JP2024125761A - スノーモービルのトンネルおよびその製造方法、スノーモービル - Google Patents

Abstract

【課題】充分な強度を確保しつつ、量産に適したトンネルを提供すること。【解決手段】スノーモービルのトンネルであって、プレス成形された上壁１１および２つの側壁１２、１３を含む一体成形部（integrally molded part）１０を有し、一体成形部１０には上壁１１から２つの側壁１２、１３のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層２１と、チョップド炭素繊維強化層２１に積層された連続炭素繊維強化層２２とが含まれる、トンネル。【選択図】図４

Description

本発明は、スノーモービルのトンネルおよびその製造方法、スノーモービルに関する。

繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、特に繊維補強材として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、自動車、船舶、鉄道車両、有人航空機、無人航空機その他の輸送機器の部品やＩＣＴ機器の筐体に適した、軽量かつ力学特性に優れた材料であり、近年その重要度はますます高くなっている。

スノーモービルにおいても他の輸送機器と同様に、軽量化が望まれている。
特許文献１にはトンネルをＣＦＲＰで形成することにより軽量化したスノーモービルが開示されている。
スノーモービルは積雪下での使用が前提であるため、トンネルにも耐水性が要求される。

特開２０１６－０５５６９４号公報

特許文献１ではＣＦＲＰ製のトンネルの製造方法として、オートクレーブ成形が例示されている。しかし、オートクレーブ成形は、量産に適していない。

本発明の主たる目的は、充分な強度を確保しつつ、量産に適したスノーモービルのトンネルを提供することである。

本発明の一態様によれば、スノーモービルのトンネルであって、プレス成形された上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれる、トンネルが提供される。

本発明の他の一態様によれば、スノーモービルのトンネルを製造する方法であって、前記トンネルは上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれ、前記一体成形部は炭素繊維シートモールディングコンパウンドと連続炭素繊維プリプレグを含む積層物をプレス金型内で加熱および加圧することにより形成される、方法。

ＵＤプリプレグのような連続炭素繊維プリプレグと、炭素繊維シートモールディングコンパウンドとを組み合わせて用いるので、トンネルの強度を確保しつつ（連続炭素繊維プリプレグ）、トンネルにリブを設けて剛性を高める（炭素繊維シートモールディングコンパウンド）ことができる。また、プレス成形法を使用するので量産に適している。

図１は、実施形態に係るトンネルの斜視図である。 図２は、実施形態に係るトンネルの斜視図である。 図３は、実施形態に係るトンネルの斜視図である。 図４は、実施形態に係るトンネルの断面図である。 図５は、実施形態に係るトンネルの断面図である。 図６は、実施形態に係るトンネルの斜視図である。 図７は、実施形態に係るトンネルの斜視図である。 図８は、実施形態に係るトンネルの断面図である。 図９は、引張り強度の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明のいくつかの実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。図面における寸法比は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる場合がある。また、図面において同一の構成については同じ符号を用いて示し、重複する構成について説明を省略することがある。

１．スノーモービルのトンネル
本発明の一実施形態はスノーモービルのトンネルに関する。
実施形態に係るトンネルは、プレス成形された上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれる。
連続炭素繊維強化層を積層することで強度を確保できるうえ、チョップド炭素繊維強化層の表面にリブを形成することで剛性を高めることもできる。また、プレス成形法で製造されるので量産に適している。

図１は、実施形態に係るトンネルを例示する斜視図である。
トンネル１は、上壁１１と、上壁１１の各側端から下方に伸びる側壁１２、１３と、を備える逆Ｕ字状の横断面を有する長尺物品である。
トンネル１は、図２に示すように、側壁１２、１３の下端に一対のフランジ１４、１５を有してもよい。言い換えれば、ハットチャンネル形状を有してもよい。一対のフランジ１４、１５は、トンネル１上に着座した乗員の足置きとなり得る。
図３に示すように、トンネル１において、２つの側壁１２、１３の間隔は、上方から下方に向かうにつれて広がっていてもよい。

実施形態に係るトンネル１はＣＦＲＰからなるプレス成形品であり、前述の上壁１１と２つの側壁１２、１３を含む一体成形部（integrally molded part）１０を有している。
図４は、図１のトンネル１の長さ方向に垂直な面で切断した横断面図である。
一体成形部１０は上壁１１から２つの側壁１２、１３のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層２１を有し、更に、チョップド炭素繊維強化層２１に積層された連続炭素繊維強化層２２を含む。

