JP2019043108A - 繊維強化複合材料 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、被補強体を容易に補強することができ、機械的強度に優れた被補強体を得ることができる繊維強化複合材料を提供する。【解決手段】 本発明の繊維強化複合材料は、縦方向に指向する繊維及び横方向に指向する繊維を含み、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が３０〜７０質量％で且つ目付が７００〜１４００ｇ／ｍ2である第１の繊維状補強材を含む基部と、上記基部に一体的に設けられた突条部とを有しており、上記突条部は、第１の合成樹脂を含み且つ縦方向に伸びる芯部と、この芯部を被覆し且つ第２の繊維状補強材及び上記第２の繊維状補強材に含浸された第２の合成樹脂を含む表皮層とを含むことを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、繊維強化複合材料に関する。

繊維強化シートは、強化繊維束中に樹脂を含浸させ、樹脂と強化繊維とを一体化させることで、高い性能を発現している。

このような繊維強化シートとして、特許文献１に、湾曲形状を有する繊維強化プラスチック成形品が開示されている。この成形品は、繊維束を有する連続繊維強化シートを含む少なくとも３層以上の積層体である。この成形品では、意匠面を構成する最表層から２層目に不織布シートが挟まれている。この成形品は、最表層の連続繊維束の配向方向に直交する方向に湾曲している。

又、特許文献２には、パネル表面部分に一致する表面部分を有する細長い強化部材を使用してパネルを強化する方法であって：ａ）パネル表面に部材の表面部分を適用して積層し、ｂ）工程ａ）により露出して残る強化部材表面および少なくとも部材の各側面の側方のパネルの領域上に層がひろがるように前記パネルおよび前記部材に層材料を適用し積層することからなる前記方法において、前記材料が繊維／樹脂複合材であり、前記部材を、繊維材料のマットまたは織物をパネルに適用し、それにより積層物を形成し、積層物を圧縮し、繊維の樹脂処理した区域に成形型を置き、繊維のマットまたは織物を成形型の側面に沿うように折り曲げ、そこに樹脂を適用し積層物を圧縮し、そして、前記材料の層をパネルおよび部材に適用する工程が成形型の側方のパネルの領域および成形型の側面と上部上にひろがる繊維／樹脂層を形成することからなる工程により形成する強化方法が開示されている。

特開２０１１−２５５５３３号公報 特許第２８４６９０６号公報

しかしながら、特許文献１の繊維強化プラスチック成形品は、機械的強度が不十分であるという問題点を有する。

又、特許文献２の強化方法は、現場において、パネル表面に細長い強化部材を積層した後、繊維及び樹脂からなる複合材を強化部材及びパネル上に被覆一体化させる方法であり、施工手順が煩雑であるという問題点を有する。

本発明は、被補強体を容易に補強することができ、機械的強度に優れた被補強体を得ることができる繊維強化複合材料を提供する。

本発明の繊維強化複合材料は、
第１の繊維状補強材を含む基部と、
上記基部に一体的に設けられた突条部とを有しており、
上記第１の繊維状補強材は、縦方向に指向する繊維及び横方向に指向する繊維を含み、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が３０〜７０質量％で且つ目付が７００〜１４００ｇ／ｍ²であり、
上記突条部は、第１の合成樹脂を含む芯部と、この芯部を被覆し且つ第２の繊維状補強材及び上記第２の繊維状補強材に含浸された第２の合成樹脂を含む表皮層とを含むことを特徴とする。

本発明の繊維強化複合材料は、所定の繊維状補強材を含む基部と、所定構造を有する突条部とを有していることから、被補強体の表面への追従性に優れ、被補強体の表面に密着させた状態に被補強体を積層一体化させることができる。

従って、繊維強化複合材料によって補強された被補強体は優れた機械的強度を有している。

又、本発明の繊維強化複合材料は、所定の繊維状補強材を含む基部を有していることから、基部と突条部とを強固に一体化しつつ、基部への合成樹脂の含浸を十分に行うことができ、繊維強化複合材料によって補強された被補強体は優れた機械的強度を有する。

