TW201919839A - 纖維強化塑膠及纖維強化塑膠之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題在於提供兼顧良好的表面品質、和高力學特性之具有彎曲部及平面部的纖維強化塑膠及其製造方法。

一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部之纖維強化塑膠，在前述各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，前述彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著前述纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，前述其他纖維束，係其端部被包含在前述彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部、與前述其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則前述dX係前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

Description

纖維強化塑膠及纖維強化塑膠之製造方法

本發明係關於兼顧良好的表面品質、和高力學特性之具有彎曲部及平面部的纖維強化塑膠及其製造方法。

從比強度、比彈性模數高，力學特性優異，具有耐候性、耐藥品性等的高功能特性等出發，包含強化纖維和樹脂的纖維強化塑膠在產業用途上受到關注，在航空器、太空船、汽車、鐵路、船舶、電子產品、運動用品等的構造用途上發展，其需求逐年升高。

特別是航空器、汽車等的構造構件等具有彎曲部及平面部的構件中所使用的纖維強化塑膠，一般具有複雜的3維形狀，並且要求表面品質優異且高力學特性。但是，在纖維強化塑膠形成3維形狀之際，彎曲部處的周長差造成強化纖維撐開，因此在纖維強化塑膠的表面產生皺摺，表面品質降低。

有鑑於這樣的纖維強化塑膠的問題點，作為製造皺摺少之具有彎曲部和平面部的構造材料的技術，有人揭示了以下方法：具有複數個具有強化纖維和固化的樹脂的層，且將每層的強化纖維的方向設為特定的方向(例如，專利文獻1)。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本特開2007-168272號公報

然而，專利文獻1的技術，強化纖維塑膠中所含的強化纖維的配向方向受到限定，因此失去了纖維強化塑膠的優點之設計的自由度，其結果，有為了達成所要的力學特性而重量增加，而失去了輕量性的優點這樣的問題點。

本發明有鑑於這樣的先前技術，目的在於提供兼顧良好的表面品質和高力學特性之具有彎曲部及平面部的纖維強化塑膠及其製造方法。

本發明係為了解決這樣的課題而採用如下手段的發明。即，如下所示。

(1)一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部之纖維強化塑膠，在前述各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，前述彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著前述纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束， 前述其他纖維束，係其端部被包含在前述彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部、與前述其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則前述dX係前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

(2)一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層，前述層係全部為在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部之纖維強化塑膠，在前述各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，前述彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著前述纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，前述其他纖維束，係其端部被包含在前述彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部、與前述其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX， 則前述dX係前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

根據本發明的話，便能夠得到兼顧良好的表面品質、和高力學特性之具有彎曲部及平面部的纖維強化塑膠。

1‧‧‧纖維強化塑膠

2‧‧‧彎曲部

3‧‧‧平面部

4、4’‧‧‧不連續強化纖維束

5‧‧‧固化的基質樹脂

6‧‧‧纖維強化塑膠的層

7、7’‧‧‧不連續強化纖維束的端部

8‧‧‧不連續強化纖維束間的固化的樹脂區域(開口區域)

9‧‧‧纖維強化塑膠的端部(錐部)

10‧‧‧不連續強化纖維束的端部形成的直線

11‧‧‧不連續強化纖維束的端部形成的直線(正的角度)

12‧‧‧不連續強化纖維束的端部形成的直線(負的角度)

13‧‧‧面外特性評價試驗中的支點(模具的上表面)

14‧‧‧面外特性評價試驗中的支點(模具的下表面)

15‧‧‧面外特性評價試驗中的荷重的方向

16‧‧‧纖維強化塑膠的彎曲部的頂點

17‧‧‧進行彎曲賦形的步驟中所使用的模具

18‧‧‧預浸物

19‧‧‧進行彎曲賦形的步驟中所使用的模具的彎曲部(峰)

20‧‧‧進行彎曲賦形的步驟中所使用的模具的彎曲部(谷)

圖1係顯示本發明之纖維強化塑膠的一例的斜視圖。

圖2係示意地顯示存在於本發明之纖維強化塑膠的彎曲部中的不連續強化纖維部之形態的一例的剖面圖。

圖3係顯示本發明之纖維強化塑膠的一例的剖面圖。

圖4係示意地顯示本發明之纖維強化塑膠的不連續強化纖維束之端部所形成的直線形狀的平面圖。

圖5係示意地顯示本發明之纖維強化塑膠的不連續強化纖維束的端部形成的直線形狀的斜視圖。

圖6係示意地顯示本發明之纖維強化塑膠的面外強度及面外疲勞特性的測定方法的剖面圖。

圖7係示意地說明在成形本發明之纖維強化塑膠之際，使用模具進行彎曲賦形之步驟的斜視圖。

圖8係顯示在成形本發明之纖維強化塑膠之際，進行彎曲賦形的步驟中所使用之模具的一例的斜視圖。

用以實施發明的形態

本發明人等，為了得到兼顧良好的表面品質、和高力學特性之具有彎曲部及平面部的纖維強化塑膠而銳意檢討，從而得到本發明之具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠。

本發明之纖維強化塑膠的第1態樣為：一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠，在前述各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，前述彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著前述纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，前述其他纖維束係該其他纖維束的端部也被包含在彎曲部，其被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向。在這樣的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部、與前述其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則前述dX係前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

在本發明的纖維強化塑膠中，所謂的具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，係表示在構成纖維強化塑膠的複數個層內，含有複數個在固化的基質樹脂中包含 配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層。即，並非表示：構成纖維強化塑膠的全部的層都是在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層。例如，除了在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層外，也可能具有：在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個連續強化纖維束的層、或在固化的基質樹脂中包含隨機配向的強化纖維束的層。在採用這種態樣的情況下，適宜地配置各個層，從而能夠在保持良好的表面品質的狀態下，廣泛地取得力學特性的設計自由度。此外，除了在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層、或在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個連續強化纖維束的層等的包含強化纖維束之層外，亦可以在這些包含強化纖維束之層的層間包含有固化的樹脂之層。此層間所含的固化的樹脂之層可以是與包含強化纖維束之層中的固化的樹脂不同之固化的樹脂，在固化的樹脂中也可以包含有與固化的樹脂不同種類之樹脂或不同材質之粒子。

此外，本發明之纖維強化塑膠的較佳的第2態樣為：一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層，前述層係全部為在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠，在前述各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，前 述彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著前述纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，前述其他纖維束，係其端部被包含在前述彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部、與前述其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則前述dX係前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

此處，所謂的具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層，前述層係全部為在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，係表示在構成纖維強化塑膠的複數個層內，含有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層，且這些層係全部都是在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層。藉由在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層全部都是在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，從而變得容易得到本發明的彎曲部皺摺更少的纖維強化塑膠。又，此時，重要的是：在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層全部都是在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的 層，並非表示：構成纖維強化塑膠的全部的層都是在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層。例如，除了在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層外，也可能具有：在固化的基質樹脂中包含隨機配向的強化纖維束的層。在採用這種態樣的情況下，適宜地配置各個層，從而能夠在保持良好的表面品質的狀態下，廣泛地取得力學特性的設計自由度。此外，除了在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層等的包含強化纖維束之層外，亦可以在這些包含強化纖維束之層的層間包含有固化的樹脂之層。此層間所含的固化的樹脂之層可以是與包含強化纖維束之層中的固化的樹脂不同之固化的樹脂，在固化的樹脂中也可以包含有與固化的樹脂不同種類之樹脂或不同材質之粒子。

