(57)【要約】【課題】  堅牢でありながら軽量であり、かつ厚みの影響を受けずに折り畳むことにできる剛体折紙構造に用いる板材を提供すること、およびそれからなる可折構造物を提供する。【解決手段】  補強繊維と第一のマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂複合材である少なくとも二つの硬質複合材部（Ｒ）、および一方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁と他方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁の両方に接して配置され、補強繊維と第二のマトリクス樹脂からなる屈曲可能部分である実質的に直線状の軟質複合材部（Ｓ）から構成される板材であって、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤとが、０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂを満足することを特徴とする板材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維と第一のマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂複合材である少なくとも二つの硬質複合材部（Ｒ）、および一方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁と他方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁の両方に接して配置され、補強繊維と第二のマトリクス樹脂からなる屈曲可能部分である実質的に直線状の軟質複合材部（Ｓ）から構成される板材であって、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤとが以下の関係式を満足することを特徴とする板材。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂ
【請求項２】
補強繊維と第一のマトリクス樹脂とからなる繊維強化樹脂複合材の板材に、第一のマトリクス樹脂が実質的に存在しない屈曲可能部分を実質的に直線状に形成することで繊維強化樹脂複合材の板材を複数の硬質複合材部（Ｒ）に区画し、屈曲可能部分に第二のマトリクス樹脂を充填することで軟質複合材部（Ｓ）を形成した板材であって、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤが以下の関係式を満足することを特徴とする板材。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂ
【請求項３】
軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤと硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴが以下の式を満足する、請求項１または２に記載の板材。
２×Ｔ＜Ｄ
【請求項４】
軟質複合材部（Ｓ）における第二のマトリクス樹脂の含浸率が５〜４５％であり、かつ第二のマトリクス樹脂は２５℃において第一のマトリクス樹脂の１／１０以下の弾性率を有する樹脂である、請求項１または２に記載の板材。
【請求項５】
請求項４において板材の屈曲可能部分が剛体折紙の折れ線パターンに基づいて形成されている、剛体折紙構造用板材。
【請求項６】
剛体折紙の折れ線パターンを構成する屈曲可能部分のうち重畳数Ｎｃが零のものを除くすべての屈曲可能部分において、軟質複合材部（Ｓ）の線幅Ｂおよび硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴが以下の関係式を満足する、請求項５に記載の剛体折紙構造用板材。
Ｎｃ×Ｔ＜Ｂ＜１００×Ｎｃ×Ｔ
（ここで、剛体折紙の折れ線の重畳数Ｎｃは、その折れ線で連結される一対の剛体面を完全に折り畳んだときに、その一対の剛体面の内側に一部または全部が挟み込まれる剛体面の総数として定義される。）
【請求項７】
剛体折紙の自由度が１または２である、請求項５記載の剛体折紙構造用板材。
【請求項８】
請求項７記載の剛体折紙構造用板材から作成された折り畳み可能な可折構造物。
【請求項９】
軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）が、軟質複合材部（Ｓ）を軸として両面に１８０°を超えて折り曲げることができる、請求項１または２に記載の板材からなるヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は板材に関し、詳しくは、剛体折紙構造用板材およびそれを用いた可折構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
剛体折紙を応用した構造は、折れ線周りの折り畳み操作で平面形状から三次元構造を容易に形成することができる。可逆的な折り畳みと展開ができ、折り畳むことによって、可搬性や収納性のある大きさと形状に変形することができることから、可動性または可変性の建築物への応用が期待されている。
【０００３】
特に、多角形の面内の配置が文様群で記述される二次元の繰り返しパターンを持つ場合、その折紙構造は折紙テッセレーションと呼ばれ、意匠性の高さとともに、折り畳みの変形の制御に優れ、さらに、部分的に展開した構造が高い構造剛性を有することから、構造補強用途に利用され、また宇宙空間で利用される太陽電池に用いられた例がある。しかし、工業的応用例は、いまだに限られたものでしかない。
【０００４】
その理由の一つは、構造物としての堅牢性を求めて剛体面を鉄やアルミニウム等の金属の板材で構成し、折れ線を金属製のヒンジで接合して剛体折紙構造を作ると、重量が大きいために、折り畳むことはできても可搬性に劣り、慣性が大きいため、可動性を実現するために大掛かりな機構を必要とすることにある。
【０００５】
また、理由の一つとして、剛体折紙の原理からくる理由がある。すなわち、剛体面の厚みを無視できる紙では実現できる折り畳み構造であっても、厚さのある現実の材料を剛体面に用いた場合には、材料の厚みが、剛体面を折る過程で干渉し、折ることが物理的に不可能となることが少なくないことである。
【０００６】
これを回避するために折りパターンを修飾すると、一般には複雑なパターンとなり、それを切断された板材と蝶番のような金属ヒンジで構成しようすると、組立てと取付けに高い精度が要求され、多大な工数が必要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、堅牢でありながら軽量であり、かつ厚みの影響を受けずに折り畳むことにできる剛体折紙構造に用いる板材を提供すること、およびそれからなる可折構造物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、補強繊維と第一のマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂複合材である少なくとも二つの硬質複合材部（Ｒ）、および一方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁と他方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁の両方に接して配置され、補強繊維と第二のマトリクス樹脂からなる屈曲可能部分である実質的に直線状の軟質複合材部（Ｓ）から構成される板材であって、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤとが以下の関係式を満足することを特徴とする板材である。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂ
【０００９】
本発明はまた、補強繊維と第一のマトリクス樹脂とからなる繊維強化樹脂複合材の板材に、第一のマトリクス樹脂が実質的に存在しない屈曲可能部分を実質的に直線状に形成することで繊維強化樹脂複合材の板材を複数の硬質複合材部（Ｒ）に区画し、屈曲可能部分に第二のマトリクス樹脂を充填することで軟質複合材部（Ｓ）を形成した板材であって、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さＤが以下の関係式を満足することを特徴とする板材である。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂ
また、本発明の態様には、上記の板材からなるヒンジが含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、堅牢でありながら軽量であり、かつ厚みの影響を受けずに折り畳むことにできる剛体折紙構造に用いる板材を提供することができ、それからなる可折構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】軟質複合材部（Ｓ）（図のａ）を軸として、両側の硬質複合材部（Ｒ）（図のｂ）を１８０°の角度を超えて折り曲げた状態を示す側面図である。
