(57)【要約】【課題】軽量性および機械的強度に優れた複合材料を提供する。【解決手段】本発明の複合材料は、層構造を有するコア部材と、コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、コア部材が、壁部と、壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、壁部は、コア部材の一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が壁部の不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備えるものである。【選択図】図１
2019199012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層構造を有するコア部材と、
前記コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、
前記コア部材が、壁部と、前記壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂の一部が前記壁部の前記不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備える、複合材料。
【請求項２】
請求項１に記載の複合材料であって、
前記浸み込み領域の浸み込み深さは５μｍ以上である、複合材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の複合材料であって、
前記コア部材と前記支持板部材との界面は、積層方向の内部に向かって凹凸形状を有する、複合材料。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面に対して、複数の繊維フィラーが略平行に配向してなる不織布を有する、複合材料。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記コア部材の前記一面に対して平行な断面視において、前記壁部中における複数の前記繊維フィラーがランダムに配向している、複合材料。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記コア部材中の前記軽量部が、前記壁部で区画された空間で構成される、複合材料。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記軽量部が、空隙部または発泡部で構成される、複合材料。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記壁部が発泡構造を有する、複合材料。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記壁部が、前記繊維フィラーおよびバインダー樹脂を含む抄造体の成形体で構成される、複合材料。
【請求項１０】
請求項９に記載の複合材料であって、
前記バインダー樹脂がフェノール樹脂を含む、複合材料。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の複合材料であって、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂がエポキシ樹脂を含む、複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで繊維樹脂複合材料において様々な検討がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、発泡構造体（芯材）とその表面に配置された炭素繊維強化複合材との複合パネルが記載されている（特許文献１の図１）。また、芯材の上下両面に接着剤を介して硬化した炭素繊維強化複合材を配置したと記載されている（特許文献１の段落００６８）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７６３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者が検討した結果、特許文献１に記載の複合材料は軽量性および機械的強度の点で改善の余地を有することが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者の知見によれば、軽量化の観点から接着剤を使用せずに、特許文献１に記載の発泡構造体と炭素繊維強化複合材とを直接接合した場合、これらの表面同士の界面における接着強度が低下し、その結果、複合材料全体の機械的強度が低下することが判明した。
【０００６】
このような知見に基づいて接合構造について検討した結果、一方の繊維強化樹脂材料中の樹脂を、他方の不織布の表面から内部に染みこませることによってアンカー効果が得られ、繊維強化樹脂材料と不織布との界面における接着強度を高められることを見出した。
さらに検討を進めた結果、壁部と軽量部とコア部材を使用し、この軽量構造を有するコア部材の壁部に、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が不織布に浸み込んだ浸み込み領域を形成することにより、複合材料における軽量性を維持しつつも機械的強度を向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明によれば、
層構造を有するコア部材と、
前記コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、
前記コア部材が、壁部と、前記壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂の一部が前記壁部の前記不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備える、複合材料が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軽量性および機械的強度に優れた複合材料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）本実施形態の複合材料の構成を例示する上面図である。（ｂ）（ａ）のａ−ａ断面図である。（ｃ）（ｂ）のα領域の拡大図である。
【図２】発泡性抄造体の構成を例示する斜視模式図である。
【図３】発泡性抄造体の製造方法を例示する断面工程図である。
【図４】発泡体（発泡性抄造体の成形体）の製造方法を例示する断面工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００１１】
本実施形態の複合材料は、層構造を有するコア部材と、コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備えるものである。このコア部材が、壁部と、壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有していて、壁部は、コア部材の一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有している。このような複合材料は、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が壁部の不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備えるものである。
