JP2017020120A - 繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材 - Google Patents

繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材 Download PDF

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Abstract

【課題】厚みが連続的に変化する部分において物性のばらつきを抑えることができる繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材を提供すること。
【解決手段】繊維積層体Ｗは、第１〜第４の繊維層１１〜１４を積み重ねて構成され、長手方向に沿って厚みの変化したテーパ部Ｗ１を一部に備える。第１〜第４の繊維層１１〜１４は非連続繊維１０からなり、かつ該非連続繊維１０の配向角度を一方向に揃えて構成されている。第１〜第４の繊維層１１〜１４については非連続繊維１０の配向角度がそれぞれ異なる。また、第１〜第４の繊維層１１〜１４のそれぞれは、繊維積層体Ｗでの長手方向に沿って繊維の密度が一定のまま連続的に厚みの変化した厚み変化部２３を備える。繊維積層体Ｗのテーパ部Ｗ１は、厚み変化部２３が積み重なって構成されるとともに該厚み変化部２３同士において繊維積層体Ｗの長手方向に沿った厚みの変化量が同じである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の繊維層を積み重ねて構成された繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材に関する。
繊維強化複合材は軽量の構造材料として広く使用されている。繊維強化複合材用の強化基材として繊維積層体がある。この繊維積層体にマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化複合材はロケット、航空機、自動車、船舶及び建築物の構造材として用いられている。また、繊維強化複合材では、使用される形状に合わせて厚みを変化させたものがある。
図７に示すように、特許文献１に開示の繊維積層体８０は、複数枚のシート状補強繊維８１を積み重ねて構成されている。この繊維積層体８０は、複数枚のシート状補強繊維８１を積み重ねて一様な厚みとされたベース８２と、複数枚のシート状補強繊維８１が端部を階段状にずらして積み重ねられた中間部８３と、ベース８２及び中間部８３の表面全体を覆う表層部８４と、を有する。この繊維積層体８０では、中間部８３で複数のシート状補強繊維８１の端部をずらすことで、繊維積層体８０の厚みが徐々に変化する形状となっている。
また、繊維積層体の各繊維層としては、繊維積層体の曲面構造等の複雑な構造への賦形性を高め、かつ所定の方向への強度を発揮させるために、短繊維（非連続繊維）を所定の方向に沿って配向したものがある（例えば、特許文献２参照）。
実開平４−５３０号公報 特開２０１３−２２１１１４号公報
ところが、非連続繊維を所定の方向に沿って配向させた繊維層を用いた繊維積層体において、特許文献１のように厚みを連続的に変化させるために、各繊維層の端部をずらして積層すると、厚みが連続的に変化する部分では、厚み方向に重なった繊維層の枚数が異なってしまう。よって、繊維積層体の厚みが連続的に変化する部分において、厚みが変化する毎（繊維層の端部が位置する毎）に非連続繊維の配向構成が異なり、繊維積層体の物性がばらついてしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、厚みが連続的に変化する部分において物性のばらつきを抑えることができる繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材を提供することにある。
