CN114364517A - 纤维增强树脂片材及其层叠体、以及纤维增强树脂成形品的制造方法 - Google Patents

Abstract

通过将包含多个的增强纤维的热塑性的多个基材片以成为纤维方向(增强纤维的取向方向)相异的状态层叠并且在该层叠的状态下进行压制加工，从而制造纤维增强树脂成形品。在基材片上形成包含多个纵向切割线和多个横向切割线的切口，该多个纵向切割线沿着平行于纤维方向的多个纵向基准线延伸，该多个横向切割线沿着平行于纤维垂直方向的多个横向基准线延伸。在纵向基准线上形成使纵向切割线彼此在纤维方向上隔开的多个切割中断部。切割中断部被配置成：使第一纵向基准线上的切割中断部和第二纵向基准线上的切割中断部在纤维方向上彼此错开。

Description

纤维增强树脂片材及其层叠体、以及纤维增强树脂成形品的 制造方法

技术领域

本发明涉及由包含基体树脂和增强纤维的片状基材(纤维增强树脂片材)制造纤维增强树脂成形品的技术。

背景技术

作为制造纤维增强树脂成形品的方法，已知有下述专利文献1的方法。该专利文献1的制造方法包括：准备使沿一个方向平行排列的增强纤维浸透到基体树脂中而成的基材(预浸料基材)的步骤；在所准备的基材的整个面上形成横穿增强纤维的断续的切口的步骤；将该具有切口的基材以其纤维方向(增强纤维的取向方向)相异的方式层叠的步骤；以及用加热型压制成形机将层叠的基材(层叠基材)成形为所需形状的步骤。

在上述专利文献1中，在基材上形成的切口其全部被设定在横穿增强纤维(切断)的方向上。这是为了通过缩短增强纤维的纤维长度来促进压制加工时的树脂流动，由此提高成形品的形状自由度。

然而，根据本申请发明人的研究可知：即使如上所述将所有切口以横穿增强纤维的方式形成，也并不一定能够获得足够的形状自由度。当然，如果增加切口数量来缩短纤维长度，则形状自由度会提高，但这样会削弱利用增强纤维的加强效果，导致成形品的强度大幅度降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2008-207544号

发明内容

本发明鉴于如上所述的情况而完成，其目的在于制造获得利用增强纤维的良好的加强效果并可以提高成形品的形状自由度的纤维增强树脂成形品。

作为解决所述问题的方法，本发明一个方面涉及纤维增强树脂成形品的制造方法，其包括：第一步骤，准备多个片状的基材，该基材包含热塑性的基体树脂、以及在相同方向上取向的状态下含浸在该基体树脂中的多个增强纤维；第二步骤，在所准备的多个所述基材上形成贯穿该基材的指定图案的切口；以及第三步骤，将形成了所述切口的多个所述基材以成为各基材所含有的所述增强纤维的取向方向亦即纤维方向相异的状态而层叠，并且对层叠的该基材进行压制加工，从而成形为所需的形状。当将垂直于所述纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，在所述第二步骤中，作为所述切口而形成多个切割线，该多个切割线包含：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列，并且，在各所述纵向基准线上形成使所述纵向切割线彼此在所述纤维方向上被隔开的多个切割中断部。当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，在所述第二步骤中，以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成所述纵向切割线。

本发明另一方面涉及纤维增强树脂片材，其包括热塑性的基体树脂；以及多个增强纤维，在相同方向取向的状态下含浸在所述基体树脂中，其中，在所述纤维增强树脂片材上形成有沿其厚度方向贯穿的指定图案的切口。当将所述增强纤维的取向方向设为纤维方向、且将垂直于该纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，所述切口具有：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列。所述多个纵向切割线藉由形成在所述纵向基准线上的多个切割中断部而互相被隔开。当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，所述纵向切割线以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成。

本发明另一个方面涉及纤维增强树脂片材的层叠体，其将多个上述的纤维增强树脂片材层叠而成。多个所述纤维增强树脂片材以成为所述纤维方向相异的状态而被层叠，并且彼此热熔粘合。

根据本发明，可以获得利用增强纤维的成形品的加强效果并提高成形品的形状自由度。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的纤维增强树脂成形品的制造方法的概略步骤的流程图。

图2是表示制作单向片材的片材制造装置的概略结构的图。

图3是表示从单向片材切出的基材片的立体图。

图4是表示在基材片上形成的切口的具体图案的俯视图。

图5是图4的局部放大图。

图6是用于说明热压机的结构以及使用该热压机的压制加工步骤的剖视图。

图7是用于说明基材片的层叠方法的立体图。

图8是用于说明本发明的第二实施方式的图，是表示在基材片上形成的切口的具体图案的俯视图。

图9是图8的局部放大图。

图10是表示为了实验而成形的成形品的形状的立体图。

图11是表示在本发明的第三实施方式中层叠基材片的方法的立体图。

图12是与图11对应的俯视图。

图13是表示改变基材片的切口图案的变形例(其一)的俯视图。

图14是表示改变基材片的切口图案的变形例(其二)的俯视图。

图15是表示改变基材片的切口图案的变形例(其三)的俯视图。

图16是表示改变基材片的切口图案的变形例(其四)的俯视图。

图17是表示改变基材片的切口图案的变形例(其五)的俯视图。

图18是表示比较例1中的基材片的切口图案的俯视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

下面，参照附图说明本发明的第一实施方式涉及的纤维增强树脂成形品的制造方法。在本实施方式中，纤维增强树脂成形品是含有增强纤维的合成树脂制的成形品(复合成形品)，通过图1所示的各步骤(S1～S4)而制造。即，本实施方式中的纤维增强树脂成形品的制造方法包括：制作单向片材的步骤S1；从单向片材切出指定尺寸的多个基材片的步骤S2；在各基材片上形成指定图案的切口的步骤S3；以及层叠多个基材片并进行热压加工的步骤S4。各步骤的详细内容如下所述。

(1)单向片材的制作

步骤S1是制作图2所示的单向片材7的步骤(片材制作步骤)。通过该片材制作步骤S1制作的单向片材7是热塑性树脂制的树脂片材R0中浸透了增强纤维F的纤维增强树脂片材(FRTP片材)。

作为增强纤维F，可以使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维等。其中，碳纤维有利于提高成形品的强度和耐腐蚀性等。作为碳纤维，优选使用强度特别高的PAN(聚丙烯腈)系的碳纤维。

作为树脂片材R0的材料，可以使用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙6、尼龙66、尼龙MXD6、尼龙9T、尼龙11、尼龙12等)、聚缩醛、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚砜、聚芳酯、聚苯砜、丙烯酸酯树脂、氟系树脂、热塑性环氧树脂、液晶聚合物等。此外，也可以将混合了2种以上的这些热塑性树脂的聚合物合金用作树脂片材R0的材料。

单向片材7可以使用例如图2所示的片材制造装置1连续地制造。该片材制造装置1是由作为增强纤维的束的纤维束F0和热塑性树脂片材R0连续地制造单向片材7的装置。

具体而言，片材制造装置1包括：上下排列的多对(图2中为2对)加热辊2；在加热辊2的下侧上下排列的多对(图2中为2对)冷却辊3；挂设在加热辊2与冷却辊3之间的一对环形带4；位于环形带4的下侧的一对抽出辊5；以及配置在抽出辊5的下侧的卷取用的卷线轴6。

在最上段的加热辊2附近设有将纤维束F0开纤并展开成带状的开纤机构(省略图示)。该开纤机构通过连续地对纤维束F0进行开纤，从而可以将多个连续的增强纤维F扩展并形成为薄带状。作为开纤机构，只要是可以进行这种处理的机构即可，可以使用敲打扩展纤维束的机构、吹风扩展纤维束的机构、施加超声波来扩展纤维束的机构等各种机构。

在图2的例子中，上述开纤机构具有将开纤后的增强纤维F供给到树脂片材R0的一个面上的机构和将开纤后的增强纤维F供给到树脂片材R0的另一面上的机构。前者机构被设置成将增强纤维F导入到树脂片材R0的一个面与接触该面的加热辊2之间，而后者机构被设置成将增强纤维F导入到树脂片材R0的另一个面与接触该面的加热辊2之间。但是，开纤机构可以将增强纤维F只供给到树脂片材R0的一个面上。

