸基材作为芯材，除此之外，与实施例1同样地 得到夹层结构体。得到的夹层结构体的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特 性。得到的评价结果示于表1。
[0155](实施例9)
[0156]将芯材中的不连续的增强纤维、热塑性树脂如表1所示那样进行变更，将间隔件变 更为0.8mm，除此之外，与实施例3同样地得到夹层结构体。得到的夹层结构体的厚度为 0.8mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表1。
[0157](实施例 10)
[0158] 将芯材中的不连续的增强纤维、热塑性树脂如表1所示那样进行变更，将间隔件变 更为0.6mm，除此之外，与实施例3同样地得到夹层结构体。得到的夹层结构体的厚度为 0.6mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表1。
[0159] (比较例1)
[0160] 对于皮材而言，除了如表2所示那样变更连续的增强纤维、基体树脂之外，使用与 实施例1同样地制作而得的单向预浸料坯，作为芯材，使用将专利文献1的参考例2-1中记载 的芯材以厚度成为0.74mm的方式进行调整而得的芯材。以成为[预浸料坯90° /预浸料坯0° / 芯材/预浸料坯0° /预浸料坯90° ]的方式将皮材和芯材依次层合，将Imm的间隔件夹持在工 具板之间，在150°C、lMPa的条件下，经30分钟进行皮材的预浸料坯的固化、和皮材与芯材的 接合，得到夹层结构体。得到的夹层结构体的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各 种特性。得到的评价结果示于表2。
[0161] (比较例2)
[0162] 将芯材变更为如下芯材，即，将专利文献1的参考例2-2中记载的芯材以厚度成为 0.74mm的方式进行调整而得的芯材，除此之外，与比较例1同样地得到夹层结构体。得到的 夹层结构体的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表 2〇
[0163] (比较例3)
[0164] 将芯材变更为如下芯材，即，将无交联低泡沫聚丙烯片材"EFCELL"以厚度成为 0.74mm的方式进行切断而得的芯材，除此之外，与比较例1同样地得到夹层结构体。得到的 夹层结构体的厚度为1mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表 2〇
[0165] (比较例4)
[0166] 在芯材中，使用4片不连续的增强纤维A、8片作为热塑性树脂的聚丙烯树脂的膜， 除此之外，与实施例1同样地得到夹层结构体。得到的夹层结构体的厚度为1.11mm。使用得 到的夹层结构体来评价各种特性。得到的评价结果示于表2。
[0167] (比较例5)
[0168] 以芯材的厚度成为0.54mm的方式调整材料，除此之外，与比较例1同样地得到夹层 结构体。得到的夹层结构体的厚度为〇.8mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到 的评价结果示于表2。
[0169] (比较例6)
[0170] 以芯材的厚度成为0.34mm的方式调整材料，除此之外，与比较例1同样地得到夹层 结构体。得到的夹层结构体的厚度为〇.6mm。使用得到的夹层结构体来评价各种特性。得到 的评价结果示于表2。
[0171] (实施例11)
[0172] 由实施例1中得到的夹层结构体，切出长250mm、宽160mm的长方形材料，将其作为 第一部件。另一方面，作为第二部件，将GMT配置在保持为230°C的热盘加热型预热装置中， 一边赋予0.1 MPa的压力一边预热1分钟。接着，将第一部件配置在已预热至120°C的加压成 型用模具内，在其上重叠配置已完成预热的GMT，关闭模具，在赋予了 15MPa的压力的状态下 保持120秒，利用加压成型将第一部件和第二部件接合，得到一体化成型品。将本实施例所 得的一体化成型品示于图5。
[0173](实施例⑵
[0174] 由实施例1中得到的夹层结构体(纵300mmX横300mm)，切出长250mm、宽160mm的长 方形，将其作为第一部件。另一方面，作为第二部件，使用PC复合物。然后，以使夹层结构体 的侧面为接合面的方式将上述制得的第一部件注塑(OUtsert)于注塑成型用模具，将PC复 合物作为第二部件进行注塑成型，得到一体化成型品。此时，注塑成型机的料筒温度为300 °C，模具温度为60°C。将本实施例所得的一体化成型品示于图6。
[0177] 在各实施例及比较例1、2、5及6中，在芯材中不连续的增强纤维的单纤维彼此经由 热塑性树脂进行交叉，并可观察到簇，但在比较例3、4中，未在芯材中观察到簇。
[0178] 由实施例1~8和比较例1~4、实施例9和比较例5、实施例10和比较例6之间的比较 可知，本发明的夹层结构体由于使用特定的芯材并且使用纤维增强材料作为皮材，所以轻 质性和刚性优异。
