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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-19
(45)【発行日】2024-02-28
(54)【発明の名称】サンドイッチ構造体およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B32B 5/00 20060101AFI20240220BHJP
B29C 43/20 20060101ALI20240220BHJP
B29C 43/34 20060101ALI20240220BHJP
B29C 70/16 20060101ALI20240220BHJP
B29C 70/42 20060101ALI20240220BHJP
B29K 105/08 20060101ALN20240220BHJP
B29L 9/00 20060101ALN20240220BHJP
【ＦＩ】
B32B5/00 A
B29C43/20
B29C43/34
B29C70/16
B29C70/42
B29K105:08
B29L9:00
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020062692
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021160153
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-09-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】長縄 佳祐
(72)【発明者】
【氏名】三浦 和弘
【審査官】石塚 寛和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０９３１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２０４５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３００５３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０４４２８１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００
Ｂ２９Ｃ ３９／００－３９／２４、３９／３８－３９／４４、
４１／００－４１／３６、４１／４６－４１／５２、
４３／００－４３／３４、４３／４４－４３／４８、
４３／５２－４３／５８、７０／００－７０／８８
Ｂ２９Ｋ １０５：０８
Ｂ２９Ｌ ９：００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯材と、前記芯材の両面に配置された、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化材とからなるサンドイッチ構造体であって、前記繊維強化材は複数層の繊維強化層から構成され、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が３０％以上６５％以下の範囲、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率が６０％以上７５％以下の範囲であり、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率未満であるとともに、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の層厚みが前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の層厚み未満であることを特徴とする、サンドイッチ構造体。
【請求項2】
前記隣接繊維強化層の少なくとも一方の層厚み（Ｔ１）が０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲であり、前記芯材の少なくとも一方の片面に配置された、前記隣接繊維強化層を含む繊維強化材の合計厚み（Ｔ０）が０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲である請求項１に記載されたサンドイッチ構造体。
【請求項3】
前記芯材の両面に配置される繊維強化材の合計厚みが、サンドイッチ構造体の全体厚みの１０％以上５０％以下の範囲である請求項１または２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項4】
サンドイッチ構造体の見かけ密度が０．１０ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲である請求項１から３のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
【請求項5】
前記隣接繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂と、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂が同種類の樹脂である請求項１から４のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
【請求項6】
前記隣接繊維強化層が、一方向に引き揃えられた連続した強化繊維（ＵＤ）からなる請求項１から５のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
【請求項7】
Ｘ線照射菅電圧６０ｋＶにおけるサンドイッチ構造体のアルミ当量（ｍｍＡＬ）とサンドイッチ構造体の全体厚み（ｍｍ）の比が０．０１ｍｍＡＬ／ｍｍ以上０．２０ｍｍＡＬ／ｍｍ以下の範囲である請求項１から６のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
【請求項8】
請求項１から７のいずれかに記載のサンドイッチ構造体の製造方法であって、前記芯材の両面に前記繊維強化材を積層して成形型に配置する工程、及び、前記成形型を型締めして加熱・加圧し、前記芯材を圧搾するとともに、前記繊維強化材と、前記芯材表面に含浸したマトリックス樹脂を硬化させる工程を有し、前記芯材の圧搾において、前記芯材の板厚が成形前板厚の６０％以上９５％以下の範囲となるように圧搾するサンドイッチ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば医療機器、パソコン、ＯＡ機器または携帯電話等の部品や筐体部分として用いられる軽量、高剛性でかつ薄肉化が要求される用途に適した繊維強化樹脂製サンドイッチ構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、医療機器、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話、電話機、ファクシミリ、家電製品または玩具用品などの電気・電子機器の携帯化が進むにつれ、より小型、軽量化が要求されている。その要求を達成するために、機器を構成する部品、特に筐体には、外部から荷重がかかった場合に筐体が大きく撓んで内部部品と接触、破壊を起こさないようにする必要があるため、一層の高剛性化が求められている。さらに、医療機器のうち、Ｘ線撮影用向け機器の筐体には、Ｘ線診断画像の先鋭化や、人体へのＸ線被ばく量低減のため、高いＸ線透過性も要求されている。