加热辊2是利用电加热器或加热介质等而被加热的高温的辊。加热辊2通过环形带4从两侧夹住并加热树脂片材R0和被导入其两面的增强纤维F，从而使增强纤维F连续地浸透到树脂片材R0中。增强纤维F以沿一个方向(图2中的上下方向)平行排列的状态浸透到树脂片材R0中。

冷却辊3是利用冷却介质等而被冷却的低温的辊。冷却辊3通过环形带4从两侧夹住并冷却浸透了增强纤维F的树脂片材R0，从而将增强纤维F固定于树脂片材R0。据此，树脂片材R0和增强纤维F被一体化的单向片材7成形。

抽出辊5是一边对成形的单向片材7施加张力一边将其朝向下方抽出的辊。

卷取用的卷线轴6是用于卷取单向片材7的芯材。卷线轴6由马达等驱动源来旋转驱动，被抽出辊5抽出的单向片材7依次被卷绕，从而将单向片材7汇集成卷状。

(2)基材片的切出

若通过如上步骤单向片材7的制作完毕，则在下一个步骤S2，从单向片材7切出图3所示的基材片10(切出步骤)。具体而言，在该切出步骤S2，从单向片材7切出多个矩形形状的基材片10。需要说明的是，该切出步骤S2和上述的片材制作步骤S1相当于本发明中的“第一步骤”。此外，基材片10相当于本发明中的“基材”或“纤维增强树脂片材”。

各基材片10具有基体树脂R和浸透到其中的多个增强纤维F。基体树脂R是来源于上述的树脂片材R0(图2)的热塑性的树脂。增强纤维F以沿一个方向取向的状态浸透到基体树脂R中。

在图3中，附上符号X的箭头是与基材片10中的增强纤维F的取向方向平行的方向，以下将其称为纤维方向X。此外，图3中附上符号Y的箭头是垂直于纤维方向X的方向，以下将其称为纤维垂直方向Y。如图3所示，基材片10呈矩形形状，具有平行于纤维方向X(在纤维垂直方向Y上相向)的2个边和平行于纤维垂直方向Y(在纤维方向X上相向)的2个边。

(3)切口的形成

若通过如上步骤多张基材片10的形成完毕，则在下一个步骤S3中，在各基材片10上形成如图4所示的指定图案的切口11(切口形成步骤)。该切口形成步骤S3相当于本发明中的“第二步骤”。

在切口形成步骤S3中形成切口11可以使用例如利用激光的激光切割机进行。但是，形成切口11的方法并不限定于使用激光切割机的方法，例如，可以使用与切口11的图案相对应的模具刀片(汤姆森刀片(Thomson blade)或蚀刻刀片)来形成切口11，或者也可以使用旋转刀具来形成切口11。

在图4的例子中，切口11具有平行于纤维方向X的多个纵向切割线12和平行于纤维垂直方向Y的多个横向切割线13。纵向切割线12和横向切割线13分别是沿厚度方向贯穿基材片10的直线状狭缝。需要说明的是，在图4中，为了清楚地表示各切割线12、13，省略了基材片10所含有的增强纤维F的图示。

如图4所示，如果将在基材片10上与纤维方向X平行地延伸且在纤维垂直方向Y上以恒定间距Py1排列的多个基准线设为纵向基准线L，则多个纵向切割线12均形成在纵向基准线L上。在各纵向基准线L上，多个纵向切割线12以彼此隔开恒定间隔的方式断续地形成，在纵向切割线12彼此之间形成有作为切割线的非形成部的切割中断部Q。换句话说，在各纵向基准线L上，多个纵向切割线12和多个切割中断部Q交替地以直线状排列形成。纵向切割线12的长度全部相同。

如果将在基材片10上与纤维垂直方向Y平行地延伸且在纤维方向X上以恒定间距Px1排列的多个基准线设为横向基准线H，则多个横向切割线13均形成在横向基准线H上。各横向切割线13以从基材片10中的纤维垂直方向Y的一侧端部连续延伸至另一侧端部的方式形成。更详细而言，各横向切割线13在基材片10中的除其轮廓线(在纤维垂直方向Y上相向的2个边)附近以外的大部分范围，以沿纤维垂直方向Y直线延伸的方式形成。需要说明的是，在轮廓线附近不形成横向切割线13的理由是为了避免基材片10被横向切割线13完全被切断的情况。

切割中断部Q沿任意的横向切割线13以锯齿状被配置。具体而言，切割中断部Q沿任意的横向切割线13，以在该横向切割线13的纤维方向X的一侧和另一侧交替出现的方式形成。

上述切割中断部Q的锯齿状配置也可以如下表述。即，当将任意选择的一对相邻的纵向基准线L中的一者设为第一纵向基准线L1、将另一者设为第二纵向基准线L2时，切割中断部Q以第一纵向基准线L1上的切割中断部Q和第二纵向基准线L2上的切割中断部Q在纤维方向X上彼此错开的方式形成。

为了更详细地说明如上所述的切割中断部Q的锯齿状配置，说明在图4中的区域Z1(用一点划线包围的区域)中出现的切口图案。图5是放大表示该区域Z1的切口图案的图。区域Z1包含上述的第一纵向基准线L1及第二纵向基准线L2、与一对相邻的横向基准线H中的一者亦即第一横向基准线H1及其中另一者亦即第二横向基准线H2交叉的区域。在以下的说明中，将包含在区域Z1中的一对横向切割线13亦即第一及第二横向基准线H1、H2上的横向切割线13中的一者设为第一横向切割线13A、将另一者设为第二横向切割线13B。此外，将包含在区域Z1中的一对纵向切割线12亦即位于第一横向切割线13A与第二横向切割线13B之间的第一及第二纵向基准线L1、L2上的纵向切割线12中的一者设为第一纵向切割线12A，将另一者设为第二纵向切割线12B。

如图4及图5所示，第一纵向切割线12A只与第二横向切割线13B交叉，第二纵向切割线12B只与第一横向切割线13A交叉。换句话说，第一纵向切割线12A以藉由切割中断部Q而与第一横向切割线13A被隔开并且与第二横向切割线13B相连(交叉)的方式形成。相对于此，第二纵向切割线12B以藉由切割中断部Q而与第二横向切割线13B被隔开并且与第一横向切割线13A相连(交叉)的方式形成。据此，切割中断部Q以其纤维方向X上的位置在第一横向切割线13A的相邻部与第二横向切割线13B的相邻部之间互相交替的方式被配置。

在基材片10，以使如上所述的区域Z1内的切口图案在该区域Z1以外的区域中也重复出现的方式，形成有纵横的各切割线12、13(切口11)。据此，在整个基材片10上实现了上述的切割中断部Q的锯齿状配置。

(4)压制加工

若通过上述步骤切口11的形成完毕，则在下一个步骤S4中，使用图6所示的热压机20由基材片10成形纤维增强树脂成形品(压制步骤)。需要说明的是，该压制步骤S4相当于本发明中的“第三步骤”。

在压制步骤S4中，首先如图6(a)所示，将多张基材片10沿厚度方向层叠，并配置在热压机20的模具内。基材片10是均通过上述的切口形成步骤S3得到的基材片，具有图4所示的切口11。需要说明的是，在如上所述地将多张基材片10配置在热压机20的模具内时，优选将各基材片10的端部(周缘)事先切掉。这样切掉端部，在后述的主加工时使增强纤维F的移动变得顺畅，使赋形性(formativeness)提高。

图7示出层叠多张基材片10的情况。如该图所示，多张基材片10以各基材片10所含有的增强纤维F的取向方向(纤维方向X)相异的方式被层叠。

在图7的例子中，当俯视时，基材片10以纤维方向X按照第一层、第二层、第三层......的顺序各错开90度的方式，换句话说，以第n层的基材片10的纤维方向X和第n+1层的基材片10的纤维方向X垂直的方式层叠。但是，当层叠基材片10时，以不让基材片10的纤维方向X全部沿一个方向对齐的方式改变基材片10的朝向即可，也可以采用图7所示的例子以外的各种层叠方法。例如，也可以以纤维方向X按照第一层、第二层、第三层......的顺序各错开45度(换句话说，纤维方向X在0°、45°、90°、135°之间依次变化)的方式层叠基材片10。