【００１２】
本実施形態によれば、壁部と軽量部とコア部材を使用し、この軽量構造を有するコア部材の壁部に、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が不織布に浸み込んだ浸み込み領域を形成することにより、軽量性を維持しつつも機械的強度に優れた複合材料の構造を実現できる。
【００１３】
本実施形態の複合材料において、壁部と当該壁部よりも比重が小さい軽量部を有するコア部材を採用することにより、軽量化に優れた構造を実現できるとともに、壁部を有するコア部材に繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材を積層することにより、機械的強度に優れた構造を実現できる。
【００１４】
本実施形態によれば、コア部材と支持板部材とが積層した積層方向に直交する一面、すなわち、コア部材の一面に対して、複数の繊維フィラーが略平行に配向してなる不織布を有する壁部を用いることにより、複合材料において、軽量性を維持しつつも、積層方向からの衝撃強度等の機械的強度をさらに向上させることができる。
【００１５】
本実施形態の複合材料１００としては、例えば、航空機、自動車部品、電子機器筺体、建築物（容器）壁材等などに用いることができる。
【００１６】
本実施形態の複合材料の各要素について説明する。
【００１７】
本実施形態の複合材料１００は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、層構造を有するコア部材１１０と、コア部材１１０の下面１１６に積層した支持板部材１２０とを備えるものである。複合材料１００は、図１（ｂ）に示すように、複合材料１００の下面１１６（一面）と上面１１８（当該一面に対向する面）のそれぞれに支持板部材１２０，１２２が積層したサンドイッチ構造を有し得る。
【００１８】
上記複合材料１００は、少なくともコア部材１１０および支持板部材１２０の２層構造で構成されていればよく、図１（ｂ）に示すように支持板部材１２２、コア部材１１０および支持板部材１２０の３層のサンドイッチ構造で構成されていてもよい。この２層構造や３層サンドイッチ構造を基本構造単として、複合材料１００は、複数の基本構造単位の繰り返し構造を有してもよい。この場合、基本構造単位は同一でも異なっていてもよい。複合材料１００の積層構造において、複数の基本構造単位は、連続的に形成されていてもよいが、クッション層や接着層などの他の機能層を介して形成されていてもよい。
【００１９】
上記複合材料１００は、図１（ｂ）に示すようなシート状構造を有してもよいが、目的に応じて、様々な立体構造を有していてもよい。
支持板部材１２０の一面に対して垂直方向に見たときの、複合材料１００の上面視における形状は、例えば、矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。一方、支持板部材１２０およびコア部材１１０の積層方向に見たときの、複合材料１００の断面視における形状は、例えば、図１（ｂ）の矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。立体構造を有する複合材料１００の場合、例えば、支持板部材１２０における立体形状を有する一面に沿って、コア部材１１０の下面１１６が対向配置された状態となるように構成されていてもよい。
【００２０】
なお、複合材料１００が複数のコア部材１１０を備える場合、それぞれ、同一または異なるもので構成されていてもよい。また、複合材料１００が複数の支持板部材１２０，１２２を備える場合、それぞれ、同一または異なるもので構成されていてもよい。
【００２１】
複合材料１００、コア部材１１０おおよび上記支持板部材１２０，１２２のそれぞれの厚さは、用途等に応じて適宜設定され得る。
【００２２】
［支持板部材］
次に、支持板部材の構成を説明する。
上記支持板部材１２０，１２２は、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成することができる。この支持板部材１２０，１２２として、図１（ｂ）に示すように、上面および下面の２つの主面を有するシート状の繊維強化樹脂材料を用いることができる。支持板部材１２０，１２２は、１層の繊維強化樹脂材料で構成されていてもよいが、２以上の繊維強化樹脂材料が複数積層したもので構成されていてもよい。
【００２３】
上記繊維強化樹脂材料に用いる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。
上記繊維強化樹脂材料に用いる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、ビスマレイミド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
上記繊維強化樹脂材料に用いる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。
これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、機械的強度又は耐薬品性などの点から、熱硬化性樹脂が好ましく、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂を用いることができる。また、幅広い用途に用いることができる点から、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００２４】
上記繊維強化樹脂材料に用いる強化繊維としては、織物（繊維クロス）または不織布で構成することができる。この強化繊維としては、例えば、有機繊維、無機繊維、金属繊維などが挙げられる。具体的には、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、高強度ポリプロピレン繊維などの合成繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、炭素繊維等の有機繊維；ガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、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、青銅繊維等の金属繊維などが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、機械的強度および軽量化の観点から、アラミド繊維や炭素繊維等を用いることができる。また、成形性や成形品の均一性、耐摩耗性の観点から、ガラス繊維を用いることができる。
【００２５】
また、上記繊維強化樹脂材料に用いる強化繊維として、樹脂との密着力を高めること等を目的として、予め、表面処理が施されているものを用いてもよい。この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、ブラスト処理などが挙げられる。これらの中でも、カップリング剤処理を用いることができる。
【００２６】