繊維強化複合材料を示した斜視図である。 繊維強化複合材料を示した断面図である。 繊維強化複合材料を用いて被補強体を補強した補強構造体の一例を示した断面図である。 縦方向及び横方向を示した概念図である。 繊維強化複合材料の他の一例を示した断面図である。

本発明の繊維強化複合材料の一例を図面を参照しつつ説明する。図１〜３に示したように、繊維強化複合材料Ａは、第１の繊維状補強材を含む基部１と、この基部１に一体的に設けられた突条部２とを有する。

基部１を構成している第１の繊維状補強材は、縦方向に指向する繊維及び横方向に指向する繊維を含んでいる。縦方向とは、上記突条部２の長さ方向をいい、具体的には、突条部２の長さ方向に指向する直線Ｌ₁を基準とし、この直線Ｌ₁に対して交差角度αが２０°以内にある方向をいう。交差角度αとは、突条部２の長さ方向に指向する直線Ｌ₁と、直線Ｌ₂とが一の点から出るように描いたときに直線Ｌ₁と直線Ｌ₂とがなす角度をいう。横方向とは、縦方向に対して交差する方向をいう。縦方向と横方向とがなす角度βは、６０〜９０°が好ましく、７０〜９０°がより好ましく、８０〜９０°が特に好ましく、８５〜９０°が最も好ましい。縦方向に指向する繊維と横方向に指向する繊維とがなす角度βが上記範囲内であると、基部内に合成樹脂を均一に含浸させることができ、被補強体を強固に補強することができる。なお、縦方向と横方向とがなす角度βとは、縦方向に指向する直線Ｌ₃と、横方向に指向する直線Ｌ₄とが一の点から出るように描いたときに直線Ｌ₃と直線Ｌ₄とがなす角度をいう。但し、０°＜β≦９０°とする。（図４参照）

第１の繊維状補強材は、縦方向に指向する繊維と横方向に指向する繊維以外に、縦方向及び横方向以外の方向に指向する繊維を含んでいてもよいが、後述する合成樹脂を均一に含浸させることができ且つ表面から適度に合成樹脂を滲出させて、被補強体と繊維強化複合材料とを強固に一体化させることができることから、二軸配向が好ましい。

基部１を構成している第１の繊維状補強材の形態としては、織物、編物及び不織布などが挙げられる。

第１の繊維状補強材としては、機械的強度に優れており、後述する合成樹脂を均一に含浸させ易く、合成樹脂を適度に表面に滲出させて、被補強体と繊維強化複合材料とを強固に一体化させることができることから、織物及び編物が好ましい。織物の形態としては、平織、綾織及び朱子織などが挙げられ、平織が好ましい。又、編物の形態としては、各繊維配向方向に繊維が直進性をもった形で配置されるノンクリンプファブリックが好ましい。

第１の繊維状補強材を構成している繊維としては、特に限定されないが、ガラス繊維及び炭素繊維が好ましい。

炭素繊維としては、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維、ＰＩＴＣＨ系炭素繊維などが挙げられる。ガラス繊維としては、例えば、Ｅガラス繊維などが挙げられる。

繊維の平均径は３〜３０μｍが好ましく、６〜２７μｍがより好ましい。なお、本発明において、繊維径とは、繊維の長さ方向に直交する方向に沿った断面において、この断面を包囲し得る最小径の真円の直径をいう。

第１の繊維状補強材の目付は、７００〜１４００ｇ／ｍ²であり、７５０〜１２００ｇ／ｍ²が好ましく、７８０〜１０００ｇ／ｍ²がより好ましい。第１の繊維状補強材の目付が７００ｇ／ｍ²以上であると、被補強体の補強効果に優れている。更に、突条部２の芯部を構成している第１の合成樹脂を基部１内に適度に含浸させて、基部と突条部とを強固に一体化させることができると共に、基部１内への合成樹脂の含浸を十分に且つ円滑に行うことができる。従って、繊維強化複合材料で補強された被補強体は優れた機械的強度を有している。第１の繊維状補強材の目付が１４００ｇ／ｍ²以下であると、繊維強化複合材料を被補強体の表面に追従させた状態で積層させることができると共に、基部１内への合成樹脂の含浸を十分に且つ円滑に行うことができる。従って、繊維強化複合材料で補強された被補強体は優れた機械的強度を有している。

