TW201905052A

TW201905052A - 纖維強化塑膠

Info

Publication number: TW201905052A
Application number: TW107118099A
Authority: TW
Inventors: 藤田雄三; 足立健太郎; 唐木琢也
Original assignee: 日商東麗股份有限公司
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-02-01
Also published as: CN110612196A; JP7099318B2; WO2018235512A1; JPWO2018235512A1; CN110612196B

Abstract

為了提供一種雖具有複雜形狀，但纖維含有率仍高的纖維強化塑膠，本發明其要旨為一種纖維強化塑膠，其為包含纖維及樹脂的纖維強化塑膠，其中前述纖維的平均長度為5~50mm，在獲得局部區域之纖維體積含有率(以下將所述纖維體積含有率稱為Vf)相關母體時，母體的平均值為40~65%、母體的變異係數為0.15~0.4，將前述母體作成階級數10的直方圖時，若以具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級為峰值，則具有多個峰值；(Vf相關母體)

以由纖維強化塑膠的剖面影像抽出直徑100μm的局部區域時，由局部區域內所含之纖維的合計面積除以局部區域的面積再乘以100所得的值為Vf。抽出多個局部區域，以各局部區域中之Vf的集合體為母體。

Description

纖維強化塑膠

本發明係有關於一種雖具有複雜形狀但纖維含有率仍高的纖維強化塑膠。

包含纖維與樹脂的纖維強化塑膠，由於比強度、比模數高且力學特性優良，以及具有耐候性、耐化學藥劑性等高機能特性等，而於產業用途中備受矚目，目前已擴及至航空器、太空飛行器、汽車、鐵道車輛、船舶、電器產品、運動用品等的構造用途，其需要性逐年提高。

供製造纖維強化塑膠的中間基材之一，可舉出預浸體，其係使樹脂含浸於預先密集地朝一方向配向的纖維而成。由於預浸體具有高纖維含有率，製成纖維強化塑膠時可展現高力學特性；但由於其不會朝纖維的配向方向延伸，而不易順應複雜形狀，其生產性已成待解決之課題。因此，有人開發出如專利文獻1、2所代表之對預浸體劃入切痕的切割預浸體。

由於切割預浸體可朝纖維方向延伸，比起預浸體更可提升對複雜形狀的順應性，而能夠製造保有高纖維含有率與纖維之配向性的纖維強化塑膠。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本特開2007-261141號公報

專利文獻2 日本特開2008-207544號公報

然而，使用切割預浸體所成形的纖維強化塑膠係以厚度較薄的預浸體為基底，由於具有相同程度之厚度的層所形成的積層構造，因此，壁面較厚的部分，即厚壁變化部較少。

因此，本發明之課題在於提供一種雖具有厚壁變化部等的複雜形狀，但纖維含有率仍高的纖維強化塑膠。

為解決所述課題，作為雖具有複雜形狀，但纖維體積含有率仍高的纖維強化塑膠，本發明中係提供以下的纖維強化塑膠。亦即，一種纖維強化塑膠，其為包含纖維及樹脂的纖維強化塑膠，其中前述纖維的平均長度為5~50mm，在獲得局部區域的纖維體積含有率(以下將所述纖維體積含有率稱為Vf)相關母體時，母體的平均值為40~65%、母體的變異係數為0.15~0.4，將前述母體作成階級數10的直方圖時，若以具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級為峰值，則具有多個峰值。

於此，Vf相關母體係如下求得：以由纖維強化塑膠的剖面影像抽出相當於直徑100μm的局部區域時，由局部區域內所含之富含纖維之像素的合計面積除以局部區域所含之像素的合計面積再乘以100所得的值為Vf。抽出多個上述局部區域，以各局部區域中求得之Vf的集合為母體。