また、上記繊維強化樹脂材料は、上記の樹脂および強化繊維の他に、目的に応じて、他の成分を含有することができる。他の成分としては、例えば、硬化剤、硬化助剤、充填材、離型剤、カップリング剤、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤等が挙げられる。
【００２７】
次に、支持板部材１２０，１２２の製造方法を説明する。
上記支持板部材１２０，１２２の製造方法の一例は、強化繊維に対して、上述の樹脂や必要に応じて他の成分を含有する樹脂組成物を含浸させて、繊維強化樹脂材料を形成する工程を含むことができる。この繊維強化樹脂材料は、支持板部材１２０，１２２として用いるものであり、例えば、巻き取り可能なロール状や、矩形形状を有する枚葉状等のシート状とすることができる。
また、繊維強化樹脂材料中の樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含む場合、含浸させた後、当該樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物）が半硬化状態（Ｂステージ状態）となるまで加熱乾燥させる乾燥工程と、をさらに含むことができる。
【００２８】
本実施形態において、公知の含浸手段としては、例えば、樹脂組成物を溶剤に溶かして樹脂ワニスを調製し、強化繊維を上記樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターにより上記樹脂ワニスを強化繊維に塗布する方法、スプレーにより上記樹脂ワニスを強化繊維に吹き付ける方法、樹脂組成物からなる樹脂膜（樹脂フィルム）を強化繊維の片側または両面にラミネートする方法等が挙げられる。また、この樹脂膜は、抄造法により構成された抄造層を、乾燥させてなる抄造体（抄造プリプレグ）を用いてもよい。
【００２９】
［コア部材］
次に、コア部材の構成を説明する。
上記コア部材１１０は、図１（ｂ）に示すように、壁部１１２と、壁部１１２よりも軽量な軽量部１１４と、を有する層構造を備えることができる。
【００３０】
上記コア部材１１０を上面１１８から見たとき、図１（ａ）に示すように、軽量部１１４は、壁部１１２で区画された空間で構成される。これにより、コア部材１１０の機械的強度を高めることが可能である。また、コア部材１１０は、複数の軽量部１１４を備えることができるため、軽量化を図ることができる。
【００３１】
上記壁部１１２は、コア部材１１０の下面１１６（一面）から上面１１８（該一面に対向する他面）の全体にわたって形成される。すなわち、コア部材１１０の断面視において、軽量部１１４の側壁面側の周囲全体を壁部１１２で覆われた構成とすることができる。これにより、コア部材１１０の機械的強度を向上させることができる。一方で、隣接する２つの軽量部１１４は、共通の壁部１１２で側壁を構成することができるため、コア部材１１０の軽量化を実現できる。
【００３２】
上記軽量部１１４は、その一部または全体が、空隙部や発泡部で構成され得る。発泡部は、発泡部材で構成されており、壁部１１２が発泡構造を有する場合、その壁部１１２よりも発泡率が高い発泡部材で構成される。軽量部１１４を、壁部１１２と比較して比重が小さい構成とすることにより、コア部材１１０の軽量化を向上させることができる。
【００３３】
上記壁部１１２は、コア部材１１０の上面１１８に対して垂直方向から見たとき、図１（ａ）に示すようにはハニカム構造を有することができる。これにより、軽量化と機械的強度とを向上させることが可能である。また、コア部材１１０の上面１１８から見たときにおける壁部１１２の形状は、ハニカム構造以外にも様々な形状とすることができるが、例えば、矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
上記壁部１１２は、複数の繊維フィラーで構成された不織布を有することができる。
上記壁部１１２中の不織布は、コア部材１１０の下面１１６に対して、図１（ｂ）に示すように、複数の繊維フィラーが略平行に配向した構造を有することができる。本明細書中、「略」という用語は、特に明示的な説明の無い限りは、製造上の公差やばらつき等を考慮した範囲を含むことを表す。これにより、コア部材１１０および支持板部材１２０の積層方向からの衝撃に対する抵抗力を高められるため、軽量化しつつも、機械的強度を向上させる構造を実現することができる。
【００３５】
上記コア部材１１０の壁部１１２は、図１（ｃ）に示すように、支持板部材１２２を構成する繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が壁部１１２の不織布中に浸み込んだ浸み込み領域１３０を備える。これにより、支持板部材１２２およびコア部材１１０の接合強度を高められる。部材間を接着するための接着剤の追加が不要となるため、軽量性を維持しつつも、複合材料１００の機械的強度を向上させる接合構造を実現できる。
【００３６】
繊維強化樹脂材料中の樹脂は、加熱されると不織布中に一部が移動する。繊維強化樹脂材料中の樹脂としては、上述のように、熱可塑性樹脂やＢステージ状態の熱硬化性樹脂など、加熱により一部が移動できるものが使用される。加熱としては、支持板部材１２２およびコア部材１１０の積層工程における加熱処理などが用いられる。これにより、コア部材１１０の壁部１１２中に浸み込み領域１３０が形成される。浸み込み領域１３０における樹脂は、複数の繊維フィラーと絡み合い、繊維フィラーの径周囲を巻き込むように浸み込む。このように、支持板部材１２２とコア部材１１０を加熱しながら圧着させることによって、強固な接合構造を実減できる。
【００３７】
上記浸み込み領域１３０の浸み込み深さ（積層方向における浸み込み領域１３０の深さ）は、例えば、不織布のフィラーの繊維径以上とすることができるが、具体的には、５μｍ以上としてもよく、３０μｍ以上でもよく、５０μｍ以上でもよい。これにより、アンカー効果を高められるため、複合材料１００の機械的強度を向上させることができる。なお、浸み込み深さの上限値は、特に限定されないが、例えば、コア部材１１０の上面１１８から下面１１６の厚みをＴとしたとき、Ｔ以下でもよく、４／５Ｔ以下でもよく、３／２Ｔ以下でもよく、１／２Ｔ以下でもよい。
【００３８】
また、上記壁部１１２中の不織布は、コア部材１１０の下面１１６に対して平行な断面視において、図１（ａ）に示すように、複数の繊維フィラーがランダムに配向した構造を有することができる。これにより、繊維フィラーの配向がランダムの場合と比較して、浸み込み領域１３０の浸み込み深さにバラツキが生じることを抑制できる。
【００３９】
コア部材１１０の壁部１１２と支持板部材１２２との界面（または、浸み込み領域１３０と非浸み込み領域との界面）は、図１（ｃ）の断面視において、積層方向の内部に向かって凹凸形状を有することができる。具体的には、壁部１１２の上面１１８における断面形状を凹凸形状とすることが可能である。これにより、壁部１１２および支持板部材１２２との界面強度をさらに高めることが可能である。
【００４０】
また、浸み込み領域１３０は、断面視における壁部１１２の左端側から右端側に亘って全体に形成されていてもよく、上面視における壁部１１２の上面１１８全体に亘って形成されていても良い。浸み込み領域１３０深さ方向や平面方向にを拡大させることにより、壁部１１２および支持板部材１２２との界面強度をさらに高めることが可能である。
【００４１】