【0003】
軽量、高剛性、高Ｘ線透過性を得るため、軽量な芯材（コア）の表皮（スキン）に、繊維強化材が配置されてなるサンドイッチ構造体が知られており、構造体の軽量、高Ｘ線透過性を図るため、より低密度の芯材の選択が行われ、ポリメタクリルイミド発泡コアやアクリル発泡コア、ポリエチレンテレフタレート発泡コアなどが芯材として頻繁に使用されている。
【0004】
特許文献１（特許５０９８１３２号公報）には、芯材と、該芯材の両面に配される強化繊維にマトリックス樹脂が含浸された繊維強化樹脂の表皮材とから構成されるサンドイッチパネルにおいて、上記表皮材の強化繊維の引張弾性率が２３０ＧＰａ～８５０ＧＰａの範囲内の強化繊維を含み、該表皮材中の強化繊維含有率が４０～８０重量％の範囲内であり、前記芯材に表皮材より見かけ密度が見かけ密度が０．２３～０．４６ｇ／ｃｍ３の範囲内にあるポリプロピレンまたは見かけ密度が０．０３～０．１２ｇ／ｃｍ３の範囲内にあるポリメタクリルイミドのいずれかの発泡性樹脂を使用するとともに、前記芯材と前記表皮材とからなる積層体を加熱、加圧同時成形したサンドイッチパネルの全体厚みが０．５～５ｍｍの範囲であることを特徴とする繊維強化樹脂製サンドイッチパネルが開示されている。これにより、剛性を保持したままで、軽量かつX線透過性に優れた薄肉の繊維強化樹脂製サンドイッチパネルを提供し、医療機器、X線機器用部材などに好適な繊維強化樹脂製サンドイッチパネルを開示している。
【0005】
特許文献２（特許５０３４５０２号公報）には、芯材（Ｉ）と、該芯材（Ｉ）の両面に配置された、連続した強化繊維（Ａ）とマトリックス樹脂（Ｂ）からなる繊維強化材（ＩＩ）とからなるサンドイッチ構造体（ＩＩＩ）であって、前記芯材（Ｉ）が空隙を有し、かつ、前記芯材（Ｉ）の厚みが０．１～１．５ｍｍ、比重が０．０１～１．２ｇ／ｃｍ３であり、ＡＳＴＭ Ｄ ８４６で測定される前記芯材（Ｉ）と前記繊維強化材（ＩＩ）との接着強度が１ＭＰａ以上であり、前記芯材（Ｉ）がポリオレフィン系樹脂からなり、前記芯材（Ｉ）と、前記繊維強化材（ＩＩ）との層間に、変性ポリオレフィン系樹脂層が配置されてなり、前記変性ポリオレフィン系樹脂が、前記繊維強化材（ＩＩ）を構成する強化繊維束に含浸し、その最大含浸長さが１０μｍ以上である、軽量性、薄肉性に優れたサンドイッチパネルを開示している。これにより、ノートパソコンなどの電気・電子機器の部品、部材や筐体に好適な、優れた力学特性、軽量性、ならびに、薄肉性を有するサンドイッチパネルを開示している。
【0006】
特許文献３（特許５７４３２７１号公報）には、芯材（Ｉ）と、前記芯材（ＩＩ）の両面に積層された繊維補強材（２１）と、芯材１１の少なくとも一側の維補強材２１に積層した表面材２１とで構成し、芯材１１は、連続気泡を有する熱硬化性樹脂発泡体に熱硬化性樹脂が含浸して熱硬化性樹脂発泡体を圧縮した状態で熱硬化性樹脂が硬化したものであって、圧縮率が２００～５０００％の範囲であり、繊維補強材２１は、炭素繊維織物に熱硬化性樹脂が含浸して硬化したものからなり、含浸後の熱硬化性樹脂の樹脂比率が５０～８０％であり、表面材２５は、多孔性シートに熱硬化性樹脂が含浸し、かつ熱硬化性樹脂が多孔性シート表面に付着して硬化したものからなり、芯材１１と繊維補強材２１及び表面材２５を熱硬化性樹脂の硬化により一体化した繊維強化成形体を開示している。これにより、ノートパソコン等の携帯機器の筐体などに好適な軽量、薄肉、高剛性に優れた繊維強化成形体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許５０９８１３２号公報
【文献】特許５０３４５０２号公報
【文献】特許５７４３２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献１の構成は、表皮材中の強化繊維含有率が６０％未満の場合、その繊維強化樹脂製サンドイッチパネルの剛性が十分でない場合があり、かつ、芯材と表皮材との界面に浸透するマトリックス樹脂が増大し、重量が増大する課題があった。反対に、強化繊維含有率が８０％に近づくと、芯材と表皮材との界面に浸透するマトリックス樹脂が不足し、表皮材と芯材の接着力が弱まり、その繊維強化樹脂製サンドイッチパネルに衝撃を加えたり、温度変化を負荷したりすることで、表皮材と芯材が剥がれ、破壊に至りやすくなるといった課題もあり、改善の余地があった。さらに、表皮材中での、繊維含有率や、層厚みを考慮した繊維強化層の配置方法は検討されておらず、その検討によりさらに軽量、高剛性化を実現できる余地も残されており、課題であった。
【0009】
特許文献２の構成は、ポリオレフィン系樹脂からなる芯材と、その芯材と繊維強化材との層間に変性ポリオレフィン系樹脂層を配置することで、繊維強化材と芯材との接着を高めているが、芯材をポリオレフィン系樹脂に限定しており、例えばポリメタクリルイミド系発泡体や、アクリル系発泡体、ポリエチレンテレフタレート系発泡体といった汎用芯材に対する接着層や、接着力は検討されていない。さらに、繊維強化材中での、繊維含有率や、層厚みを考慮した繊維強化層の配置方法は検討されておらず、その検討によりさらに軽量、高剛性化を実現できる余地も残されており、課題であった。
【0010】
特許文献３の構成は、樹脂比率Ｒが５０～８０％の範囲では繊維強化樹脂製サンドイッチパネルの樹脂比率が大きいため、その剛性は十分でない場合があり、かつ、芯材中と繊維強化材の界面に浸透するマトリックス樹脂が多く重量が増大し、軽量化の観点からも改善の余地があり、課題であった。また、圧縮率が２００～５０００％と大きい場合、内部の発泡体が破壊されたり、強化繊維が蛇行することによって強度が低下したり、成型品の反りが大きくなるといった課題があった。さらに、繊維強化材中での、繊維含有率や、層厚みを考慮した繊維強化層の配置方法は検討されておらず、その検討によりさらに軽量、高剛性化を実現できる余地も残されており、課題であった。
【0011】
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、軽量、高剛性の電子機器筐体用や、軽量、高剛性でＸ線透過性に優れた医療機器用部材に使用するサンドイッチ構造体であり、芯材と繊維強化材が強固に接着しつつ、かつ剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を保持したサンドイッチ構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を採用するものである。
（１）芯材と、前記芯材の両面に配置された、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化材とからなるサンドイッチ構造体であって、前記繊維強化材は複数層の繊維強化層から構成され、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が３０％以上６５％以下の範囲、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率が６０％以上７５％以下の範囲であり、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率未満であるとともに、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の層厚みが前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の層厚み未満であることを特徴とする、サンドイッチ構造体。