此外，前述第1態樣、及第2態樣中的前述各層，係特指各下述層者：構成纖維強化塑膠的複數個層內所含之在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，且非下述層者係不當作對象：構成纖維強化塑膠的複數個層內所含之在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層。

如圖1所示，本發明的纖維強化塑膠1具有複數個在固化的基質樹脂5中包含配向方向為單方向的不連續強化纖維束4的層6。

此處，所謂的「固化的基質樹脂」，在基質樹脂為熱硬化性樹脂的情況下，係指藉由加熱．加壓等來進行熱硬化性樹脂的交聯反應，而幾乎沒有樹脂流動的狀態，在樹脂為熱塑性樹脂的情況下，係指在加熱．加壓後冷卻了熱塑性樹脂的狀態。

「不連續強化纖維束」係指構成層中所含之強化纖維束的強化纖維當中，長度在10~100mm範圍內的強化纖維為構成層中所含之強化纖維束的強化纖維整體的95%以上。又，不連續強化纖維束4的長度係實質上為同一長度L。此處，「不連續強化纖維束係實質上為同一長度L」表示：不包括與纖維強化塑膠的端部交叉的不連續強化纖維束，比不連續強化纖維束中所含之不連續強化纖維的平均長度短或者長5mm以上的不連續強化纖維之比例為5%以下。

「配向方向為單方向」表示：在各層中，偏離不連續強化纖維束中所含之不連續強化纖維的配向方向的平均值5度以上的不連續強化纖維之比例為5%以下。

此外，在纖維強化塑膠的各層之間，不連續纖維強化束的配向方向可以是不同的。此處，「不連續強化纖維束的配向方向是不同的」係指在鄰接的層之間，各個層中所含之不連續纖維強化束彼此之間的夾角為5度以上。

作為本發明的纖維強化塑膠所含之不連續強化纖維束中的不連續強化纖維，例如，可舉出使用以 下物質作為纖維的強化纖維等：芳香族聚醯胺纖維、聚乙烯纖維、聚對伸苯基苯并唑(PBO)纖維等有機纖維；玻璃纖維、碳纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、泰倫諾纖維(Tyranno fiber)、玄武岩纖維、陶瓷纖維等無機纖維；不銹鋼纖維、鋼絲纖維等金屬纖維；還有，硼纖維、天然纖維、改性的天然纖維等。其中，特別是碳纖維，在這些強化纖維當中是輕量的，而且在比強度及比彈性模數方面具有特別優異的性質，另外，耐熱性、耐藥品性也優異，因此適合期望輕量化的汽車板材等構件。其中，較佳為容易得到高強度碳纖維的PAN系碳纖維。

作為可用作本發明的纖維強化塑膠所含之固化的基質樹脂的熱硬化性樹脂，例如，可舉出：環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂、苯氧基樹脂、醇酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、馬來醯胺樹脂、氰酸酯樹脂等。此外，作為可用作本發明的纖維強化塑膠所含之固化的基質樹脂的熱塑性樹脂，可舉出：聚醯胺、聚縮醛、聚丙烯酸酯、聚碸、ABS、聚酯、丙烯酸、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物、氯乙烯、聚四氟乙烯等氟系樹脂、矽酮等。也可以使用以成形時的黏度調整、硬化樹脂的韌性提高等為目的而在前述熱硬化性樹脂中摻合相對於熱硬化性樹脂(熱硬化性樹脂和硬化劑的合計)100質量份為1~60質量份之範圍內的前述熱塑性樹脂者。相對於熱硬化性樹脂 (熱硬化性樹脂和硬化劑的合計)100質量份所摻合的熱塑性樹脂的範圍較佳為2~50質量份，更佳為10~45質量份。

此外，如圖1所示，本發明的纖維強化塑膠1具有彎曲部2和平面部3，較佳為進一步在至少一端的面具有從平面部3朝向端部方向的錐狀部分9。關於彎曲部2和直線部3的數量，沒有特別的限制，纖維強化塑膠的厚度方向的切斷面可以具有例如如圖2的L型、如圖3(a)的C型、如圖3(b)的Z型的形狀。

上述的纖維強化塑膠的錐狀部分係由因纖維強化塑膠的厚度所產生的周長差而產生。此處，「錐狀部分」係指纖維強化塑膠的平面部的法線、與纖維強化塑膠的端面中從平面部朝向端部方向的方向之夾角為5度以上的部分。藉由纖維強化塑膠具有錐狀部分，在將纖維強化塑膠彼此接合的情況下接合強度提高，因而較佳。

此外，如圖2所示，本發明的纖維強化塑膠1係在沿著前述纖維束4沿彎曲部2中彎曲所配向的方向的前端，存在有鄰接的其他不連續強化纖維束4’，纖維束4’的端部被包含在前述彎曲部2中，在纖維束4’中被包含在彎曲部的部分沿著前述彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著前述2個纖維束的前述彎曲部中的配向方向，測定前述纖維束的彎曲部側的端部7、與鄰接其之前述其他纖維束的彎曲部側的端部7’之間的距離，將其中的最大值設為dX，則前述dX係前述彎曲部中的厚 度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。此時，在前述彎曲部中，只要有包含一部分不連續強化纖維束的端部的層即可，不需要全部的不連續強化纖維束的端部都包含在前述彎曲部中。

又，作為dX，例如在圖2中，係成為位於用實線所描繪的前述纖維束4的端部與鄰接的其他不連續強化纖維束4’的端部之間的彎曲部的虛線部。當然，作為dX的場所，不限於此位置。

在本發明中，彎曲部係指以下定義的彎曲角度為5度以上，且纖維強化塑膠的彎曲部之內徑的曲率半徑為1~100mm之處。然後，平面部表示纖維強化塑膠的彎曲部以外之平面狀的部分。此處，彎曲角度，係如圖2所示，定義為在將包夾彎曲處的兩側之平面部的稜線延長時，交叉點處的夾角當中較小的角度dθ。此處所謂的較小的角度dθ，在假設從包夾彎曲處的兩側的平面部位於同一平面的狀態形成彎曲部的狀況時，係指在形成彎曲部的初期階段中，形成較小的角度部分的角度。

此外，在本發明的纖維強化塑膠中，平面部的長度Ls沒有限制，只要為皺摺、空隙(void)等在纖維強化塑膠中不顯眼、表面品質優異者即可。此處，平面部的長度Ls，在僅平面部的一方有彎曲部鄰接時表示彎曲部的端與平面部中的和彎曲部相對之端部的距離，在平面部被彎曲部包夾時表示彎曲部間的距離。

此處，「彎曲部的端」係指彎曲部中的外徑部切線與平面部處的稜線的夾角成為1度以下之處，「彎曲部間的距離」係指彎曲部的端之間的距離。

然後，關於彎曲部的厚度t，也沒有特別的限制，較佳為1~100mm，更佳為2~50mm，再更佳為3~20mm。

本發明的纖維強化塑膠1係強化纖維束為不連續，在不連續強化纖維束間存在有固化的樹脂區域(以後，將其稱為開口)，因此由彎曲部處的周長差等造成強化纖維撐開等而導致之皺摺的產生係受到抑制，結果表面品質提高。此外，在彎曲部中，至少一部分包含不連續強化纖維束，因此強度的降低小，能夠兼顧優異的力學特性。