本実施形態において、壁部１１２の上面１１８から内部に向かって浸み込み領域１３０が形成されるとともに、壁部１１２の下面１１６から内部に向かって浸み込み領域（不図示）が形成されていてもよい。コア部材１１０の壁部１１２の両側に浸み込み領域１３０が形成されることにより、さらにコア部材１１０の機械的強度を高めることが可能である。
【００４２】
上記壁部１１２は、上記繊維フィラーおよびバインダー樹脂を含む抄造体の成形体で構成することができる。抄造体中の不織布において、繊維フィラー同士がバインダー樹脂で結着した状態である。これにより壁部１１２の機械的強度を向上させることができる。また、抄造体を作製する方法である抄造法を用いることにより、様々な平面視における形状や立体形状を有するコア部材１１０や、それを構成する壁部１１２を実現できる。
【００４３】
また、上記壁部１１２は、発泡構造を有することができる。すなわち、壁部１１２は、発泡構造を有する発泡体で構成されていてもよい。これにより、コア部材１１０中の軽量化を一層高めることができる。
【００４４】
上記発泡体の発泡構造は、独立気泡構造または連続気泡構造を有していてもよい。本実施形態の発泡体において、強度と剛性とのバランスの観点から、全体が独立気泡構造を有していてもよく、強度、剛性と軽量化のバランスの観点から、独立気泡構造とともに一部に連続気泡構造を有していてもよい。
本実施形態において、独立気泡構造とは、熱硬化性樹脂の硬化体により系外と隔離された空間（気泡）を複数有する構造を意味する。このような独立気泡構造においては、隣り合った空間の間で気体が通気することが抑制されているため、気密性に優れている構造を実現できる。
【００４５】
上記発泡体は、全体または一部が発泡性抄造体（熱膨張性マイクロカプセルを含む抄造体）の成形体で構成されていてもよい。本実施形態において、製造安定性の観点から、上記発泡体の全体が、発泡性抄造体の成形体（発泡成形体）で構成されていることが好ましい。
【００４６】
以下、本実施形態の発泡性抄造体および発泡成形体について説明する。
＜発泡性抄造体＞
図２は、本実施形態の発泡性抄造体１０の一例を示す斜視模式図である。
本実施形態の発泡性抄造体１０は、熱膨張性マイクロカプセルＣが分散している抄造体である。
【００４７】
ここで、本明細書において、「抄造体」という用語は、繊維材料を漉く手法を使用して得られた物の状態を示す技術用語として一般的に使用されている。この物の状態に関して、例えば、特許公報１（特許第４６７５２７６号）および特許公報２（特許第５４２６３９９号）に記載されている。同文献によれば、当該抄造体は、繊維や樹脂等の原料を分散媒に分散させた原料スラリーから、液体分が脱水され、フィルター上に残った湿潤状態の固形分を指す、と記載されている。ここでいう上記湿潤状態とは、加熱処理を施す前の未硬化状態、すなわち、ポストキュア前の未硬化状態を意味する。
【００４８】
本実施形態において、発泡性抄造体１０は、シート状であっても、所望の成型品形状を模倣した形状に加工された立体形状（すなわち素形体の形態）であってもよい。そして、この発泡性抄造体１０に対して、加熱処理等の発泡成形を行うことにより、成形体（発泡成形体５０）を得ることができる。この発泡成形体５０は、発泡性抄造体１０の硬化物である。
【００４９】
本実施形態に係る発泡性抄造体１０は、抄造法により得られたものである。
抄造法により得られた発泡性抄造体１０は、図２に示すように、以下の点において構造上の特徴１〜３を有する。
（特徴１）発泡性抄造体１０の表面の平面視において、繊維フィラーＢおよび熱膨張性マイクロカプセルＣがランダムに配向している。
（特徴２）発泡性抄造体１０の厚み方向における断面視において、繊維フィラーＢの配向状態が高度に制御されており、繊維フィラーＢが特定方向に配向している。言い換えれば、発泡性抄造体１０の厚み方向におけて、繊維フィラーＢは積層した状態である。
（特徴３）繊維フィラーＢ同士がバインダー樹脂Ａにより結着している。
このように図２に示す発泡性抄造体１０は、バインダー樹脂Ａと繊維フィラーＢと熱膨張性マイクロカプセルＣとが、面方向においてランダムに絡み合っており、このような面構造が厚み方向に重なるような、抄造構造を有している。
【００５０】
また、発泡性抄造体１０は、発泡処理により所望の形状に成型して、図４に示す発泡成形体５０を得るための材料に利用できる。
発泡性抄造体１０における樹脂は完全硬化していない状態、例えば、Ｂステージ状態にある。そのため、発泡性抄造体１０は、別の形状に変形することができる。そして、発泡性抄造体１０は、熱硬化性樹脂であるバインダー樹脂Ａの硬化温度で加熱することにより、樹脂を発泡・完全硬化して発泡成形体５０を得ることができる。
【００５１】
次いで、発泡性抄造体１０を構成する成分について説明する。
（バインダー樹脂Ａ）
バインダー樹脂Ａは、繊維フィラーＢ同士の間をつなぐ結着剤として機能するものであれば特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂を用いることができる。
上記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、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。これらの樹脂は、必要に応じて、適宜選択して使用することが可能であり、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
機械特性や耐熱性の観点から、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂のうちの少なくとも一方を用いることが好ましい。また、軽量化と強度の高い次元での両立の観点から、フェノール樹脂を用いることが好ましい。
【００５２】
熱硬化性樹脂は、粒状または粉状の形状を有するものとしてもよい。これにより、発泡性抄造体１０を発泡・硬化して得られた発泡成形体５０の強度をより効果的に向上させることができる。この理由は明らかではないが、発泡性抄造体１０を加熱加圧して発泡させる際に、熱硬化性樹脂が粒状または粉状の形状を有することにより溶融時の含浸性が向上し、繊維フィラーＢと、熱硬化性樹脂との界面が良好に形成されることによると推定される。
【００５３】
熱硬化性樹脂として、例えば、平均粒径５００μｍ以下で、室温で固体状態のものを使用することができる。これにより、発泡性抄造体１０の製造工程において、熱硬化性樹脂の凝集状態をより形成しやすくすることができる。また、発泡性抄造体１０の製造工程において、ワニス状の材料組成物を得る観点から、熱硬化性樹脂の平均粒径は１ｎｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
このような平均粒径を有する熱硬化性樹脂は、例えば、アトマイザー粉砕機等を用いて粉砕処理を行うことにより得ることが可能である。
なお、熱硬化性樹脂の平均粒径は、例えば、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−７０００等のレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて、質量基準の５０％粒子径を平均粒径として求めることができる。
【００５４】