[0179] 另外，在实施例11中，通过使用实施例1的夹层结构体作为第一部件，利用加压成 型形成第二部件，由此能够得到接合状态良好的一体化成型品。在实施例12中，通过使用实 施例1的夹层结构体作为第一部件，利用注塑成型形成第二部件，由此能够得到接合状态良 好的一体化成型品。其原因在于，由于夹层结构体具有空隙，所以能够通过注塑材料的PC复 合物渗入到夹层结构体的空隙中而呈现出锚定效果，得到牢固接合的一体化成型品。
[0180] 产业上的可利用性
[0181] 根据本发明的夹层结构体或一体化成型品，能够使轻质性、薄壁性、刚性优异。另 外，若使用本发明的夹层结构体，则能够容易地成型一体化成型品（其是夹层结构体与其他 部件接合而成的）。因此，本发明的夹层结构体或一体化成型品可适用于汽车内部外部装 饰、电气?电子设备外壳、自行车、体育用品用结构材料、航空器内部装饰材料、运输用箱体 等广泛的用途。
[0182] 符号说明
[0183] 1 簇
[0184] 2、3、4簇中的直线
[0185] 5夹层结构体
[0186] 6芯材的热塑性树脂
[0187] 7皮材的基体树脂
[0188] 8贯穿基体树脂的不连续的增强纤维
[0189] 9芯材的不连续的增强纤维向皮材的贯穿距离
[0190] 10、11、12、13、14、15、16芯材的不连续的增强纤维(单纤维）
[0191] 17二维接触角，二维取向角
[0192] 18、21 -体化成型品
[0193] 19、22夹层结构体
[0194] 20、23 第二部件
【主权项】
1. 一种夹层结构体，由包含不连续的增强纤维、热塑性树脂及空隙的芯材和包含连续 的增强纤维和基体树脂的皮材构成，其中，在芯材中，不连续的增强纤维的30%以上被热塑 性树脂被覆，并且，不连续的增强纤维的单纤维彼此经由热塑性树脂进行交叉。2. 如权利要求1所述的夹层结构体，其中，在芯材中，不连续的增强纤维和热塑性树脂 以最大长度的平均值为100μπι以上的尺寸形成簇。3. 如权利要求2所述的夹层结构体，其中，所述簇的最大长度的平均值为200μπι以上的 尺寸。4. 如权利要求1~3中任一项所述的夹层结构体，其中，芯材的弯曲弹性模量为2.5GPa 以上且20GPa以下。5. 如权利要求1~4中任一项所述的夹层结构体，其中，芯材的体积比重为0.01以上且 0.6以下。6. 如权利要求1~5中任一项所述的夹层结构体，其中，皮材中的连续的增强纤维为连 续的碳纤维。7. 如权利要求1~6中任一项所述的夹层结构体，其中，皮材中的连续的增强纤维的拉 伸弹性模量为360GPa以上且lOOOGPa以下。8. 如权利要求1~7中任一项所述的夹层结构体，其中，芯材中的不连续的增强纤维为 不连续的碳纤维。9. 如权利要求1~8中任一项所述的夹层结构体，其中，芯材中的不连续的增强纤维的 一部分贯穿于皮材，不连续的增强纤维向皮材的最大贯穿距离为5μπι以上。10. 如权利要求1~9中任一项所述的夹层结构体，其中，芯材中的热塑性树脂是选自由 聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、改性聚苯醚、聚芳硫醚及聚醚醚酮组成的组中 的至少一种。11. 一种权利要求1~10中任一项所述的夹层结构体的制造方法，其包括以下工序[1] ~[3]， 工序[1]:在已加热至热塑性树脂熔融或软化的温度的状态下赋予压力，使热塑性树脂 含浸在用于芯材的增强纤维中，从而形成芯材的前体的工序； 工序[2]:由连续的增强纤维和基体树脂进行皮材的成型的工序； 工序[3]:在已加热的状态下调整芯材的前体的厚度以使芯材的前体按照规定的膨胀 倍率膨胀，从而形成芯材的工序。12. 如权利要求11所述的夹层结构体的制造方法，其中，膨胀倍率为1.1倍以上且8倍以 下。13. -种一体化成型品，是将由权利要求1~10中任一项所述的夹层结构体形成的第一 部件和由其他成型体形成的第二部件接合而成的。14. 一种一体化成型品的制造方法，是制造权利要求13所述的一体化成型品的方法，其 中，第二部件为利用注塑成型而得的成型体，利用嵌件注塑成型或基体上注塑成型将第二 部件接合于第一部件。15. -种一体化成型品的制造方法，是制造权利要求13所述的一体化成型品的方法，其 中，第二部件为利用加压成型而得的成型体，利用加压成型将第二部件接合于第一部件。
【专利摘要】本发明提供夹层结构体、使用该夹层结构体的一体化成型品及它们的制造方法。所述夹层结构体由包含不连续的增强纤维、热塑性树脂及空隙的芯材和包含连续的增强纤维和基体树脂的皮材构成，在芯材中，不连续的增强纤维的30％以上被热塑性树脂被覆，并且，不连续的增强纤维的单纤维彼此经由热塑性树脂进行交叉。
【IPC分类】B29C45/14, B29C43/18, B32B5/28
【公开号】CN105492200
【申请号】CN201480047371
【发明人】畑中和洋, 松尾里美, 土谷敦岐
【申请人】东丽株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月17日
【公告号】EP3040195A1, WO2015029634A1