此外，本發明的纖維強化塑膠的層中所含之不連續強化纖維束的長度，若過長，則導致彎曲部處的皺摺產生等之表面品質降低，若過短，則表面品質優異但力學特性降低。作為本發明的纖維強化塑膠的層中所含之不連續強化纖維束的長度的範圍，如前述，係在10~100mm的範圍內，更佳為10~50mm，再更佳為10~30mm。

本發明的纖維強化塑膠，係沿著不連續強化纖維束的配向方向測定彎曲部中的不連續強化纖維束的端部、與沿著纖維方向鄰接之配向方向相同的其他不連續強化纖維束的端部的距離而得之距離的最大值dX，為前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

此處，「彎曲部中的厚度」係指若假設將彎曲部作為圓周的一部分的雙圓，以內側的圓的半徑作為內徑，以外側的圓的半徑作為外徑時，則內徑的某個 點的切線、和具有與其平行的切線的外徑的點形成的距離，「彎曲部中的厚度的平均值」係指涵蓋彎曲部地取得上述長度的距離的平均。

如前述，本發明的纖維強化塑膠，係至少在彎曲部中具有開口，從而因彎曲部中的周長差造成之皺摺的產生受到抑制。

此時，開口長度主要由肇因於彎曲部的厚度t的周長差、彎曲角度決定。此時，彎曲部的厚度t越大、纖維強化塑膠的彎曲角度越大，彎曲部中的開口便傾向於越大。相對於彎曲部的厚度t，若開口過小，則變得容易在纖維強化塑膠的彎曲部中產生皺摺，另一方面，若開口過大，則有開口本身變得顯眼而表面品質降低、或纖維強化塑膠的力學特性降低的情況。因此，藉由開口距離的最大值dX為前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下，能夠得到兼顧彎曲部的皺摺減少、和纖維強化塑膠的力學特性且表面品質優異的纖維強化塑膠。作為dX的範圍，較佳為彎曲部中的厚度的平均值t的0.04倍以上1.5倍以下，更佳為0.05倍以上1.2倍以下，再更佳為0.05倍以上1倍以下。亦可以是組合上述上限和下限中任一者的範圍。

本發明的纖維強化塑膠較佳係彎曲角度為30度以上。一般若就幾何學考慮，則在彎曲角度小的情況下，彎曲部中的周長差變小，因此皺摺的產生受到抑制。另一方面，若彎曲角度變大，則彎曲部的周長差變大，產生皺摺的可能性變高。本發明，係即使是在具有 周長差大，產生皺摺的可能性高的形狀的情況下，也能夠藉由不連續纖維束的端部間存在於彎曲部來減少纖維強化塑膠的皺摺，因此應用於周長差越大，即彎曲角度越大的形狀，其效果越大。

本發明的纖維強化塑膠中所含之固化的樹脂可以是熱硬化性樹脂也可以是熱塑性樹脂，但理想的是藉由固化的樹脂為熱硬化性樹脂，而在兼顧表面品質和力學特性下，成為力學特性的變異少的纖維強化塑膠。另一方面，在由熱塑性樹脂所構成的纖維強化塑膠方面，有作為纖維強化塑膠的表面品質降低或者力學特性的變異變大的情況。

如前述，本發明的纖維強化塑膠的層中所含之不連續強化纖維束具有端部。不連續強化纖維束的端部可以形成任何形狀，但藉由端部形成實質上為同一長度dL的直線，能夠兼顧開口後的纖維強化塑膠之良好的表面品質、和力學特性。

此處，「實質上為同一長度dL的直線」係指不連續強化纖維束的端部分別形成直線，且某個層中的比dL的平均值長或短50%以上的不連續強化纖維束的端部的比例為在該層中所佔比例的5%以下。

此外，關於dL的長度，有以下的情況：若過短，則開口部的面積會變得過小而導致皺摺的產生等表面品質降低，若過長，則開口部變得顯眼而導致表面品質降低和力學特性降低。作為dL的長度，較佳為0.2~10mm，更佳為0.3~5mm，再更佳為0.5~3mm的範圍。

作為本發明中更佳的形態，如圖4所示，在本發明的纖維強化塑膠的層中的不連續強化纖維束中，不連續強化纖維束的端部形成實質上為同一長度dL的直線，另外，若將不連續強化纖維束的端部投影於相對於不連續強化纖維束的配向方向為直角之平面上的長度設為Ws，則Ws/dL的值較佳為0.03以上0.75以下。Ws/dL係由本發明的不連續強化纖維束的端部形成的直線、以及與不連續強化纖維束的配向方向的夾角所決定的值，若其過小，則有不連續強化纖維束的端部間的開口區域小而導致皺摺的產生等表面品質降低的情況，或者，若過大，則有開口部傾向於顯眼而表面品質降低的情況。較佳係Ws/dL的值為0.05以上0.6以下，更佳係0.1以上0.5以下。亦可以是組合上述的上限和下限中任一者的範圍。

作為本發明中更佳的形態，在本發明的纖維強化塑膠的層中的不連續強化纖維束中，不連續強化纖維束的端部形成實質上為同一長度dL的直線，另外，不連續強化纖維束的端部形成的直線相對於本發明的纖維強化塑膠的層中的不連續強化纖維束的配向方向取得的角度當中，較小的角度較佳為同一絕對值θ。此處，「同一絕對值θ」係指全部的不連續強化纖維束的端部形成的角度，在從全部的端部中的角度θ的絕對值求出之平均值的±1°以內。

此時，不連續強化纖維束的端部形成的直線相對於層中的不連續強化纖維束的配向方向取得的角 度，只要絕對值相同即可，例如如圖5(a)所示，可以僅由同一正角度10構成，也可以如圖5(b)所示，具有約略相同數量的形成絕對值相同之正負角度的直線11、12。藉由具有這樣的直線，由於不會使力學特性降低，且彎曲部中的開口變得更不顯眼，從而可以達成兼顧高表面品質和力學特性。

如前述，本發明的纖維強化塑膠係具有彎曲部和平面部，並兼顧表面品質和力學特性的纖維強化塑膠。本發明的纖維強化塑膠，在測定彎曲部的面外強度σ1時，將此值除以除了具有連續的強化纖維外係具有相同構成之纖維強化塑膠的彎曲部的面外強度σ2而得的值σ1/σ2較佳為0.7以上。

作為供實現這樣的纖維強化塑膠用的構成，可舉出：具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠，前述層中的不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，且不連續強化纖維的端部長度在0.2~10mm的範圍內，沿著不連續強化纖維束的配向方向，測定纖維強化塑膠的彎曲部中的不連續強化纖維束的端部、與沿著纖維方向鄰接之配向方向相同的其他不連續強化纖維束的端部的距離而得之距離的最大值dX係設為前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

又，前述不連續強化纖維束的端部的長度，只要在上述範圍內，則可以是實質上為相同的也可以是不同的。

然後，關於前述不連續強化纖維束的端部形成的直線、與不連續強化纖維束的配向方向的夾角之範圍，沒有特別的限制，各個不連續強化纖維束形成的角度可以是相同的也可以是不同的，此外，也可以是同一絕對值θ。