上記問題点を解決するための繊維積層体は、所定の方向に沿って連続的に厚みが変化したテーパ部を少なくとも一部に備えるとともに、複数の繊維層を積み重ねて構成された繊維積層体であって、前記繊維層は非連続繊維からなり、かつ該非連続繊維の配向角度を一方向に揃えて構成されており、積み重ねられた前記複数の繊維層のうちの少なくとも２つの繊維層については前記非連続繊維の配向角度が異なり、前記複数の繊維層のそれぞれは、前記繊維積層体での前記所定の方向に沿って密度が一定のまま連続的に厚みの変化した厚み変化部を備え、前記テーパ部は、前記厚み変化部が積み重なって構成されるとともに該厚み変化部同士において前記所定の方向に沿った厚みの変化量が同じであることを要旨とする。
これによれば、各繊維層の厚み変化部が積み重なったテーパ部であっても、繊維層同士の間で繊維の密度が同じであり、かつ厚みの変化量も同じである。このため、繊維積層体のテーパ部において、所定の方向に沿ったいずれの位置であっても非連続繊維の配向構成が同じになる。したがって、非連続繊維を使用し、かつ曲面構造等の複雑な構造への賦形性を高めた繊維積層体であってもテーパ部での物性のばらつきを抑えることができる。
また、上記問題点を解決するための繊維積層体の製造方法は、所定の方向に沿って連続的に厚みが変化したテーパ部を少なくとも一部に備えるとともに、複数の繊維層を積み重ねて構成された繊維積層体の製造方法であって、前記繊維層は非連続繊維からなり、かつ該非連続繊維の配向角度を一方向に揃えて構成されており、積み重ねられた前記複数の繊維層のうちの少なくとも２つの繊維層については前記非連続繊維の配向角度が異なり、前記繊維層は、前記非連続繊維からなるウェブを、複数のローラ群からなるローラ部を有するウェブドラフタによって引き延ばして製造され、前記所定の方向に沿って密度が一定のまま連続的に厚みが変化するように前記ローラ群同士の周速度を相対的に異ならせ前記ローラ部のドラフト倍率を異ならせることを要旨とする。
これによれば、ウェブドラフタを用いることで、繊維層の所定の方向に沿って連続的に厚みを変化させることができる。
また、繊維積層体の製造方法について、前記ローラ部の下流側で前記ウェブの幅を規制部材で規制する。
これによれば、規制部材による幅規制によって、ウェブの幅を所定寸法としつつ、厚みを変化させることができる。
また、上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維製の強化基材にマトリックス樹脂を含浸させてなる繊維強化複合材であって、前記強化基材が請求項１に記載の繊維積層体である。
これによれば、強化基材において、繊維層の厚み変化部が積み重なって構成されたテーパ部であっても、繊維層同士の間で繊維の密度が同じであり、かつ厚みの変化量も同じである。このため、繊維積層体のテーパ部において、所定の方向に沿ったいずれの位置であっても非連続繊維の配向構成が同じになる。したがって、繊維積層体を強化基材とした繊維強化複合材であっても、その厚みの変化したテーパ部での物性のばらつきを抑えることができる。
また、繊維積層体のテーパ部は、積み重ねた繊維層の枚数を変えて厚みを変化させているのではなく、積み重ねた繊維層それぞれの厚みの変化によって形成されている。このため、繊維強化複合材においては、端部が階段状に存在することで形成される樹脂リッチな部分がテーパ部に形成されない。その結果として、樹脂リッチな部分による繊維強化複合材の強度低下がない。
本発明によれば、厚みが連続的に変化する部分において物性のばらつきを抑えることができる。
実施形態の繊維積層体及び繊維強化複合材を模式的に示す斜視図。 繊維積層体の分解斜視図。 繊維積層体を示す側面図。 繊維積層体を示す図３の４−４線断面図。 （ａ）はウェブドラフタを模式的に示す図、（ｂ）は規制部材を模式的に示す図。 第１の繊維層の製造装置を模式的に示す図。 背景技術を示す図。