基部１を構成している繊維状補強材において、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比は、３０〜７０質量％であり、３０〜６５質量％が好ましく、３５〜６５質量％がより好ましく、４０〜６０質量％が特に好ましい。全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が３０質量％以上であると、繊維強化複合材料における横方向と縦方向の機械的強度のバランス性に優れ、被補強体をバランス良く補強することができる。全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が７０質量％以下であると、突条部２の長さ方向における湾曲を防止して、被補強体の表面への追従性が向上し、繊維強化複合材料を被補強体の表面に密着した状態に積層させることができる。従って、繊維強化複合材料で補強された被補強体は、優れた機械的強度を有している。
全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比は、下記式にて算出された値をいう。
全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比（質量％）
＝１００×横方向に指向する繊維の質量（含有量）／全繊維の質量（含有量）

そして、繊維強化複合材料Ａは、基部１の一面に突条部２が一体的に設けられている。突条部２は、第１の合成樹脂を含み且つ縦方向に伸びる芯部21と、この芯部21を被覆する表皮層22とを有する。

第１の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れであってもよいが、柔軟性及び耐衝撃性に優れており、被補強体に加えられる応力を円滑に吸収することができるので、熱可塑性樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂がより好ましい。

ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂が挙げられる。ポリエチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン系樹脂、中密度ポリエチレン系樹脂、高密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状中密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状高密度ポリエチレン系樹脂などが挙げられる。

ポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられる。プロピレンと他のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体の何れであってもよい。

なお、プロピレンと共重合されるオレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどのα−オレフィンなどが挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられ、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂が好ましい。

第１の合成樹脂は、非発泡であっても発泡されていてもよい。又、第１の合成樹脂には、必要に応じて、タルク、マイカ、チョップドストランド（チョップド繊維）などが含有されていてもよい。

芯部21の表面がその長さ方向の全長に亘って表皮層22で被覆されて突条部２が構成されている。具体的には、芯部21の基端面21a及び長さ方向の両端面を除いた表面全面が表皮層22で被覆されて突条部２が構成されている。

表皮層22の第２の繊維状補強材は、繊維を含んでいれば、特に限定されない。繊維の配向形態は、特に限定されず、一軸配向、二軸配向、三軸配向などが挙げられる。表皮層22の第２の繊維状補強材の繊維の配向形態は、一軸配向が好ましい。第２の合成樹脂との馴染み性を向上させ、第２の繊維状補強材及び第２の合成樹脂の使用量を抑制しつつ、両者を長期間に亘って強固に且つ安定的に一体化させることができ、得られる繊維強化複合材料の軽量性及び機械的強度を向上させることができる。

第２の繊維状補強材を構成している繊維としては、特に限定されないが、ガラス繊維及び炭素繊維が好ましい。

炭素繊維としては、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維、ＰＩＴＣＨ系炭素繊維などが挙げられる。ガラス繊維としては、例えば、Ｅガラス繊維などが挙げられる。

表皮層22の第２の繊維状補強材を構成している繊維の配向形態が二軸配向及び三軸配向などの多軸配向（二軸配向以上）である場合、第２の繊維状補強材の形態としては、織物、編物及び不織布などが挙げられる。

なお、本発明において、Ｎ軸配向とは、繊維がＮ方向にのみ配向している形態をいう。Ｎ軸配向以上とは、繊維がＮ方向以上の方向に配向している形態をいう。但し、Ｎは自然数である。

第２の繊維状補強材を構成している繊維の平均径は３〜３０μｍが好ましく、６〜２７μｍがより好ましい。

表皮層22の第２の繊維状補強材には第２の合成樹脂が含浸されている。第２の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れであってもよいが、柔軟性及び耐衝撃性に優れており、繊維強化複合材料に加えられる応力を円滑に吸収することができるので、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂がより好ましい。なお、第２の合成樹脂は、第１の合成樹脂と同様のものが用いられるのでその説明を省略する。第１の合成樹脂と第２の合成樹脂は、同一であっても相違していてもよい。

表皮層22は、第２の繊維状補強材に第２の合成樹脂が含浸されてなる帯状の繊維強化プラスチックをその幅方向に湾曲及び／又は屈曲させて芯部21の表面に積層一体化させ且つ幅方向（繊維強化プラスチックの長さ方向に直交する方向）の両端部22a、22aが基部１の一面に接合一体化されている。