如图6所示，热压机20具备冲头21和凹模22。在本实施方式中，凹模22是具有能够容纳基材片10的凹部22a的模具(阴模)，冲头21是具有基部21a和突出设置在该基部21a的下表面的插入部21b的模具(阳模)。如图7所示以纤维方向X相异的方式被层叠的基材片10被配置在凹模22的凹部22a内。在凹模22安装有用于将凹部22a内的基材片10加热至高温的加热器(省略图示)。

若通过上述步骤向热压机20(凹模22)的基材片10的设置完毕，接着进行一边加热基材片10一边将冲头21压入凹模22的主加工(合模)。即，通过利用上述加热器来加热凹模22从而使基材片10升高到指定的温度，并且在将冲头21的插入部21b插入在凹模22的凹部22a的状态下，通过未图示的加压装置将冲头21朝向下方按压，由此对基材片10进行加压(参照图6(b))。对该基材片10的加热及加压使基材片10软化及变形。

图6(c)表示冲头21被按压到行程末端的状态。在该状态下，在冲头21与凹模22之间被划定的空间(也就是型腔)被变形的基材片10填满。即，通过基材片10变形为对应于型腔的形状，从而可以获得纤维增强树脂制的成形品30(纤维增强树脂成形品)。在经过指定的冷却期间后，在将冲头21从凹模22拔出的状态下，成形品30从凹模22取出。

(5)作用效果

如以上说明，在本发明的第一实施方式中，在从单向片材7切出的多张基材片10上分别形成指定图案的切口11，并且在具有该切口11的多张基材片10以其纤维方向X(增强纤维F的取向方向)相异的方式被层叠的状态下利用热压机20进行压制加工。切口11具有沿纤维方向X的多个纵向切割线12和沿纤维垂直方向Y的多个横向切割线13。纵向切割线12藉由沿着横向切割线13以锯齿状(纤维方向X上的位置彼此不同)配置的切割中断部Q而在纤维方向X上被隔开。根据该构成，具有可以获得利用增强纤维F的加强效果并提高成形品的形状自由度的优点。

即，在上述第一实施方式中，以纤维方向X相异的方式被层叠的多张基材片10被进行压制加工，因此加工后的成形品所含有的增强纤维F的方向不同，成形品的机械性质被赋予伪各向同性，结果可以获得利用增强纤维F的优选的加强效果。

此外，在压制加工之前，在基材片10上形成包含沿纤维方向X延伸的纵向切割线12和沿纤维垂直方向Y延伸的横向切割线13的切口11，因此，通过促进压制加工时的树脂的流动，可以提高成形品的形状自由度。具体而言，通过横向切割线13切断基材片10中的增强纤维F，从而增强纤维F的纤维长度被缩短，其结果，可以减轻该增强纤维F阻碍树脂流动的程度。据此，能够提高基材片10的赋形性、即基材片10追随压制模具的形状(型腔)而变形的变形容易度，可以良好地确保成形品的形状自由度。另一方面，虽然纵向切割线12不是切断增强纤维F的线，但使基材片10的一体性降低，因此这也有助于提高赋形性。并且，除了横向切割线13以外还追加形成该纵向切割线12，从而与仅形成横向切割线13的情况相比，可以减少为了得到所要求的赋形性所需的横向切割线13的条数。据此，不需要将增强纤维F极端细分，因此可以获得利用增强纤维F的良好的加强效果。

特别是，在上述第一实施方式中，将纵向切割线12沿纤维方向X隔开的切割中断部Q以呈锯齿状而配置，因此，可以对纵向切割线12及切割中断部Q的形成格式赋予一种无规性。据此，与例如以切割中断部Q沿纤维垂直方向Y排列成直线状的方式形成纵向切割线的情况相比，能够使压制加工时的树脂流动更顺畅，可以更有效地提高赋形性。

此外，在上述第一实施方式中，由于横向切割线13以在基材片10的大致整个宽度范围连续延伸的方式形成，因此，与将横向切割线13沿纤维垂直方向Y断续地形成的情况相比，可以减少整个基材片10中的横向切割线13的条数。据此，可以简化形成切口11的步骤(切口形成步骤)并提高成形品的形状自由度。

[第二实施方式]

图8是用于说明本发明的第二实施方式涉及的纤维增强树脂成形品的制造方法的图。第二实施方式的制造方法相对于上述的第一实施方式，在切口形成步骤中在基材片10上形成切口41的图案不同，除此以外的步骤(片体制作步骤、切出步骤、压制步骤)的内容相同。因此，以下只说明第二实施方式中的切口41的特征性的图案，对于其他点省略其说明。

切口41具有平行于纤维方向X的多个纵向切割线42和平行于纤维垂直方向Y的多个横向切割线43。纵向切割线42和横向切割线43分别是沿厚度方向贯穿基材片10的直线状狭缝。

如图8所示，如果将在基材片10上与纤维方向X平行地延伸且在纤维垂直方向Y上以恒定间距Py2排列的多个基准线设为纵向基准线Ls，则多个纵向切割线42均形成在纵向基准线Ls上。在各纵向基准线Ls上，多个纵向切割线42以彼此隔开恒定间隔的方式(断续地)形成，在纵向切割线42之间形成有作为切割线的非形成部的切割中断部Qs。换句话说，在各纵向基准线Ls上，多个纵向切割线42和多个切割中断部Qs交替地以直线状排列形成。

在第二实施方式中，与上述的第一实施方式不同，在相邻的纵向基准线Ls之间纵向切割线42的长度不同。例如，作为多个纵向基准线Ls之一的第一纵向基准线Ls1上的各纵向切割线42的长度短的情况下，在与该第一纵向基准线Ls1相邻的第二纵向基准线Ls2上，各纵向切割线42的长度比第一纵向基准线Ls1上的长度长。此外，在与第二纵向基准线Ls2相邻的第三纵向基准线Ls3上，各纵向切割线42的长度再次变短，与第一纵向基准线Ls1上的长度相同。

如果将在基材片10上与纤维垂直方向Y平行地延伸且在纤维方向X上以恒定间距Px2排列的多个基准线设为横向基准线Hs，则多个横向切割线43均形成在横向基准线Hs上。但是，在第二实施方式中，与上述的第一实施方式不同，在各横向基准线Hs上，多个横向切割线43以彼此隔开恒定间隔的方式断续地形成。

各横向基准线Hs的多个横向切割线43以纤维垂直方向Y上的位置彼此错开的方式(也就是说锯齿状)被配置。即，当将任意选择的一对相邻的横向基准线Hs中的一者设为第一横向基准线Hs1、将另一者设为第二横向基准线Hs2时，第一横向基准线Hs1上的各横向切割线43和第二横向基准线Hs2上的各横向切割线43在纤维垂直方向Y上的位置彼此不同。另一方面，如果将与第二横向基准线Hs2相邻的横向基准线设为第三横向基准线Hs3，则该第三横向基准线Hs上的各横向切割线43和第一横向基准线Hs1上的各横向切割线43在纤维垂直方向Y上的位置彼此相同。换句话说，第一横向基准线Hs1上的各横向切割线43与第二横向基准线Hs2上的各横向切割线43在纤维方向X上不相向，而与第三横向基准线Hs3上的各切割线43在纤维方向X上相向。

各纵向基准线Ls上的多个切割中断部Qs以纤维方向X上的位置彼此错开的方式(也就是说锯齿状)被配置。例如，第一纵向基准线Ls1上的各切割中断部Qs和第二纵向基准线Ls2上的各切割中断部Qs在纤维方向X上的位置彼此不同。另一方面，第一纵向基准线Ls1上的各切割中断部Qs在纤维方向X上的位置与第三纵向基准线Ls3上的各切割中断部Qs在纤维方向X上的位置相同。

为了更详细地说明如上所述的切割中断部Q的锯齿状配置，说明图8中的区域Z2(用一点划线包围的区域)中出现的切口图案。图9是放大表示该区域Z2的切口图案的图。区域Z2包含上述的第一～第三纵向基准线Ls1～Ls3与第一～第三横向基准线Hs1～Hs3交叉的区域。在以下的说明中，将包含在区域Z2中的一对横向切割线43中的一者设为第一横横向切割线43A、将另一者设为第二横向切割线43B。第一横向切割线43A位于第一横向基准线Hs1上，第二横向切割线43B位于第三横向基准线Hs3上。这些第一及第二横向切割线43A、43B不隔着其它的横向切割线而在纤维方向X上彼此相向。