以下、繊維積層体、繊維積層体の製造方法、及び繊維強化複合材を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、繊維強化複合材Ｍは、強化基材としての繊維積層体Ｗにマトリックス樹脂Ｍａを含浸させて形成されたものである。繊維積層体Ｗは、４枚の繊維層１１〜１４を積み重ねて構成されている。以下、４枚の繊維層１１〜１４について、繊維積層体Ｗの最下層を構成する繊維層を第１の繊維層１１とし、最下層の第１の繊維層１１上に積み重ねられた繊維層を第２の繊維層１２とする。また、第２の繊維層１２の上に積み重ねられた繊維層を第３の繊維層１３とし、この第３の繊維層１３上に積み重ねられ、かつ繊維積層体Ｗの最上層を構成する繊維層を第４の繊維層１４とする。
繊維積層体Ｗにおいて、第１〜第４の繊維層１１〜１４が積み重ねられた方向を積層方向とし、第１〜第４の繊維層１１〜１４において、積層方向に沿う方向を厚み方向とするとともに、その厚み方向に沿う寸法を厚みとする。第１〜第４の繊維層１１〜１４を厚み方向に見た平面視において、矩形状の面を第１〜第４の繊維層１１〜１４の表面とする。また、第１〜第４の繊維層１１〜１４において、矩形状の表面における長辺の延びる方向を長手方向とし、短辺の延びる方向を短手方向とする。
図２に示すように、第１〜第４の繊維層１１〜１４のそれぞれでは、非連続繊維１０が１軸配向となるように一方向に引き揃えられている。なお、非連続繊維１０を引き揃える方法としては、カード機を用いたカード方式、抄紙機を用いた抄紙方式、ギル機を用いたギル方式等、いずれを採用してもよい。
なお、非連続繊維１０は、例えば、炭素繊維で構成されている。第１の繊維層１１における非連続繊維１０の配向角度は９０度であり、この非連続繊維１０は、短手方向に延びた状態に引き揃えられている。また、第２の繊維層１２における非連続繊維１０の配向角度は４５度であり、この非連続繊維１０は、長手方向に対し４５度傾いた状態に引き揃えられている。第３の繊維層１３における非連続繊維１０の配向角度は−４５度であり、この非連続繊維１０は、長手方向に対し−４５度傾いた状態に引き揃えられている。第４の繊維層１４における非連続繊維１０の配向角度は０度であり、この非連続繊維１０は、長手方向に引き揃えられている。よって、第１〜第４の繊維層１１〜１４における非連続繊維１０の４方向への配向角度に基づき、繊維積層体Ｗは４方向への擬似等方性を有する。
図３又は図４に示すように、第１〜第４の繊維層１１〜１４は、それぞれ長手方向の第１端部２１での厚みが最も薄く、長手方向の第２端部２２での厚みが最も厚い。第１〜第４の繊維層１１〜１４は、長手方向に沿って第１端部２１から第２端部２２に向かうに従い厚みが一定の第１厚み非変化部２４ａを備える。また、第１〜第４の繊維層１１〜１４は、長手方向に沿って第１厚み非変化部２４ａに連続し、かつ厚みが連続的に変化した厚み変化部２３を備える。さらに、第１〜第４の繊維層１１〜１４は、長手方向に沿って厚み変化部２３と連続し、厚みが一定の第２厚み非変化部２４ｂを第２端部２２側に備える。
第１厚み非変化部２４ａは、長手方向に沿って厚みが一定である。また、第２厚み非変化部２４ｂは、長手方向に沿って厚みが一定であるとともに、第１厚み非変化部２４ａに比べて厚い。
厚み変化部２３は、第１厚み非変化部２４ａと第２厚み非変化部２４ｂとの間の部分である。厚み変化部２３は、長手方向に沿って第１厚み非変化部２４ａから第２厚み非変化部２４ｂに向かうに従い、連続的に厚みが厚くなっている（変化している）。
第１〜第４の繊維層１１〜１４は、長手方向に沿ういずれの位置、すなわち、第１厚み非変化部２４ａであっても、厚み変化部２３であっても、第２厚み非変化部２４ｂであっても繊維の密度が同じである。
よって、第１〜第４の繊維層１１〜１４は、厚み変化部２３では長手方向に沿って厚みは異なっているが、厚み変化部２３のいずれの位置でも繊維の密度は同じである。したがって、繊維積層体Ｗにおいて、長手方向に沿った、厚み変化部２３での厚みの変化量は同じである。これは第１〜第４の繊維層１１〜１４が、非連続繊維１０のウェブをウェブドラフタ５０で引き延ばして厚みを変化させて形成されているからである。