芯部21と表皮層22との一体化は、第１の合成樹脂と第２の合成樹脂とを互いに熱融着一体化させることによって行われている。

突条部２の基部１の一面への一体化は、芯部21を構成している第１の合成樹脂及び表皮層21を構成している第２の合成樹脂によって行われている。具体的には、表皮層22を構成している第２の合成樹脂の一部が、基部１を構成している第１の繊維状補強材内に進入している。そして、第１の合成樹脂は、その一部が基部１を構成している第１の繊維状補強材内に進入している。従って、突条部２は、基部１の一面に強固に一体化されている。

従って、繊維強化複合材料に応力が加えられた場合にあっても、突条部２は基部１の一面に対する接合状態を維持しながら、必要に応じて変形して応力を円滑に吸収することができる。

上述の通り、第１の合成樹脂は、その一部が基部を構成している第１の繊維状補強材内に進入しているが、第１の繊維状補強材の目付が７００〜１４００ｇ／ｍ²に調整されているので、第１の合成樹脂が第１の繊維状補強材内に過度に進入しておらず、第１の合成樹脂の進入量はできるだけ抑制されている。従って、繊維強化複合材料を被補強体に一体化させる時に行われる第１の繊維状補強材への合成樹脂の含浸が、第１の繊維状補強材内に進入した第１の合成樹脂によって阻害されることはなく、合成樹脂は第１の繊維状補強材内に円滑に且つ均一に含浸される。そして、繊維強化複合材料は被補強体の表面に強固に一体化される。

突条部２は、基部１の一面に複数個形成されている。複数個の突条部２は、互いに所定間隔を存して互いに好ましくは平行に並列状態に配列されている。基部１は、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が３０〜７０質量％で且つ目付が７００〜１４００ｇ／ｍ²である第１の繊維状補強材を含む。従って、突条部２間の基部１は、これを構成している第１の繊維状補強材中に合成樹脂を含浸させる前は優れた柔軟性（可撓性）を有している。更に、突条部２の反りも基部１によって抑制されている。従って、繊維強化複合材料Ａを被補強体に沿って変形させながら被補強体上に被補強体との間に隙間を生じさせることなく配設することができる。その結果、繊維強化複合材料Ａを被補強体上に強固に一体化させることができ、繊維強化複合材料Ａが使用中に被補強体上から剥離するという不測の事態を防止し、被補強体を長期間に亘って安定的に強固に補強することができる。

突条部２の断面形状は、特に限定されず、例えば、長方形の先端部を外方に向かって突円弧状に膨出させた形状（図１及び図２参照）、半円形状、半楕円形状の他、三角形状、四角形状などの多角形状の何れであってもよいが、図２に示したような、長方形の先端部を外方に向かって突円弧状に膨出させた形状が好ましい。

突条部２の断面積は、１００〜３５００ｍｍ²が好ましく、１２５〜３０００ｍｍ²がより好ましく、１５０〜２５００ｍｍ²が特に好ましい。互いに隣接する突条部２、２間の距離は、２０〜１０００ｍｍが好ましく、３０〜８００ｍｍがより好ましく、３５〜７００ｍｍが特に好ましい。なお、互いに隣接する突条部２、２間の距離とは、突条部２の基端、即ち、突条部２と基部１との接合部間の距離をいう。

次に、繊維強化複合材料Ａの使用要領について説明する。繊維強化複合材料Ａは、例えば、船舶、車両、航空機及び風車翼などの被補強体を補強するために用いられる。繊維強化複合材料Ａによって被補強体を補強するにあたって、ＶａＲＴＭ（真空含浸工法）を用いることが好ましい。

具体的には、繊維強化複合材料Ａを被補強体Ｂの形状と同一形状及び同一大きさとなるように必要に応じて切断加工する。次に、繊維強化複合材料Ａを被補強体Ｂの表面上に配設して積層する（積層工程）。又、繊維強化複合材料Ａの基部１は、突条部２、２間において柔軟性に優れているので、繊維強化複合材料Ａを被補強体Ｂ上にその表面に沿って隙間なく積層状態に配設することができる。