連続炭素繊維強化層２２は、図４に示すようにチョップド炭素繊維強化層２１の全体に積層されていてもよいし、図５に示すように一部にのみ積層されていてもよい。
連続炭素繊維強化層２２は、チョップド炭素繊維強化層２１の外側に積層されていてもよいし、内側に積層されていてもよいし、内側と外側の両方に積層されていてもよい。

チョップド炭素繊維強化層２１は、炭素繊維シートモールディングコンパウンドが硬化することにより形成される。連続炭素繊維強化層２２は、連続炭素繊維プリプレグが硬化することにより形成される。
連続炭素繊維強化層２２は少なくとも部分的にチョップド炭素繊維強化層２１と接している。言い換えれば、連続炭素繊維強化層２２とチョップド炭素繊維強化層２１の間には、部分的に別の層が介在していてもよい。

剛性を高めるために、一体成形部はチョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有することが好ましい。
図６に示すように、好適例において、リブ１６は上壁１１の下面１１ａに設けられるが、限定するものではない。上壁の下面に加えて、または、上壁の下面に代えて、他の場所にリブを形成してもよい。
リブ１６は、例えば、図７に示すように格子状に設けることができるが、限定するものではない。例えば、側壁に直交する方向に延びるリブのみを設けることもできる。

炭素繊維シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）は、シート状プリプレグの一種であり、繊維長が典型的には５～６０ｍｍであるチョップド炭素繊維束をキャリアフィルム上に散布することにより形成されるランダムマットを、熱硬化性樹脂組成物からなるペーストで含浸させることにより製造される。

ペーストには、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかが、反応性希釈剤、ラジカル重合開始剤、増粘剤および任意成分と共に配合される。好ましくは、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の両方がペーストに配合される。反応性希釈剤は液状のビニル化合物であり、その例にはスチレンおよび各種の（メタ）アクリレートが含まれる。
任意成分の例には、重合禁止剤、低収縮剤、内部離型剤、着色剤、難燃剤および酸化防止剤の他、ゴム、エラストマーまたは熱可塑性樹脂からなる改質剤が含まれる。

連続炭素繊維プリプレグの典型例は、炭素繊維ＵＤ（一方向）プリプレグと炭素繊維ファブリックプリプレグである。
シート状の炭素繊維ＵＤプリプレグを繊維方向に沿ってスリットすることにより製造される炭素繊維ＵＤプリプレグテープは、炭素繊維ＵＤプリプレグの一種である。
炭素繊維ファブリックプリプレグには、補強材として製織された炭素繊維ファブリックを用いたものの他、一方向に引き揃えられた炭素繊維トウをステッチで接合させたノンクリンプ炭素繊維ファブリックを補強材に用いたものが含まれる。

連続炭素繊維プリプレグには、マトリックスとして、熱硬化性のエポキシ樹脂組成物が用いられる。エポキシ樹脂組成物には、貯蔵安定性が高くなるように、好ましくは潜在性硬化剤が配合される。

好ましい潜在硬化剤には、エポキシ樹脂組成物に速硬化性を付与できることから、イミダゾール硬化剤が含まれる。
イミダゾール硬化剤は、例えば、イミダゾールの水素原子が置換基で置換された置換イミダゾール、イミダゾリウム塩およびイミダゾール錯体のような、イミダゾール環を有する化合物を含有するエポキシ硬化剤である。

置換イミダゾールの好適例には、２，４－ジアミノ－６－［２’－メチルイミダゾリル－（１’）］－エチル－ｓ－トリアジン、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４－ベンジル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－パラトルイル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、２－パラトルイル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－メタトルイル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾール、２－メタトルイル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾールおよび１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾールのような、分子中にヘテロ芳香族環であってもよい芳香族環を有する置換イミダゾールが含まれる。

ジシアンジアミドは潜在性硬化剤であり、更に、４，４’－メチレンビス（フェニルジメチルウレア）や２，４－ビス（３，３－ジメチルウレイド）トルエンのような尿素誘導体を促進剤として共に配合することで、エポキシ樹脂組成物に速硬化性を付与することができる。