根據本發明，可提供一種雖具有複雜形狀，但纖維體積含有率仍高的纖維強化塑膠，而能夠獲得補強效果高的纖維強化塑膠。

1‧‧‧纖維部

2‧‧‧樹脂部

3‧‧‧像素

4‧‧‧局部區域

5‧‧‧Vf1像素群

6‧‧‧Vf2像素群

圖1為纖維強化塑膠之剖面的示意圖及切出其一部分，進行二值化之數位影像的示意圖。

圖2為將母體作成直方圖的一例。

圖3為將母體作成直方圖的一例。

圖4為纖維強化塑膠之剖面的Vf分布的一例。

圖5為纖維強化塑膠之剖面的示意圖的一例。

圖6為實施例中成形之纖維強化塑膠的尺寸‧形狀。

實施發明之形態

本發明為了提供一種雖具有厚壁變化部但仍具有高纖維體積含有率的纖維強化塑膠而致力進行研究，發現藉由以下纖維強化塑膠可解決所述課題：其為包含纖維及樹脂的纖維強化塑膠，其中前述纖維的平均長度為5~50mm，在獲得局部區域的纖維體積含有率相關母體時，母體的平均值為40~65%、母體的變異係數為0.15~0.4，將前述母體作成階級數10的直方圖時，若以具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級為峰值，則具有多個峰值。

於本發明中，在獲得局部區域的Vf相關母體時，母體的變異係數為0.15以上時，可謂纖維強化塑膠內部之Vf的偏差較大。

於此，Vf相關母體係以由纖維強化塑膠的剖面影像抽出相當於直徑100μm的局部區域時，由局部區域內所含之富含纖維之像素的合計面積除以局部區域所含之像素的合計面積再乘以100所得的值為Vf；然後抽出多個上述局部區域，以各局部區域中求得之Vf的集合為母體。

更具體而言，係首先拍攝纖維強化塑膠的剖面影像，並由該拍攝影像中進行設為局部區域之部分的設定。對於要取得的剖面，本發明係以維持肉厚部的力學特性為目的，而於纖維強化塑膠中的最厚部分取得。對於拍攝影像的大小，係於纖維強化塑膠的厚度方向(縱向)同時包含上面、下面，且於纖維強化塑膠的面內方向(寬度方向)以2mm的寬度取得。拍攝影像未必一定必須為一次撮影中所取得的影像，亦可藉由連結多個影像而取得一張大的剖面影像。又，於本發明中，局部區域係設定為直徑100μm的圓形區域。局部區域為將拍攝影像首先劃分成纖維強化塑膠中大小為0.1μm~3.0μm見方的像素，並對各像素以該像素的重心為中心之纖維強化塑膠中大小為直徑100μm的圓所包圍的部分為以該像素為中心的局部區域。亦即，僅以劃分之像素的數目來局部設定區域。此外，在拍攝影像的邊緣部分無法以圓來設定局部區域，而在求取Vf時不會造成影響，而且由像素的大小與局部區域的大小之關係可理解，局部區域係重疊設定。1像素的大小係如前述可於0.1μm~3.0μm見方之間任意設定，而1像素的大小過大時，不易測定正確的Vf，因此設為3.0μm以下。1像素的大小過小時，計算時間會增大，因此1像素的大小係大於0.1μm。雖亦隨所用纖維的直徑而異，若為如通常使用之纖維，通常係選擇2.0μm見方。因此，就拍攝倍率，需取夠大的值，俾可如上述使像素大小相當於纖維強化塑膠中的0.1μm~3μm。作為像素大小的設定方法，不特別限定，可預先由攝影裝置的解析度計算滿足所要之像素大小的拍攝倍率而取得剖面影像，亦能以夠大的倍率取得剖面影像後，藉由影像處理來設定像素大小。又，於各像素中，為了藉由影像處理分出富含纖維之像素與富含樹脂之像素而進行二值化處理。針對某一像素，觀察到纖維的部分占該像素的面積的一半以上時則該像素係視為富含纖維之像素。如此一來，拍攝影像便為富含纖維之像素與富含樹脂之像素集合而成的影像。此外，二值化時的閾值係根據所用之樹脂與纖維的材料來選擇，但由於樹脂之部分的對比與纖維之部分的對比的差(色度差、亮度差或彩度差)通常甚為明確，因此，只要設定成可區分此等即可(例如使用中間值)。透過改變拍攝條件，亦可強化對比差。