発泡性抄造体１０に含まれる熱硬化性樹脂は半硬化状態であることが好ましい。半硬化の熱硬化性樹脂は、発泡性抄造体１０を製造後、加熱加圧により所望の形状に発泡させ、成型する工程において、完全硬化される。これにより、高い強度と軽量化のバランスに優れた発泡成形体５０が得られる。
【００５５】
（繊維フィラーＢ）
繊維フィラーＢとは、繊維糸または長い繊維束を所定の長さに切断して得られるものである。
繊維フィラーＢの平均繊維長は、抄造による特殊な構造を得る観点から、例えば、０．１ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上であり、機械的強度を得る観点から、例えば２ｍｍ以上、好ましくは２．５ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上である。一方、良好な分散性を得る観点から、２０ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることがより好ましく、１２ｍｍ以下であることが更に好ましい。
【００５６】
繊維フィラーＢとしては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、全芳香族ポリアミド（アラミド）、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、全芳香族ポリアゾメチン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ（パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ（パラ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）等が挙げられる。これらの繊維フィラーＢは、必要に応じて、適宜選択して使用することが可能であり、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５７】
さらに、軽量化と強度のバランスを図る観点から、無機繊維を用いてもよく、好ましくはガラス繊維、炭素繊維を用いてもよい。強度と剛性の観点から、炭素繊維を用いることが好ましい。また、ガラス繊維を用いた場合は、アミノシラン処理を施したものを用いてもよい。アミノシラン処理は、ガラス繊維をアミノ基含有シランカップリング剤の溶液に含浸、またはガラス繊維にアミノ基含有シランカップリング剤の溶液を塗布することによって施される。
【００５８】
アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン等、およびそれらの加水分解物が挙げられる。これらのアミノ基含有シランカップリング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５９】
繊維フィラーＢの含有量は、強度を上げる観点から、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、例えば、１０重量％以上としてもよく、２０重量％以上としてもよい。また、強度と軽量化のバランスを図る観点から、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、例えば、８０重量％以下としてもよく、７５重量％以下としてもよく、７０重量％以下としてもよく、５０重量％以下としてもよい。
【００６０】
（熱膨張性マイクロカプセルＣ）
熱膨張性マイクロカプセルＣとは、揮発性の液体発泡材を、ガスバリア性を有する熱可塑性シェルポリマーによりマイクロカプセル化した粒子である。熱膨張性マイクロカプセルＣは、次のようなメカニズムにより、発泡材として機能するものである。すなわち、加熱によりカプセルの外殻が軟化しつつ、カプセルに内包した液体発泡材が気化し圧力が増加する。その結果、粒子が膨張し、中空球状粒子（熱膨張性マイクロカプセルＣの発泡粒子）が形成される。
【００６１】
上記液体発泡材としては、例えば、イソペンタン、イソブタン、イソプロパン等といった低沸点の炭化水素が挙げられる。
上記熱可塑性シェルポリマーとしては、例えば、ポリアクリロニトリル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン−エチルメタクリレート、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル−エチルメタクリレート等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
熱膨張性マイクロカプセルＣとしては、例えば、エクスパンセル（日本フィライト社製）、マイクロスフェアーＦ５０、マイクロスフェアーＦ６０（松本油脂製薬社製）、アドバンセルＥＭ（積水化学工業社製）といった市販品を用いることができる。
【００６３】
熱膨張性マイクロカプセルＣの含有量は、発泡成形体５０の密度を低くする観点から、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、０．０５重量％以上としてもよく、０．１重量％以上としてもよい。また、発泡成形体５０の適度な強度を発現する観点から、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、１０重量％以下としてもよく、５重量％以下としてもよい。
【００６４】
その他、本実施形態における発泡性抄造体１０は、上記成分の他に、パルプ、凝集剤、及び各種添加剤といった成分を含むことができる。
【００６５】
（パルプ）
本実施形態の発泡性抄造体１０は、パルプを含んでもよい。パルプとは、フィブリル構造を有する繊維材料であり、上記繊維フィラーＢとは異なるものである。パルプは、例えば、繊維材料を機械的又は化学的にフィブリル化することによって得ることができる。
発泡性抄造体１０の製造時において、バインダー樹脂Ａ、繊維フィラーＢ、熱膨張性マイクロカプセルＣとともにパルプを抄造することによって、これらをより効果的に凝集させることができることから、より安定的な発泡性抄造体１０の製造を実現することが可能となる。
【００６６】
上記パルプとしては、例えば、リンターパルプ、木材パルプ等のセルロース繊維、ケナフ、ジュート、竹等の天然繊維、パラ型全芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）及びその共重合体、芳香族ポリエステル繊維、ポリベンザゾール繊維、メタ型アラミド繊維及びそれらの共重合体、アクリル繊維、アクリロニトリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維をフィブリル化したものが挙げられる。パルプは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６７】
パルプの含有量は、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、０．５重量％以上としてもよく、１重量％以上としてもよく、２重量％以上としてもよい。これにより、抄造時における熱硬化性樹脂の凝集をより効果的に発生させて、さらに安定的な発泡性抄造体１０の製造を実現することができる。一方、パルプの含有量は、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、１０重量％以下としてもよく、８重量％以下としてもよく、５重量％以下としてもよい。これにより、発泡成形体５０の機械的特性や熱的特性をより効果的に向上させることが可能となる。