在本發明中，面外強度係設為由層間拉伸強度評價試驗所得到的值，層間拉伸強度評價試驗的方法係適用ASTM6415-06(2006)。即，為如下的方法：藉由以如圖6所示的纖維強化塑膠的上表面2個荷重點13、下表面2個支點14支撐具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠試驗片，賦予壓縮荷重15的4點彎曲試驗來對試驗片賦予壓縮的荷重，從而在彎曲部的面外方向上賦予拉伸的荷重，由其破壞荷重求出面外強度。

此時，面外強度σ1係使用纖維強化塑膠被破壞時的荷重P_max，以式1求出。

然後，將σ1除以具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠的彎曲部的面外強度σ2而得之值σ1/σ2為0.7以上。此處，「具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠」係指：除了具有複數個僅包含在單方向上配向的連續強化纖維束和固化的樹脂之層外，與用於測定面外強度的纖維強化塑膠係有完全相同的構成者。又，在具有複數 個彎曲部的情況下，藉由切斷試料等，以全部可測定的彎曲部作為對象測定面外強度，將其中最弱的點之面外強度設為σ1，將具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠中的同一處的面外強度設為σ2。此處，「具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠」係如上所述。

在本發明的纖維強化塑膠中，關於可以達成σ1/σ2具有0.7以上的值的理由，細節不明，但可認為是以下的理由。

一般在如ASTM6415-06(2006)所代表的面外強度的測定方法中，在強化纖維為不連續的情況下，認為存在於彎曲部的不連續纖維係不連續纖維的前端部發揮作為應力集中源的作用。但是，一般在面外強度的測定中，纖維端部的影響，在強化纖維的配向為單方向的情況下，推定其影響是輕微的。此外，在本發明的纖維強化塑膠的層間具有固化的樹脂層的情況下，認為層間的影響變大，強化纖維的影響進一步變小。

此外，在本發明的纖維強化塑膠的面外強度測定中，未必要依照既定的試驗片的尺寸。具體而言，可舉出：彎曲部的厚度t、彎曲部之內徑的曲率半徑R、平面部的長度、纖維強化塑膠之層間的不連續強化纖維束的夾角等。此外，在本發明的纖維強化塑膠中，只要前述的值在本說明書中所記載之較佳範圍內，便能夠滿足σ1/σ2的關係。此外，在實施4點彎曲試驗的情況下，對試驗片的荷重點係根據纖維強化塑膠的大小來決定，在彎曲部的曲率半徑為8mm以下的情況下，圖6所示的 荷重點13、與相同平面部中的支點14之距離ds為20mm，彎曲部的頂點16與荷重點13之距離Lx為15mm。在彎曲部的曲率半徑比8mm大的情況下，圖6所示的荷重點13、與相同平面部中的支點14之距離ds為20mm，彎曲部的頂點16與荷重點13之距離Lx為彎曲部的曲率半徑的1.5倍。

本發明的纖維強化塑膠較佳係以下的R1/R2為1.5以下。

R1/R2：將對彎曲部負載反覆荷重，從反覆荷重的最大值求出的面外應力，用將彎曲部的面外強度σ1的值設為1時的相對值r表示，作成將縱軸設為r，將橫軸設為纖維強化塑膠被破壞時的反覆次數的常用對數之曲線圖(graph)，在前述r為0.6以上的範圍內求出近似曲線的斜率R1，然後與R1同樣地操作，求出具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠的近似曲線的斜率R2，將R1除以R2所得到的值作為R1/R2。

作為供實現這樣的纖維強化塑膠用的構成，可舉出：具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠，前述層中的不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，且不連續強化纖維束的端部長度在0.2~10mm的範圍內，沿著不連續強化纖維束的配向方向，測定纖維強化塑膠的彎曲部中的不連續強化纖維束的端部、與沿著纖維方向鄰接之配向方向相同的其他不連續強化纖維束的端部的距離而得之距離 的最大值dX係設為前述彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。

在本發明中，作為供求出R1/R2用的負載反覆荷重的方法，係適用ASTM6415-06(2006)中記載的荷重的負載方法。即，為如下的方法：藉由以圖6所示的纖維強化塑膠的上表面2個荷重點13、下表面2個支點14支撐具有彎曲部和平面部的纖維強化塑膠試驗片，賦予壓縮荷重15的4點彎曲試驗來對試驗片賦予壓縮的荷重，從而在彎曲部的面外方向上賦予拉伸的荷重。

此時，將彎曲部間的壓縮荷重設為纖維強化塑膠不破壞之程度的反覆的壓縮荷重，從而能夠實施面外方向的疲勞試驗。此時，面外應力σ能夠使用反覆的壓縮荷重的最大值P，由以下的式2算出。

然後，如上述，將R1除以具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠中的近似曲線的斜率R2所得之值R1/R2較佳為1.5以下。又，在具有複數個彎曲部的情況下，藉由切斷試料等，以全部可測定的彎曲部作為對象測定面外強度，將其中最弱的點的近似曲線的斜率設為R1，將具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠中的同一處的近似曲線的斜率設為R2。此處，「具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠」係如上所述。

作為求出供算出R1用的近似曲線的方法，能夠以曲線圖中所描繪的點為基礎，由以其誤差依最小平方法成為最小的方式進行線形近似而得之直線的斜率求出。還有，該斜率越大，即使應力比降低反覆次數的增加亦越少，亦即可謂為：相對於應力比之降低係容易被破壞的試驗片。

在本發明的纖維強化塑膠中，關於可以達成R1/R2具有1.5以下的值的理由，細節不明，但可認為是以下的理由。

一般在如ASTM6415-06(2006)所代表的面外應力的測定方法中，在強化纖維為不連續的情況下，認為存在於彎曲部的不連續纖維係不連續纖維的前端部發揮作為應力集中源的作用。但是，一般在面外應力的測定中，纖維端部的影響，在強化纖維的配向為單方向的情況下，推定其影響是輕微的。此外，在本發明的纖維強化塑膠的層間具有固化的樹脂層的情況下，認為層間的影響變大，強化纖維的影響進一步變小。

此外，在本發明的纖維強化塑膠的面外應力測定中，未必要依照既定的試驗片的尺寸。具體而言，可舉出：彎曲部的厚度t、曲率半徑R、平面部的長度Ls、平面部的長度、纖維強化塑膠之層間的不連續強化纖維束的夾角等。此外，在本發明的纖維強化塑膠中，只要前述的值在本說明書中所記載之較佳範圍內，便能夠滿足R1/R2的關係。此外，在實施4點彎曲試驗的情況下，對試驗片的荷重點係根據纖維強化塑膠的大小來 決定，在彎曲部的曲率半徑為8mm以下的情況下，圖6所示的荷重點13、與相同平面部中的支點14之距離ds為20mm，彎曲部的頂點16與荷重點13之距離Lx為15mm。在彎曲部的曲率半徑比8mm大的情況下，圖6所示的荷重點13、與相同平面部中的支點14之距離ds為20mm，彎曲部的頂點16與荷重點13之距離Lx為彎曲部的曲率半徑的1.5倍。