圖1為本發明之纖維強化塑膠之剖面的示意圖，係表示在樹脂2內存在有多根纖維1的情形。圖1(a)係由圖1切出的部分，為經二值化之數位影像的示意圖。數位影像係由多個像素3構成，局部區域4為以某一像素為圓的中心之圓形區域。某一像素是否包含於局部區域，若於圓的外周線的一部分亦存在該像素則視為包含於局部區域。

局部區域的Vf係以視為包含於該局部區域內之像素的總數為分母、以富含纖維之像素的個數為分子以百分率來計算。惟，當用來求取局部區域的圓的外周由剖面影露出時，則露出之區域不計數，僅以位於剖面影像內的區域來計算。

如此，若針對各局部區域求出Vf，便可僅按像素數求得Vf。於本發明中，係將所述Vf的數據群稱為「母體」而取用。

本發明之纖維強化塑膠，為了獲得高Vf，母體的平均值為40~65%。透過母體的平均值為40~65%，可維持高力學特性。此外，藉由增大纖維強化塑膠中之Vf的偏差，亦即變異係數，可獲取包含成形時可自在地流動的低Vf處，而且進一步具有高Vf處，結果可使厚壁部滑順地順應形狀同時具有高力學特性的纖維強化塑膠。亦即，於本發明中，母體的平均值雖為40~65%，但比起在纖維強化塑膠的剖面將所有的局部區域控制成40~65%左右的形態，藉由使具有高Vf之處與具有低Vf之處此兩者存在，而使變異係數達一定的範圍，同時使母體的平均值成為40~65%，可達成本發明之目的。母體的變異係數若為0.15以上，可充分確保用來使纖維及樹脂良好地流動之低Vf的體積。另一方面，就由力學特性或生產性而言之母體的變異係數，最大為0.4。亦即，於本發明中，母體的變異係數為0.15~0.4。

此外，周知變異係數為將標準差除以平均值所得之參數。

又，於本發明中，纖維的平均長度為5~50mm。如此一來，可獲取高Vf處在厚壁變化部以外處亦順應曲面或凹凸形狀的纖維強化塑膠。纖維的平均長度縱為5~50mm的範圍內，纖維的平均長度愈長，愈可提升纖維強化塑膠的力學特性；平均纖維長度愈短，纖維強化塑膠愈可實現複雜的形狀。再者，較佳之纖維的平均長度的下限為10mm以上，作為上限係30mm以下。於本發明中，纖維的平均長度若為5~50mm，則亦可包含纖維長度小於5mm的纖維或長於50mm的纖維。纖維強化塑膠內之纖維的平均長度，若測定纖維強化塑膠所含之所有纖維的長度來算出則不實際，因此係採用由纖維強化塑膠內任意抽出之300根纖維長度的平均值。由纖維強化塑膠內抽出纖維之方法，有以高溫燒除樹脂的方法。例如，若為環氧樹脂，能以450℃來燒除，而能夠抽出纖維強化塑膠內的纖維。惟，在燒除將纖維強化塑膠切斷而得之纖維強化塑膠的小片之樹脂時，有可能短於接觸切斷面之纖維原本存在於纖維強化塑膠中的時間點，而排除為抽出對象。