如图9所示，在区域Z2内包含位于第一纵向基准线Ls1上的3个纵向切割线42A～42C。即，在第一纵向基准线Ls1上形成有：与第一横向切割线43A交叉的第一纵向切割线42A；与第二横向切割线43B交叉的第三纵向切割线42C；以及位于这些第一及第三纵向切割线42A、42C之间的位置且与第一及第二横向切割线43A、43B均不交叉的第二纵向切割线42B。第一纵向切割线42A和第二纵向切割线42B藉由切割中断部Qs被隔开，第二纵向切割线42B和第三纵向切割线42C藉由切割中断部Qs被隔开。

在第二纵向基准线Ls2上形成有：与第一横向切割线43A交叉的第四纵向切割线42D；以及与第二横向切割线43B交叉的第五纵向切割线42E。第四纵向切割线42D和第五纵向切割线42E藉由切割中断部Qs被隔开。

在第三纵向基准线Ls3上形成有：与第一横向切割线43A交叉的第六纵向切割线42F；与第二横向切割线43B交叉的第八纵向切割线42H；以及位于这些第六及第八纵向切割线42F、42H之间的位置且与第一及第二横向切割线43A、43B均不交叉的第七纵向切割线42G。第六纵向切割线42F和第七纵向切割线42G藉由切割中断部Qs被隔开，第七纵向切割线42G和第八纵向切割线42H藉由切割中断部Qs被隔开。

第一～第三纵向切割线42A～42C的各长度与第六～第八纵向切割线42F～42H的各长度彼此相同。相对于此，第四及第五纵向切割线42D、42E的长度相对较长。此外，第四及第五纵向切割线42D、42E之间的(也就是第二纵向基准线Ls2上的)切割中断部Qs在纤维方向X上的位置与第一纵向基准线Ls1上的切割中断部Qs以及第三纵向基准线Ls3上的切割中断部Qs在纤维方向X上的位置均不同。相反地，第一纵向基准线Ls1上的各切割中断部Qs和第三纵向基准线Ls3上的各切割中断部Qs在纤维方向X上的位置彼此相同。

在基材片10上，以使如上所述的区域Z2内的切口图案在该区域Z2以外的区域中也重复出现的方式，形成有纵横的各切割线42、43(切口41)。据此，在整个基材片10上实现了上述的切割中断部Qs的锯齿状配置。

在以上说明的本发明的第二实施方式中，在基材片10上形成的切口41的图案不同于上述的第一实施方式，但是增强纤维F通过横向切割线43而在适当部位被切断的点、以及隔开纵向切割线42的切割中断部Qs不以沿纤维垂直方向Y直线状排列的方式(锯齿状)被配置的点与上述的第一实施方式相同。因此，在该第二实施方式中，与上述的第一实施方式同样，可以获得利用增强纤维的加强效果并提高成形品的形状自由度。

特别是，在第二实施方式中，不仅隔开纵向切割线42的切割中断部Qs呈锯齿状被配置，而且横向切割线43也呈锯齿状被配置，因此，与上述的第一实施方式那样形成在基材片10的大致整个宽度范围连续的横向切割线13的情况相比，切口图案的无规性以及材料的连续性提高，结果可以更进一步提高成形品的强度。

<实施例1、2>

下面，将适用上述的第一及第二实施方式的方法来实际制造纤维增强树脂成形品而获得的结果物作为实施例1、2而进行说明。在本实施例中，经过图1所示的各步骤，制造了图10所示的实验用的成形品(实验成形品)100。实验成形品100具有平板状的基部101和从基部101的上表面中央区域突出的俯视时呈十字状的加强件102。在制造该实验成形品100时，如下述制造条件所记载，将在尼龙6(PA6)制的基体树脂上浸透了作为增强纤维的PAN系碳纤维的基材片10层叠20张并进行了压制加工。在层叠基材片10时，以使碳纤维的取向方向(纤维方向)成为0°、45°、90°、135°的4个方向的方式配置了各基材片10。在压制加工中，依次实施了在将基材片10加热至270℃的状态下施加15分钟5MPa的压力的热加压和在将基材片10冷却至30℃的状态下施加20分钟10MPa的压力的冷加压。

此外，除了实验成形品100以外，还制作了用于测定弯曲特性(后述的弯曲强度以及弯曲弹性模量)的弯曲试验片。在制作该弯曲试验片时，层叠了48张基材片10。其他条件与制造上述实验成形品100时的条件相同。

(制造条件)

基体树脂 尼龙6

增强纤维 PAN系碳纤维

层叠张数 20张(实验成形品)/48张(弯曲试验片)

纤维方向 4个方向(0°、45°、90°、135°)

热加压 270℃、5MPa、15分钟

冷加压 30℃、10MPa、20分钟

表1

上述表1示出了对在上述制造条件下由不同切口图案的多种基材片制造出的各实验成形品100以及与其对应的弯曲试验片进行的性能试验的结果。该表1所记载的实施例1、实施例2、比较例1及比较例2由切口图案(或有无切口)不同的基材片制造，各例的特征如下所述。

(实施例1)

实施例1是使用具有与第一实施方式相对应的图4的图案的切口11的基材片10来制造的。纵向基准线L的间距Py1(相邻的纵向基准线L之间的距离)为5mm，横向基准线H的间距Px1(相邻的横向基准线H之间的距离)为20mm。

(实施例2)

实施例2是使用具有与第二实施方式相对应的图8的图案的切口41的基材片10来制造的。纵向基准线Ls的间距Py2为5mm，横向基准线Hs的间距Px2为10mm。

(比较例1)

比较例1是使用具有图18所示的图案的切口111的基材片10′来制造的。切口111具有沿纤维方向X延伸且在纤维垂直方向Y上以5mm的间隔排列的多个纵向切割线112和沿纤维垂直方向Y延伸且在纤维方向X上以20mm的间隔排列的多个横向切割线113。横向切割线113以在基材片10′的大致整个宽度范围连续延伸的方式形成。纵向切割线112沿纤维方向X断续地形成，换句话说，纵向切割线112和切割中断部Q′以交替排列的方式形成。切割中断部Q′沿纤维垂直方向Y以直线状排列的方式形成。

(比较例2)

比较例2是使用完全没有形成切口的基材片来制造的。

针对以上的实施例1、2和比较例1、2的各实验成形品100以及与其对应的弯曲试验片，测定了图10所示的加强件102的高度(加强件高度)h，并分别测定了是弯曲强度和弯曲弹性模量。将其结果分别示于上述表1。需要说明的是，表1中加强件高度h是指加强件102的最大高度。在各例中加强件102并不一定形成为相同的高度，因此，在此种情况下，是指将加强件102的最大高度设为加强件高度h。加强件高度h大意味着赋形性良好。即，由于实施例1、2和比较例1、2都是使用相同的压制模具制造的，所以加强件高度h之差可以视为相对于型腔的材料的追随性之差。

如上述表1所示，弯曲强度按照比较例2、实施例2、比较例1、实施例1的顺序大。即，比较例2的弯曲强度最大，实施例2的弯曲强度次之，然后是比较例1的弯曲强度。实施例1的弯曲强度最小。

弯曲弹性模量按照比较例2、比较例1、实施例2、实施例1的顺序大。但是，实施例2与实施例1之间的弯曲弹性模量之差非常小。

加强件高度h按照实施例2、实施例1、比较例1、比较例2的顺序大。实施例2的加强件高度h与实施例1的加强件高度h(37mm和35mm)没有大的差异，但比较例1的加强件高度h为22mm，显著小于实施例1、2(比实施例1小11mm)。此外，比较例2的加强件高度h降低到仅为3mm。

根据以上结果，可以如下地考察到各例的特性。

比较例2的弯曲强度和弯曲弹性模量均最大，可以说利用碳纤维的加强效果发挥最好。认为这是因为切断碳纤维的切口完全不存在(碳纤维的纤维长度一样长)。但是，碳纤维的长度过长会阻碍压制加工时的树脂流动，因此导致赋形性变差。比较例2的赋形性显著差(几乎不可能形成加强件102的程度)是因这个原因所致。如上所述，比较例2虽然能够得到最高的机械强度，但作为成形品其形状自由度太低，无法实际使用。