（２）前記隣接繊維強化層の少なくとも一方の層厚み（Ｔ１）が０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲であり、前記芯材の少なくとも一方の片面に配置された、前記隣接繊維強化層を含む繊維強化材の合計厚み（Ｔ０）が０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲である（１）に記載されたサンドイッチ構造体。
（３）前記芯材の両面に配置される繊維強化材の合計厚みが、サンドイッチ構造体の全体厚みの１０％以上５０％以下の範囲である（１）または（２）に記載のサンドイッチ構造体。
（４）サンドイッチ構造体の見かけ密度が０．１０ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲である（１）から（３）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（５）前記隣接繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂と、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂が同種類の樹脂である（１）から（４）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（６）前記隣接繊維強化層が、一方向に引き揃えられた連続した強化繊維（ＵＤ）からなる（１）から（５）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（７）Ｘ線照射菅電圧６０ｋＶにおけるサンドイッチ構造体のアルミ当量（ｍｍＡＬ）とサンドイッチ構造体の全体厚み（ｍｍ）の比が０．０１ｍｍＡＬ／ｍｍ以上０．２０ｍｍＡＬ／ｍｍ以下の範囲である（１）から（６）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（８）（１）から（７）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体の製造方法であって、前記芯材の両面に前記繊維強化材を積層して成形型に配置する工程、及び、前記成形型を型締めして加熱・加圧し、前記芯材を圧搾するとともに、前記繊維強化材と、前記芯材表面に含浸したマトリックス樹脂を硬化させる工程を有し、前記芯材の圧搾において、前記芯材の板厚が成形前板厚の６０％以上９５％以下の範囲となるように圧搾するサンドイッチ構造体の製造方法。
（１）芯材と、前記芯材の両面に配置された、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化材とからなるサンドイッチ構造体であって、前記繊維強化材は複数層の繊維強化層から構成され、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が３０％以上６５％以下の範囲、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率が６０％以上７５％以下の範囲であり、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率未満であるとともに、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の層厚みが前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の層厚み未満であることを特徴とする、サンドイッチ構造体。
（２）前記隣接繊維強化層の少なくとも一方の層厚み（Ｔ１）が０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲であり、前記芯材の少なくとも一方の片面に配置された、前記隣接繊維強化層を含む繊維強化材の合計厚み（Ｔ０）が０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲である（１）に記載されたサンドイッチ構造体。
（３）前記芯材の両面に配置される繊維強化材の合計厚みが、サンドイッチ構造体の全体厚みの１０％以上５０％以下の範囲である（１）または（２）に記載のサンドイッチ構造体。
（４）サンドイッチ構造体の見かけ密度が０．１０ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲である（１）から（３）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（５）前記隣接繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂と、前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層に含浸されたマトリックス樹脂が同種類の樹脂である（１）から（４）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（６）前記隣接繊維強化層が、一方向に引き揃えられた連続した強化繊維（ＵＤ）からなる（１）から（５）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（７）Ｘ線照射菅電圧６０ｋＶにおけるサンドイッチ構造体のアルミ当量（ｍｍＡＬ）とサンドイッチ構造体の全体厚み（ｍｍ）の比が０．０１ｍｍＡＬ／ｍｍ以上０．２０ｍｍＡＬ／ｍｍ以下の範囲である（１）から（６）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体。
（８）（１）から（７）のいずれかに記載のサンドイッチ構造体の製造方法であって、前記芯材の両面に前記繊維強化材を積層して成形型に配置する工程、及び、前記成形型を型締めして加熱・加圧し、前記芯材を圧搾するとともに、前記繊維強化材と、前記芯材表面に含浸したマトリックス樹脂を硬化させる工程を有し、前記芯材の圧搾において、前記芯材の板厚が成形前板厚の６０％以上９５％以下の範囲となるように圧搾するサンドイッチ構造体の製造方法。
【0013】
ここで、アルミ当量とは、対象物に対して同一条件のＸ線を照射した場合において、対象にしている物質と等しい遮蔽能力をもつアルミニウムの厚さを表す。
【発明の効果】
【0014】
本願発明のサンドイッチ構造体及びその製造方法によれば、繊維強化材と芯材が強固に接着し、さらに、軽量性を維持したまま高い剛性と高いX線透過性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は図や実施例に何ら限定されるものではない。
【0017】
本発明に係るサンドイッチ構造体は、芯材と、前記芯材の両面に配置された、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化材とからなるサンドイッチ構造体であって、前記繊維強化材は複数層の繊維強化層から構成され、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の繊維体積含有率が前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の繊維体積含有率未満であるとともに、前記芯材に隣接する隣接繊維強化層の層厚みが前記隣接繊維強化層を除く繊維強化層の層厚み未満であることを特徴とする、サンドイッチ構造体である。
【0018】