此外，本發明之纖維強化塑膠係如圖3所示，將母體作成階級數10的直方圖時，若以具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級為峰值，則具多個峰值。此外，於本發明中，就階級而言，藉由將母體中最小的Vf值至最大的Vf值之範圍等分割10等分，而使階級數為10。例如，當母體中最小的Vf值為10%、最大的Vf值為60%時，則採用10~15%、15~20%、20~25%、25~30%、30~35%、35~40%、40~45%、45~50%、50~55%、及55~60%共計10階級。再者，於本發明中，至少一峰值的中心值，例如為該峰值為50~55%的纖維含有率之階級時，52.5%係低於母體的平均值，至少一峰值的中心值較佳高於母體的平均值。本發明之纖維強化塑膠，在將母體作成階級數10的直方圖時由於具有多個峰值，低Vf處係含有順應厚壁變化所需的分量；而高Vf處為了確保力學特性，可含有足夠的分量。於本發明之纖維強化塑膠中，為了獲得將母體作成階級數10的直方圖時具有多個峰值之形態，可舉出例如藉由將纖維體積含有率較大的預浸體與纖維體積含有率較小的預浸體交互積層而作成積層體，並將其硬化而形成纖維強化塑膠的方法。

作為本發明之纖維強化塑膠的形態，將母體作成階級數50的直方圖時，峰值且階級的區分方法，係與上述同樣地將最大的Vf與最小的Vf之間均等地分成50區間；而且，峰值的意義係與上述同義，亦可具有3個以上之表示高於相鄰階級之度數的階級。

作為本發明之纖維強化塑膠的較佳形態，可舉出具有大於母體的平均值之Vf的區域、與具有小於母體的平均值之Vf的區域此2區域的任一者實質上以線狀存在。此處所稱大於母體的平均值之Vf；係指比位於40~65%之間的平均值大5%以上的Vf(下稱Vf1)；所稱小於母體的平均值之Vf，係指比位於40~65%之間的平均值小5%以上的Vf(下稱Vf2)。所稱實質上以線狀存在，係指在用於求取Vf的拍攝影像中，區分作為Vf為Vf1以上之局部區域的中心的像素、作為Vf為Vf2以下之局部區域的中心的像素各者而予以標記時，與纖維強化塑膠表面平行的方向(以所述方向為寬度方向)上之長度及與該表面垂直的方向(以所述方向為高度方向；亦即纖維強化塑膠的厚度方向)上之長度的比(寬度/高度)為2以上之區域，同時存在有作為Vf為Vf1以上之局部區域的中心的像素群(將所述像素群稱為Vf1像素群)及作為Vf為Vf2以下之局部區域的中心的像素群(將所述像素群稱為Vf2像素群)。

一面參照圖4一面具體地加以說明。圖4為表示在剖面影像中將作為各局部區域的中心的像素以Vf值分色而表示之像素的分布的圖的一例。於圖4中，可看出屬Vf1像素群的區域5、與屬Vf2像素群的區域6。

觀察到此種區域，係指纖維朝厚度方向的彎曲變形較小，由於此種纖維強化塑膠其力學特性提高而較佳。在求出局部區域之Vf的拍攝影像中，Vf1像素群與Vf2像素群較佳為其全以線狀存在；即使非所有的群均以線狀存在，只要在各群中至少1個以線狀存在即可。

如上述，作為用來製造Vf1像素群與Vf2像素群實質上以線狀存在的纖維強化塑膠之方法，可舉出例如藉由將纖維體積含有率較大的預浸體與纖維體積含有率較小的預浸體交互積層而作成積層體，並將其硬化而形成纖維強化塑膠的方法。

更佳的是至少1個Vf1像素群，較佳為Vf1像素群的半數以上，更佳為所有的Vf1像素群存在於纖維強化塑膠的至少一表面至該纖維強化塑膠的厚度之30%為止的區域的纖維強化塑膠。又，該Vf1像素群較佳以線狀存在。透過Vf1像素群存在於接近表面的區域，亦即表層部，尤其可提升纖維強化塑膠的彎曲剛性而較佳。又，可抑制Vf的偏差所引起之表面凹凸的產生，可使纖維強化塑膠表面呈平滑。更佳之形態為Vf1像素群在纖維強化塑膠的兩面上存在於各面至厚度方向之30%為止的區域的纖維強化塑膠。