イミダゾール硬化剤により硬化したエポキシ樹脂は、骨格中に含まれるヒドロキシ基が比較的少ないので、耐水性が良好である。

ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂は、イミダゾール硬化剤により硬化したエポキシ樹脂と比べて靭性が高く、強度が要求される用途に適している。
後述する実験結果が示すように、エポキシ硬化剤にジシアンジアミドを使用した炭素繊維プリプレグは、イミダゾール硬化剤を使用したものに比べて、プレス成形法によってＳＭＣと一体的に硬化させたときに、ＳＭＣの硬化物に対する接着強度の高い硬化物が得られる。
一方で、ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂は、骨格中に含まれるヒドロキシ基が比較的多く、耐水性に劣ることが知られている。硬化したエポキシ樹脂の機械物性は吸水することに低下するのが普通であるから、耐水性に劣るとは、吸水性が高いことを意味するといってもよい。

そこで、図８に示すように、好適例に係る一体成形部１０においては、ジシアンジアミドをエポキシ硬化剤に用いた連続炭素繊維プリプレグから連続炭素繊維強化層２２を形成するとともに、そのチョップド炭素繊維強化層２１側とは反対側の表面を覆う保護層２３を設けてもよい。
この好適例では、ジシアンジアミド系のエポキシ硬化剤を用いた連続炭素繊維プリプレグを使用することで、連続炭素繊維強化部とチョップド炭素繊維強化部の境界での接合強度を良好なものとすることができるうえ、耐水性の低下が保護層を設けることによって補われる。

保護層２３は樹脂組成物からなり、好ましくは、連続炭素繊維強化層２２よりも吸水性が低い。保護層２３は熱可塑性樹脂からなってもよいし、熱硬化した樹脂、例えば硬化したエポキシ樹脂からなってもよい。好適例において、保護層２３はジシアンジアミド以外の硬化剤により硬化したエポキシ樹、中でもイミダゾール硬化剤により硬化したエポキシ樹脂からなってもよい。
保護層２３は、無機繊維からなる不織布を含有してもよい。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。

実施形態に係るトンネルは、一体成形部の表面に形成された塗膜を有していてもよい。
塗膜の形成には、ＣＦＲＰの塗装に通常使用される方法を適宜用いることができる。

２．スノーモービルのトンネルの製造方法
本発明の他の一実施形態はスノーモービルのトンネルの製造方法、とりわけ、前記「１．スノーモービルのトンネル」に記述したトンネルの製造に好ましく用い得る製造方法に関する。
実施形態に係る方法で製造するトンネルは、上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれる。製造するトンネルの好ましい態様は、前記「１．スノーモービルのトンネル」で説明したとおりである。

一体成形部はプレス成形により形成される。すなわち、炭素繊維シートモールディングコンパウンドと連続炭素繊維プリプレグを含む積層物をプレス金型内に置いて、加熱および加圧することにより形成される。
積層物を予備賦形すること（preforming）によりプリフォーム品を得た後、前記プリフォーム品をプレス金型に置いて加熱および加圧してもよい。

積層物は、１プライまたは２プライ以上の炭素繊維シートモールディングコンパウンドと、１プライまたは２プライ以上の連続炭素繊維プリプレグを含み得る。
保護層を含む一体成形部を形成する場合、積層物は炭素繊維シートモールディングコンパウンドと連続炭素繊維プリプレグに積層された、樹脂フィルムを更に含む。一体成形部を形成するためのプレス成形の過程で、この樹脂フィルムから保護膜が形成される。

樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂からなってもよいし、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂からなってもよい。好適例において、該樹脂フィルムはジシアンジアミド以外の硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物、中でもイミダゾール硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物からなる。
熱硬化性樹脂層は、無機繊維からなる不織布を含有してもよい。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。

プレス成形時の成形温度（金型内の温度）は、熱硬化性樹脂の硬化温度に依存して、１１０～１６０℃が好ましく、１２０～１５０℃がより好ましい。

プレス成形では、前記積層物又はそのプリフォームを、前記成形温度、圧力１～１０ＭＰａの条件下で、１～６０分間加熱してエポキシ樹脂組成物を硬化させて成形することが好ましい。成形時間は、３０分以下がより好ましく、２０分以下がさらに好ましい。成形時間が前記上限値以下であれば、量産性が高く、エネルギー消費も低減される。