また、第１〜第４の繊維層１１〜１４同士では、厚み変化部２３のいずれの位置であっても積層方向に沿う厚みは同じである。第１〜第４の繊維層１１〜１４同士では第１厚み非変化部２４ａのいずれの位置であっても厚みは同じであり、第１〜第４の繊維層１１〜１４同士では第２厚み非変化部２４ｂのいずれの位置であっても厚みは同じである。よって、第１〜第４の繊維層１１〜１４同士では、厚み変化部２３、第１厚み非変化部２４ａ、及び第２厚み非変化部２４ｂのいずれの位置であっても物性が同じである。
上記第１〜第４の繊維層１１〜１４が積み重なった繊維積層体Ｗは、長手方向及び短手方向のいずれの位置であっても繊維の密度が同じであり、繊維積層体Ｗの強度、賦形性等の物性に差がない。また、繊維積層体Ｗは、厚み変化部２３が積み重なったテーパ部Ｗ１を備えるとともに、第１厚み非変化部２４ａ同士、及び第２厚み非変化部２４ｂ同士が積み重なった場所に定厚部Ｗ２を備える。テーパ部Ｗ１は、所定の方向である長手方向のいずれの位置であっても繊維の密度が同じであり、強度、賦形性等の物性に差がない。また、繊維積層体Ｗは、積層方向に見て非連続繊維１０が４５度おきに配向されており、四方向に疑似等方性を有する。
また、定厚部Ｗ２のそれぞれは、所定の方向である長手方向のいずれの位置であっても厚みが一定であるとともに、繊維の密度が同じであり、強度、賦形性等の物性に差がない。また、繊維積層体Ｗは、積層方向に見て非連続繊維１０が４５度おきに配向されており、四方向に疑似等方性を有する。
次に、第１〜第４の繊維層１１〜１４の製造方法について説明する。
まず、第４の繊維層１４の製造方法について説明する。図５（ａ）に示すように、第４の繊維層１４は、非連続繊維からなる幅広の繊維束（以下、ウェブと記載する）をウェブドラフタ５０で引き延ばして形成されている。ウェブドラフタ５０は、ウェブ４０から製造された繊維層を搬送する搬送コンベア５５と、ウェブ４０を引き延ばす（ドラフトする）ローラ部５１と、ローラ部５１で引き延ばされたウェブ４０を搬送コンベア５５に向けてガイドするガイドローラ５３と、ローラ部５１の下流側でウェブ４０の幅を規制する規制部材６０と、を備える。ウェブドラフタ５０では、ウェブ４０はローラ部５１を通過した後、規制部材６０を通過し、その後、ガイドローラ５３によって搬送コンベア５５に送り出される。ウェブドラフタ５０において、ウェブ４０の流れる方向を流通方向Ｘとする。
ウェブドラフタ５０において、ローラ部５１は、複数のローラ群５２を有する。各ローラ群５２は、３本のローラ５２ａ，５２ｂ，５２ｃで１組である。ローラ群５２では、２本の上ローラ５２ａ，５２ｂの間に１本の下ローラ５２ｃが位置している。各ローラ群５２では、３本のローラ５２ａ，５２ｂ，５２ｃが同一周速度になるように駆動され、ウェブ４０を下ローラ５２ｃと上ローラ５２ａ，５２ｂとで挟むように移送する。また、複数のローラ群５２はそれぞれ周速度が変更可能であり、上流側より下流側の周速度を速くすることで所望のドラフト倍率を得る。
ウェブドラフタ５０の規制部材６０は、ウェブ４０の幅を規制する。
図５（ａ）又は図５（ｂ）に示すように、規制部材６０は、ウェブ４０の幅方向両端に位置する矩形板状のガイド６１を備え、一対のガイド６１には、第１ローラ６２及び第２ローラ６３が回転可能に支持されている。各ガイド６１は、長手方向に延びるガイド溝６１ａを備える。
第１ローラ６２の回転軸６２ａは、ガイド６１のガイド溝６１ａに挿入されるとともに、回転軸６２ａの両端は支持部材６４によって回転可能に支持されている。支持部材６４は、図示しない駆動部により、第１ローラ６２を第２ローラ６３に対し接離させる方向へ移動可能である。第２ローラ６３の回転軸６３ａは、ガイド６１に回転可能に支持されており、第１ローラ６２と異なりガイド６１の長手方向には移動不能である。よって、支持部材６４によって第１ローラ６２をガイド溝６１ａの長手方向へ移動させることで、第１ローラ６２と第２ローラ６３の間隔の大きさが調節可能である。このように、第１ローラ６２を第２ローラ６３に対し接離させることで、第１ローラ６２と第２ローラ６３の間隔をウェブ４０の厚みに対応可能である。