作為本發明之纖維強化塑膠的較佳形態，可舉出具有纖維實質上朝一方向配向的層、及纖維朝多方向配向的層。以下，將纖維實質上朝一方向配向的層稱為一方向層、纖維朝多方向配向的層稱為多方向層。圖5為本發明之較佳纖維強化塑膠的實例，係具有層構造之纖維強化塑膠的示意圖。圖5中包含層A、B、C、D、E，層A、B、D、E為一方向層。

「一方向層」係指在纖維強化塑膠的剖面上，與表現出同一種纖維剖面形狀的纖維強化塑膠表面實質上平行的區域(層)。「同一種纖維剖面形狀」係指觀視纖維強化塑膠之剖面中的寬度2mm、在縱向為至纖維強化塑膠之上表面與下表面為止的區域中，寬度為2mm且厚度相等的層時，測定由此區域內隨機地選出的100個纖維剖面的長徑而算出平均值之際，90個以上之剖面的長徑為彼等的平均值的±10%以內。「與纖維強化塑膠表面實質上平行」係指觀視纖維強化塑膠的剖面時，集合體的交界與纖維強化塑膠的表面為-10°~+10°的範圍內。再者，在纖維強化塑膠的剖面上，只要存在一方向層時，則該剖面的其他區域亦可視為層，如層C之由2個一方向層所包夾的區域，或者由一方向層與纖維強化塑膠的表面所包夾的區域亦可視為層。藉由一方向層的存在，可有效提升力學特性。又，透過一方向層為對應Vf1像素群的層，可更有效地提升力學特性。

此外，在纖維強化塑膠的剖面上，只要存在一方向層時，則該剖面的其他區域亦可視為層，將如層C之由2個一方向層所包夾的區域，或者由一方向層與纖維強化塑膠的表面所包夾的區域視為層時，係將在纖維強化塑膠的剖面中之同一層中之寬度2mm的區域內可看出100根以上的纖維剖面，而且不滿足上述之一方向層的定義的層視為多方向層。多方向層係存在有2個圖案。其一為如圖5之層C，在層C內進一步存在有剖面形狀相近的纖維集合而成的區域之情形。「剖面形狀相近」係指由在纖維強化塑膠之剖面照片所觀察到的纖維剖面上之長徑、及將與該長徑一致之線段映射至該纖維的垂直剖面時之直徑，亦即對應該長徑之該纖維的實際直徑計算以剖面為基準面的纖維配向角時，配向角的差異為10°以內。此外，纖維的配向角θ[°]係以θ=arcsin((纖維直徑)/(纖維剖面的長徑))×180/π來計算。層C內進一步如集合體C1、C2、C3、C4，存在有纖維的剖面形狀相近的集合體。可認定為多方向層的另一個圖案為剖面形狀不同的纖維彼此相互交錯地構成，無法分割成纖維的剖面形狀相近的集合體之情形。尤其是，對應Vf2像素群的層若為多方向層，即使具有較小的Vf之區域中的強化纖維的纖維長較長時，仍具有等向性的力學特性。從而，由於可無限制地選定對力學特性的影響較大的一方向層而較佳。再者，若為存在有多個多方向層其剖面形狀相近的區域群之形態，則在基材的製造步驟中不需要使強化纖維束成單絲分散之步驟，因此可節省生產成本而更佳。

為了形成具有纖維實質上朝一方向配向的層、及纖維朝多方向配向的層之纖維強化塑膠，可舉出例如藉由將纖維實質上朝一方向配向的預浸體、及纖維朝多方向配向的預浸體(例如SMC)交互積層而作成積層體，並將其硬化而形成纖維強化塑膠的方法。