一体成形部の表面に塗膜を形成する場合、塗膜の形成には、ＣＦＲＰの塗装に通常使用される方法を適宜用いることができる。

３．その他の実施形態
実施形態に係るスノーモービルのトンネルが有する構造は、高強度でありながら軽量で、更に耐水性が要求される、スノーモービルのトンネル以外の構造体にも適用することが可能である。
かかる構造体の典型例として、ジェットスキーのトンネル、オートバイまたはドローンのカウル、自転車のフェンダーが挙げられる。

４．実施形態のまとめ
まとめると、本発明の実施形態は以下を含むが、これらに限定されるものではない。
［実施形態１］スノーモービルのトンネルであって、プレス成形された上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれる、トンネル。
［実施形態２］前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、実施形態１に係るトンネル。
［実施形態３］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、実施形態１または２に係るトンネル。
［実施形態４］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを、前記上壁の下面に有している、実施形態３に係るトンネル。
［実施形態５］前記チョップド炭素繊維強化層は、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、前記連続炭素繊維強化層は、ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂からなる、実施形態２～４のいずれかに係る記載のトンネル。
［実施形態６］前記一体成形部は、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層を更に含み、前記保護層は樹脂組成物からなる、実施形態５に係る記載のトンネル。
［実施形態７］前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、実施形態６に係るトンネル。
［実施形態８］前記保護層は、ジシアンジアミド以外の硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有し、好ましくはイミダゾール硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有する、実施形態６または７に係るトンネル。
［実施形態９］前記保護層が無機繊維からなる不織布を含有する、実施形態６～８のいずれかに係るトンネル。
［実施形態１０］スノーモービルのトンネルを製造する方法であって、前記トンネルは上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれ、前記一体成形部は炭素繊維シートモールディングコンパウンドと連続炭素繊維プリプレグを含む積層物をプレス金型内で加熱および加圧することにより形成される、方法。
［実施形態１１］前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、実施形態１０に係る方法。
［実施形態１２］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、実施形態１０または１１に係る方法。
［実施形態１３］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを、前記上壁の下面に有している、実施形態１２に係る記載の方法。
［実施形態１４］前記炭素繊維シートモールディングコンパウンドは、マトリックス中にビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有し、前記連続炭素繊維プリプレグはマトリックス中にエポキシ樹脂とジシアンジアミドを含有する、実施形態１０～１３のいずれかに係る方法。
［実施形態１５］前記一体成形部は、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層を更に含み、前記積層物は前記炭素繊維シートモールディングコンパウンドと前記連続炭素繊維プリプレグに積層された樹脂フィルムを更に含む、実施形態１４に係る方法。
［実施形態１６］前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、実施形態１５に係る方法。
［実施形態１７］前記樹脂フィルムはエポキシ樹脂とジシアンジアミド以外のエポキシ硬化剤とを含有し、好ましくはイミダゾール硬化剤を含有する、実施形態１５または１６に係る方法。
［実施形態１８］前記樹脂フィルムが無機繊維からなる不織布を含有する、実施形態１５～１７のいずれかに係る方法。
［実施形態１９］プレス成形された一体成形部を有する構造体であって、前記一体成形部にはチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層と、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層とが含まれ、前記チョップド炭素繊維強化層は、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、前記連続炭素繊維強化層は、ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂からなり、前記保護層は樹脂組成物からなる、構造体。
［実施形態２０］前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、実施形態１９に係る構造体。
［実施形態２１］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、実施形態１９または２０に係る構造体。
［実施形態２２］前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、実施形態１９～２１のいずれかに係る構造体。
［実施形態２３］前記保護層は、ジシアンジアミド以外の硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有し、好ましくはイミダゾール硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有する、実施形態１９～２１のいずれかに係る構造体。
［実施形態２４］前記保護層が無機繊維からなる不織布を含有する、実施形態１９～２３のいずれかに係る構造体。
［実施形態２５］一体成形部を有する構造体を製造する方法であって、前記一体成形部にはチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層と、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層とが含まれ、前記一体成形部は、マトリックス中にビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する炭素繊維シートモールディングコンパウンドと、マトリックス中にエポキシ樹脂とジシアンジアミドを含有する連続炭素繊維プリプレグと、樹脂フィルムとを含む積層物をプレス金型内で加熱および加圧することにより形成される、方法。
［実施形態２６］前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、実施形態２５に係る方法。
［実施形態２７］前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、実施形態２５または２６に係る方法。
［実施形態２８］前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、実施形態２５～２７のいずれかに係る方法。
［実施形態２９］
前記樹脂フィルムはエポキシ樹脂とジシアンジアミド以外のエポキシ硬化剤とを含有し、好ましくはイミダゾール硬化剤を含有する、実施形態２５～２８のいずれかに係る方法。
［実施形態３０］前記樹脂フィルムが無機繊維からなる不織布を含有する、実施形態２５～２９のいずれかに係る方法。
［実施形態３１］実施形態２５～３０のいずれかに係る方法で製造された構造体。
［実施形態３２］オートバイのカウル、ドローンのカウルまたは自転車のフェンダーである、実施形態１９～２４および３１のいずれかに係る構造体。
［実施形態３３］前記構造体がオートバイのカウル、ドローンのカウルまたは自転車のフェンダーである、実施形態２５～３０のいずれかに係る方法。

