WO2008038591A1

WO2008038591A1 - Process for producing composite prepreg base, layered base, and fiber-reinforced plastic

Info

Publication number: WO2008038591A1
Application number: PCT/JP2007/068401
Authority: WO
Inventors: Eisuke Wadahara; Masahiro Yamanouchi; Ichiro Taketa; Akihiko Kitano
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-04-03
Also published as: US8906494B2; CN101516589B; TW200829408A; TWI447009B; JPWO2008038591A1; JP5320742B2; US8361265B2; US20100092770A1; EP2067592A1; EP2067592B1; EP2067592A4; KR20090073081A; KR101416727B1; ES2808202T3; US20130122241A1; CN101516589A

Description

明細書

複合プリプレダ基材の製造方法、積層基材および繊維強化プラスチック技術分野

[0001] 本発明は、複合プリプレダ基材の製造方法、複数枚の複合プリプレダ基材の積層力、らなる積層基材、および、積層基材から成形された繊維強化プラスチックに関する

背景技術

[0002] 強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック（以降、 FRPと略すこともある）は、比強度、比弾性率が高ぐ力学特性に優れること、耐候性、耐薬品性などの高機能特性を有することなどから、産業用途においても注目され、その需要は年々高まりつつある。

[0003] 高機能特性を有する FRPの成形方法としては、連続した強化繊維シートにマトリツタス樹脂を含浸せしめて製造されるマトリックス樹脂が半硬化状態のプリプレダ基材の複数枚を積層して得られる積層体を、オートクレープで加熱 '加圧することにより、マトリックス樹脂を硬化させ、 FRPを成形するオートクレープ成形法が、最も一般的に用いられている。

[0004] このオートクレーブ成形法により得られた FRPは、強化繊維が連続繊維であるため、優れた力学物性を有する。また、連続繊維が、一方向配列など規則的に配列されている場合、プリプレダ基材の配置や配列により、所望とする力学物性を有する FRP の設計が容易であり、製造される FRPの力学物性のバラツキも小さい。

[0005] しかしながら、一方で、強化繊維が連続繊維であるため、 3次元形状等の複雑な形状を有する FRPを成形することは難しぐ従来は、主として、平面形状あるいはそれに近!/、形状の FRPの製造に限られて!/、た。

[0006] 3次元形状等の複雑な形状を有する FRPの成形に適した成形方法として、 SMC ( シートモールディングコンパウンド）を用いたプレス成形等がある。この成形法では、通常 25mm程度に切断されたチョップドストランドにマトリックス樹脂を含浸せしめ、樹脂が半硬化状態の SMCシートを、プレス機を用いて加熱'加圧することにより FRPの成形を行う。多くの場合、加圧前に、 SMCを成形する FRPの形状より小さく切断して成形型上に配置し、加圧により所望とする形状に SMCを引き伸ばして、すなわち、流動させて成形を行う。そのため、その流動により、 3次元形状等の複雑な形状にも追従可能となる。

[0007] しかしながら、 SMCはそのシート化工程において、チョップドストランドの分布ムラ、配向ムラが必然的に生じてしまうため、得られる FRPの力学物性が低下し、そのバラツキが大きくなる問題があった。更には、特に薄物の部材では、成形された部材のソリ、成形された部材の表面に浅い窪み等が発生しやすぐ構造材用の部材として用いるには不適な場合が多かった。

[0008] 上述のような FRPあるいはその製造における欠点を解消することを目的として、連続繊維と熱可塑性樹脂からなるプリプレダ基材に、連続繊維を横切る方向において連続繊維を切断する深さの切れ目を入れることにより、成形時の繊維の流動性を高め、成形品の力学物性のバラツキを小さくする FRPの製造方法が提案されている（特許文献 1)。

[0009] しかしながら、特許文献 1に記載のプリプレダ基材は、マトリックス樹脂が溶融粘度の高い熱可塑性樹脂であるにも関わらず、プリプレダ基材に切り込みを入れただけであるため、それを用いて成形しょうとする成形品が凹凸部を有する場合、その凹凸部形状に追従した成形ができな!/、だけでなぐプリプレダ基材自体およびプリプレダ基材中の切り目により切断されることにより連続ではなくある長さとされている繊維の流動性が劣る問題を有していた。