本發明之纖維強化塑膠係包含纖維及樹脂，於本發明之纖維強化塑膠中，纖維係指玻璃纖維、克維拉纖維、碳纖維、石墨纖維或硼纖維等一般作為纖維強化塑膠之強化材所使用的纖維。其中，基於比強度及比模數觀點，較佳為碳纖維。

本發明中纖維強化塑膠的意義係與一般所使用之用語的意義相同，亦即在樹脂中含有亦稱纖維、強化纖維者之物質，藉由該纖維，可改善該物全體的強度等機械特性。本發明之纖維強化塑膠中所使用的樹脂可為熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂。作為熱硬化性樹脂，可舉出不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂、苯并樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂及聚醯亞胺樹脂等。作為熱塑性樹脂，可舉出例如聚醯胺(PA)、聚縮醛、聚丙烯酸酯、聚碸、ABS、聚酯、丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚酮酮(PEKK)、液晶聚合物、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等氟系樹脂、聚矽氧等。

本發明之纖維強化塑膠可較佳使用於作為汽車、航空器等的構造構件。

[實施例]

以下，根據實施例對本發明更具體地加以說明，惟本發明不受實施例所記載之發明限定性地解釋。

<樹脂薄膜的製作>

對環氧樹脂(Japan Epoxy Resins(股)製“jER(註冊商標)”828：35質量份、“jER(註冊商標)”1001：30質量份、“jER(註冊商標)”154：35質量份)、及熱塑性樹脂聚乙烯甲醛(Chisso(股)製“Vinylec(註冊商標)”K)5質量份以捏合機進行加熱混煉使聚乙烯甲醛均勻地溶解後，將硬化材二氰二胺(Japan Epoxy Resins(股)製DICY7)3.5質量份、與硬化促進劑3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(保土谷化學工業(股)製DCMU99)4質量份以捏合機進行混煉而調製成未硬化之環氧樹脂組成物。將此環氧樹脂組成物，使用逆輥塗布機塗布於經聚矽氧塗覆處理的脫模紙上而製成每單位面積的重量62g/m²的樹脂薄膜。

<切割預浸體的製作>

為製作切割預浸體，而將作為其基底的連續纖維預浸體，以將全體平均所得的纖維體積含有率(Vf)為58%的方式，在朝一方向排列之每單位面積的重量250g/m²的碳纖維(T700S)的兩面分別疊合依上述程序所得之每單位面積的重量62g/m²的樹脂薄膜，並藉由加熱‧加壓使樹脂含浸而得到。對所得連續纖維預浸體，使用設有刀具的輥(旋轉刀)，將連續纖維預浸體內的所有纖維切斷而得到切割預浸體A與切割預浸體B。

切割預浸體A係以所有纖維成長度22mm的方式劃入切痕，切痕與纖維方向的角度設為14°，一條條切痕的長度係設為1mm。

切割預浸體B係以所有纖維成長度11mm的方式劃入切痕，切痕與纖維方向的角度設為25°，一條條切痕的長度係設為3mm。

<SMC的製作>

將上述連續纖維預浸體經切成寬度0.3mm長度30mm的短切預浸體，以各短切預浸體的纖維方向隨機地配向的方式配置，進一步以將全體平均所得的纖維體積含有率(Vf)為30%的方式以上述樹脂薄膜包夾，以70℃進行1分鐘真空壓接來製造。

<壓製成形>

將上述切割預浸體A、切割預浸體B、樹脂薄膜、SMC組合而成的積層體，使用如圖6所示之成形箱型形狀的雙面模具以壓製成形予以固化，而得到纖維強化塑膠。所得纖維強化塑膠係準備呈寬度方向為150mm、長度方向為200mm的箱型形狀，底面的厚度為3mm、側面的厚度T為4mm與6mm此2圖案。模具係作成可使剩餘量流出的構造。

作為壓製成形方法，係於壓機內部配置於預先加熱至130℃之模具的中央後，以上模與下模包夾，並以成形溫度130℃、成形壓力6.0MPa保持30分鐘。其後進行脫模，而得到既定的纖維強化塑膠。