しかる後、繊維強化複合材料Ａが配設された被補強体Ｂを合成樹脂フィルムなどを用いて閉塞空間部内に封入した後、閉塞空間内を減圧すると共に、閉塞空間内の繊維強化複合材料Ａの基部１を構成している第１の繊維状補強材内に溶融状態の第３の合成樹脂３を供給して含浸させ、第３の合成樹脂３によって繊維強化複合材料Ａを被補強体Ｂ上に一体化させる（樹脂含浸工程）。この時、第１の繊維状補強材は、その目付が所定範囲に調整されているので、第１の繊維状補強材内に第３の合成樹脂３を円滑に且つ均一に含浸させることができる。なお、第３の合成樹脂３が熱硬化性樹脂である場合、熱硬化性樹脂が硬化する前の流動状態にて、熱硬化性樹脂を第１の繊維状補強材内に供給して含浸させる。

なお、第３の合成樹脂３として用いられる熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂は、第１の合成樹脂として用いられる熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂と同様であるので、説明を省略する。第３の合成樹脂３は、第１の合成樹脂及び第２の合成樹脂と同一であっても相違してもよい。

第３の合成樹脂３が熱可塑性樹脂である場合には、第３の合成樹脂３を冷却、固化させ、第３の合成樹脂３によって、繊維強化複合材料Ａと被補強体Ｂとを一体化させて被補強体Ｂを補強することができる（図３参照）。

又、第３の合成樹脂３が熱硬化性樹脂である場合には、第３の合成樹脂３を硬化させ、硬化させた熱硬化性樹脂によって、繊維強化複合材料Ａと被補強体Ｂとを一体化させて被補強体Ｂを補強することができる。

繊維強化複合材料Ａの基部１を構成している第１の繊維状補強材に公知の方法を用いて第３の合成樹脂３を容易に含浸させて被補強体を補強することができる。繊維強化複合材料Ａの基部１は、含浸された第３の合成樹脂３によって強固に補強されている。

更に、繊維強化複合材料Ａの基部１の第１の繊維状補強材の表面から第３の合成樹脂３が適量だけ滲出し、第３の合成樹脂３によって繊維強化複合材料Ａと被補強体Ｂとが強固に一体化されており、被補強体Ｂの補強構造（補強構造体）は優れた機械的強度を有する。

上記繊維強化複合材料Ａでは、基部１の一面に、突条部２の芯部21及び表皮層22を一体化させた場合を説明したが、図５に示した構造であってもよい。

即ち、図１の繊維強化複合材料Ａでは、芯部21の基端面21aをこれに対向する基部１の一面に一体化させていたが、図４に示したように、基部１を構成している第１の繊維状補強材を芯部21と表皮層22との間に介在させた状態にして芯部21及び表皮層22と一体化させた構造であってもよい。図１に示した繊維強化複合材料と同一の構造部分については同一符号を付して説明を省略する。

詳細には、基部１を構成している第１の繊維強化複合材料を芯部21の基端面21a及び長さ方向の両端面を除いた表面（好ましくは表面全面）上に該表面に沿わせた状態に積層一体化させている。更に、芯部21の基端面21a及び長さ方向の両端面を除いた表面（好ましくは表面全面）上に、第１の繊維強化複合材料を介して表皮層22を積層一体化させている。

図５に示した繊維強化複合材料Ａの使用要領は図１〜３に示した繊維強化複合材料と同様であるので、その説明を省略する。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

［実施例１〜７、比較例１〜５］
表１に示した第１の繊維状補強材を含む基部１と、この基部１の一面に一体的に設けられ且つ４０ｍｍ間隔毎に互いに平行に並列された複数個の直線状の突条部２（断面積：２００ｍｍ²、高さ：２３ｍｍ）とを有する繊維強化複合材料Ａを用意した。

基部１を構成している第１の繊維状補強材について、繊維の平均径、目付、厚み、及び、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比（「横方向比率」と表記した）を表１に示した。突条部２の断面積を表１に示した。

なお、表１において、ロービングクロス（ＲＣ）は、ガラス繊維が平織された織物であり、縦方向に指向するガラス繊維と横方向に指向するガラス繊維とが９０°に交差していた。