ウェブドラフタ５０によって第４の繊維層１４を製造する場合、まず、ウェブドラフタ５０におけるウェブ４０の供給側（流通方向Ｘの上流）において、ウェブ４０中の非連続繊維１０を任意の方法で一方向に引き揃える。詳細には、第４の繊維層１４を製造する場合は、非連続繊維１０を、流通方向Ｘと平行になるように引き揃える。
次に、複数のローラ群５２をそれぞれ駆動させ、ウェブ４０をローラ群５２で搬送する。ウェブドラフタ５０では、最上流のローラ群５２の周速度を一定とした状態で、それより下流側のローラ群５２の周速度を速くすることで、最下流のローラ群５２から出てくるウェブ４０の厚みが、最上流のローラ群５２を通過する時点での厚みより薄くなる。よって、下流側のローラ群５２の周速度を、最上流のローラ群５２の周速度より速くするほど、最下流のローラ群５２から出てくるウェブ４０の厚みを薄くできる。したがって、下流側のローラ群５２の周速度を連続的に速くしていくことで、ウェブ４０の厚みを連続的に薄くすることができる。しかも、圧縮によりウェブ４０の厚みを薄くするのとは異なり、厚みを薄くするのに従って単位面積当たりの繊維本数が減少するため、非連続繊維１０の密度は一定に保たれる。
そして、周速度の変更により、厚みを連続的に変化させたウェブ４０の幅は規制部材６０の一対のガイド６１によって規制される。したがって、ウェブドラフタ５０では、規制部材６０を通過した後に得られる繊維層の幅が、所望する幅となるように規制する。幅を規制することでウェブ４０の厚みが増すので、これに応じて第２ローラ６３に対する第１ローラ６２の位置を制御する。その結果、ウェブ４０は、長手方向に沿って繊維の密度が一定でありながら、長手方向に厚みの変化した厚み変化部２３、及び厚みが一定の第１及び第２厚み非変化部２４ａ，２４ｂを備える形状に製造される。
次に、第１〜第３の繊維層１１〜１３を製造するウェブドラフタ７０について説明する。
図６に示すように、ウェブドラフタ７０は、ウェブ４０の長手方向に沿って配置される第１ローラ組７１と第２ローラ組７２をそれぞれ複数備えたローラ部５１を有する。第１ローラ組７１は、第１の繊維層１１の厚み変化部２３を製造し、第２ローラ組７２は、第１の繊維層１１の厚み非変化部２４ａ，２４ｂを製造する。
各第１ローラ組７１は、ウェブ４０を支持する第１支持ローラ６６と、この第１支持ローラ６６とウェブ４０を挟む異径ローラ６７と、備える。各第１支持ローラ６６は、回転軸線Ｌ１の延びる方向に同径のローラである。一方、異径ローラ６７は、回転軸線Ｌ２の延びる方向に沿って直径が徐々に変化する形状である。各異径ローラ６７は、ウェブ４０の長手方向一端側から他端側に向けて大径となる状態で配置されている。複数の異径ローラ６７は、その周面がウェブ４０の長手方向に沿って連続する状態に配置されている。
各第２ローラ組７２は、ウェブ４０を支持する第２支持ローラ６８と、この第２支持ローラ６８とウェブ４０を挟むローラ６９と、備える。各第２支持ローラ６８及びローラ６９は、回転軸線Ｌ１，Ｌ２の延びる方向に同径のローラである。各第２支持ローラ６８及びローラ６９は、その周面がウェブ４０の長手方向に沿って連続する状態に配置されている。
そして、第１の繊維層１１を製造する場合、複数のローラ組７１の間にウェブ４０において、厚み変化部２３となる部位を配置する。また、複数の第２ローラ組７２の間にウェブ４０において、厚み非変化部２４ａ，２４ｂとなる部位を配置する。このとき、非連続繊維１０が、第１の繊維層１１の表面に沿い、かつ各回転軸線Ｌ１，Ｌ２と直交する方向に延びる状態でウェブ４０をウェブドラフタ７０に供給する。そして、複数の第１ローラ組７１及び第２ローラ組７２をそれぞれ駆動させる。
複数の第１ローラ組７１同士の間で、第１端部２１側ほど相対的に周速度を速くさせる。すなわち、第１端部２１側の第１ローラ組７１ほどドラフト倍率が高くなるようにする。すると、第１端部２１側の第１ローラ組７１から第２端部２２側に向かうほど、ウェブ４０の厚みが徐々に厚くなり、第１の繊維層１１の厚み変化部２３が製造される。また、第１端部２１側の第２ローラ組７２によって、第１厚み非変化部２４ａが製造され、第２端部２２側の第２ローラ組７２によって、第２厚み非変化部２４ｂが製造される。