<Vf相關母體的取得>

切出所得纖維強化塑膠的最厚部分(於正式成形體中為側面部)，對樹脂進行埋入拋光研磨。對經研磨之纖維強化塑膠的剖面以數位顯微鏡進行拍攝，以1像素的一邊相當於纖維強化塑膠之2μm的大小，以與纖維強化塑膠的最厚部分之表面平行的方向為寬度、以與該表面垂直的方向(即厚度方向)為高度(T)，而獲得以若為寬度2000個、T=4mm時，高度2000個、T=6mm時為高度3000個正方形像素所構成之纖維強化塑膠剖面的數位影像。其次，將剖面的數位影像進行2值化處理而劃分成富含纖維之像素與富含樹脂之像素。以各像素的重心為中心將直徑100μm的局部區域，若為T=4mm時設定2000×2000個、若為T=6mm時設定2000×3000個，於各局部區域求出Vf作為母體。惟，劃分局部區域的外周圓由前述數位影像露出時，則以數位影像與直徑100μm的圓重疊的區域為局部區域。以下，不特別限定時，平均值係指母體的平均值、變異係數則指母體的變異係數。各參考例、實施例及比較例中的測定結果係如表1所示。

<Vf的分布狀況評定>

依循在前述數位影像中各局部區域所求得的Vf值，遮蔽該局部區域的中心像素而得到Vf的分布圖。以上述方法求出Vf1像素群及Vf2像素群，評定觀測到的這些群是否實質上為線狀。將Vf1像素群之寬度/高度的最大值、Vf2像素群之寬度/高度的最大值記載於表中。

<纖維強化塑膠的層構造評定>

由剖面之數位影像，當纖維強化塑膠具有層構造時，以上述方法針對各層評定是纖維實質上朝一方向配向的層，還是纖維朝多方向配向的層。

表1中，纖維強化塑膠不具有層構造時係設為W、僅由纖維實質上朝一方向配向的層構成時係設為X、由纖維實質上朝一方向配向的層、纖維朝多方向配向的層構成時則設為Y。

(參考例1)

將切割預浸體A與切割預浸體B，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層，於2個積層體之間夾入2片樹脂薄膜，而得到包含300mm×300mm之切割預浸體A、切割預浸體B、樹脂薄膜的基材積層體。

將此基材積層體以T=4mm之模具，以側面表面為切割預浸體B的方式進行壓製成形。所得纖維強化塑膠未看出空隙等缺損。另一方面，側面表面之纖維則大幅彎曲變形。以T=6mm之模具進行壓製成形，可看出與模具之非接觸部等的成形不良，推測力學特性變差。

取得所得纖維強化塑膠的Vf相關母體，將母體作成階級數10的直方圖時，具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級的峰值為1處。

(參考例2)

將切割預浸體A，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層2片，於2個積層體之間夾入4片樹脂薄膜，而得到包含300mm×300mm之切割預浸體A、樹脂薄膜的基材積層體。

將此基材積層體以T=4mm之模具進行壓製成形所得到的纖維強化塑膠未看出空隙等缺損，側面表面之纖維的彎曲變形較實施例1為少。觀視剖面，可看出在纖維強化塑膠內部纖維大幅彎曲變形的情形。以T=6mm之模具進行壓製成形，可看出與模具之非接觸部等的成形不良，推測力學特性變差。

(實施例1)

將切割預浸體A，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層，並重疊厚度4mm的SMC，而得到300mm×300mm的切割預浸體A、SMC的基材積層體。

將基材積層體以T=6mm之模具，以纖維強化塑膠的外面側為SMC的方式進行壓製成形。所得纖維強化塑膠未看出空隙等缺損。SMC的側面其觸感可感到有凹凸。觀視剖面，則存在有纖維實質上朝一方向配向的層、與纖維朝多方向配向的層。纖維朝多方向配向的層，存在有剖面形狀相近之纖維集合而成的多個區域。纖維朝多方向配向的層，可看出纖維大幅朝面外彎曲變形的情形。