ノンクリンプファブリック（ＮＣＦ）とは、ガラス繊維の直進性が損なわれないようにガラス繊維を編んだ編物であり、縦方向に指向するガラス繊維と横方向に指向するガラス繊維とが９０°に交差していた。なお、縦方向に指向するガラス繊維と横方向に指向するガラス繊維とは、部分的にガラス繊維によって束ねられて一体化されていた。

表１において、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比は、「横方向比率」と表した。

繊維強化複合材料Ａの突条部２は、ポリプロピレン（第１の合成樹脂）を含む直線状に長い芯部21と、この芯部21の基端面21a及び両端面を除いた表面全面を被覆する表皮層22とを有していた。

表皮層22は、芯部21の長さ方向に一軸配向したガラス繊維（平均径：１７μｍ）からなる第２の繊維状補強材及び第２の繊維状補強材に含浸された第２の合成樹脂（ポリプロピレン）を含んでいた。

表皮層22は、第２の繊維状補強材に第２の合成樹脂が含浸されてなる帯状の繊維強化プラスチックをその幅方向に湾曲及び／又は屈曲させて芯部21の表面に沿わせて積層一体化させ且つ幅方向（繊維強化プラスチックの長さ方向に直交する方向）の両端部22a、22aが基部１の一面に接合一体化されていた。

芯部21を構成している第１の合成樹脂及び表皮層22を構成している第２の合成樹脂の一部は、第１の繊維状補強材を構成しているガラス繊維間に進入し、ガラス繊維に係止された状態となっていた。

突条部２の断面は、縦長長方形の先端部を外方に向かって突円弧状に突出させた形状を有していた。

得られた繊維強化複合材料について、樹脂滲出性、被補強体追従性、樹脂含浸性、曲げ剛性、耐荷重及び重量を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（樹脂滲出性）
繊維強化複合材料を突条部に対して直交する面に沿って基部の厚み方向に切断した。基部において、突条部の基端を基部の厚み方向に投影した部分を測定対象部分とし、測定対象部分における第１の合成樹脂の占有面積割合を算出し、下記基準に基づいて評価した。
第１の合成樹脂の占有面積割合（％）
＝１００×第１の合成樹脂の占有面積／測定対象部分の面積
◎・・・第２の合成樹脂の占有面積割合が１０％以上で且つ２０％未満であった。
○・・・第２の合成樹脂の占有面積割合が、３％以上で且つ１０％未満、又は、２０％
以上で且つ８０％未満であった。
×・・・第２の合成樹脂の占有面積割合が３％未満又は８０％以上であった。

（被補強体追従性）
ガラスマット（目付：４５０ｇ／ｍ²、厚み：１．０ｍｍ）を４枚用意した。ガラスロービングクロスを１枚用意した。一枚目のガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた後、ガラスマット上にローラを載せてローラを複数回往復させて、ガラスマット内に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた。

次に、一枚目のガラスマット上に二枚目のガラスマットを載置し、二枚目のガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた後、ガラスマット上にローラを載せてローラを複数回往復させて、ガラスマット内に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた。

上述の要領を繰り返して行い、３枚のガラスマットを厚み方向に重ね合わせると共に、各ガラスマット内に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた。

三枚目のガラスマット上にガラスロービングクロスを載置し、ガラスロービングクロスに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた後、ガラスロービングクロス上にローラを載せてローラを複数回往復させて、ガラスロービングクロス内に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた。

ガラスロービングクロス上に４枚目のガラスマットを載置し、四枚目のガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた後、ガラスマット上にローラを載せてローラを複数回往復させて、ガラスマット内に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて積層体を作製した。

しかる後、繊維強化複合材料を積層体上に配設した。積層体は、縦１２０ｍｍ×横５００ｍｍの平面長方形状であった。繊維強化複合材料の基部は、縦１２０ｍｍ×横５００ｍｍの平面長方形状であった。

繊維強化複合材料の基部を構成している第１の繊維状補強材内に第３の合成樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を供給、含浸させた。次に、繊維強化複合材料の基部及びガラスマットに含浸させた不飽和ポリエステル樹脂を硬化させ、不飽和ポリエステル樹脂によって繊維強化複合材料を積層体上に一体化させて補強構造体を作製した。