特許文献 1 :特開昭 63— 247012号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明は、成形品の成形時におけるプリプレダ基材自体、および/または、プリプレグ基材中の繊維の切り目により連続ではなくある長さとされている繊維力良好な流動性を有し、成形する成形品の形状への追従性が良好で、成形品を成形する際の成形条件の選択幅が広レ、プリプレダ基材の製造方法を提供することを目的とする [0011] 本発明は、 FRPに成形した場合に優れた力学物性、品質安定性、外観品位を発現する積層基材、および、前記プリプレダ基材あるいは前記積層基材から得られる F

RPを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記課題を解決するための本発明の複合プリプレダ基材の製造方法の一つは、次の通りである。

[0013] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

(1 a)—方向に配列された連続している強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに少なくとも部分的に含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材を用意する工程、

(1 -b)前記工程（1 a)にお!/、て用意されたプリプレダ基材の少なくとも一方の表面に、追加樹脂層を形成する工程、および

(1 -c)前記工程（1 b)にお!/、て得られた追加樹脂層が形成されたプリプレダ基材に、切り込みを入れて、前記連続している強化繊維を繊維長が 1乃至 300mmの不連続な状態とする工程、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。

[0014] 上記課題を解決するための本発明の複合プリプレダ基材の製造方法の他の一つは、次の通りである。

[0015] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

(2— a)—方向に配列された連続している強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに少なくとも部分的に含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材を用意する工程、 (2— b)前記工程（2— a)において用意されたプリプレダ基材に、切り込みを入れて、前記連続している強化繊維を繊維長が 1乃至 300mmの不連続な状態とする工程、および、

(2— c)前記（2— b)の工程において得られた繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなるプリプレダ基材の少なくとも一方の表面に、追加樹脂層を形成する工程、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。

[0016] 上記課題を解決するための本発明の複合プリプレダ基材の製造方法の更に他の一つは、次の通りである。

[0017] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

(3— a)—方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmであり当該長さを有する繊維の端部の位置が長手方向において不揃いな不連続の強化繊維からなる繊維シートを用意する工程、

(3— b)前記工程（3— a)において用意された繊維シートに少なくとも部分的にマトリックス樹脂を含浸させ、プリプレダ基材を形成する工程、

(3— c)前記工程（3— b)において得られたプリプレダ基材の少なくとも一方の表面に、追加樹脂層を形成する工程、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。

[0018] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記プリプレダ基材に形成される多数の切り込み力前記強化繊維の配列方向を横切る方向に 2乃至 50mmの長さの切り込みが間隔をおいて配列されてなる切り込み列と該切り込み列が前記強化繊維の配列方向に間隔をおいて配列されることにより形成され、前記切り込み列の一つを前記強化繊維の配列方向に移動した際に、最初に切り込み同士が重なる他の切り込み列との間隔が、 10乃至 100mmであり、前記強化繊維の配列方向において隣り合う切り込み列における切り込み位置力 S、互いに前記強化繊維の配列方向に直交する方向にずれており、かつ、前記強化繊維の配列方向において隣り合う切り込み列における切り込みの端部の位置力 S、前記強化繊維の配列方向に投影した場合、 0. 1mm乃至前記強化繊維の配列方向に直交する方向において隣り合う切り込みのうち短!/、方の長さの 0. 1倍の範囲で互いに重なり合って!/、ることが好まし!/、。

[0019] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成される前記追加樹脂層が、当該プリプレダ基材の表面の全体、あるいは、その表面の一部に形成され、かつ、形成された追加樹脂層の厚みが、前記強化繊維シートを形成している強化繊維の単繊維の直径乃至前記原料プリプレダ基材の厚みの 0. 5倍の範囲であることが好ましい。

[0020] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記追加樹脂層に、粒子状または繊維状の充填材が配合されて!/、ることが好まし!/、。

[0021] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記追加樹脂層を形成する樹脂と前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂とが異なり、かつ、前記追加樹脂層を形成する樹脂の室温乃至樹脂分解温度の範囲における最低粘度が、前記マトリックス樹脂のそれより低レ、ことが好まし!/、。

[0022] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記追加樹脂層を形成する樹脂と前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂とが異なり、かつ、前記追加樹脂層を形成する樹脂の破壊靭性カ、前記マトリックス樹脂のそれより高いことが好ましい。

[0023] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において、前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であり、前記追加樹脂層を形成する樹脂が、熱可塑性樹脂であることが好ましい。