【００６８】
（凝集剤）
本実施形態の発泡性抄造体１０は、凝集剤を含んでもよい。凝集剤は、発泡性抄造体１０の製造時において、バインダー樹脂Ａ、繊維フィラーＢ及び熱膨張性マイクロカプセルＣをフロック状に凝集させる機能を有する。このため、より安定的な発泡性抄造体１０の製造を実現することができる。
【００６９】
上記凝集剤としては、例えば、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、及び両性高分子凝集剤が挙げられる。より具体的には、例えば、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、ホフマンポリアクリルアミド、マンニックポリアクリルアミド、両性共重合ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、両性澱粉、ポリエチレンオキサイド等を挙げることができる。これらの凝集剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、凝集剤において、そのポリマー構造や分子量、水酸基やイオン性基等の官能基量等は、必要特性に応じて調整することが可能である。
【００７０】
凝集剤の含有量は、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、０．０１重量％以上としてもよく、０．０５重量％以上としてもよく、０．１重量％以上としてもよい。これにより、発泡性抄造体１０の製造において、収率の向上を図ることができる。一方、凝集剤の含有量は、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）に対して、１．５重量％以下としてもよく、１重量％以下としてもよく、０．５重量％以下としてもよい。これにより、抄造法を用いた発泡性抄造体１０の製造において、脱水処理等をより容易にかつ安定的に行うことが可能となる。
【００７１】
本実施形態における発泡性抄造体は、生産条件調整や要求される物性を発現させることを目的に、さらに、様々な添加剤を使用することができる。例えば、熱可塑性樹脂、特性向上を目的とした無機粉末、金属粉、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、難燃剤、離型剤、可塑剤、樹脂の硬化触媒や硬化促進剤、顔料、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤等の紙力向上剤、歩留まり向上剤、濾水性向上剤、サイズ定着剤、酸性抄紙用ロジン系サイズ剤、中性製紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニルコハク酸無水物系サイズ剤、特殊変性ロジン系サイズ剤等のサイズ剤、硫酸バンド、塩化アルミ、ポリ塩化アルミ等の凝結剤等が挙げられる。
【００７２】
本実施形態の発泡性抄造体１０は、添加剤として、アラミド微小繊維を有していてもよい。これにより、発泡性抄造体１０を乾燥した抄造素形体のハンドリング性を良好とすることができる。
【００７３】
＜発泡性抄造体の製造方法＞
図３は、発泡性抄造体１０の製造工程を示す工程断面図である。
本実施形態の発泡性抄造体１０の製造方法は、バインダー樹脂Ａ、繊維フィラーＢ、及び熱膨張性マイクロカプセルＣを混合し、次いで、抄造法により混合物を抄造することにより発泡性抄造体１０を得る工程を有する。ここで、上記抄造法とは、図３（ｂ）に示すような製紙化技術の一つである紙抄き技術を利用したものである。
【００７４】
以下、図３を参照して、湿式抄造法による発泡性抄造体１０の製造方法について詳述する。
【００７５】
まず、図３（ａ）に示すように、バインダー樹脂Ａ、繊維フィラーＢ、及び熱膨張性マイクロカプセルＣを溶媒中へ添加して撹拌、混合し、分散させる。このとき、上述した成分のうち、凝集剤を除く他の成分を溶媒中に添加してもよい。これにより、発泡性抄造体１０を形成するためのワニス状の材料組成物（スラリー）を得ることができる。
【００７６】
各成分を溶媒に分散させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ディスパーザーを用いて撹拌する方法が挙げられる。
【００７７】
上記溶媒としては、特に限定されないが、上記材料組成物の構成材料を分散させる過程において揮発しにくいことと、発泡性抄造体中への残存を抑制するために脱溶媒をしやすいこと、脱溶媒によってエネルギーが増大してしまうことを抑制すること等の観点から、沸点が５０℃以上２００℃以下であるものが好ましい。
上記溶媒としては、例えば、水、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸メチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、ジオキサン、フルフラール等のエーテル類等を挙げることができる。これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのなかでも、供給量が豊富であり、安価、環境負荷が低い、安全性も高く扱いやすいという理由から、水を用いることが更に好ましい。
【００７８】
続いて、得られたスラリー中に、さらに、凝集剤を添加してもよい。これにより、溶媒中のバインダー樹脂Ａと、繊維フィラーＢと、熱膨張性マイクロカプセルＣとをフロック状に凝集させてなる凝集物Ｆを得ることがより容易となる（図３（ｂ））。
【００７９】
続いて、バインダー樹脂Ａ、繊維フィラーＢ、熱膨張性マイクロカプセルＣ等を混合したスラリーを、フィルターで抄くことにより、発泡性抄造体１０を得る事ができる。
【００８０】
具体的には、図３（ｂ）に示すように、底面がシート状のメッシュ３０（フィルター）が設けられた容器に、上述のスラリーを導入する。そして、スラリー中の溶媒をメッシュ３０に通し容器の外に排出させるとともに、スラリー中の凝集物Ｆをメッシュ３０（フィルター）上に残存させる。これにより、凝集物Ｆと溶媒とを互いに分離することができる。
ここで、メッシュ３０の形状を適宜選択することによって、得られる発泡性抄造体の形状を調整することが可能である。
その後、フィルター（メッシュ３０）上に得られた凝集物Ｆに対して、例えば乾燥炉内に入れて乾燥処理を行い、凝集物Ｆ中に残存する溶媒をさらに除去してもよい。
以上により、図３（ｃ）に示す発泡性抄造体１０が製造される。
【００８１】
本実施形態において、図３（ｂ）に示すような抄造法により、（フィルターの表面方向に沿って形成される）発泡性抄造体１０の面方向において、形状が保持された繊維フィラーＢにより、ランダムかつ適度に交絡した構造体が、発泡性抄造体１０の厚み方向に積層したような抄造構造を形成することができると考えられる。これにより、多量の繊維フィラーＢを混ぜ込むことができるようになり、軽量化と強度のバランスに優れた発泡性抄造体１０を得ることができる。
また、抄造法を用いることにより、発泡性抄造体１０中の熱膨張性マイクロカプセルＣの分散を高めることができる。
【００８２】