第２及び第３の繊維層１２，１３もウェブドラフタ７０と同様に、ローラ組がウェブ４０の幅方向に分割されたウェブドラフタを用いて製造される。ただし、ウェブドラフタ７０とは異なり、各分割区域においてウェブ４０が所望の厚みとなるように分割された各ローラ組の周速度（ドラフト倍率）を第２及び第３の繊維層１２，１３の長手方向に沿って変更する。
製造された第１〜第４の繊維層１１〜１４が積み重ねられ、繊維積層体Ｗが製造される。その後、繊維積層体Ｗに、熱硬化性のマトリックス樹脂Ｍａを含浸硬化させる。マトリックス樹脂Ｍａの含浸硬化はＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行われる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）繊維積層体Ｗは、長手方向に沿って厚みが連続的に変化するテーパ部Ｗ１を備える。このテーパ部Ｗ１は、第１〜第４の繊維層１１〜１４の厚み変化部２３が積み重なって形成されている。厚み変化部２３同士は、厚みが連続的に変化しながらも繊維の密度が同じであり、厚みの変化量も同じである。したがって、厚みが変化するテーパ部Ｗ１であっても、長手方向に沿って繊維層の積層枚数が変わらず、繊維配向も同じである。よって、繊維積層体Ｗのテーパ部Ｗ１では賦形性や強度といった物性のばらつきを抑えることができる。
（２）繊維積層体Ｗのテーパ部Ｗ１は、第１〜第４の繊維層１１〜１４それぞれの厚みを変えることで厚みに変化を持たせている。よって、繊維積層体Ｗは、厚みを変化させるために、積み重ねる繊維層の枚数を変えておらず、テーパ部Ｗ１に繊維層の端部が位置していない。よって、テーパ部Ｗ１には、繊維層の端部付近にマトリックス樹脂Ｍａのみが存在する樹脂リッチな部分が形成されず、樹脂リッチな部分によって繊維強化複合材Ｍの強度が低下することがない。
（３）第１〜第４の繊維層１１〜１４同士の間で非連続繊維１０の配向角度を異ならせ、４つの配向角度を０度、４５度、−４５度、９０度とした。このため、繊維積層体Ｗにおいて、平面視で四方向に疑似等方性を持たせることができる。
（４）ウェブドラフタ５０，７０においてローラ部５１のドラフト倍率を変化させることでウェブ４０の厚みを異ならせ、第１〜第４の繊維層１１〜１４に厚みの変化する厚み変化部２３を製造することができる。また、ローラ部５１のドラフト倍率を同じにすることで第１及び第２厚み非変化部２４ａ，２４ｂを製造することができる。よって、ウェブドラフタ５０，７０を使用して厚み変化部２３及び各厚み非変化部２４ａ，２４ｂを有する第１〜第４の繊維層１１〜１４を容易に製造することができる。
（５）ウェブドラフタ５０，７０は規制部材６０を備え、規制部材６０はウェブ４０の幅方向への延びを規制する。このため、ウェブドラフタ５０，７０でウェブ４０を引き延ばしつつも、規制部材６０による幅規制によって、ウェブ４０の幅を所定寸法とすることができる。
（６）繊維積層体Ｗは、厚み変化部２３を有する繊維層を積み重ねて構成されている。よって、繊維層の積層枚数を調整することで、得られる繊維積層体Ｗの強度を調節することができる。よって、厚みが連続的に変化するテーパ部Ｗ１を有する繊維積層体Ｗにおいて、テーパ部Ｗ１での物性のばらつきを抑えつつ、強度も調節することが可能になる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、第１〜第４の繊維層１１〜１４において、非連続繊維１０の配向角度を全て異ならせたが、４枚のうち、２枚又は３枚の繊維層同士の間で非連続繊維１０の配向角度が異なっていてもよい。
○ 繊維積層体Ｗは、非連続繊維１０が四方向に疑似等方性を有するとしたが、繊維積層体Ｗは、非連続繊維１０が三方向や六方向に疑似当方性を有するとしてもよい。