比较例1与比较例2相比加强件高度h大，赋形性也得到改善。认为这是由于形成在基材片10′上的切口111(图18)发挥了作用。但是，加强件高度h仍然低于实施例1、2，还是不能说具有可以实际使用的形状自由度。此外，机械强度也不怎么高，尤其是弯曲强度，不仅低于比较例2，而且还低于实施例2。如上所述，比较例1的赋形性不足，而且机械强度也并不特别优异，不能说具有实用性。

相对于此，实施例1、2的加强件高度h充分大，确保了良好的赋形性。另一方面，通过与提高赋形性进行权衡，虽然机械强度至少低于比较例2，但该值与没有增强纤维的树脂相比足够大，可以说作为纤维增强树脂，具有充分的强度。特别是实施例2，具有高于比较例1的弯曲强度，在机械强度方面也优异。

[第三实施方式]

图11及图12是用于说明本发明的第三实施方式涉及的纤维增强树脂成形品的制造方法的图。在该第三实施方式中，使用与在上述第二实施方式中使用的基材片相同的基材片10(形成有图8所示的图案的切口41的基材片)制造成形品，但是在压制步骤中层叠基材片10的方法不同于上述第一及第二实施方式的层叠方法。因此，以下以在压制步骤中层叠基材片10的方法为中心进行说明。

在第三实施方式中，在进行压制步骤时，形成多组将多张基材片10层叠而成的基材片组BS1、BS2……，将所形成的基材片组BS1、BS2……一点一点地错开俯视下的位置而进行层叠(偏移层叠)。以下，当特指从上起第n个基材片组时，将其称为第n基材片组BSn。例如，将最上侧的基材片组BS1称为第一基材片组BS1，将从上起第二个基材片组BS2称为第二基材片组BS2。另一方面，当总称基材片组BS1、BS2……时，简称为基材片组BS。

在第三实施方式中，各基材片组BS分别由以纤维方向X垂直(俯视时以90度的角度交叉)的状态被层叠的2张基材片10构成。即，在各基材片组BS中，如果将上侧的基材片10的纤维方向X(换句话说，图8所示的纵向基准线Ls的延伸设置方向)的角度设为0°，则下侧的基材片10以其纤维方向X的角度成为90°的状态层叠在上侧的基材片10的下侧。此外，构成各基材片组BS的2张基材片10分别具有相同的矩形外形，并且其4个角部彼此一致。换句话说，构成各基材片组BS的2张基材片10以纤维方向X垂直且其4个角部一致的状态被层叠。需要说明的是，基材片组BS相当于本发明中的“基材组”或“片材组”。此外，基材片组BS内的2个基材片10的纤维方向X即0°和90°的方向分别相当于本发明中的“第一方向”和“第二方向”。

在此，当俯视时，与第一基材片组BS1中的上侧基材片10的纤维方向X一致的方向设为纵向，垂直于该纵向的方向设为横向。此外，将第一基材片组BS1中的特定角部(图12中的左上角部；以下相同)的位置设为基准位置Rp。如图11及图12所示，第二基材片组BS2以俯视时其特定角部从基准位置Rp朝纵向错开距离ε、朝横向错开距离η的状态被层叠在第一基材片组BS1的下侧。第三基材片组BS3以俯视时其特定角部从基准位置Rp朝纵向错开距离2ε、朝横向错开距离2η的状态被层叠在第二基材片组BS2的下侧。第四基材片组BS4以俯视时其特定角部从基准位置Rp朝纵向错开距离ε、朝横向错开距离η的状态被层叠在第三基材片组BS3的下侧。第五基材片组BS5以俯视时其特定角部与基准位置Rp一致的状态被层叠在第四基材片组BS4的下侧。这样，第一～第五基材片组BS1～BS5以从基准位置Rp朝纵向(横向)的偏移量从上依次按照0→ε→2ε→ε→0(0→η→2η→η→0))的顺序增减的方式被配置。换句话说，多组基材片组BS以将纵向位置分别错开距离ε且横向位置分别错开距离η的方式被层叠。在该情况下，距离ε相当于本发明中的“第一距离”，距离η相当于本发明中的“第二距离”。

需要说明的是，虽然未图示，但是在存在从上起第六个以后的基材片组的情况下，也根据与上述相同的规则来增减从基准位置Rp起的偏移量。例如，第六基材片组的偏移量为ε(η)，第七基材片组的偏移量为2ε(2q)，第八基材片组的偏移量为ε(η)，第九基材片组的偏移量为0。

作为上下相邻的基材片组BS之间的纵向上的偏移量的距离ε被设定为与各基材片10中的横向基准线Hs的间距Px2(参照图8)相异的值。此外，作为上下相邻的基材片组BS之间的横向上的偏移量的距离η被设定为与各基材片10中的纵向基准线Ls的间距Py2(参照图8)相异的值。在该情况下，横向基准线Hs的间距Px2相当于本发明中的“第二间距”，纵向基准线Ls的间距Py2相当于本发明中的“第一间距”。

通过设定如上所述的偏移量(距离ε、η)，上下相邻的基材片组BS所包含的所有(4张)基材片10成为其纵向切割线42和横向切割线43在俯视下不呈线条重叠的关系。即，在上下邻接的基材片组BS中，任意基材片10的纵向切割线42不与其它任一个基材片10的纵向切割线42呈线条重叠，任意的基材片10的横向切割线43不与其它任一个基材片10的横向切割线43呈线条重叠。

更优选：上述偏移量(距离ε、η)被设定为不仅与上述间距Py2、Px2不一致，而且与该间距Py2、Px2的1/2也不一致的值。即，作为纵向上的偏移量的距离ε被设定为与横向基准线Hs的间距Px2及该间距Px2的1/2都不一致的值。同样，作为横向上的偏移量的距离η被设定为与纵向基准线Ls的间距Py2及该间距Py2的1/2都不一致的值。例如，在间距Py2为5mm、间距Px2为10mm的情况下，可以将距离ε、η都设为3mm。由此，在纵向(横向)上的偏移量为0、ε、2ε(0、η、2η)的3组基材片组BS中，可以得到其包含的所有基材片10的纵向切割线42(横向切割线43)在俯视下不呈线条重叠的关系。

使用与上述的第一实施方式相同的热压机(参照图6)对通过如上所述方法被层叠的多组基材片组BS进行压制加工，经过该压制加工而成形指定的成形品。

在以上说明的本发明的第三实施方式中，在进行压制步骤时，形成由以纤维方向X相异的状态被层叠的多张(此处为2张)基材片10构成的多组基材片组BS，并且所形成的基材片组BS以错开俯视下的位置的方式被层叠，因此，可以使增强纤维F通过纵向切割线42或横向切割线43被切断的位置根据每个基材片组BS而不同。因此，对被层叠的基材片组BS进行压制加工后，可以在成形品内更均匀地发挥利用增强纤维F的加强效果，可以有效地提高成形品的强度。

具体而言，在上述第三实施方式中，上下相邻的基材片组BS之间的纵向上的偏移量被设定为与横向基准线Hs的间距Px2相异的距离ε，并且，横向上的偏移量被设定为与纵向基准线Ls的间距Py2相异的距离η，因此，可以有效地避免纵向切割线42及横向切割线43在上下相邻的基材片组BS之间在俯视下呈线条重叠的情况，可以适当地发挥上述效果。

需要说明的是，在第三实施方式中，以多组基材片组BS的形状全部相同为前提，将这些多组基材片组BS以将各基材片组BS中的特定角部(图12的左上角部)在俯视下纵横错开的方式层叠，但以使切割线(纵向切割线42及横向切割线43)至少在上下相邻的基材片组BS之间在俯视下不呈线条重叠的方式层叠即可，为此而采用的方法并不限定于上述第三实施方式的方法。例如，可以考虑按每个基材片组BS错开相对于其轮廓线的切割线的相对位置。如果这样做，例如在将多组基材片组BS以各自的4个角部彼此一致的状态层叠的情况下可以避免切割线在相邻的基材片组BS之间呈线条重叠。通过该方法进行的层叠也属于将基材片组BS在俯视下错开位置并层叠的方法(偏移层叠)的一个方式。