[0024] 上記課題を解決するための本発明の積層基材の一つは、次の通りである。

[0025] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法により製造された複合プリプレダ基材の複数枚が、少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在するように積層され、前記各複合プリプレダ基材間において、隣り合う複合プリプレダ基材の少なくとも一部が互いに接着されてなる積層基材。

[0026] 上記課題を解決するための本発明の積層基材の他の一つは、次の通りである。 [0027] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シトと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材の複数枚が、少なくとも一方の最表層と積層層間の内少なくとも一つの層間に、追加樹脂層が配置されて積層され、各積層層間において、前記原料プリプレダ基材同士および/または前記原料プリプレダ基材と前記追加樹脂層との境界の少なくとも一部が、接着されて一体化されて!/、る積層基材。

[0028] 本発明の積層基材において、積層された複数枚の複合プリプレダ基材の少なくとも 2枚の複合プリプレダ基材における追加樹脂層の厚み力互いに異なることが好ましい。

[0029] 本発明の積層基材において、前記積層基材表面の追加樹脂層の厚みが、前記積層基材内部の追加樹脂層のそれよりも厚レ、ことが好まし!/、。

[0030] 本発明の積層基材において、前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であり、前記追加樹脂層を形成する樹脂が、熱可塑性樹脂であって、前記熱可塑性樹脂が積層基材の表面に露出していることが好ましい。

[0031] 上記課題を解決するための本発明の繊維強化プラスチックは、次の通りである。

[0032] 本発明の積層基材を加熱 ·加圧して得られる繊維強化プラスチックであって、前記積層基材と少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在している繊維強化プラスチック

[0033] 本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記強化繊維の隣り合う不連続状態の繊維の端群の間に、前記追加樹脂層を形成する樹脂が介在していることが好ましい発明の効果

[0034] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法によれば、一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に、追加樹脂層が形成される。この追加樹脂層は、製造された複合プリプレダ基材、あるいは、それらが積層されて製造された積層基材を用いて、加熱 ·加圧下に成形品を製造する工程にお!/、て、複合プリプレダ基材および/または積層基材の位置変化ある!/、は形状変化を容易にする。

[0035] 追加樹脂層は、原料プリプレダ基材とは別に用意されるため、追加樹脂層を形成する樹脂の選択は、原料プリプレダ基材におけるマトリックス樹脂との関係において、大幅な制約を受けることなぐ比較的自由に、成形品の製造条件、製造の際の繊維の流動状態を考慮して、選定することができる。それがため、成形品の製造工程における複合プリプレダ基材および/または積層基材の良好な流動性、所望とする成形品の形状への追従性、および、成形品の製造条件の選択幅の広域化が、もたらされる。また、従って、優れた力学物性、品質安定性、外観品位を有する繊維強化プラスチックの製造を可能とする。

[0036] 製造される繊維強化プラスチックは、リブや 2次曲面などの複雑な形状を有する部材を含む輸送機器（自動車、航空機、艦艇など)の構造部材、産業機械の構造部材、精密機器の構造部材、スポーツ用具（自転車、ゴルフなど)の構造部材などに特に好適に用いられる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]図 1は、本発明の複合プリプレダ基材の製造方法により製造された複合プリプレグ基材の複数枚（図では、 4枚）を積層した積層基材の概略断面図である。

[図 2]図 2は、図 1に示す積層基材を用いて製造された本発明の FRPの概略断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の複合プリプレダ基材の製造方法において用いられる原料プリプレダ基材の一例の概略平面図である。