【図２】軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、空隙の厚さＤを説明するための側面図である。
【図３】剛体折紙構造用板材の剛体折りの折れ線パターンの一例であり、剛体折りを展開したときの平面図である。実施例３では、この折れ線パターンを用いた。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の板材において、硬質複合材部（Ｒ）と軟質複合材部（Ｓ）には連続する同じ補強繊維が含まれることが好ましい。これは、硬質複合材部（Ｒ）と軟質複合材部（Ｓ）の双方を、同じ補強繊維が貫通している態様を意味する。補強繊維が補強繊維の織物である場合には、該補強繊維の織物を共通の補強繊維として硬質複合材部（Ｒ）と軟質複合材部（Ｓ）が構成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明において、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂと、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を、軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°を超える角度に折り曲げることができる。１８０°の角度を超えて折り曲げたときには軟質複合材部（Ｓ）の近傍には空隙ができる。この状態を図１に示す。この空隙によって、軟質複合材部（Ｓ）の近傍で硬質複合材部（Ｒ）が相互に直接接触することが防止される。
【００１４】
また、１８０°の角度に折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間には厚さＤの空隙が生じる。この状態を図２に示す。剛体折紙構造に本発明の板材を使用するときには、この空隙によって硬質複合材部（Ｒ）の厚みの影響を回避して、円滑な折り畳みを実現できる。
【００１５】
本発明では、この空隙の厚さＤと軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂとの間で以下の関係式を満足する。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂ
好ましくは、以下の関係式を満足する。
０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．５×Ｂ
空隙の厚さＤが軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂの０．１倍以下であると、折り畳みのときに硬質複合材部（Ｒ）の厚みの影響を排除することが不十分となる。また、１８０°の折り曲げによって軟質複合材部（Ｓ）の補強繊維の一部ないし全部に座屈が起こり、繰り返しの曲げ変形に対する耐久性が低下する。この場合には、軟質複合材部（Ｓ）に隣接する硬質複合材部（Ｒ）に遊びが発生しやすく、硬質複合材部（Ｒ）に水平な軸力が働く場合には軸力による座屈が起こりやすくなる。
【００１６】
軟質複合材部（Ｓ）が完全弾性体に近い挙動を示す場合には、空隙の厚さＤの値は大きくなるが、空隙の厚さＤが軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂの０．６倍と等しいかこれを超えるようにすることは困難である。座屈発生を抑制し、なおかつ厚みの影響の排除と折り畳み時の省スペース化を両立する観点から、空隙の厚さＤは、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂの０．５倍未満であることが好ましい。
【００１７】
本発明の板材は、剛体折紙構造に用いられる。剛体折紙構造体を、現実の材料を剛体面に用いて実現するときの最大の課題は、剛体面の厚みによる影響を排除することである。このために、本発明においては、空隙の厚さＤを硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴの２倍を超えるようにすることが好ましい。この条件を満たすと、剛体面の厚みによる折り畳み阻害が実質的に発生しない剛体折紙構造用板材を得ることができる。
【００１８】