本発明に係るサンドイッチ構造体１の斜視図を図１に示す。その構成は、芯材（Ａ）と、（Ａ）の両面に配置される繊維強化材（Ｂ）を有するものである。また、繊維強化材（Ｂ）の詳細な積層構成を図２に示す。繊維強化材（Ｂ）は、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸された繊維強化層を複数積層したものであり、繊維強化材（Ｂ）は、芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）と、隣接繊維強化層（Ｂ１）を除く繊維強化層（Ｂ２）を積層した構成を有する。
【0019】
本発明において、隣接繊維強化層（Ｂ１）の繊維体積含有率が隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率未満であるとともに、隣接繊維強化層（Ｂ１）の層厚みが隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の層厚み未満であることが重要である。
【0020】
後述するように、サンドイッチ構造体は芯材（Ａ）および繊維強化材（Ｂ）を圧搾させて一体化させて得られる。この際、繊維強化材（Ｂ）に含浸されたマトリックス樹脂の一部が芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）の界面に浸透する。繊維強化材（Ｂ）の繊維体積含有率が大きい場合、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）との界面に浸透するマトリックス樹脂が少なくなるので、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）の接合が弱まり、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）との接合面を起点とする破壊が生じやすくなるおそれがある。したがって、隣接繊維強化層（Ｂ１）の繊維体積含有率が隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率未満であることにより、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）の間に浸透するマトリックス樹脂を確保でき、強固な接合状態を実現することができる。繊維教材（Ｂ）のうち隣接繊維強化層（Ｂ１）が隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率と同じ場合には、隣接繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率をさらに大きくし、サンドイッチ構造体の剛性を大きくできる余地が残る。
【0021】
また、隣接繊維強化層（Ｂ１）の層厚みが隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の層厚み未満であることにより、隣接繊維強化層（Ｂ１）のマトリック樹脂が芯材（Ａ）内部に必要以上に入りすぎることを防ぎ、接合力を保ったまま、サンドイッチ構造体の軽量化を実現することができる。
【0022】
ここで、隣接繊維強化層（Ｂ１）の繊維体積含有率が３０％以上６５％以下の範囲であることが好ましい。３０％未満であると、隣接繊維強化層を構成する強化繊維が蛇行しやすく、成形後のサンドイッチ構造体に反りや変形が生じる恐れがある。６５％より大きい場合は、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）の界面に浸透するマトリックス樹脂が不足し、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の接着力が低下する恐れがある。より好ましくは、４０％以上６０％以下、さらに好ましくは、４５％以上５５％以下である。
【0023】
一方、隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率が６０％以上７５％以下の範囲であることが好ましい。６０％未満であると、サンドイッチ構造体の剛性が十分でない恐れがあり、７５％より大きい場合は、強化繊維中にマトリックス樹脂を均一に含浸することが困難になり、成形後のサンドイッチ構造体の強度不足や外観品位が劣る懸念がある。より好ましくは６２％以上７２％以下、さらに好ましくは６４％以上６９％以下である。
【0024】
また、本発明において、隣接繊維強化層（Ｂ１）の少なくとも一方の層厚み（Ｔ１）が０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。０．０１ｍｍ未満であると、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）の界面に浸透するマトリックス樹脂が不足し、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の接着力が低下する恐れがある。０．２０ｍｍより大きい場合は、芯材（Ａ）と隣接繊維強化層（Ｂ１）との界面に浸透するマトリックス樹脂が多すぎ、重量が大きくなってしまう。より好ましくは、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．０３ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である。
【0025】
また、芯材（Ａ）の少なくとも一方の片面に配置された、隣接繊維強化層（Ｂ１）を含む繊維強化材（Ｂ）の合計厚み（Ｔ０）は、０．０２ｍｍ以上５ｍｍ以下であること好ましい。０．０２ｍｍ未満では、剛性が十分でない恐れがある。５ｍｍより大きい場合、サンドイッチ構造体の軽量性やＸ線透過性が著しく損なわれる。より好ましくは、０．１０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．２０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【0026】
前述した隣接繊維強化層（Ｂ１）および隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の繊維体積含有率、厚みは、成形前または成形後いずれの場合の測定値であってもよい。成形前の場合には、隣接繊維強化層（Ｂ１）または隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）単体で測定が可能である。一方、芯材（Ａ）および繊維強化材（Ｂ）を圧搾させて一体化させたサンドイッチ構造体とした場合であっても、圧搾による隣接繊維強化層（Ｂ１）、隣接繊維強化層（Ｂ１）を除く繊維強化層（Ｂ２）の厚み変化は成形前後でわずかであり、繊維体積含有率の変化もわずかであるため、前述した繊維体積含有率や、層厚みは、成形後のサンドイッチ構造体で測定してもよい。
【0027】