此外，在上述第三实施方式中，通过以纤维方向X垂直的状态将2张基材片10层叠从而形成了各基材片组BS，但在形成各基材片组BS时，以使纤维方向X不会全部朝向相同方向对齐的方式改变朝向来层叠基材片10即可，例如，纤维方向X也可以按照第1层、第2层、第3层的顺序各错开45度的方式(换句话说，使纤维方向X在0°、45°、90°、135°之间依次变化)层叠基材片10。

<实施例3>

下面，将适用上述的第三实施方式的方法而实际制造纤维增强树脂成形品而获得的结果物作为实施例3进行说明。在该实施例3中，使用48张具有图8的图案的切口41(纵向切割线42及横向切割线43)的基材片10，并通过图1所示的各步骤制造了弯曲试验片。在制造该弯曲试验片时，如下述的制造条件所记载，使用尼龙9T(PA9T)作为了各基材片10的基体树脂，且使用PAN系碳纤维作为了增强纤维。纵向基准线Ls的间距Py2(相邻的纵向基准线Ls之间的距离)被设为5mm，横向基准线Hs的间距Px2(相邻的横向基准线Hs之间的距离)被设为10mm。在层叠基材片10时，以使碳纤维的取向方向(纤维方向)错开且俯视时的位置以2张为1组而错开的方式配置了各基材片10。详细而言，如图11及图12所示，形成24组由碳纤维的取向方向(纤维方向)为0°、90°的2张基材片10构成的基材片组BS，并且将这24组基材片组BS以俯视时的纵向及横向的偏移量从上依次以0mm→3mm→6mm→3mm→0mm→3mm→6mm→3mm→0mm→3mm变化的方式层叠(偏移层叠)。在压制加工中，依次实施了在将基材片10加热至300℃的状态下施加15分钟3MPa的压力的热加压和在将基材片10冷却至30℃的状态下施加10分钟10MPa的压力的冷加压。

(制造条件)

基体树脂 尼龙9T

增强纤维 PAN系碳纤维

层叠张数 48张(24组)

纤维方向 2个方向(0°、90°)

偏移层叠 有(2张为1组，各偏移3mm)

热加压 300℃、3MPa、15分钟

冷加压 30℃、10MPa、10分钟

表2

上述表2示出了对上述实施例3的弯曲试验片进行的性能试验的结果。需要说明的是，表2中的实施例4是将层叠基材片组BS时的纵横位置偏移量全部设为零的实施例。即，实施例4与实施例3的不同之处仅在于没有采用偏移层叠，其它条件全部相同。

如上述表2所示，相较于除了基体树脂不同以外以类似的条件制作的上述的实施例2(表1)，实施例4的弯曲强度提高了。实施例3具有更高于该实施例4的弯曲强度。即，采用了偏移层叠的实施例3的弯曲强度比未采用偏移层叠的实施例4的弯曲强度相比进一步变高。另一方面，关于弯曲弹性模量，没有确认到实施例3与实施例4之间的明显差异。通过以上实施例，确认到了偏移层叠可以带来使机械强度提高的效果。

[变形例]

在上述各实施方式中，在压制步骤S4，进行了在热压机20的模具内层叠配置多张基材片10，并在该状态下将冲头21压入凹模22内的主加工(合模)，但是，也可以在该压制步骤S4之前，成形将多张基材片10层叠为一体的层叠体。具体而言，将多张(例如10张以上)基材片10以其纤维方向X相异的方式层叠并热熔粘合，从而成形纤维增强树脂片材的层叠体。需要说明的是，在成形该层叠体时，也可以采用如第三实施方式所示的偏移层叠。即，也可以形成多组由以纤维方向X错开的状态层叠的多张基材片10构成的基材片组BS(图11、图12)，并使所形成的基材片组BS以俯视时位置纵横错开的方式层叠并热熔粘合，从而成形上述层叠体。

上述层叠体可以具有与1张基材片10相比足够大的厚度。因此，例如在制造比较厚的成形品时，可以减少在热压机20的模具内层叠材料的次数，可以提高压制步骤S4的作业效率。需要说明的是，在基材片10热熔粘合时，各基材片10的基体树脂R以不让被层叠的多张基材片10在运输等过程中自然分离的程度的强度互相结合即可。在热熔粘合中，优选对基材片10施加适合这种要求的不过度高的温度、压力。

在上述各实施方式中，在压制步骤S4，采用了使用包含冲头21和凹模22的热压机20的压制加工，但可以适用于本发明的成形法只要可以进行加压及加热即可，并不限定于使用热压机20的成形法。作为一例，可以适用如热冷压制成形、热冲压成形、真空加热压制成形等压制加工。其中，热冷压制成形适合于发挥本发明的基材的赋形性。

在上述各实施方式中，作为在基材片10上形成的切口的一例，例示了图4所示的切口11和图8所示的切口41，但只要是包含平行于纤维方向的多个纵向切割线和平行于纤维垂直方向的多个横向切割线且切割中断部以锯齿状被配置的切口，则并不限定于图4及图8所示的图案的切口。作为一例，可以考虑形成图13至图17所示的图案的切口。各图中所示的切口51、61、71、81、91分别具有沿平行于纤维方向X的多个纵向基准线Lx延伸的多个纵向切割线52、62、72、82、92和沿平行于纤维垂直方向Y的多个横向基准线Hx延伸的多个横向切割线53、63、73、83、93。沿纤维方向X隔开纵向切割线52、62、72、82、92的切割中断部Qx1、Qx2、Qx3、Qx4、Qx5被配置成：任意纵向基准线上的切割中断部和与其相邻的纵向基准线上的切割中断部在纤维方向X上彼此错开(也就是锯齿状)。

在上述第三实施方式中，形成了多组由以纤维方向X垂直的状态层叠的2张基材片10构成的基材片组BS，并将所形成的基材片组BS以在俯视下错开位置的方式层叠，但并不需要按每个基材片组BS进行位置偏移。例如，也可以固定纤维方向X为90°的基材片10的位置，并且只让纤维方向X为0°的基材片10的位置可变。

<概括＞

概括上述的各实施方式及其变形例所包含的发明则如下所述。

本发明一个方面涉及纤维增强树脂成形品的制造方法包括：第一步骤，准备多个片状的基材，该基材包含热塑性的基体树脂、以及在相同方向上取向的状态下含浸在该基体树脂中的多个增强纤维；第二步骤，在所准备的多个所述基材上形成贯穿该基材的指定图案的切口；以及第三步骤，将形成了所述切口的多个所述基材以成为各基材所含有的所述增强纤维的取向方向亦即纤维方向相异的状态而层叠，并且对层叠的该基材进行压制加工，从而成形为所需的形状。当将垂直于所述纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，在所述第二步骤中，作为所述切口而形成多个切割线，该多个切割线包含：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列，并且，在各所述纵向基准线上形成使所述纵向切割线彼此在所述纤维方向上被隔开的多个切割中断部。当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，在所述第二步骤中，以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成所述纵向切割线。

根据该制造方法，以纤维方向相异的方式被层叠的多个基材被进行压制加工，因此加工后的成形品所含有的增强纤维的方向不会一样，成形品的机械性质被赋予伪各向同性，其结果可以获得利用增强纤维的优选的加强效果。

此外，在压制加工之前，在基材上形成包含沿纤维方向延伸的纵向切割线和沿纤维垂直方向延伸的横向切割线的切口，因此，可以促进压制加工时的树脂流动来提高成形品的形状自由度。具体而言，通过横向切割线切断基材中的增强纤维，从而增强纤维的纤维长度被缩短，其结果，可以减轻该增强纤维阻碍树脂流动的程度。据此，能够提高基材的赋形性、即追随压制模具的形状(型腔)而变形的基材的变形容易性，可以良好地确保成形品的形状自由度。另一方面，虽然纵向切割线不是切断增强纤维的线，但使基材的一体性降低，因此这也有助于提高赋形性。并且，除了形成横向切割线以外还追加形成该纵向切割线，从而与仅形成横向切割线的情况相比，可以减少为了得到所要求的赋形性而所需的横向切割线的条数。据此，不需要将增强纤维极端细分，因此可以获得利用增强纤维的良好的加强效果。

特别是，在所述制造方法中，将纵向切割线沿纤维方向隔开的切割中断部呈锯齿状(也就是说，相邻的纵向基准线上的切割中断部的位置在纤维方向上彼此错开)配置，因此，可以对纵向切割线及切割中断部的形成格式赋予一种无规性。据此，与例如以切割中断部沿纤维垂直方向排列成直线状的方式形成纵向切割线的情况相比，可以使压制加工时的树脂流动更顺畅，可以更有效地提高赋形性。