５．実験結果
以下に、本発明者等が行った実験の結果を記す。

次の材料を使用した。
・繊維長約２５ｍｍのチョップド炭素繊維からなるランダムマットを、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、スチレン、ラジカル重合開始剤およびポリイソシアネート系増粘剤を含有する樹脂ペーストで含浸させ、次いで熟成させることにより製造された炭素繊維シートモールディングコンパウンド（以下「ＳＭＣ」と呼ぶ）。
・硬化剤としてジシアンジアミドを含有するエポキシ樹脂組成物をマトリックスとする炭素繊維ＵＤプリプレグ（以下「ＵＤプリプレグＡ」と呼ぶ）。
・硬化剤としてイミダゾール系化合物を含有するエポキシ樹脂組成物をマトリックスとする炭素繊維ＵＤプリプレグ（以下「ＵＤプリプレグＢ」と呼ぶ）。
以下の手順にて引張り試験サンプルを作製した。
サンプル１
縦２９５ｍｍ、横２９５ｍｍにカットしたＳＭＣの上に、同じ縦横サイズにカットしたプリプレグＡを１０層含むクロスプライ積層体を重ねたＳＭＣ－ＵＤプリプレグ積層物を作製した。
このＳＭＣ－ＵＤプリプレグ積層物を予め１４０℃に加熱されたプレス金型に入れ、圧力８ＭＰａで加圧した状態で１０分間保持することにより硬化させ、成形板を得た。その成形板から、湿式カッターを用いて、引張試験用の２５ｍｍ×２５ｍｍ×の矩形の試験片（サンプル１）を切り出した。
サンプル２
ＵＤプリプレグＡをＵＤプリプレグ２に置き換えたこと以外は全てサンプル１と同様にして試験片（サンプル２）を作製した。
作製した試験片について、１００ｋＮインストロン４４８２を用い、ＡＳＴＭ Ｃ２９７に準拠して、積層方向の引張り試験を行った。
結果を図９に示す。図９ではサンプル１の引張強度を１として、サンプル２の相対的な引張強度を示している。

以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、各実施形態は例として提示されたものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書に記載された各実施形態は、発明の効果が奏される範囲内で、様々に変形することができ、かつ、実施可能な範囲内で、他の実施形態により説明された特徴と組み合わせることができる。

１ トンネル
１０ 一体成形部
１１ 上壁
１２、１３ 側壁
１４、１５ フランジ
１６ リブ
２１ チョップド炭素繊維強化層
２２ 連続炭素繊維強化層
２３ 保護層

Claims (33)