ここで繊維強化材（Ｂ）の強化繊維には、炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾性率繊維（例えば、米国デュポン社製のポリアラミド繊維“ケブラー”（登録商標））、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維などの高強度、高弾性率繊維などがあげられるが、これらから単独で用いてもよいし、複数併用してもよい。中でも高い剛性を保持したまま軽量性を確保するために、弾性率と密度との比である比弾性率が高い炭素繊維を使用することが好ましく、例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ系）、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気相成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができ、これらを２種類以上変容してもよい。好ましくは、剛性と価格のバランスに優れるＰＡＮ系炭素繊維がよい。また、繊維強化材（Ｂ）が、高い剛性を確保するため、強化繊維の引張弾性率が２００～８５０ＧＰａの範囲内であるものが使用できる。強化繊維の引張弾性率が２００ＧＰａより小さい場合は、軽量性を保持したまま、必要な剛性を確保することができない場合があり、８５０ＧＰａより大きい場合は、強化繊維の圧縮強度が弱く折れやすいため、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸し、繊維強化樹脂を成形することが難しい。強化繊維の引張弾性率が、前記範囲内であると積層体の更なる剛性向上、強化繊維の製造性向上の点で好ましい。
【0028】
強化繊維としては連続した連続繊維や不連続の強化繊維を使用でき、両者を組み合わせてもよい。繊維強化材（Ｂ）が、複数層の積層構造を有しており、該繊維強化材中の少なくとも１層は連続した強化繊維を含む繊維強化層であることが好ましい。連続した強化繊維を含む繊維強化層を有することにより、より効率よく強度、弾性率を設計できるためである。連続した強化繊維の形態としては、一方向に引き揃えられた強化繊維や織物の強化繊維を含むことが好ましい。
【0029】
繊維強化材（Ｂ）のマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ナイロン樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂などがある。好ましくは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で熱または光や電子線などの外部からのエネルギーにより硬化して、少なくとも部分的に三次元降下物を形成する樹脂であるが、特に限定されない。
【0030】
さらに、マトリックス樹脂のガラス転移温度は８０～２５０℃の範囲内であることが好ましく、１００～２５０℃であることがより好ましい。サンドイッチ構造体は成形後８０℃前後で加熱処理することもあるため、マトリックス樹脂のガラス転移温度が８０℃未満であると加熱処理中にサンドイッチ構造体の剛性が低下し、変形や反りが発生する問題が起きるからである。また、２５０℃を超えると、成形温度が高くなるため、成形が困難になり、反りやコストアップの問題が起きることが懸念される。
【0031】
芯材（Ａ）としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらには上記熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂、発泡性樹脂などを使用することができる。例えば、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などがある。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、変性フェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリエステル、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、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などのアクリル樹脂、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、さらにはエチレン／プロピレン共重合体、エチレン／１－ブテン共重合体、エチレン／（メタ）アクリルグリシル共重合体、エチレン／一酸化炭素／ジエン共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸グリシジル、エチレン／酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルエーテルエラストマー、ポリエーテルエステルアミドエラストマー、ポリエステルアミドエラストマー、ポリエステルエステルエラストマーなどの各種エラストマー類などがある。また、繊維強化樹脂としては、ビニロン繊維強化樹脂、テトロン繊維強化樹脂などがある。また、発泡樹脂としては、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂などがある。具体的には、軽量性及びＸ線透過性を確保するために、繊維強化材より見かけ密度が小さい樹脂を用いることが好ましい。
【0032】
芯材（Ａ）の見かけ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲内にあることが好ましく、０．０３ｇ／ｃｍ３以上１．１ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあるものがより好ましい。芯材（Ａ）の見かけ密度が上記の範囲のものであると、剛性を保持したまま、軽量性およびＸ線透過性を確保することができる。
【0033】
本発明において、芯材（Ａ）の両面に配置される繊維強化材（Ｂ）の合計厚みが、サンドイッチ構造体１の全体厚みの１０％以上５０％以下の範囲であることが好ましい。１０％未満では剛性、強度が低下する恐れがあり、５０％より大きいと、軽量性が損なわれたり、Ｘ線透過性が悪化したりする恐れがある。より好ましくは１５％以上４５％以下、さらに好ましくは２０％以上３５％以下である。
【0034】
本発明において、サンドイッチ構造体１の見かけ密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上１．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲内が好ましい。この見かけ密度の範囲内であれば、高い剛性を保持したまま、軽量性、高Ｘ線透過性を維持することができる。より好ましくは０．３／ｃｍ３以上１．１ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは０．４ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下である。
【0035】
また、隣接繊維強化層（Ｂ１）に含浸されたマトリックス樹脂と、隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）に含浸されたマトリックス樹脂とは同じ種類であることが好ましい。これにより、芯材（Ａ）、隣接繊維強化層（Ｂ１）、隣接繊維強化層を除く繊維強化層（Ｂ２）の接着がより強固になり、剛性、強度に優れたサンドイッチ構造体が得られる。
【0036】
また、隣接繊維強化層（Ｂ１）は、一方向に引き揃えられた連続した強化繊維（ＵＤ）から構成されることが好ましい。織物を用いる場合は、ＵＤ材よりも隣接繊維強化層の層厚み（Ｔ１）が大きくなりやすい。その結果、繊維体積含有率の低い隣接繊維強化層（Ｂ１）のサンドイッチ構造体１に占める割合がＵＤ材の場合よりも大きくなるため、サンドイッチ構造体１の剛性が低下する傾向がある。
【0037】