これらの条件を満たす本発明の板材は、好ましくは、補強繊維と第一のマトリクス樹脂とからなる繊維強化樹脂複合材の板材に、第一のマトリクス樹脂が実質的に存在しない屈曲可能部分を実質的に直線状に形成することで繊維強化樹脂複合材の板材を複数の硬質複合材部（Ｒ）に区画し、屈曲可能部分に第二のマトリクス樹脂を充填することで軟質複合材部（Ｓ）を形成することで作成することができる。
【００１９】
＜硬質複合材部（Ｒ）＞
硬質複合材部（Ｒ）は、補強繊維と第一のマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂複合材である。
【００２０】
補強繊維としては、例えば炭素繊維、バサルト繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維を用いることができる。これらは連続繊維であることが好ましく、連続繊維の織物を用いることが好ましい。
【００２１】
第一のマトリクス樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のうちガラス転移点が室温以上のものを用いる。熱可塑樹脂は結晶性高分子からなるものでもよく非晶性高分子からなるものでもよい。このマトリクス樹脂は、複数の樹脂の混合物であってもよく、また、例えば安定剤、フイラー、難燃剤といった添加剤が含まれていてもよい。
【００２２】
熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミドを例示することができる。なかでもエポキシ樹脂が好ましい。
【００２３】
熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、非晶ポリアリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフィン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂を例示することができる。なかでもポリアミドが好ましい。
【００２４】
＜軟質複合材部（Ｓ）＞
軟質複合材部（Ｓ）は、補強繊維と第二のマトリクス樹脂からなる屈曲可能な部分であり、折り曲げのときにヒンジとしての役割を果たす。軟質複合材部（Ｓ）は、一方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁と他方の硬質複合材部（Ｒ）の実質的に直線状の縁の両方に接して配置されている。
【００２５】
ここで、実質的に直線状の縁とは、好ましくは直線状の縁であるが、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する硬質複合材部（Ｒ）の折り曲げが軟質複合材部（Ｓ）を軸として可能である範囲で変形した形状の縁も含む意味である。
【００２６】
この実質的に直線状の縁には、例えば、軟質複合材部（Ｓ）の幅程度の凹凸がある縁も含まれる。折り畳みを確実に行う観点から、実質的に直線状の線は、凹凸の全くない直線状であることが好ましい。
【００２７】
第二のマトリクス樹脂は、ヒンジとしての役割を果たすために、その弾性率が第一のマトリクス樹脂の弾性率の１０分の１以下であることが好ましい。これは２５℃での弾性率についてである。１０分の１を超えると軟質複合材部の折り畳み変形時に必要な応力が過大となり、折り畳むときの操作性が低下して好ましくない。第二のマトリクス樹脂は、ガラス転移点が室温以下である架橋性高分子および熱可塑性エラストマーから選ぶことができる。第二のマトリクス樹脂として、例えばシリコン樹脂、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、クロロブレン系エラストマー、アクリロニトリル系エラストマー、天然ゴムなどを例示することができる。特に、耐候性を考慮した場合シリコン樹脂を選択することが好ましい。第二のマトリクス樹脂として架橋性高分子を用いる場合には、未架橋あるいは低架橋の状態で軟質複合材部の補強繊維に含浸した後に架橋反応を完結させることで形成することができる。
【００２８】
本発明の板材では、空隙の厚さＤは、軟質複合材部（Ｓ）の幅Ｂとの間で、０．１×Ｂ＜Ｄ＜０．６×Ｂの関係を満足する必要あるが、この条件の満たす板材を得るために、室温において第一のマトリクス樹脂の１／１０以下の弾性率を有する第二のマトリクス樹脂を、屈曲可能部分の補強繊維に、含浸率５〜４５％の範囲で充填することにより軟質複合材部（Ｓ）を形成することが好ましい。含浸率が５％未満であると折り畳み時の繊維挙動が制御されにくくなるとともに耐候性が低くなり好ましくない。含浸率が４５％を超えると、１８０°の曲げに要する応力が過大となる場合があり、実用上ヒンジとしての作用しなくなる場合があり好ましくない。ここで含浸率Ｐ（％）は以下の式で定義される。