作為本發明的纖維強化塑膠的製造方法，係包含下述步驟：沿著具有曲率的模具17的表面，將包含在單方向上配向的不連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物(以下，有將「包含在單方向上配向的不連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物」稱為不連續強化纖維預浸物的情況)進行彎曲賦形的步驟；及使用相同的模具將前述不連續強化纖維預浸物予以加熱．加壓的步驟。

此處，「前驅樹脂」，在樹脂為熱硬化性樹脂的情況下，係指由加熱．加壓所產生的熱硬化性樹脂的交聯反應少，並未進行樹脂之硬化的狀態，在樹脂為熱塑性樹脂的情況下，係指將熱塑性樹脂加熱．加壓並冷卻的步驟之前的狀態。

此外，不連續強化纖維預浸物，係由於不連續強化纖維在單方向上配向，因此藉由將不連續強化纖維的配向方向分別設為任意的方向並重疊(積層)各不連續強化纖維預浸物，而可以達成具有任意力學特性的成形體的設計。

作為供得到不連續強化纖維預浸物用的步驟，例如，有以下的方法：首先製作包含在單方向上拉齊的強化纖維，即在單方向上配向的連續強化纖維、和前驅樹脂的預浸物(以下，也有將「包含在單方向上配向的連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物」記為連續強化纖維預浸物的情形)，之後藉由使用刀片(cutter)的手工作業或裁切機插入切口的方法；或者是於在單方向上配向的連續強化纖維預浸物的製造步驟中連續地壓抵在既定的位置上配置有刀刃的旋轉刀刃輥，或是將連續強化纖維預浸物重疊成多層並用在既定的位置上配置有刀刃的模具割開，或是藉由雷射的照射切斷纖維等方法；或是使前驅樹脂含浸於預先在單方向上配向的不連續強化纖維等方法。就簡易地對連續強化纖維預浸物插入切口而言，適合使用手工作業或裁切機的方法；在考慮生產效率而大量製作的情況下適合使用割開的方法；在選定連續強化纖維預浸物中的特定場所插入切口的情況下，適合使用雷射的方法；在預先決定形狀而製作的情況下，適合使前驅樹脂含浸於不連續強化纖維的方法。當然，它們不限於前述的製作方法。又，在本說明書中，將包含不管是連續強化纖維束還是不連續強化纖維束的強化纖維束、和前驅樹脂的預浸物簡寫為預浸物。即，在將不連續強化纖維預浸物和連續強化纖維預浸物加以統稱的情況下，記載為預浸物。

在使用旋轉刀刃輥的情況下，可以直接削出輥並設置既定的刀刃，但藉由將削出成平板並在既定 的位置上配置刀刃的片狀模具捲繞在磁鐵輥等，係容易更換刀刃而較佳。藉由使用這樣的旋轉刀刃輥，即使是小切口(具體而言，切口長度為1mm以下)也能夠良好地插入切口。此外，對連續強化纖維預浸物插入切口而作成不連續強化纖維預浸物後，進一步藉由用輥等加壓該不連續強化纖維預浸物來使前驅樹脂填充於切口部並進行融接，從而提高操作性。

圖7(a)顯示將預浸物18壓抵並配置於模具上，沿著模具的彎曲部的峰19進行彎曲賦形，從而彎曲賦形為具有彎曲部和平面部的預浸物積層體之步驟的示意圖。此處所謂的預浸物，可以是積層預浸物，也可以是僅有1層的預浸物。在為僅有1層的預浸物的情況下，能夠藉由重複壓抵於模具以進行彎曲賦形的操作來得到預浸物積層體。又，在本說明書中，「積層預浸物」係指將進行彎曲賦形前的預浸物加以積層者，「預浸物積層體」係指經彎曲賦形之經積層的預浸物。關於形成積層預浸物的步驟，後述。

將預浸物18壓抵並配置於模具上，使其沿著模具的彎曲部的方向，係未必要沿著彎曲部的峰進行彎曲賦形，例如亦可以使用如圖7(b)所示的模具，使其沿著彎曲部的谷20，朝內側的面進行彎曲賦形。

此外，進行彎曲賦形的方法，可以藉由在密封空間中進行減壓抽吸來壓抵於模具上，也可以使用供將預浸物壓抵於模具用的扣件進行賦形。或者是，也可以用手工作業進行賦形。

用於彎曲賦形的模具，如圖7，只要包含彎曲部和平面部，就也可以包含其他的面，沒有特別的限定。即，用於賦形的模具，可以如圖8(a)，具有2處的彎曲部，也可以如圖8(b)，2處的彎曲部分別形成峰和谷的形狀。又，這些用於彎曲賦形的模具的形狀為例示者，不限於它們。

通常，在進行預浸物的彎曲賦形之際，會產生內周側和外周側處的周長差。在觀看每1層預浸物的情況下，需要一邊使預浸物內的厚度方向上之內側的強化纖維與外側的強化纖維的纖維間滑動，一邊配合彎曲部在厚度方向上進行不同移動量的變形，在觀看積層預浸物的情況下，需要一邊使積層預浸物內的厚度方向上之內側的預浸物與外側的預浸物的層間滑動，一邊配合彎曲部在厚度方向上進行不同移動量的變形。在這樣的狀況下，連續纖維強化預浸物無法在纖維方向上伸長，因此無法在厚度方向上進行不同移動量的變形，有無法完全追隨形狀的情況，但不連續強化纖維預浸物，藉由空出切口兩側的不連續強化纖維的端部之間的距離來在纖維方向上擴張，從而可以達成在厚度方向上進行不同移動量的變形，因此與連續強化纖維預浸物相比，形狀追隨性提高。由此，藉由使用不連續強化纖維預浸物作為將預浸物積層體進行賦形的預浸物，來允許朝纖維方向上的擴張而可以達成在彎曲部的厚度方向上之內側和外側進行不同移動量的變形，從而彎曲賦形時的對彎曲部的形狀追隨性提高。構成預浸物積層體的複數個 預浸物，只要包含不連續強化纖維預浸物，就沒有特別的限定，構成預浸物積層體的複數個預浸物當中，可以全部是包含不連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物，也可以僅有朝纖維方向的擴張所需之預浸物是不連續強化纖維預浸物。此外，關於預浸物積層體的積層構成，只要滿足上述要件，就沒有特別的限制，可以是任何構成。

在製作預浸物積層體後之使其固化的步驟中，為了在保持所賦形的形狀下使其固化，較佳為使用與在進行彎曲賦形的步驟中使用的模具同樣之模具進行固化。藉由使用同樣之模具，能夠防止由從模具拿下積層體而導致之積層體的形狀回復(回彈(spring-back))等的形狀變化，可以兼顧表面品質和力學特性。固化方法，在前驅樹脂為熱硬化樹脂的情況下，為了抑制空隙等缺陷，較佳為使用高壓釜進行硬化，但也可以是併用真空壓，並且一邊控制加熱溫度一邊使其固化的方法。

另外，作為本發明的纖維強化塑膠的製造方法，更佳為具有：為了製作在任意的層中所使用的不連續強化纖維預浸物而對連續強化纖維預浸物的整面插入切口的步驟。其原因是：藉此，前述積層預浸物中所含之包含不連續強化纖維束的層成為在預浸物的整面具有切口的層。即，可得到如圖7中的預浸物18之整面具有不連續纖維強化束的預浸物，因而更佳。藉由在預浸物的整面具有不連續強化纖維束，即使在例如如圖8所示的具有複數個彎曲部的模具中，預浸物也可以藉由具有不連續纖維強化束而變得容易對模具進行形狀追隨，因此能夠得到皺摺少之表面品質優異的纖維強化塑膠。