[図 4]図 4は、従来のプリプレダ基材の複数枚（図では、 4枚）を積層した積層基材の概略断面図である。

[図 5]図 5は、図 4に示す積層基材を用いて製造された従来の FRPの概略断面図である。

符号の説明

[0038] 1 :繊維配列方向

2：繊維配列方向を横切る方向

3 :強化繊維 4:強化繊維の不連続端群

5:繊維配列方向に投影したときの隣り合う切り込み列における切り込みの端部位置の重なり幅

6：不連続な繊維の繊維長

7:切り込み列

7a、 7b:切り込み

8:切り込み列

8a、 8b、 8c:切り込み

9:切り込み列

9a、 9b:切り込み

10、 10a, 10b, 10c、 lOd:追カロ樹脂層

11、 11a, lib, 11c:層間

12:金型の下型

13：強化繊維の隣り合う不連続端群の間の間隔

13a:強化繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙

14:ボイド

15：強化繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙に流れ込んだ樹脂

30:繊維シート

40:多数の切り込み、または、それらの個別の切り込み

50:多数の切り込み列、または、それらの個別の切り込み列

a:複合プリプレダ基材

a'：原料プリプレダ基材

b:積層基材

c： FRP

d:従来の積層基材

e:従来の FRP

発明を実施するための最良の形態

本明細書における用語「原料プリプレダ基材」は、一方向に配列された繊維長が 1 乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材を意味する。本発明の複合プリプレダ基材の製造方法により製造される複合プリプレダ基材は、原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に追加樹脂層が形成されている点において、原料プリプレダと区別される。用語「繊維シート」は、従来からプリプレダあるいはその製造において広く使用されてレ、る樹脂を含浸させる前の多数本の繊維がシート状あるレ、はテープ状に配列されたシートを意味する。この繊維シートを形成している多数本の繊維は、通常、マトリックス樹脂が塗布されたシート状あるいはテープ状の離型紙の上に、マトリックス樹脂が含浸された状態で、配列されている。

[0040] マトリックス樹脂は、繊維シートにおいて、多数本の配列繊維の全体に亘り実質的に完全に含浸されてレ、てもよレ、が、多数本の配列繊維に部分的に含浸されて!/、てもよい。マトリックス樹脂が完全に含浸されていると、複合プリプレダ基材を用いて成形される FRPにおけるボイド率を確実に小さくすることができるため、マトリックス樹脂が繊維シートに実質的に完全に含浸している原料プリプレダは、本発明の実施において、好ましく用いられる。

[0041] ここでいう実質的に完全に含浸とは、通常、ボイド率が 2%以下の状態を指す。また、部分的に含浸とは、通常、ボイド率が 2%を超える状態、または、ボイドを形成して V、る訳ではな!/、が部分的に配列繊維がドライである部分 (樹脂が付着してレ、な!/、部分)を有する状態 (セミプレダの態様)を指す。なお、本発明に関して用いられる繊維あるいは繊維を含む用語 (例えば、「繊維方向」等）における繊維は、特に断らない限り、強化繊維を意味する。

[0042] 図 1は、本発明の複合プリプレダ基材の製造方法により製造された複合プリプレダ基材 aの 4枚を積層した積層基材 bの概略断面図である。図 1において、 4枚の複合プリプレダ基材 aは、積層方向（繊維の配列方向）が 90° ずつずれて、 4層積層されて、積層基材 bを形成している。積層基材 bは、金型の下型 12の上面に載置されている。図 1において、上から 2層目、 4層目の原料プリプレダ基材 a 'は、中央部において、切り込みにより形成された強化繊維 3の不連続端群 4を有する。各層間 l la、 11 bおよび l lc、ならびに、上力、ら 4層目と下型 12との間には、追加樹脂層 10a、 10b、 10c、 lOdが存在している。以下において、これらの層間、ならびに、これらの追加樹脂層の一つを積層基材 bにおけるそれらの位置を考慮することなく呼称する場合、それぞれ、層間 11、ならびに、追加樹脂層 10が用いられる。

[0043] 図 2は、図 1の積層基材 bを用いて製造された本発明の FRPcの概略断面図である。 FRPcは、図 1の積層基材 bに上からプレス圧を加えることにより成形されたものである。図 2において、上から 2層目、 4層目は、中央部で左右に分離し、図 1の積層基材 bの際には隣接していた強化繊維の隣り合う不連続端群 4同士の間隔 13が拡がり、間隙 13aが形成されている。また、図 1の積層基材 bの層間 l la、 l ib, 11cや 4層目と下型 12との間にあった追カロ樹月旨層 10a、 10b、 10c、 10dは、図 2の FRPcにおいては、層間や表面に薄く伸ばされるとともに、強化繊維の隣り合う不連続端群 4同士の拡がった間隔 13により形成された間隙 13aに、樹脂 15として流れ込み、隙間 13a を埋めている。

[0044] 図 4は、従来のプリプレダ基材 a 'の 4枚を積層した積層基材 dの概略断面図である。この従来のプリプレダ基材 a'は、図 1に示す原料プリプレダ基材 a 'と同じものであるため、同じ符号 a 'が用いられている。図 4において、 4枚のプリプレダ基材 a'は、積層方向（繊維の配列方向）が 90° ずつずれて、 4層積層されて、積層基材 dを形成している。図 4において、上から 2層目、 4層目のプリプレダ基材 a 'は、中央部において、切り込みにより形成された強化繊維 3の不連続端群 4を有する。