また、上記抄造法に用いるフィルターは、図３（ｂ）のような平板形状でもよく、立体形状でもよい。立体形状フィルターを用いる抄造法（以下、立体抄造法と呼称する。）により、立体形状の発泡性抄造体１０を形成できる。これにより、立体抄造法を用いることにより、立体形状を有するコア部材１１０を容易に実現することができる。
【００８３】
また、上記抄造法において、フィルター表面上の一部の領域Ａに発泡性抄造体１０を形成し、その他の領域Ｂに発泡性抄造体１０を形成しない方法（以下、多色抄造法と呼称する。）を採用してもよい。多色抄造法を用いることにより発泡性抄造体１０を形成する領域（上面視における形状）を調整することが可能である。多色抄造法において、例えば、フィルター表面をマスク等で覆う被覆領域と覆わない非被覆領域とを設けた状態でスラリーをフィルターで抄く手段や、フィルター裏面においてスラリーを吸引する吸引領域と吸引しない非吸引領域を設けた状態で、フィルターを介してスラリーを抄く手段などを用いることができる。
本実施形態によれば、上記多色抄造法における発泡性抄造体１０の形成領域を調整することにより、上面視における壁部１１２の形状を適切に制御することが可能である。
【００８４】
上記多色抄造法において、発泡性抄造体１０は、領域Ｂに相当する部分に空隙を有するように構成することができる。つまり、穴あき構造を有する発泡性抄造体１０を形成できる。この場合、領域Ａに相当する部分の発泡性抄造体１０が壁部１１２として用い、領域Ｂに相当する部分の空隙が軽量部１１４として用いることが可能である。コア部材１１０中の軽量部１１４は、空隙で構成することができる。これにより、軽量化を向上させることができる。
なお、発泡性抄造体１０の所定領域をカット手段等で除去することで、穴あき構造等の所望形状の軽量部１１４を有する発泡性抄造体１０を実現できる。
【００８５】
また、上記多色抄造法は、複数回繰り返し実施することができる。多色抄造法を実施する毎に、発泡性抄造体１０を形成するフィルター上の領域を適宜変更できる。これにより、平面内または積層方向において、厚みや組成条件が異なる発泡性抄造体Ａおよび発泡性抄造体Ｂを少なくとも備える発泡性抄造体１０を実現することができる。
この場合、発泡性抄造体Ａと発泡性抄造体Ｂとの間に、それぞれの繊維フィラーとが互いに交絡した交絡領域を形成することができる。発泡性抄造体Ａを壁部１１２に用い、発泡性抄造体Ｂを軽量部１１４に用いた場合、コア部材１１０において、壁部１１２中の繊維フィラーと軽量部１１４を構成する発泡部材中の他の繊維フィラーとが互いに交絡した交絡領域が形成される。これにより、コア部材１１０の機械的強度を向上させることができる。
【００８６】
例えば、熱膨張性マイクロカプセルＣの含有量などの組成条件が異なるスラリーを用いて多色抄造法を繰り返し行うことによって、平面内において異なる組成や構造を有する発泡性抄造体１０のシート部材（穴あき構造を有しないシート状の発泡性抄造体１０）を形成することができる。また、多色抄造法における抄き条件を変更することによって、平面内で厚みがことなる発泡性抄造体１０のシート部材を形成することができる。熱膨張性マイクロカプセルＣの含有量や、厚みに応じて、発泡成形体５０の発泡率を調整することが可能である。発泡性抄造体１０中で、熱膨張性マイクロカプセルＣの含有量が少ない部分や、厚みが薄い部分は、軽量部１１４として用いることが可能である。コア部材１１０中の軽量部１１４において、一部または全部が、壁部１１２よりも発泡率が高い発泡部材で構成することができる。これにより、機械的強度および軽量化を向上させることができる。
【００８７】
なお、以上の抄造法は、適宜組み合わせて使用してもよい。
また、発泡体構造を有しない抄造体やその製造方法は、熱膨張性マイクロカプセルＣを含有しない点以外は、上記の発泡性抄造体やその製造法と同様とすることができる。
【００８８】
＜発泡成形体＞
本実施形態の発泡成形体５０は、発泡性抄造体１０の成形体であり、熱膨張性マイクロカプセルＣが発泡してなる気泡Ｄが当該成形体中に分散した気泡構造を有する。
【００８９】
＜発泡成形体の製造方法＞
本実施形態の発泡成形体５０の製造方法は、バインダー樹脂Ａ（熱硬化性樹脂）、フィラー（繊維フィラーＢ）、及び熱膨張性マイクロカプセルＣを混合したスラリーを準備し、このスラリーを抄造することにより発泡性抄造体１０を得る工程と、
金型４０，４１の内部の一部に発泡性抄造体１０を配置し、熱膨張性マイクロカプセルＣを膨張させて、金型４０，４１の内部の全体にまで発泡性抄造体１０を膨張させることにより、発泡性抄造体１０の成形体からなる発泡体（発泡成形体５０）を得る工程と、を含むことができる。
【００９０】
図４は、本実施形態に係る発泡体の製造方法の一例を示す断面模式図である。
以下、図４を参照して、発泡成形体５０の製造方法について詳述する。
【００９１】
まず、図４（ａ）に示すように、発泡性抄造体１０を、金型４０，４１の内部（金型キャビティ）に配置する。このとき、金型４０及び金型４１からなる金型キャビティの容積は、発泡性抄造体１０の体積よりも大きいものとする。これにより、金型４０，４１の内部が完全に充填されない状態、いわゆるショートショットで、原料である発泡性抄造体１０を配置することができる。この金型キャビティは、発泡性抄造体１０の形状に合わせて適宜設定可能である。
【００９２】
次に、発泡性抄造体１０に対して発泡成形を行う。例えば、図４（ｂ）に示すように、加熱処理により、熱膨張性マイクロカプセルＣを膨張させて、発泡性抄造体１０を膨張させる。膨張した発泡性抄造体１０は、金型キャビティ全体に充填されることになる。このとき、熱膨張性マイクロカプセルＣの発泡による内圧（金型４０，４１からの応力）により、発泡性抄造体１０が成形されて発泡成形体５０が得られる。これにより、所定の形状を有する発泡成形体５０に成形することができる。
上述の発泡成形工程において、バインダー樹脂Ａの硬化反応が進み、発泡成形体５０中に、３次元構造を有するマトリックス樹脂（３次元網目構造を有する樹脂硬化体）が形成されることになる。また、熱膨張性マイクロカプセルＣは、上記加熱処理により膨張し、気泡Ｄ（中空球状粒子）が形成される。
このように、本実施形態の発泡成形体５０は、ショートショット法により製造することができる。ショートショット法を用いることにより、熱膨張性マイクロカプセルＣの気泡拡大により生じる発泡圧を利用して、発泡性抄造体１０を成形することができる。
【００９３】
上記加熱処理は、特に限定されないが、例えば、約１６０〜２５０℃、約１０〜３０分間としてもよい。本実施形態の発泡成形体５０の製造方法においては、外部から成形圧を加えてはいないが、金型４０，４１中の内圧は、例えば、約１．５〜５ＭＰａとなる。
【００９４】
ここで、外部から成形圧を加える方法として、射出成形法等が挙げられる。この方法では、充填圧や保持圧により、熱膨張性マイクロカプセルが発泡できない、気泡が破壊されてしまうことが生じていた。
これに対して、本実施形態の発泡成形体５０の製造方法においては、外部から成形圧を加えていないため、熱膨張性マイクロカプセルＣの未発泡や気泡Ｄの破壊を十分抑制することができる。
【００９５】
（複合材料１００の製造方法）
本実施形態の複合材料１００は、コア部材１１０および支持板部材１２０を積層する工程を含むことができる。積層方法としては、加熱や加圧することによりコア部材１１０および支持板部材１２０を接合してもよく、接着剤層を介してこれらを結合してもよい。