在所述制造方法中，优选：当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有第一纵向切割线，该第一纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第一横向切割线被隔开并且与所述第二横向切割线相连，所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有第二纵向切割线，该第二纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第二横向切割线被隔开并且与所述第一横向切割线相连。

根据该方法，可以具体地实现切割中断部的锯齿状配置。

在所述方法中，更优选：所述第一横向切割线和所述第二横向切割线分别以从所述基材中的所述纤维垂直方向的一侧端部连续延伸至另一侧端部的方式形成。

如此地将横向切割线在基材的大致整个宽度范围连续形成的情况下，与将横向切割线沿纤维垂直方向断续地形成的情况相比，可以减少整个基材上的横向切割线的条数，既可以简化切口图案，又可以提高成形品的形状自由度。

在此，所述切口的形成图案也可以是如下的图案。即，当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有：第一纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第二纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第一纵向切割线被隔开；以及第三纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第二纵向切割线被隔开，所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有：第四纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；以及第四纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第四纵向切割线被隔开，与所述第二纵向基准线相邻的第三纵向基准线上的纵向切割线具有：第六纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第七纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第六纵向切割线被隔开；以及第八纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第七纵向切割线被隔开。

根据该方法，也可以实现切割中断部的锯齿状配置来提高成形品的形状自由度。

进一步优选：当将一对相邻的所述横向基准线中的一者设为第一横向基准线、且将另一者设为第二横向基准线时，在该第一横向基准线和第二横向基准线上分别断续地形成多个所述横向切割线，将所述第一横向基准线上的多个所述横向切割线和所述第二横向基准线上的多个所述横向切割线以所述纤维垂直方向上的位置相异的方式配置成锯齿状。

如此地不仅隔开纵向切割线的切割中断部呈锯齿状配置而且横向切割线也呈锯齿状配置的情况下，与例如在基材的大致整个宽度范围形成连续的横向切割线的情况相比较，切口图案的无规性以及材料的连续性提高，因此可以更进一步提高成形品的强度。

优选：在所述第三步骤中，至少形成第一基材组和第二基材组，所述第一基材组由多个基材层叠而成，该多个基材包含所述纤维方向被设定为第一方向的所述基材、和所述纤维方向被设定为与所述第一方向相异的第二方向的所述基材，所述第二基材组由多个基材层叠而成，该多个基材包含所述纤维方向被设定为所述第一方向的所述基材、和所述纤维方向被设定为所述第二方向的所述基材；并且将所述第一基材组和所述第二基材组以在俯视下位置错开的方式而层叠，以使包含在所述第一基材组的各所述基材中的所述纵向切割线及所述横向切割线、与包含在所述第二基材组的各所述基材中的所述纵向切割线及所述横向切割线在俯视时下不呈线条重叠。

根据该方法，由于增强纤维通过纵向切割线或横向切割线被切断的位置根据基材组而不同，因此，在对被层叠的基材组进行压制加工时，能够在成形品内更均匀地发挥利用增强纤维的加强效果，能够有效地提高成形品的强度。

在所述第二步骤中，可以沿着以恒定的第一间距排列的多个所述纵向基准线形成多个所述纵向切割线，并且，沿着以恒定的第二间距排列的多个所述横向基准线形成多个所述横向切割线。此时优选：当将所述第一基材组中位于最上侧的基材的所述纤维方向设为纵向、且将该基材的所述纤维垂直方向设为横向时，在所述第三步骤中，将所述第一基材组和所述第二基材组以俯视下成为在所述纵向上错开第一距离并且在所述横向上错开第二距离的状态而层叠。所述第一距离被设定为与所述第二间距相异的值，所述第二距离被设定为与所述第一间距相异的值。

根据该方法，可以有效地避免纵向切割线及横向切割线在上下相邻的基材组之间在俯视下呈线条重叠的情况，可以适当地发挥上述效果。

本发明另一方面涉及纤维增强树脂片材，其包括热塑性的基体树脂；以及多个增强纤维，在相同方向取向的状态下含浸在所述基体树脂中，其中，在所述纤维增强树脂片材上形成有沿其厚度方向贯穿的指定图案的切口。当将所述增强纤维的取向方向设为纤维方向、且将垂直于该纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，所述切口具有：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列。所述多个纵向切割线藉由形成在所述纵向基准线上的多个切割中断部而互相被隔开。当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，所述纵向切割线以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成。

该纤维增强树脂片材例如通过供于上述的制造方法，从而有助于制造强度高且形状自由度高的成形品。

作为所述切口图案的具体例，优选如下的图案。即，当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有第一纵向切割线，该第一纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第一横向切割线被隔开并且与所述第二横向切割线相连，所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有第二纵向切割线，该第二纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第二横向切割线被隔开并且与所述第一横向切割线相连。

此时，优选：所述第一横向切割线和所述第二横向切割线分别以从所述基材中的所述纤维垂直方向的一侧端部连续延伸至另一侧端部的方式形成。

所述切口的图案也可以是如下的图案。即，当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有：第一纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第二纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第一纵向切割线被隔开；以及第三纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第二纵向切割线被隔开，所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有：第四纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；以及第五纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第四纵向切割线被隔开，与所述第二纵向基准线相邻的第三纵向基准线上的纵向切割线具有：第六纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第七纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第六纵向切割线被隔开；以及第八纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第七纵向切割线被隔开。

此时优选：当将一对相邻的所述横向基准线中的一者设为第一横向基准线、且将另一者设为第二横向基准线时，在该第一横向基准线和第二横向基准线上分别断续地形成有多个所述横向切割线，所述第一横向基准线上的多个所述横向切割线和所述第二横向基准线上的多个所述横向切割线以所述纤维垂直方向上的位置相异的方式而呈锯齿状被配置。

本发明另一个方面涉及纤维增强树脂片材的层叠体，是层叠多个上述的纤维增强树脂片材而成。多个所述纤维增强树脂片材以成为所述纤维方向相异的状态而被层叠，并且彼此热熔粘合。

该纤维增强树脂片材的层叠体具有相当于多张上述的纤维增强树脂片材的厚度，因此，适合制造比较厚的成形品。

作为所述层叠体的结构的具体例，优选如下的结构。即，所述层叠体包括：第一片材组，由多个纤维增强树脂片材层叠而成，该多个纤维增强树脂片材包含所述纤维方向被设定为第一方向的所述纤维增强树脂片材、和所述纤维方向被设定为与所述第一方向相异的第二方向的所述纤维增强树脂片材；以及第二片材组，由多个纤维增强树脂片材层叠而成，该多个纤维增强树脂片材包含所述纤维方向被设定为所述第一方向的所述纤维增强树脂片材、和所述纤维方向被设定为所述第二方向的所述纤维增强树脂片材。所述第一片材组和所述第二片材组以在俯视下成为错开位置的状态而被层叠，以使包含在所述第一片材组的各所述纤维增强树脂片材中的所述纵向切割线及所述横向切割线、与包含在所述第二片材组的各所述纤维增强树脂片材中的所述纵向切割线及所述横向切割线在俯视下不呈线条重叠。

各所述纤维增强树脂片材可以具有：沿着以恒定的第一间距排列的多个所述纵向基准线而形成的多个所述纵向切割线；以及沿着以恒定的第二间距排列的多个所述横向基准线而形成的多个所述横向切割线。此时，优选：当将所述第一片材组中位于最上侧的纤维增强树脂片材的所述纤维方向设为纵向、且将该纤维增强树脂片材的所述纤维垂直方向设为横向时，所述第一片材组和所述第二片材组以俯视下成为在所述纵向上错开第一距离并且在所述横向上错开第二距离的状态而被层叠。所述第一距离被设定为与所述第二间距相异的值，所述第二距离被设定为与所述第一间距相异的值。

Claims (15)

1.一种纤维增强树脂片材，其特征在于具备：

热塑性的基体树脂；以及

多个增强纤维，在相同方向取向的状态下含浸在所述基体树脂中，其中，

在所述纤维增强树脂片材上形成有沿其厚度方向贯穿的指定图案的切口，

当将所述增强纤维的取向方向设为纤维方向、且将垂直于该纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，所述切口具有：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列，