Ｐ（％）＝（（（Ａ２−Ａｆ）×Ｄ１）／（（Ａ１−Ａｆ）×Ｄ２））×１００
【００２９】
ただし、硬質複合材部（Ｒ）の面密度をＡ１、軟質複合材部（Ｓ）の面密度をＡ２、強化繊維の面密度をＡｆ、硬質複合材部（Ｒ）の形成に用いた第一のマトリクス樹脂の密度をＤ１、軟質複合材部（Ｓ）の形成に用いた第二のマトリクス樹脂の密度をＤ２とした。
【００３０】
＜剛体折紙構造＞
本発明はまた、上記の板材の屈曲可能部分が剛体折紙の折れ線パターンに基づいて形成されている剛体折紙構造用板材である。この剛体折紙構造は、折紙構造を構成する材料を面内弾性変形させることなく展開および折り畳みができる折れ線パターンを持つ折紙構造である。
【００３１】
剛体折紙構造は、仮想的に厚みが無い剛体面に対して構築されているため、厚みのある現実の材料を剛体面を用いた場合、重畳数が零の場合を除いて、剛体面の厚みのために、剛体面を折り畳んだときに折れ線の周りに、折り畳まれる剛体面同士で空間的な干渉が起こる。このため、一般には折り畳みが不完全にしか実現で場合が多く、折り曲げることができない場合さえある。
【００３２】
この空間的な干渉を回避するためには、個々に試行錯誤が必要であり、一般的に剛体面の厚みの影響を排除する方法は知られていない。剛体折紙構造を、例えば金属ヒンジを用いて作成する場合には、一般的に多数の付加的な折れ線や切り込みを入れることが必要であり、剛体折紙構造とそれを用いた折り畳み可能な可折構造物の製造は、極めて複雑になる。
【００３３】
本発明の剛体折紙構造用板材は、剛体折紙構造の折れ線パターンを構成する屈曲可能部分のうち重畳数Ｎｃが零のものを除くすべての屈曲可能部分において、軟質複合材部（Ｓ）の線幅Ｂおよび硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴが以下の関係式を満足することで、剛体面の厚みの影響を回避して、厚みを有する現実の剛体面の折り畳みが可能な可折構造物を得ることができる。
Ｎｃ×Ｔ＜Ｂ＜１００×Ｎｃ×Ｔ
好ましくは、以下の関係式を満足する。
（Ｎｃ×Ｔ）／０．４６＜Ｂ＜１００×Ｎｃ×Ｔ
さらに好ましくは、以下の関係式を満足する。
（Ｎｃ×Ｔ）／０．４５＜Ｂ＜１００×Ｎｃ×Ｔ    
【００３４】
この条件を満たすことにより、追加の折れ線を付加することなく、剛体折紙の折れ線パターンに基づく屈曲可能部分を備える本発明の剛体折紙構造用板材を得ることができる。線幅ＢがＮｃ×Ｔと等しいか、これより小さいと、折れ線の内側に重畳する硬質複合材部（Ｒ）を収納するスペースが十分ではなく、折り畳みが完全にはできない場合がある。他方、線幅ＢがＮｃ×Ｔの１００倍と等しいか、これより大きいと、軟質複合材部（Ｓ）の幅が大きくなりすぎ、所期の剛体折紙からの外観の乖離が大きくなりすぎて好ましくない。
【００３５】
前述したように本発明の板材および剛体折紙構造用板材は、１８０°の角度での折り曲げ状態では、軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に安定した空隙が形成され、この空隙にさらに他の硬質複合材部（Ｒ）を円滑に折り畳むことができる。
【００３６】
ここで、剛体折紙の折れ線の重畳数Ｎｃは、その折れ線で連結される一対の剛体面を完全に折り畳んだときに、その一対の剛体面の内側に一部または全部が挟み込まれる剛体面の総数として定義される。
【００３７】
例えば、図３に示された剛体折紙の折れ線パターンは、平行四辺形の繰り返しユニットを持ち、これに含まれる折れ線は２種類であり、それぞれが０の重畳度と４の重畳度を有する。
【００３８】
本発明で用いる剛体折紙のパターンは、多角形のユニットの配列が文様群の条件を満たす対称性を満たすものが好ましい。この場合、外観はテッセレーションとなり、意匠性の高さや力学的な構造設計が容易である。さらに、テッセレーション構造は、変形の自由度を制限することができるため、剛体折紙構造用板材を用いた可折構造物を変形させる場合のアクチュエーションを簡略化することができるので、好ましい。好ましい変形の自由度は１または２ある。
【００３９】
本発明の剛体折紙構造用板材は、屈曲可能部分を折れ線として可逆的に折り畳むことができる。本発明によれば、上記の剛体折紙構造用板材から作成された折り畳み可能な可折構造物が提供される。
【００４０】
＜製造方法＞
本発明の板材は、例えば、以下のように製造することができる。なお、補強繊維は織物の態様で用いることが好ましい。織物として、例えば、平織、綾織、朱子織、からみ織、模紗織、斜紋織、二重織を用いることができる。一方向のＵＤであってもよい。