また、コア部材１１０の両面に支持板部材１２０，１２２をそれぞれ積層する場合、一括して接合してもよい。
【００９６】
上記コア部材１１０の壁部１１２を発泡成形体５０で構成する場合、図４（ａ）の金型４０，４１中の成型空間中に、発泡性抄造体１０の下面に支持板部材を配置した状態、または発泡性抄造体１０の上面と下面のそれぞれに支持板部材を配置した状態で、発泡成形を実施することができる。これにより、壁部１１２中に発泡構造を形成できるとともに、コア部材１１０および支持板部材１２０，１２２を結合することが可能である。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００９９】
表１に記載の材料は、以下の通りである。
（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂１：フェノールレジン（住友ベークライト社製、ＰＲ−５１７２３）
（発泡材）
発泡材１：熱膨張性マイクロスフィア（積水化学社製、アドバンセル（登録商標）ＥＭ−３０４）
（添加剤）
添加剤１：アラミド微小繊維（ダイセルファインケム社製、ティアラ）
（繊維フィラー）
繊維フィラー１：カーボン繊維（東邦テナックス社製、ＨＴＣ１１０、平均繊維長：６ｍｍ）
【０１００】
【表１】
2019199012.tif 000003
【０１０１】
表１中における発泡材の発泡成形後の原料体積分率は、発泡体の体積空隙率を示す。
【０１０２】
＜実施例１＞
（発泡性抄造体の作製）
まず、表１に示す原料成分（アトマイザー粉砕機で平均粒径５０μｍ（質量基準の５０％粒子径）に粉砕した熱硬化性樹脂、繊維フィラー、発泡材、および添加剤）を、表１に示す配合割合（発泡成形後の原料体積分率［Ｖｏｌ％］）で水に添加して、ディスパーザーで１０分撹拌して混合物を得た。ここでは、熱硬化性樹脂、繊維フィラー、発泡材、添加剤からなる構成材料の合計１００重量部に対して、１００００重量部の水に添加した。
次いで、あらかじめ水に、定着剤（凝集剤）として、８００ｐｐｍのポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を溶解させた溶液を、上述した構成材料の合計に対して０．２重量％添加し、構成材料をフロック状に凝集させた。
（抄造工程）
続けて、得られた凝集物を３０メッシュの金属網で水と分離した（抄造）。この後、金属網上に残存した抄造層を、１ＭＰａ、常温の条件で脱水プレスし、さらに７０℃の乾燥器に５時間入れて乾燥させて、板状の発泡性抄造体を得た。
（複合材料の作製）
厚み：０．５ｍｍのＣＦＲＰ（ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなるＢステージ状態のプリプレグ）、得られた厚み：３．５ｍｍの発泡性抄造体を、この積層順番で、所定厚の金型内に積層配置し、これらを一括して、１８０℃、１０分間、金型内圧：１０ＭＰａの条件で加熱処理を施し、ショートショット法による発泡成形により、発泡性抄造体の成形体（コア部材）の一面にＣＦＲＰの硬化物（支持板部材）が積層した「複合材料」を作製した。得られた複合材料の比重は０．３６（コア部材の比重：０．２、支持板部材の比重：１．５）であった。
【０１０３】
＜比較例１＞
厚み：０．５ｍｍのＣＦＲＰ（ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなるＢステージ状態のプリプレグ、実施例１で使用したものと同じもの）、厚み：３．５ｍｍのＰＥＩ（ポリエーテルイミド）発泡体を、この積層順番で、所定厚の金型内に積層配置し、これらを一括して、１８０℃、１０分間、金型内圧：１０ＭＰａの条件で加熱処理を施し、コンプレッション成形により、ＰＥＩ発泡体（コア部材）の一面にＣＦＲＰの硬化物（支持板部材）が積層した「複合材料」を作製した。得られた複合材料の比重は０．３６（コア部材の比重：０．２、支持板部材の比重：１．５）であった。
【０１０４】
得られた複合材料を、下記の評価項目に基づいて評価を行った。
【０１０５】
（断面観察）
得られた「複合材料」を、支持板部材、コア部材および支持板部材の積層方向に切断した切断面Ｘ、当該積層方向に対して直交する方向に切断した切断面Ｙ、のそれぞれの切断面Ｘ，Ｙに対して、繊維フィラーの配向を顕微鏡観察した。
・繊維フィラーの配向性
実施例１において、積層方向における切断面Ｘでは、繊維フィラーの配向は略平行であった。一方、直交方向における切断面Ｙでは、繊維フィラーの配向はランダムであった。
【０１０６】
・浸み込み領域
実施例１の切断面Ｘにおいて、樹脂が繊維フィラーを巻き込むようにコア部材中に浸み込んでおり、積層方向に約１００μｍの浸み込み領域が観察された（図１（ｃ））。
一方の比較例１の切断面Ｘにおいて、上記のような浸み込み領域は観察されなかった。
【０１０７】
（強度）
得られた複合材料を用いて、以下の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、ＩＳＯ１７８に準拠し、以下の曲げ試験を行った。
・試験片厚み：４ｍｍｔ（コア部材：３．５ｍｍ、支持板部材（ＣＦＲＰ）：０．５ｍｍ）
・試験片形状：８０ｍｍ×１０ｍｍ
・曲げ方向：コア部材側から応力印加（曲げ外側にＣＦＲＰ）
【０１０８】
上記曲げ試験の結果、実施例１の曲げ強度は、比較例１の曲げ強度よりも高い値が示された。また、破壊モードに関して、実施例１ではコア部材の内部破壊（ＣＦＲＰ側にコア部材の一部が剥離し付着した状態）が観察され、一方の比較例１では、界面破壊（ＣＦＲＰにコア部材の付着なし）が観察された。
【０１０９】
（軽量性）
下記の（発泡性抄造体の加工）を追加した以外は、実施例１と同様にして、ハニカム構造のコア部材を備える「複合材料」を得た。
（発泡性抄造体の加工）
上記（抄造工程）で得られた「板状の発泡性抄造体」に対して、六角形の切り抜き部、６箇所の条件で切り抜き加工を行い、残部（壁部）の上面視における形状がハニカム形状となる、板状の穴あき発泡性抄造体を形成した。得られた「板状の穴あき発泡性抄造体」を、上記（複合材料の作製）工程において、発泡性抄造体として使用した。
【０１１０】
ハニカム構造（壁部及び軽量部）をコア部材に備える実施例１の「複合材料」は、軽量部を有しない場合と比較して、より軽量性を高められることが分かった。
【０１１１】
実施例１の複合材料は、比較例１と比べて、機械的強度に優れることが分かった。また、実施例１の複合材料は、軽量性に優れた構造を実現できることが分かった。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    発泡性抄造体
３０    メッシュ
４０    金型
４１    金型
５０    発泡成形体
Ａ    バインダー樹脂
Ｂ    繊維フィラー
Ｃ    熱膨張性マイクロカプセル
Ｄ    気泡
Ｆ    凝集物
１００  複合材料
１１０  コア部材
１１２  壁部
１１４  軽量部
１１６  下面
１１８  上面
１２０  支持板部材
１２２  支持板部材
１３０  浸み込み領域
【図１】
2019199012.tif 000004
【図２】
2019199012.tif 000005
【図３】
2019199012.tif 000006
【図４】
2019199012.tif 000007