另外，作為本發明的纖維強化塑膠的製造方法，更佳為具有：為了製作在全部的層中所使用的不連續強化纖維預浸物而對連續強化纖維預浸物的整面插入切口的步驟。其原因是：藉此，前述積層預浸物中所含之全部預浸物的層成為在預浸物的整面具有切口的預浸物的層，更容易達成本發明的纖維強化塑膠之製作。即，可得到如圖7中的預浸物18之全部的層係整面具有不連續纖維強化的預浸物，因而更佳。藉由在全部的層中，在預浸物的整面具有不連續強化纖維束，即使在例如如圖8所示的具有複數個彎曲部的模具中，也可以藉由具有不連續纖維強化束而更容易達成預浸物的形狀追隨，因此能夠得到皺摺少之表面品質優異的纖維強化塑膠。此外，省去另外準備具有連續強化纖維的層來插入的勞力，因此在製作本發明的纖維強化塑膠所需之時間變短的意義上，也是較佳的。

另外，作為本發明的纖維強化塑膠的製造方法，更佳為在前述進行彎曲賦形的步驟中，包含加熱前述預浸物的操作。如前述，前述預浸物包含不連續纖維強化束及前驅樹脂。在將前述預浸物進行彎曲賦形時，藉由加熱前述預浸物，前驅樹脂的黏度降低，因此變得容易實施彎曲賦形，其結果，成為在經彎曲賦形後固化的纖維強化塑膠的表面品質優異者。關於預浸物的加熱溫度，只要為降低預浸物中所含之前驅樹脂的黏度而容易達成彎曲賦形的溫度即可，可根據預浸物中所含的前驅樹脂的種類來適宜選擇。此外，關於在彎曲賦形 時將預浸物予以加熱的操作的時期，只要可藉由加熱來降低預浸物中所含之前驅樹脂的黏度而容易達成彎曲賦形即可，因此沒有特別的限制，例如，可考慮：預先加熱預浸物，然後實施彎曲賦形；一邊加熱預浸物一邊實施彎曲賦形等方法。作為加熱預浸物的方法，可舉出：在具有熱源的腔室內或加熱器附近加熱預浸物等方法，但不限於它們。

另外，作為本發明的纖維強化塑膠的製造方法，更佳為在前述的進行彎曲賦形的步驟前，具有積層複數片預浸物而形成積層預浸物的步驟。即，圖7中的預浸物18更佳為經積層的預浸物。此處，積層複數片預浸物的步驟，係指積層複數片包含包含在單方向上配向的不連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物的預浸物而得到積層預浸物的步驟。構成積層預浸物的預浸物，只要包含不連續強化纖維預浸物，就沒有特別的限定，可以是僅由不連續強化纖維預浸物所構成的態樣，也可以是一部分包含不連續強化纖維預浸物的態樣，沒有特別的限定。積層預浸物可以是因應作為成形對象之纖維強化塑膠的目標厚度而積層片數部分地不同者。又，在將表面品質和力學特性保持一定及容易生產、泛用性高這樣的意義上，較佳係預浸物整面為不連續強化纖維預浸物。

在積層預浸物之際，預浸物的層中所含之不連續強化纖維的方向、與積層於此的其他預浸物的層中所含之不連續強化纖維的方向可以是不同的。此外， 可以準備複數個預先積層了複數片的部分積層預浸物，將部分積層預浸物彼此重疊而作成積層預浸物，此外，也可以將部分積層預浸物進行彎曲賦形而作成部分預浸物積層體後，將它們重疊而作成預浸物積層體。

此外，在進行積層的步驟中，可以積層任意片數的預浸物，但若積層過多層的預浸物，則在前述進行彎曲賦形的步驟中，有預浸物的操作性降低的情形。在這樣的情況下，可適宜選擇預浸物的積層片數。

此外，作為預浸物的積層方法，可以使用自動裝置來將預浸物彼此重疊，也可以用手工作業進行重疊。此外，可以藉由在密封空間內將重疊的預浸物進行減壓抽吸來提高預浸物彼此間的黏著力。

作為本發明的纖維強化塑膠之用途，有要求強度、剛性、輕量性的自行車用品、高爾夫等運動構件的桿子或桿頭、車門或座椅框架等汽車構件、機械手臂等機械零件、航空器構件。其中，能夠較佳地應用於除了強度、輕量之外，構件形狀複雜，並如本材料般要求形狀追隨性的座椅板或座椅框架等汽車零件、或是主翼的桁條(stringer)等航空器構件。

實施例

以下，藉由實施例，進一步具體說明本發明，但本發明不限於實施例中記載的發明。

<不連續強化纖維預浸物的製作>

將在既定的位置上配置有刀刃的旋轉刀刃輥壓抵在預浸物片上，將貫通預浸物的切口插入預浸物的整面，從而切斷預浸物中的強化纖維，得到不連續強化纖維束的長度L為一定值25mm的不連續強化纖維預浸物。此外，在比較例5中，使用刀片，用手工作業在使預浸物彎曲的特定處插入複數個切口。

<積層方法>

將不連續強化纖維預浸物切斷為150mm×200mm的尺寸，將其積層複數片而得到積層預浸物。

<彎曲賦形方法>

在具有拐角部(拐角部半徑：7.5mm，彎曲角度：90度)的模具中，將積層預浸物以使其在拐角部彎曲的方式一邊以熨斗加熱一邊沿著模具進行賦形，得到具有彎曲部和平面部的預浸物積層體。在部分積層預浸物上進一步將部分積層預浸物予以賦形的情況下，也同樣地操作來進行賦形，得到具有彎曲部和平面部的預浸物積層體。

<固化方法>

使用與用於彎曲賦形的模具同樣之模具，將所得到的預浸物積層體連同模具進行抽真空後，以高壓釜使其硬化，得到既定形狀的纖維強化塑膠。

<不連續強化纖維預浸物的製作評價方法>

關於不連續強化纖維預浸物的製作，用以下的2階段進行評價。又，僅限於表1~3中，將「不連續強化纖維預浸物的製作」縮寫為「預浸物製作」。

A：不連續強化纖維預浸物的製作幾乎不花人力，能夠不需要時間地連續製作者。

C：不連續強化纖維預浸物的製作要花人力，需要時間而連續製作難以進行者。

<表面品質的評價方法>

觀察製作的纖維強化塑膠，用以下的3階段進行評價。

A：在纖維強化塑膠的內徑側產生的皺摺少，且開口不顯眼者。

B：在纖維強化塑膠的內徑側產生的皺摺少，但容易辨識出開口或者容易辨識出不連續強化纖維者。

C：在纖維強化塑膠的內徑側觀察到顯眼的皺摺者。

<操作性的評價方法>

用以下的3階段，評價加熱積層預浸物，在彎曲賦形的模具中使其進行賦形時的操作性。

A：在使積層預浸物沿著彎曲賦形的模具時，沒有特別的問題點者。

B：在使積層預浸物沿著彎曲賦形的模具時，在操作上稍有困難，但對使其沿著模具所需的時間的影響小者。

C：在使積層預浸物沿著彎曲賦形的模具時，在操作上稍有困難，需要時間者。

<面外強度評價方法>

以具有彎曲部的方式，將製作的纖維強化塑膠切斷為寬度25mm，將圖6所示的從彎曲部的頂點16到荷重點13之距離Lx設為15mm，將從荷重點13到支點14之距離ds設為20mm，設置於4點彎曲評價用治具(jig)，以位移速度2mm/分鐘實施4點彎曲試驗，測定破壞荷重後，使用式1計算面外強度。又，4點彎曲評價用的試驗片的寬度，在圖6中為縱長方向，並未圖示(在面外疲勞特性評價方法中，也相同)。