（方法１）
まず、補強繊維織物の屈曲可能部分を形成する部分をマスキングし、第一のマトリクス樹脂を含浸することにより硬質複合材部（Ｒ）を形成する。つぎに、マスキングを外した屈曲可能部分の補強繊維の束または織物に、第二のマトリクス樹脂を充填して軟質複合材部（Ｓ）を形成する。
（方法２）
まず、補強繊維織物の屈曲可能部分を形成する部分に、第二のマトリクス樹脂を流動可能な状態で充填して軟質複合材部（Ｓ）を形成し、つぎに、第一のマトリクス樹脂をこれ以外の部分に含浸して硬質複合材部（Ｒ）を形成する。
（方法３）
補強繊維として特に無機繊維を用いる場合には、この方法も用いることができる。すなわち、まず補強繊維の全体に第一のマトリクス樹脂を含浸して硬化させて硬質複合材部（Ｒ）を全面に形成し、屈曲可能部分を形成する部分の第一のマトリクス樹脂を選択的に溶融または分解させて除去し、そこに第二のマトリクス樹脂を充填する方法である。溶融または分解には、例えばレーザーや高温加熱空気を用いることができる。
【００４１】
上記のいずれの方法においても、軟質複合材部（Ａ）での第二のマトリクス樹脂の含浸率が５〜４５％の範囲になるようにすることが好ましい。この含浸率になるように軟質複合材部（Ｂ）を形成するためには、例えば、第二のマトリクス樹脂を補強繊維の織物にコーティングして補強繊維の両面表層部に局在させる方法をとることができ、また、第二のマトリクス樹脂を溶剤に溶解させて補強繊維の織物に含浸することでマトリクス樹脂含浸層にミクロあるいはマクロのボイドを含ませる方法をとることができる。
【００４２】
本発明において軟質複合材部（Ｓ）の折り曲げに対する変形特性は、軟質複合材部（Ｓ）の弾性特性と線幅Ｂおよび硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴで決まる。弾性特性は、主に軟質複合材部（Ｓ）での補強繊維の配向と第二のマトリクス樹脂の含浸状態によって決まる。補強繊維の配向に応じて第二のマトリクス樹脂の含浸状態を適宜調整する。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。測定は以下の方法で行った。
（１）マトリクス樹脂の含浸率
含浸率Ｐ（％）は、サンプルの軟質複合材部（Ｓ）について以下の式で算出した。
Ｐ（％）＝（（（Ａ２−Ａｆ）×Ｄ１）／（（Ａ１−Ａｆ）×Ｄ２））×１００
Ａ１：硬質複合材部（Ｒ）の面密度
Ａ２：軟質複合材部（Ｓ）の面密度
Ａｆ：強化繊維の面密度
Ｄ１：硬質複合材部（Ｒ）の形成に用いた第一のマトリクス樹脂の密度
Ｄ２：軟質複合材部（Ｓ）の形成に用いた第二のマトリクス樹脂の密度
【００４４】
（２）補強繊維の体積含有率
硬質複合材部（Ｒ）における繊維体積含有率Ｖｆ（％）は、以下の式で算出した。
Ｖｆ（％）＝（Ａｆ／Ｄｆ）／（Ａ１／Ｄｔ）×１００
Ａｆ：強化繊維の面密度
Ａ１：硬質複合材部（Ｒ）の面密度
Ｄｆ：硬質複合材部（Ｒ）の形成に用いた補強繊維の密度
Ｄｔ：硬質複合材部（Ｒ）の密度
【実施例１】
【００４５】
目付２００ｇ／ｍ２の平織の炭素繊維織物（帝人株式会社製商品：Ｗ３１０１）を長さ２３０ｍｍ幅２５ｍｍに切り出したものを３枚重ね、その中央に、線幅が１０ｍｍのスリットを設けたマスキングフイルムを置き、その上から半硬化シリコン樹脂（信越化学社製商品：シーラント４５）をヘキサンで１０倍に希釈したものを炭素繊維織物の片側から注入含浸し、注入面反対側の面近傍に、シリコン樹脂未含浸部分が存在するように含浸した。シリコン樹脂を硬化乾燥して軟質複合材部（Ｓ）を形成した後、軟質複合材部（Ｓ）をマスクして、ナイロン樹脂パウダー（ユニチカ社製商品名：Ａ１０１５ＬＰ−２０）を炭素繊維織物の上に散布し、熱プレスでナイロン樹脂を炭素繊維織物に含浸させて冷却し、硬質複合材部（Ｒ）を形成することで、剛体折紙構造用板材を得た。
【００４６】
得られた剛体折紙構造用板材は、１１０ｍｍ×２５ｍｍの長方形の硬質複合材部（Ｒ）が、直線状の長さ２５ｍｍおよび線幅１０ｍｍの軟質複合材部（Ｓ）の両側に長さ２５ｍｍの辺で接して配置された形状である。軟質複合材部（Ｓ）における炭素繊維の体積含有率Ｖｆは４０％であり、マトリクス樹脂の含浸率Ｐは４０％であった。軟質複合材部（Ｓ）および硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴは、いずれも０．７５ｍｍであった。
【００４７】