さらに、本発明においてサンドイッチ構造体１におけるＸ線照射電圧６０ｋＶにおけるアルミ当量（ｍｍＡＬ）と、サンドイッチ構造体の全体厚み（ｍｍ）の比が、０．０１以上０．２０ｍｍＡＬ／ｍｍの範囲内であることが好ましい。０．２０ｍｍＡＬ／ｍｍより大きいと、患者のＸ線被ばく量が多くなくなる。また、０．０１ｍｍ未満の場合、サンドイッチ構造体の見かけ密度が小さすぎる恐れがあり、サンドイッチ構造体の強度、剛性が十分でないおそれがある。
【0038】
次に、本発明に係るサンドイッチ構造体の製造方法について説明する。
【0039】
本発明に係るサンドイッチ構造体１の製造方法は、芯材（Ａ）の両面に前記繊維強化材（Ｂ）を積層し成形型に配置する工程と、成形型を型締めして加熱・加圧し、芯材（Ａ）を圧搾するとともに、繊維強化材（Ｂ）と、芯材（Ａ）表面に含浸したマトリックス樹脂を硬化させる工程を有する。
【0040】
ここで、芯材（Ａ）の圧搾において、芯材（Ａ）の成形後の厚みが、成形前の厚みの６０％以上９５％以下の範囲であることが好ましい。６０％未満の場合、サンドイッチ構造体１の内部が圧壊されたり、変形が大きくなったりすることで、成形後のサンドイッチ構造体の反りが大きくなったり、強度や剛性が低下したりする。９５％より大きいと、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の界面にマトリックス樹脂が浸透しづらくなり、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）との接着力が低下することがある。好ましくは、６５％以上９０％以下、より好ましくは、７０％以上８５％以下である。
【0041】
成形型を型締めして加熱・加圧し、芯材（Ａ）を圧搾するとともに、繊維強化材（Ｂ）と、芯材（Ａ）表面に含浸したマトリックス樹脂を硬化させる工程は、ホットプレス装置および／またはオートクレーブ装置などを用いて、加熱、加圧同時成形することにより製造されることが好ましい。同時成形することで低コストのサンドイッチ構造体１を提供することができる。
【実施例】
【0042】
以下、実施例によって、本発明のサンドイッチ構造体１およびその製造方法について具体的に説明するが、下記の実施例は本発明を制限するものではない。
【0043】
（実施例１）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５４％、層厚みが０．０８ｍｍ、見かけ密度が１．５３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ１を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ１）／芯材（Ａ）／（プリプレグ１）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５４％、層厚みが０．０８ｍｍ、見かけ密度が１．５３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ１を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ１）／芯材（Ａ）／（プリプレグ１）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0044】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．４５ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２８％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．５５ｇ／ｃｍ３、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の８５％であった。
【0045】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は５３ＧＰａであり、破壊形態は繊維強化層（Ｂ）の圧縮破壊であり、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃に保ったオーブンの中で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。
【0046】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０６ｍｍＡＬ／ｍｍであった。以上より、得られたサンドイッチ構造体は、高い剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を維持しつつ、芯材との強固な接着性を保っていることを確認した。
【0047】
（実施例２）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が４８％、層厚みが０．０５ｍｍ、見かけ密度が１．４７ｇ／ｃｍ３のプリプレグ３を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ３）／芯材（Ａ）／（プリプレグ３）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が４８％、層厚みが０．０５ｍｍ、見かけ密度が１．４７ｇ／ｃｍ３のプリプレグ３を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ３）／芯材（Ａ）／（プリプレグ３）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0048】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．５２ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２４％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．５０ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の８９％であった。
【0049】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は５０ＧＰａであり、破壊形態は繊維強化材（Ｂ）の圧縮破壊で、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃に保ったオーブンの中で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。
【0050】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０５ｍｍＡＬ／ｍｍであった。以上より、得られたサンドイッチ構造体は、高い剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を維持しつつ、芯材との強固な接着性を保っていることを確認した。
【0051】
（実施例３）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0052】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．５５ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２３％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．４７ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の９１％であった。