補強構造体を繊維強化複合材料の突条部に対して直交する面に沿って基部の厚み方向に切断した。断面において、繊維強化複合材料の基部と積層体との界面を観察した。積層体上に載置された繊維強化複合材料の基部の長さ（載置長さ）、及び、繊維強化複合材料の基部と積層体とが隙間なく密着している部分の長さ（密着長さ）を測定し、下記式に基づいて密着度合いを算出した。
密着度合い（％）＝１００×密着長さ／載置長さ
◎・・・密着度合いが９０％以上であった。
○・・・密着度合いが７０％以上で且つ９０％未満であった。
△・・・密着度合いが５０％以上で且つ７０％未満であった。
×・・・密着度合いが５０％未満であった。

（樹脂含浸性）
被補強体追従性の測定時と同様の要領で繊維強化複合材料を積層体上に一体化させて補強構造体を作製した。

補強構造体を繊維強化複合材料の突条部に対して直交する面に沿って基部の厚み方向に切断した。切断面において、基部の面積と、基部に含浸された不飽和ポリエステル樹脂の占める面積を測定した。下記式に基づいて樹脂含浸率を算出した。
樹脂含浸率（％）＝１００×基部に含浸された不飽和ポリエステル樹脂の占める面積／基部の面積
◎・・・樹脂含浸率が９５％以上であった。
○・・・樹脂含浸率が７０％以上で且つ９５％未満であった。
△・・・樹脂含浸率が５０％以上で且つ７０％未満であった。
×・・・樹脂含浸率５０％未満であった。

（曲げ剛性）
被補強体追従性の測定時と同様の要領で繊維強化複合材料を積層体上に一体化させて補強構造体を作製した。

得られた補強構造体の曲げ剛性を３点曲げ試験によって測定した。具体的には、下記測定条件にて測定し、得られた変位−荷重曲線から曲げ剛性を算出した。
・試験機：島津製作所社製 商品名「オートグラフＡＧ−１００ｋＮＧ」
・サンプル設置方向：突条部が下側になるよう設置、中央部を基部側から載荷
・スパン距離：４００ｍｍ（突条部を両端で自由支持）
・降下速度：２ｍｍ／分

（耐荷重）
被補強体追従性の測定時と同様の要領で繊維強化複合材料を積層体上に一体化させて補強構造体を作製した。

得られた補強構造体の耐荷重を３点曲げ試験によって測定した。具体的には、下記測定条件にて測定し、得られた最大点荷重を耐荷重とした。
・試験機：島津製作所社製 商品名「オートグラフＡＧ−１００ｋＮＧ」
・サンプル設置方向：突条部が下側になるよう設置、中央部を基部側から載荷
・スパン距離：４００ｍｍ（突条部を両端で自由支持）
・降下速度：２ｍｍ／分

（重量）
被補強体追従性の測定時と同様の要領で繊維強化複合材料を積層体上に一体化させて補強構造体を作製した。補強構造体の重量を測定した。

１ 基部
２ 突条部
３ 第３の合成樹脂
21 芯部
21 表皮層
21a 基端面
22 表皮層
22a 両端部
Ａ 繊維強化複合材料
Ｂ 被補強体

Claims (4)

1. 第１の繊維状補強材を含む基部と、
   上記基部に一体的に設けられた突条部とを有しており、
   上記第１の繊維状補強材は、縦方向に指向する繊維及び横方向に指向する繊維を含み、全繊維の質量に対する横方向に指向する繊維の質量の比が３０〜７０質量％で且つ目付が７００〜１４００ｇ／ｍ²であり、
   上記突条部は、第１の合成樹脂を含む芯部と、この芯部を被覆し且つ第２の繊維状補強材及び上記第２の繊維状補強材に含浸された第２の合成樹脂を含む表皮層とを含むことを特徴とする繊維強化複合材料。
2. 基部の一面に突条部が一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料。
3. 芯部を構成する第１の合成樹脂の一部が、基部を構成している第１の繊維状補強材内に進入していることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料。
4. 複数の突条部を有しており、突条部同士は互いに独立していることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料。

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