<面外疲勞特性評價方法>

以具有彎曲部的方式，將製作的纖維強化塑膠切斷為寬度25mm，將圖6所示的從彎曲部的頂點16到荷重點13之距離Lx設為15mm，將從荷重點13到支點14之距離ds設為20mm，設置於4點彎曲評價用治具，以應力比0.1、頻率3Hz負載反覆荷重，從而實施4點彎曲評價，以應力比r為0.6以上的任意應力(應力係使用式2算出)實施試驗至試驗片破掉為止。使用所得到的結果，以前述之求出R1/R2的方法評價面外疲勞特性。

(實施例1)

使用強化纖維為碳纖維，基質樹脂為環氧樹脂的預浸物「TORAYCA」(註冊商標)預浸物薄片P2352W-19(強 化纖維：T800S、基質樹脂：3900-2B、強化纖維的體積含有率：56%、積層單面脫模紙)，將各為約略半數的dL為1mm、Ws/dL為0.24，即切口為14°之形成同一正負角度的切口插入。

分別準備4組的3片前述預浸物、和1片沒有插入切口之同一品種的預浸物，以強化纖維束的方向成為相同的方式積層3片切口預浸物後，在其上積層沒有插入切口的預浸物而準備4組部分積層預浸物。使加熱的積層預浸物沿著模具進行彎曲賦形，作成部分預浸物積層體後，在此部分預浸物積層體上依序積層剩下的部分積層預浸物，得到包含了切口的積層構成成為表1所示的對稱積層，且模具的平面部的稜線和不連續強化纖維的方向一致之具有彎曲部和平面部的預浸物積層體。

用高壓釜，在180℃、2小時下使所得到的積層體硬化，得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.6倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.93。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.24。

(實施例2)

使用強化纖維為碳纖維，基質樹脂為環氧樹脂的預浸物「TORAYCA」(註冊商標)預浸物薄片P3052S-15(強化纖維：T700S、基質樹脂：2500、強化纖維的體積含有率：56%、積層單面脫模紙)，將各為約略半數的dL為1mm、Ws/dL為0.24，即切口為14°之形成同一正負角度的切口插入。分別準備8組的3片前述預浸物、和1片沒有插入切口的同一品種的預浸物。除了使用它們，以強化纖維束的方向成為相同的方式積層3片切口預浸物後，在其上積層沒有插入切口的預浸物而準備8組部分積層預浸物，和將高壓釜的硬化條件設為130℃、90分鐘外，與實施例1同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為4.6mm。

相對於後述的比較例2，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.5倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例2求出σ1/σ2，結果其值為0.72。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為0.98。

(實施例3)

除了準備4組的以不連續強化纖維束的方向成為相同的方式僅積層4片插入了切口的預浸物而成之部分積層預浸物，作成使用它們的4組部分預浸物積層體外， 與實施例1同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.7倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.98。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.15。

(實施例4)

除了準備8組的以不連續強化纖維束的方向成為相同的方式僅積層4片插入了切口的預浸物而成之部分積層預浸物，作成使用它們的8組部分預浸物積層體外，與實施例2同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為4.6mm。

相對於後述的比較例2，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.4倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例2求出σ1/σ2，結果其值為0.78。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為0.91。

(實施例5)

除了準備1個以不連續強化纖維束的方向成為相同的方式積層16片的積層預浸物外，與實施例3同樣地操 作而得到既定形狀的纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯變少，但在彎曲賦形的步驟中積層的預浸物厚，因此操作性稍稍降低。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.18倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例31求出σ1/σ2，結果其值為0.92。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.3。

(實施例6)

除了準備4個以不連續強化纖維束的方向逐步相差45°的方式積層4片(積層構成成為[45°/0°/-45°/90°])的積層預浸物，將積層預浸物進行彎曲賦形後，從其上將積層預浸物進行賦形，從而得到積層構成成為[45°/0°/-45°/90°]_2s之具有彎曲部和平面部的預浸物積層體外，與實施例1同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯變少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.6倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例3求出σ1/σ2，結果其值為0.90。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.2。

(實施例7)

除了使用熱塑性樹脂的共聚合聚醯胺樹脂(Toray(股)製的「Amilan」(註冊商標)CM4000)作為基質樹脂；藉由熔接來得到積層預浸物；成形在200℃的環境下、在模具中進行彎曲賦形後在其上積層積層預浸物而成之預浸物積層體外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3.2mm。

相對於後述的比較例3，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少，但積層預浸物彼此間的黏著性差，操作性差。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.7倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例4求出σ1/σ2，結果其值為0.75。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.3。

(實施例8)

除了將各為約略半數的dL成為1mm的切口、和dL成為5mm的切口作為形成同一角度的切口外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少，但纖維強化塑膠的切口部之以dL成為5mm的切口為中心的開口顯眼，表面品質比實施例3稍差。然後，藉由影像掃描 來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.8倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.9。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.25。

(實施例9)

除了將Ws/dL設為0.87，即，將不連續強化纖維束和纖維的配向方向的夾角設為60°外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少，但纖維強化塑膠的切口部之開口顯眼，表面品質比實施例3稍差。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.75倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.95。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.15。

(實施例10)

除了插入全部形成14°之同一正角度的切口作為切口外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少，但若與實施例3相比，則纖維強化塑膠的切口部之開口顯眼，表 面品質稍差。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.7倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.9。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.25。

(實施例11)

除了指定預浸物的成為彎曲部之處，僅在該處使用刀片，以手工作業，以切口彼此不重疊且不相接的方式做出長度1mm、形成14°之同一正負角度的切口，同時任意地設置複數處外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑膠。在對預浸物插入切口之際，由於場所的指定需要時間，因此不連續纖維強化預浸物的製作需要時間而很難進行連續的製作，結果纖維強化塑膠的製作需要時間而作業性差。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為2.9mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力小，彎曲賦形所需的時間幾乎與實施例3相等。相對於比較例1，成形的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.1倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例3求出σ1/σ2，結果其值為0.88。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.24。

(實施例12)

除了準備16片的以不連續強化纖維束的方向成為相同的方式1片1片地積層插入切口的預浸物而成之積層預浸物外，與實施例3同樣地操作而得到纖維強化塑 膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為2.9mm。

相對於後述的比較例1，所得到的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯較少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.07倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例1求出σ1/σ2，結果其值為0.92。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.18。

(比較例1)

除了不在預浸物中插入切口外，與實施例1同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力大，彎曲賦形需要時間。在拐角部的內側產生有皺摺，與實施例1相比，纖維起皺的痕跡明顯較多。