【0053】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は４６ＧＰａであり、破壊形態は繊維強化材（Ｂ）の圧縮破壊で、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じていなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃に保ったオーブンの中で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。
【0054】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０５ｍｍＡＬ／ｍｍであった。以上より、得られたサンドイッチ構造体は、高い剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を維持しつつ、芯材との強固な接着性を保っていることを確認した。
【0055】
（実施例４）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリエチレンテレフタレート系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．３３ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリエチレンテレフタレート系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．３３ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0056】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．５５ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２３％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．６５ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の９１％あった。
【0057】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は４６ＧＰａであり、破壊形態は繊維強化材（Ｂ）の圧縮破壊で、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じていなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃に保ったオーブンの中で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。
【0058】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０７ｍｍＡＬ／ｍｍであった。以上より、得られたサンドイッチ構造体は、高い剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を維持しつつ、芯材との強固な接着性を保っていることを確認した。
【0059】
（実施例５）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にアクリル系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１０ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にアクリル系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１０ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が２３０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が５１％、層厚みが０．０２ｍｍ、見かけ密度が１．４８ｇ／ｃｍ３のプリプレグ４を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、引張弾性率４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚みが０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／（プリプレグ４）／芯材（Ａ）／（プリプレグ４）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／０°／芯材（Ａ）／０°／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0060】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．５５ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２３％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．４６ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の９１％であった。
【0061】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は４６ＧＰａであり、破壊形態は繊維強化材（Ｂ）の圧縮破壊で、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じていなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃に保ったオーブンの中で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。
【0062】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０７ｍｍＡＬ／ｍｍであった。以上より、得られたサンドイッチ構造体は、高い剛性、軽量性、高Ｘ線透過性を維持しつつ、芯材との強固な接着性を保っていることを確認した。
【0063】
（比較例１）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．８ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が４８０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が７２％、層厚みが０．０９ｍｍ、見かけ密度が１．６９ｇ／ｃｍ３のプリプレグ５を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強脂層（Ｂ２）には、（Ｂ１）と同一のプリプレグを用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ５）／（プリプレグ５）／芯材（Ａ）／（プリプレグ５）／（プリプレグ５）の順に、繊維方向が０°／９０°／芯材（Ａ）／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．８ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する隣接繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が４８０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が７２％、層厚みが０．０９ｍｍ、見かけ密度が１．６９ｇ／ｃｍ３のプリプレグ５を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強脂層（Ｂ２）には、（Ｂ１）と同一のプリプレグを用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ５）／（プリプレグ５）／芯材（Ａ）／（プリプレグ５）／（プリプレグ５）の順に、繊維方向が０°／９０°／芯材（Ａ）／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0064】
サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は１８％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．４０ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の９１％であった。
【0065】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０４ｍｍＡＬ／ｍｍであった。
【0066】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は３８ＧＰａであり、破壊形態は芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間せん断破壊をするものがあり、剛性、接着性ともに、不十分であった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃の温度下で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の一部に剥離が発生し、芯材と繊維強化材の接着が不十分であることを確認した。
【0067】
（比較例２）
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚み０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、Ｂ１と同一のプリプレグを用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／芯材（Ａ）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／芯材（Ａ）／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
図１に示すようなサンドイッチ構造体を以下の条件にて製造した。芯材（Ａ）にポリメタクリルイミド系発泡体（厚み１．７ｍｍ、密度０．１１ｇ／ｃｍ３）を用いた。芯材（Ａ）に隣接する繊維強化層（Ｂ１）には、引張弾性率が４４０ＧＰａの一方向引き揃え炭素繊維と、ガラス転移温度が１３５℃であるエポキシ樹脂で構成される、繊維体積含有率が６８％、層厚み０．１０ｍｍ、見かけ密度が１．６３ｇ／ｃｍ３のプリプレグ２を用いた。芯材（Ａ）に隣接しない繊維強化層（Ｂ２）には、Ｂ１と同一のプリプレグを用いた。上記プリプレグを、芯材（Ａ）の両面に、（プリプレグ２）／（プリプレグ２）／芯材（Ａ）／（プリプレグ２）／（プリプレグ２）の順に、繊維方向が０°／９０°／芯材（Ａ）／９０°／０°となるよう積層した。次いで、この積層体を、１３０℃に加温したプレス金型上に配置し型締めし、６０分間保持することでサンドイッチ構造体を同時成形した。
【0068】
得られたサンドイッチ構造体の全体厚みは２．０ｍｍ、芯材（Ａ）の厚みは１．６０ｍｍであった。サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の合計厚みの比は２１％、サンドイッチ構造体の見かけ密度は０．４３ｇ／ｃｍ３で、芯材（Ａ）の厚みは、成形前の９４％であった。
【0069】
得られたサンドイッチ構造体を、Ｘ線照射装置（コニカミノルタ製ＣＳ－７／Ｒ２１０／１－ＰＡＣＳ Ｅｘ）を用いて６０ｋＶでＸ線を照射した結果、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量は０．０５ｍｍＡＬ／ｍｍであった。
【0070】
得られたサンドイッチ構造体から、ＪＩＳ Ｋ ７０７４（１９８８）炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準じて、幅１ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状試験片を最外層の炭素繊維方向が長手方向になるように切り出し、半径５ｍｍの丸型圧子を用い、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離８０ｍｍで３点曲げ試験を行った。その結果、０°方向の曲げ弾性率は４１ＧＰａであり、十分な剛性ではなかった。破壊形態は、繊維強化層（Ｂ）の圧縮破壊で、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）の層間に剥離は生じていなかった。また、得られたサンドイッチ構造体を８０℃の温度下で２４時間放置し、その後室温まで冷却した際、繊維強化材（Ｂ）と芯材（Ａ）の間が剥離することはなかった。しかし、得られたサンドイッチ構造体を切断し、切断面の繊維強化材（Ｂ１）と芯材（Ａ）との層間をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製：ＶＨＳ－１０００）で拡大し確認すると、樹脂のない空隙が点在しており、接着に改善の余地が残ることを確認した。
【0071】
次に、実施例及び比較例のサンドイッチ構造体の特性を表１に示す。行の上段から、芯材（Ａ）の種類、隣接繊維強化層（Ｂ１）の強化繊維の種類、マトリックス樹脂の種類、繊維体積含有率、厚み（Ｔ１）と、繊維強化層（Ｂ２）の強化繊維の種類、マトリックス樹脂の種類、繊維体積含有率と、繊維強化材（Ｂ）の芯材（Ａ）に対する片面あたりの厚み（Ｔ０）と、サンドイッチ構造体の全体厚みに対する繊維強化材（Ｂ）の厚みの比、サンドイッチ構造体の見かけ密度、曲げ弾性率、破壊形態、サンドイッチ構造体の全体厚みに対するアルミ当量、成形前の芯材厚みに対する成形後の芯材厚み、総合判断を示した。総合判断は、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）との接着性が十分であり、かつ剛性、軽量性、高Ｘ線透過性も備えているものを〇とし、芯材（Ａ）と繊維強化材（Ｂ）との接着性、剛性が不十分のものを×とした。
【0072】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0073】
本発明のサンドイッチ構造体は、電気・電子機器筐体、医療用Ｘ線診断装置、自動車内外装、自転車、スポーツ用品用構造材、航空機内装材、輸送用箱体等に有効に使用できる。
【符号の説明】
【0074】
１ サンドイッチ構造体
Ａ 芯材
Ｂ 繊維強化材
Ｂ１ 隣接繊維強化層
Ｂ２ 繊維強化層
Ａ 芯材
Ｂ 繊維強化材
Ｂ１ 隣接繊維強化層
Ｂ２ 繊維強化層
【図1】
【図2】