1. スノーモービルのトンネルであって、プレス成形された上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれる、トンネル。
2. 前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、請求項１に記載のトンネル。
3. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、請求項１または２に記載のトンネル。
4. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを、前記上壁の下面に有している、請求項３に記載のトンネル。
5. 前記チョップド炭素繊維強化層は、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、前記連続炭素繊維強化層は、ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂からなる、請求項２～４のいずれか一項に記載のトンネル。
6. 前記一体成形部は、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層を更に含み、前記保護層は樹脂組成物からなる、請求項５に記載のトンネル。
7. 前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、請求項６に記載のトンネル。
8. 前記保護層は、ジシアンジアミド以外の硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有する、請求項６または７に記載のトンネル。
9. 前記保護層が無機繊維からなる不織布を含有する、請求項６～８のいずれかに記載のトンネル。
10. スノーモービルのトンネルを製造する方法であって、前記トンネルは上壁および２つの側壁を含む一体成形部（integrally molded part）を有し、前記一体成形部には前記上壁から前記２つの側壁のそれぞれにかけて連続するチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層とが含まれ、前記一体成形部は炭素繊維シートモールディングコンパウンドと連続炭素繊維プリプレグを含む積層物をプレス金型内で加熱および加圧することにより形成される、方法。
11. 前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、請求項１０に記載の方法。
12. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを、前記上壁の下面に有している、請求項１２に記載の方法。
14. 前記炭素繊維シートモールディングコンパウンドは、マトリックス中にビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有し、前記連続炭素繊維プリプレグはマトリックス中にエポキシ樹脂とジシアンジアミドを含有する、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記一体成形部は、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層を更に含み、前記積層物は前記炭素繊維シートモールディングコンパウンドと前記連続炭素繊維プリプレグに積層された樹脂フィルムを更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、請求項１５に記載の方法。
17. 前記樹脂フィルムはエポキシ樹脂とジシアンジアミド以外のエポキシ硬化剤とを含有する、請求項１５または１６に記載の方法。
18. 前記樹脂フィルムが無機繊維からなる不織布を含有する、請求項１５～１７のいずれかに記載の方法。
19. プレス成形された一体成形部を有する構造体であって、前記一体成形部にはチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層と、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層とが含まれ、前記チョップド炭素繊維強化層は、ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、前記連続炭素繊維強化層は、ジシアンジアミドにより硬化したエポキシ樹脂からなり、前記保護層は樹脂組成物からなる、構造体。
20. 前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、請求項１９に記載の構造体。
21. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、請求項１９または２０に記載の構造体。
22. 前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、請求項１９～２１のいずれかに記載の構造体。
23. 前記保護層は、ジシアンジアミド以外の硬化剤により硬化したエポキシ樹脂を含有する、請求項１９～２１のいずれかに記載の構造体。
24. 前記保護層が無機繊維からなる不織布を含有する、請求項１９～２３のいずれかに記載の構造体。
25. 一体成形部を有する構造体を製造する方法であって、前記一体成形部にはチョップド炭素繊維強化層と、前記チョップド炭素繊維強化層に積層された連続炭素繊維強化層と、前記連続炭素繊維強化層の前記チョップド炭素繊維強化層側とは反対側の表面を覆う保護層とが含まれ、前記一体成形部は、マトリックス中にビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の少なくともいずれかを含有する炭素繊維シートモールディングコンパウンドと、マトリックス中にエポキシ樹脂とジシアンジアミドを含有する連続炭素繊維プリプレグと、樹脂フィルムとを含む積層物をプレス金型内で加熱および加圧することにより形成される、方法。
26. 前記連続炭素繊維強化層は少なくとも部分的に前記チョップド炭素繊維強化層と接している、請求項２５に記載の方法。
27. 前記一体成形部は、前記チョップド炭素繊維強化層の表面に形成されたリブを有している、請求項２５または２６に記載の方法。
28. 前記保護層は、前記連続炭素繊維強化層よりも吸水性が低い、請求項２５～２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記樹脂フィルムはエポキシ樹脂とジシアンジアミド以外のエポキシ硬化剤とを含有する、請求項２５～２８のいずれかに記載の方法。
30. 前記樹脂フィルムが無機繊維からなる不織布を含有する、請求項２５～２９のいずれかに記載の方法。
31. 請求項２５～３０のいずれかに記載の方法で製造された構造体。
32. オートバイのカウル、ドローンのカウルまたは自転車のフェンダーである、請求項１９～２４および３１のいずれかに記載の構造体。
33. 前記構造体がオートバイのカウル、ドローンのカウルまたは自転車のフェンダーである、請求項２５～３０のいずれかに記載の方法。

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