(比較例2)

除了不在預浸物中插入切口外，與實施例4同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為4.7mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力大，彎曲賦形需要時間。在拐角部的內側產生有皺摺，與實施例4相比，纖維起皺的痕跡明顯較多。

(比較例3)

除了不在預浸物中插入切口外，與實施例6同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力非常大，彎曲賦形需要時間。成形的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生有許多皺摺，與實施例6相比，纖維起皺的痕跡明顯較多。此外，實施厚度方向的觀察，結果觀察到許多空隙。

(比較例4)

除了不在預浸物中插入切口外，與實施例5同樣地操作而得到纖維強化塑膠。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為3mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力非常大，需要預浸物充分加熱。此外，與比較例1相比，彎曲賦形需要時間。成形的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生有許多皺摺，與實施例5相比，纖維起皺的痕跡明顯較多。此外，實施厚度方向的觀察，結果觀察到許多空隙。

(比較例5)

除了在設置切口之際，指定預浸物的成為彎曲部之處，在該處使用刀片，以手工作業，以切口彼此不重疊且不相接的方式做出長度1mm、形成14°之同一正負角 度的切口，同時任意地設置複數處外，與實施例6同樣地操作而得到纖維強化塑膠。在對預浸物插入切口之際，由於場所的指定需要時間，因此預浸物的製作需要時間而很難進行連續的製作，結果纖維強化塑膠的製作需要時間而作業性差。此外，由於先指定切口處再插入切口，因此45°層及90°層係預浸物中所含之強化纖維的長度並未成為相同，此外插入切口之處也發生不均。所得到的纖維強化塑膠之彎曲部的厚度的平均值t為2.9mm。

在積層預浸物彎曲賦形時預浸物的阻力小，彎曲賦形所需的時間幾乎與實施例3相等。相對於比較例1，成形的纖維強化塑膠在拐角部的內側產生的皺摺明顯變少。然後，藉由影像掃描來測定dX的值，結果為彎曲部的平均厚度t的0.1倍。此外，使用本纖維強化塑膠、和後述的比較例3求出σ1/σ2，結果其值為0.86。同樣地，求出R1/R2的值，結果其值為1.26。

在表中，「積層構成」係在彎曲賦形後經過固化的步驟所得到的纖維強化塑膠之積層構成的縮寫，「積層預浸物」係在進行彎曲賦形之前的積層步驟中所積層的部分積層預浸物或積層預浸物之積層構成的縮寫。此外，在這些積層構成的標記中，對於併用不連續強化纖維預浸物和連續纖維強化預浸物的實施例1及2的積層構成，為了區別它們，而對不連續強化纖維預浸物(插入切口的預浸物)附上後綴字c，對連續強化纖維預浸物(沒有插入切口的預浸物)附上後綴字1(對於全部是不連續強化纖維預浸物或連續強化纖維預浸物的其他例子，沒有賦予後綴字)。

Claims (15)

1. 一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部之纖維強化塑膠，在該各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L，該彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著該纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，該其他纖維束，係其端部被包含在該彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著該彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著該2個纖維束的該彎曲部中的配向方向，測定該纖維束的彎曲部側的端部、與該其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則該dX係該彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。
2. 一種纖維強化塑膠，其係具有複數個在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個強化纖維束的層，該層係全部為在固化的基質樹脂中包含配向方向為單方向的複數個不連續強化纖維束的層，並具有彎曲部和平面部之纖維強化塑膠，在該各層中，複數個不連續強化纖維束的長度係實質上為同一長度L， 該彎曲部中包含有不連續強化纖維束的端部，在沿著該纖維束沿彎曲部彎曲所配向的方向的前端，進一步存在有鄰接的其他不連續強化纖維束，該其他纖維束，係其端部被包含在該彎曲部，在其被包含在彎曲部的部分沿著該彎曲部彎曲而配向的情況下，若沿著該2個纖維束的該彎曲部中的配向方向，測定該纖維束的彎曲部側的端部、與該其他纖維束的彎曲部側的端部之間的距離，將其中的最大值設為dX，則該dX係該彎曲部中的厚度的平均值t的0.03倍以上2倍以下。
3. 如請求項1或2的纖維強化塑膠，其中該彎曲部的彎曲角度為30度以上。
4. 如請求項1至3中任一項的纖維強化塑膠，其中該固化的樹脂為熱硬化性樹脂。
5. 如請求項1至4中任一項的纖維強化塑膠，其中在該層中的不連續強化纖維束中，不連續強化纖維束的端部形成實質上為同一長度dL的直線。
6. 如請求項5的纖維強化塑膠，其中若將該不連續強化纖維束的端部投影於相對於該不連續強化纖維束的配向方向為正交之方向上的長度設為Ws(mm)，則Ws/dL的值為0.03以上0.75以下。
7. 如請求項5或6的纖維強化塑膠，其中不連續強化纖維束的端部形成的直線相對於該層中的不連續強化纖維束的配向方向取得的角度當中，較小的角度為同一絕對值θ。
8. 如請求項5至7中任一項的纖維強化塑膠，其中不連續強化纖維束的端部形成的直線相對於該層中的不連續強化纖維束的配向方向取得的角度當中，較小的角度形成同一絕對值θ的正負角度。
9. 如請求項1至8中任一項的纖維強化塑膠，其中將該彎曲部的面外強度σ1除以除了具有連續的強化纖維外係具有相同構成之纖維強化塑膠的彎曲部的面外強度σ2而得的值σ1/σ2為0.7以上。
10. 如請求項1至9中任一項的纖維強化塑膠，其中以下的R1/R2為1.5以下，R1/R2：將對該彎曲部負載反覆荷重，從反覆荷重的最大值求出的面外應力，用將該彎曲部的面外強度σ1的值設為1時的相對值r表示，作成將縱軸設為r，將橫軸設為纖維強化塑膠被破壞時的反覆次數的常用對數之曲線圖，在該r為0.6以上的範圍內求出近似曲線的斜率R1，然後與R1同樣地操作，求出具有連續的強化纖維之纖維強化塑膠的近似曲線的斜率R2，將R1除以R2所得到的值作為R1/R2。
11. 一種纖維強化塑膠的製造方法，其係如請求項1至10中任一項的纖維強化塑膠的製造方法，其中包含下述步驟：作為包含強化纖維束和前驅樹脂的預浸物，於該預浸物的至少一部分使用包含在單方向上配向之不連續強化纖維束和前驅樹脂的預浸物，而沿著具有既定曲率的模具的表面進行彎曲賦形的步驟；及使用相同的模具將該預浸物予以加熱．加壓的步驟。
12. 如請求項11的纖維強化塑膠的製造方法，其具有：在任意的層中，對該預浸物的整面插入切口的步驟。
13. 如請求項11或12的纖維強化塑膠的製造方法，其具有：在全部的層中，對該預浸物的整面插入切口的步驟。
14. 如請求項11至13中任一項的纖維強化塑膠的製造方法，其中在該進行彎曲賦形的步驟中，包含將該預浸物加熱的操作。
15. 如請求項11至14中任一項的纖維強化塑膠的製造方法，其具有：在該進行彎曲賦形的步驟之前，積層複數片該預浸物的步驟。