取得所得纖維強化塑膠的Vf相關母體，將母體作成階級數10的直方圖時，具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級的峰值為2處。

(實施例2)

將切割預浸體A，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層2組，於2個積層體之間夾入厚度3mm的SMC，而得到300mm×300mm的切割預浸體A、SMC的基材積層體。

將基材積層體以T=6mm之模具進行壓製成形。所得纖維強化塑膠未看出空隙等缺損。側面的觸感無凹凸而呈平滑。

觀視剖面，則具有層構造，存在有纖維實質上朝一方向配向的層、與纖維朝多方向配向的層。纖維朝多方向配向的層，存在有剖面形狀相近之纖維集合而成的多個區域。就Vf的分布狀況評定，可確認共同存在有實質上為線狀且具有大於母體的平均值之Vf的區域、與實質上為線狀之具有小於平均值之Vf的區域。

又，具有大於母體的平均值之Vf的區域係存在於表層至小於厚度方向的30%的範圍。

(比較例1)

將連續纖維預浸體，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層2組，於其之間夾入2片樹脂薄膜，而得到300mm×300mm的基材積層體。

將基材積層體以T=4mm之模具進行壓製成形。所得纖維強化塑膠其側面的大部分未觸及模具，品質非良好。因此，推測力學特性變差。

(比較例2)

將切割預浸體A，以寬度方向為0°，以[-45°/0°/+45°/90°]_s的積層構成積層2組，於其之間夾入2片樹脂薄膜，而得到300mm×300mm的基材積層體。

將基材積層體以T=4mm之模具進行壓製成形。所得纖維強化塑膠相較於比較例1雖獲得改善，但有側面的部分未觸及模具之處，品質非良好，推測力學特性變差。

(比較例3)

將SMC積層達厚度6mm，而得到300mm×300mm的SMC積層體。

將基材積層體以T=6mm之模具進行壓製成形。所得纖維強化塑膠雖無顯眼缺陷，但獲得Vf相關母體之結果，母體的平均值為比任一實施例還低的值。

表中「峰值的個數」係指將母體作成階級數10的直方圖時，以峰觀察到之階級的個數。例如，圖3之形態中為2。

本申請案係基於2017年06月19日申請之日本專利申請案特願2017-119288，其內容係載入此處以供參照。

Claims

一種纖維強化塑膠，其為包含纖維及樹脂的纖維強化塑膠，其中，前述纖維的平均長度為5~50mm，在獲得局部區域的纖維體積含有率(以下將所述纖維體積含有率稱為Vf)相關母體時，母體的平均值為40~65%、母體的變異係數為0.15~0.4，將前述母體作成階級數10的直方圖時，若以具有大於左右相鄰之階級的度數之度數的階級為峰值，則具有多個峰值；(Vf相關母體)以由纖維強化塑膠的剖面影像抽出相當於直徑100μm的局部區域時，由局部區域內所含之富含纖維之像素的合計面積除以局部區域所含之像素的合計面積再乘以100所得的值為Vf；抽出多個前述局部區域，以各局部區域中求得之Vf的集合為母體。
如請求項1之纖維強化塑膠，其中具有大於前述母體的平均值之Vf的區域、及具有小於前述母體的平均值之Vf的區域任一者係實質上以線狀存在。
如請求項1或2之纖維強化塑膠，其中具有大於前述母體的平均值之Vf的區域係存在於至少單側表層至厚度方向之小於30%的範圍。
如請求項1至3中任一項之纖維強化塑膠，其係具有纖維實質上朝一方向配向的層、及纖維朝多方向配向的層。
如請求項4之纖維強化塑膠，其中在纖維朝多方向配向的層內，存在有多個剖面形狀相近的區域群。