○ 繊維積層体Ｗは、疑似等方性を有していなくてもよい。
○ 繊維積層体Ｗでは、長手方向に沿ってテーパ部Ｗ１で厚みを変化させ、定厚部Ｗ２では厚みを一定としたが、これに限らず、繊維積層体Ｗを、長手方向全体に亘って厚みを連続的に変化させ、長手方向全体をテーパ部Ｗ１としてもよい。
○ 実施形態では、繊維積層体Ｗの所定方向を長手方向としたが、繊維積層体Ｗの所定方向を短手方向としてもよい。
○ 実施形態では、繊維積層体Ｗの長手方向に沿って第１端部２１側から第２端部２２側に向かうに従いテーパ部Ｗ１の厚みが連続的に増すように構成したが、これに限らず、繊維積層体Ｗの長手方向に沿って第１端部２１側から第２端部２２側に向かうに従いテーパ部Ｗ１の厚みが連続的に減るように構成してもよい。
○ ウェブドラフタ５０，７０において、ローラ群５２の数は適宜変更してもよい。
○ 第１〜第４の繊維層１１〜１４において、厚み変化部２３はウェブドラフタ５０，７０でウェブ４０を引き延ばして製造せず、厚み変化部２３を他の方法で製造してもよい。例えば、繊維層の長手方向に沿って厚みが一定のベースに対し、別体の繊維シート等を接合して厚みを連続的に変化させてもよい。この場合、繊維シートにおいて、繊維層の長手方向に沿って繊維の密度が一定となるようにする。
○ 規制部材６０を設けず、幅が不揃いな状態で第１〜第４の繊維層１１〜１４を積層し、積層後に幅を備えるように第１〜第４の繊維層１１〜１４の端部をカットしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記所定の方向に沿って前記繊維層の厚みが変化しない定厚部を備える繊維積層体。
Ｍ…繊維強化複合材、Ｍａ…マトリックス樹脂、Ｗ…繊維積層体、Ｗ１…テーパ部、１０…非連続繊維、１１…第１の繊維層、１２…第２の繊維層、１３…第３の繊維層、１４…第４の繊維層、２３…厚み変化部、４０…ウェブ、５０，７０…ウェブドラフタ、５１…ローラ部、５２…ローラ群。

Claims (4)

  1. 所定の方向に沿って連続的に厚みが変化したテーパ部を少なくとも一部に備えるとともに、複数の繊維層を積み重ねて構成された繊維積層体であって、
    前記繊維層は非連続繊維からなり、かつ該非連続繊維の配向角度を一方向に揃えて構成されており、
    積み重ねられた前記複数の繊維層のうちの少なくとも２つの繊維層については前記非連続繊維の配向角度が異なり、
    前記複数の繊維層のそれぞれは、前記繊維積層体での前記所定の方向に沿って密度が一定のまま連続的に厚みの変化した厚み変化部を備え、
    前記テーパ部は、前記厚み変化部が積み重なって構成されるとともに該厚み変化部同士において前記所定の方向に沿った厚みの変化量が同じであることを特徴とする繊維積層体。
  2. 所定の方向に沿って連続的に厚みが変化したテーパ部を少なくとも一部に備えるとともに、複数の繊維層を積み重ねて構成された繊維積層体の製造方法であって、
    前記繊維層は非連続繊維からなり、かつ該非連続繊維の配向角度を一方向に揃えて構成されており、
    積み重ねられた前記複数の繊維層のうちの少なくとも２つの繊維層については前記非連続繊維の配向角度が異なり、
    前記繊維層は、前記非連続繊維からなるウェブを、複数のローラ群からなるローラ部を有するウェブドラフタによって引き延ばして製造され、
    前記所定の方向に沿って密度が一定のまま連続的に厚みが変化するように前記ローラ群同士の周速度を相対的に異ならせ前記ローラ部のドラフト倍率を異ならせることを特徴とする繊維積層体の製造方法。
  3. 前記ローラ部の下流側で前記ウェブの幅を規制部材で規制する請求項２に記載の繊維積層体の製造方法。
  4. 繊維製の強化基材にマトリックス樹脂を含浸させてなる繊維強化複合材であって、前記強化基材が請求項１に記載の繊維積層体であることを特徴とする繊維強化複合材。
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