この剛体折紙構造用板材は、屈曲可能部分の軟質複合材部（Ｓ）近傍に空隙を残したまま硬質複合材部（Ｒ）の両端部が接触するまで曲げることができ、１８０°の角度に折り曲げたときの、一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間の空隙の厚さＤは４ｍｍであった。
【実施例２】
【００４８】
目付１９４ｇ／ｍ２の平織のアラミド繊維織物（帝人アラミド社製：トワロンＴｙｐｅ２２００の平織加工品）を用いる他は、実施例１と同様にして剛体折紙構造用板材を得た。
【００４９】
得られた剛体折紙構造用板材は、１１０ｍｍ×２５ｍｍの長方形の硬質複合材部（Ｒ）が、直線状の長さ２５ｍｍおよび線幅１０ｍｍの軟質複合材部（Ｓ）の両側に長さ２５ｍｍの辺で接して配置された形状である。質複合材部（Ｓ）におけるアラミド繊維の体積含有率Ｖｆは４０％であり、マトリクス樹脂の含浸率Ｐは４０％であった。軟質複合材部（Ｓ）および硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴは、いずれも０．７５ｍｍであった。
【００５０】
この剛体折紙構造用板材は、屈曲可能部分の軟質複合材部（Ｓ）近傍に空隙を残したまま硬質複合材部（Ｒ）の両端部が接触するまで曲げることができ、１８０°の角度に折り曲げたときの、一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間の空隙の厚さＤは３ｍｍであった。
【実施例３】
【００５１】
図３に示すパターンの剛体折紙構造の剛体折紙構造用板材を作成した。この剛体折紙構造において、平行四辺形のユニットの辺の長さはそれぞれ１００ｍｍであり、平行四辺形のユニットの二辺がなす角度は６０°および１２０°である。この剛体折紙構造は、重畳数が０と４の折れ線から構成される。
【００５２】
まず、重畳数が４の折れ線に対応する軟質樹脂材部（Ｓ）の線幅を１０ｍｍとし、重畳数が０の折れ線に対応する軟質樹脂部材（Ｓ）の線幅を５ｍｍとして、マスキングパターンフイルムを作成した。
【００５３】
目付２００ｇ／ｍ２の平織の炭素繊維織物（帝人株式会社製商品：Ｗ３１０１）を長さ５００ｍｍ幅５００ｍｍに切り出したものを３枚重ね、それに上記のマスキングパターンフイルムを乗せ、その上から半硬化シリコン樹脂（信越化学社製商品：シーラント４５）をヘキサンで希釈したものを注入含浸した。シリコン樹脂を硬化乾燥して軟質複合材部（Ｓ）を形成した後、軟質複合材部（Ｓ）をマスクして、ナイロン樹脂パウダー（ユニチカ社製商品名：Ａ１０１５ＬＰ−２０）を炭素繊維織物の上に散布し、熱プレスでナイロン樹脂を炭素繊維織物に含浸させて冷却し、硬質複合材部（Ｒ）を形成することで、剛体折紙構造用板材を得た。
【００５４】
得られた剛体折紙構造用板材の軟質複合材部（Ｓ）におけるアラミド繊維の体積含有率Ｖｆは４０％であり、マトリクス樹脂の含浸率Ｐは３０％であった。軟質複合材部（Ｓ）の線幅Ｂは、重畳数４の折れ線に対応する線で１０ｍｍ、重畳数０の折れ線に対応する線で５ｍｍであり、軟質複合材部（Ｓ）および硬質複合材部（Ｒ）の厚みＴは、いずれも０．７５ｍｍであった。
【００５５】
この剛体折紙構造用板材は、屈曲可能部分の軟質複合材部（Ｓ）近傍に空隙を残したまま硬質複合材部（Ｒ）の両端部が接触するまで曲げることができ、１８０°の角度に折り曲げたときの、一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との空隙の厚さＤは１．８ｍｍであった。
【００５６】
得られた剛体折紙構造用板材は、折紙構造体となり、完全に折りたたんだ状態から、平板状への可逆的変形が可能な可折構造物であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の板材、剛体折紙構造用板材および可折構造物は、建築分野では可動屋根、可動壁、仮設パーチション、仮設建築、サンシェイド、シエルター、音響壁、意匠外壁など、また折り畳み式のコンテイナーなどに利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
ａ  屈曲可能部分である軟質複合材部（Ｓ）
ｂ  硬質複合材部（Ｒ）
ｃ  重畳数４の折れ線
ｄ  重畳数０の折れ線
Ｂ  軟質複合材部（Ｓ）の幅
Ｄ  軟質複合材部（Ｓ）を挟んで隣接する二つの硬質複合材部（Ｒ）を、軟質複合材部（Ｓ）を軸として１８０°折り曲げたときに一方の硬質複合材部（Ｒ）と他方の硬質複合材部（Ｒ）との間に生じる空隙の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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