所述多个纵向切割线藉由形成在所述纵向基准线上的多个切割中断部而互相被隔开，

当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，所述纵向切割线以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成。

2.根据权利要求1所述的纤维增强树脂片材，其特征在于，

当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，

所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有第一纵向切割线，该第一纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第一横向切割线被隔开并且与所述第二横向切割线相连，

所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有第二纵向切割线，该第二纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第二横向切割线被隔开并且与所述第一横向切割线相连。

3.根据权利要求2所述的纤维增强树脂片材，其特征在于，

所述第一横向切割线和所述第二横向切割线分别以从所述纤维增强树脂片材中的所述纤维垂直方向的一侧端部连续延伸至另一侧端部的方式形成。

4.根据权利要求1所述的纤维增强树脂片材，其特征在于，

当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，

所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有：第一纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第二纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第一纵向切割线被隔开；以及第三纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第二纵向切割线被隔开，

所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有：第四纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；以及第五纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第四纵向切割线被隔开，

与所述第二纵向基准线相邻的第三纵向基准线上的纵向切割线具有：第六纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第七纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第六纵向切割线被隔开；以及第八纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第七纵向切割线被隔开。

5.根据权利要求4所述的纤维增强树脂片材，其特征在于，

当将一对相邻的所述横向基准线中的一者设为第一横向基准线、且将另一者设为第二横向基准线时，在该第一横向基准线和第二横向基准线上分别断续地形成有多个所述横向切割线，

所述第一横向基准线上的多个所述横向切割线和所述第二横向基准线上的多个所述横向切割线以所述纤维垂直方向上的位置相异的方式而呈锯齿状被配置。

6.一种纤维增强树脂片材的层叠体，其特征在于，

层叠多个权利要求1至5中任一项所述的纤维增强树脂片材而成，

多个所述纤维增强树脂片材以成为所述纤维方向相异的状态而被层叠，并且彼此热熔粘合。

7.根据权利要求6所述的纤维增强树脂片材的层叠体，其特征在于包括：

第一片材组，由多个纤维增强树脂片材层叠而成，该多个纤维增强树脂片材包含所述纤维方向被设定为第一方向的所述纤维增强树脂片材、和所述纤维方向被设定为与所述第一方向相异的第二方向的所述纤维增强树脂片材；以及

第二片材组，由多个纤维增强树脂片材层叠而成，该多个纤维增强树脂片材包含所述纤维方向被设定为所述第一方向的所述纤维增强树脂片材、和所述纤维方向被设定为所述第二方向的所述纤维增强树脂片材，其中，

所述第一片材组和所述第二片材组以在俯视下成为错开位置的状态而被层叠，以使包含在所述第一片材组的各所述纤维增强树脂片材中的所述纵向切割线及所述横向切割线、与包含在所述第二片材组的各所述纤维增强树脂片材中的所述纵向切割线及所述横向切割线在俯视下不呈线条重叠。

8.根据权利要求7所述的纤维增强树脂片材的层叠体，其特征在于，

各所述纤维增强树脂片材具有：沿着以恒定的第一间距排列的多个所述纵向基准线而形成的多个所述纵向切割线；以及沿着以恒定的第二间距排列的多个所述横向基准线而形成的多个所述横向切割线，

当将所述第一片材组中位于最上侧的纤维增强树脂片材的所述纤维方向设为纵向、且将该纤维增强树脂片材的所述纤维垂直方向设为横向时，所述第一片材组和所述第二片材组以俯视下成为在所述纵向上错开第一距离并且在所述横向上错开第二距离的状态而被层叠，

所述第一距离被设定为与所述第二间距相异的值，所述第二距离被设定为与所述第一间距相异的值。

9.一种纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于包括：

第一步骤，准备多个片状的基材，该基材包含热塑性的基体树脂、以及在相同方向上取向的状态下含浸在该基体树脂中的多个增强纤维；

第二步骤，在所准备的多个所述基材上形成贯穿该基材的指定图案的切口；以及

第三步骤，将形成了所述切口的多个所述基材以成为各基材所含有的所述增强纤维的取向方向亦即纤维方向相异的状态而层叠，并且对层叠的该基材进行压制加工，从而成形为所需的形状，其中，

当将垂直于所述纤维方向的方向设为纤维垂直方向时，在所述第二步骤中，作为所述切口而形成多个切割线，该多个切割线包含：多个纵向切割线，沿着多个纵向基准线延伸，该多个纵向基准线平行于所述纤维方向并且在所述纤维垂直方向上排列；以及多个横向切割线，沿着多个横向基准线延伸，该多个横向基准线平行于所述纤维垂直方向并且在所述纤维方向上排列，并且，在各所述纵向基准线上形成使所述纵向切割线彼此在所述纤维方向上被隔开的多个切割中断部，

当将一对相邻的所述纵向基准线中的一者设为第一纵向基准线、且将另一者设为第二纵向基准线时，在所述第二步骤中，以所述第一纵向基准线上的所述切割中断部和所述第二纵向基准线上的所述切割中断部在所述纤维方向上彼此错开的方式形成所述纵向切割线。

10.根据权利要求9所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，

所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有第一纵向切割线，该第一纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第一横向切割线被隔开并且与所述第二横向切割线相连，

所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有第二纵向切割线，该第二纵向切割线藉由所述切割中断部而与所述第二横向切割线被隔开并且与所述第一横向切割线相连。

11.根据权利要求10所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

所述第一横向切割线和所述第二横向切割线分别以从所述基材中的所述纤维垂直方向的一侧端部连续延伸至另一侧端部的方式形成。

12.根据权利要求9所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

当将所述横向切割线中的任一者设为第一横向切割线、且将与该第一横向切割线在所述纤维方向上相向的另一横向切割线设为第二横向切割线时，

所述第一纵向基准线上的纵向切割线具有：第一纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第二纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第一纵向切割线被隔开；以及第三纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第二纵向切割线被隔开，

所述第二纵向基准线上的纵向切割线具有：第四纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；以及第四纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第四纵向切割线被隔开，

与所述第二纵向基准线相邻的第三纵向基准线上的纵向切割线具有：第六纵向切割线，与所述第一横向切割线交叉；第七纵向切割线，位于所述第一横向切割线与所述第二横向切割线之间，并且藉由所述切割中断部而与所述第六纵向切割线被隔开；以及第八纵向切割线，与所述第二横向切割线交叉，并且藉由所述切割中断部而与所述第七纵向切割线被隔开。

13.根据权利要求12所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

当将一对相邻的所述横向基准线中的一者设为第一横向基准线、且将另一者设为第二横向基准线时，在该第一横向基准线和第二横向基准线上分别断续地形成多个所述横向切割线，

将所述第一横向基准线上的多个所述横向切割线和所述第二横向基准线上的多个所述横向切割线以所述纤维垂直方向上的位置相异的方式配置成锯齿状。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

在所述第三步骤中，

至少形成第一基材组和第二基材组，所述第一基材组由多个基材层叠而成，该多个基材包含所述纤维方向被设定为第一方向的所述基材、和所述纤维方向被设定为与所述第一方向相异的第二方向的所述基材，所述第二基材组由多个基材层叠而成，该多个基材包含所述纤维方向被设定为所述第一方向的所述基材、和所述纤维方向被设定为所述第二方向的所述基材；并且

将所述第一基材组和所述第二基材组以在俯视下位置错开的方式而层叠，以使包含在所述第一基材组的各所述基材中的所述纵向切割线及所述横向切割线、与包含在所述第二基材组的各所述基材中的所述纵向切割线及所述横向切割线在俯视时下不呈线条重叠。

15.根据权利要求14所述的纤维增强树脂成形品的制造方法，其特征在于，

在所述第二步骤中，沿着以恒定的第一间距排列的多个所述纵向基准线形成多个所述纵向切割线，并且，沿着以恒定的第二间距排列的多个所述横向基准线形成多个所述横向切割线，

当将所述第一基材组中位于最上侧的基材的所述纤维方向设为纵向、且将该基材的所述纤维垂直方向设为横向时，在所述第三步骤中，将所述第一基材组和所述第二基材组以俯视下成为在所述纵向上错开第一距离并且在所述横向上错开第二距离的状态而层叠，

所述第一距离被设定为与所述第二间距相异的值，所述第二距离被设定为与所述第一间距相异的值。

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