[0045] 図 5は、図 4の積層基材 dを用いて製造された従来の FRPeの概略断面図である。 F RPeは、図 4の積層基材 dに上からプレス圧を加えることにより成形されたものである。図 5において、上から 2層目、 4層目は、中央部で左右に分離し、図 4の積層基材 d の際には隣接していた強化繊維の隣り合う不連続端群 4同士の間隔 13が拡がり、間隙 13aが形成されている。強化繊維の隣り合う不連続端群 4同士の拡がった間隔 13 により形成された間隙 13aに、各層から絞り出たマトリックス樹脂や、隣接層が侵入する。しかし、間隙 13aに侵入できる樹脂の量は乏しぐ間隙 13aには、ボイド 14が発生している。

[0046] 本発明の複合プリプレダ基材の製造方法により製造される複合プリプレダ基材 aは、不連続の強化繊維 3がー方向に配列しており、かつ、原料プリプレダ基材 a 'の表面の少なくとも一方に層状の樹脂層、すなわち、追加樹脂層 10を有する。かかる構成を有することで、以下の効果を奏する。

[0047] 第 1に、強化繊維 3がー方向に引き揃えられていることにより、強化繊維 3の配列方向の制御を、複合プリプレダ基材 aの積層時の配向方向により、行うこと力 Sできる。このように強化繊維が一方向に配向された複合プリプレダ基材 aであると、所望の力学物性を有する FRPの設計が可能となり、製造される FRPの品質安定性にも優れる（第 1の効果)。

[0048] 第 2に、強化繊維 3が不連続であることにより、 FRPの成形時に複合プリプレダ基材 aが強化繊維 3の配向方向にも流動可能となる。図 1において、強化繊維 3の幅方向 (上から 1層目、 3層目においては左右方向）に、原料プリプレダ基材 a'からなる層が伸張する。とともに、強化繊維 3の繊維方向（上から 2層目、 4層目においては左右方向）にも、隣り合う不連続端群 4の間の間隔 13が拡がることにより、複合プリプレダ基材 aの全体面積が伸張されるため、優れた成形性（良好な流動性、形状追従性および広レ、成形条件の選択幅など）を実現することができる（第 2の効果)。

[0049] 一方、強化繊維 3が連続繊維のみの場合、複合プリプレダ基材 aが繊維配向方向には流動できないため、複雑な形状を有する FRPを形成することはできない。

[0050] 強化繊維 3が不連続とは、複合プリプレダ基材 aにお!/、て、その繊維長が有限長である、すなわち、複合プリプレダ基材 aの繊維配列方向における複合プリプレダ基材 a の全長よりも強化繊維 3の長さが短いことを指す。具体的には、強化繊維 3の繊維長は、 1乃至 300mmの範囲である。好ましい繊維長は、 10乃至 100mm、より好ましい繊維長は、 5乃至 30mmである。繊維長が、 1mm未満の場合は、強化繊維が成形時の流動により、その配向に乱れを生じやすぐ力学物性が大きく低下する場合があ

[0051] 一方、繊維長が、 300mmを越える場合は、繊維長が長すぎて、強化繊維の流動性が悪くなり、力学物性のバラツキが大きくなる場合がある。なお、繊維長が上記の範囲内であれば、 FRPにおいて強化繊維は不連続ではある力 S、強化繊維による所望とする FRPの補強効果を発現することができる。不連続で一方向に配列した強化繊維の具体的な態様は、後述される。 [0052] 第 3に、原料プリプレダ基材 a 'の表面の少なくとも一方に層状の追加樹脂層 10を有した複合プリプレダ基材 aとすることにより、格段に優れた成形性を実現することができる（第 3の効果)。

[0053] この効果が、前記第 2の効果との相乗効果により、格段に大きくなることを見出した点が、本発明の特徴の一つである。強化繊維 3が不連続であることだけでは、 FRPの成形時における原料プリプレダ基材 a'の全体面積の伸張は十分ではない。複数枚の原料プリプレダ基材 a，を積層して形成する積層基材 bまたは積層基材 dの成形性は、原料プリプレダ基材 a'単独での全体面積の伸張だけではなぐ積層された隣接するプリプレダ基材同士の相互作用（層間 l la、 l ib, 11cの摩擦抵抗）にも大きく影響を受けることを見出し、複合プリプレダ基材 aを複数層積層した積層基材 bの発明がなされた。

[0054] 図 1において、積層基材 bの上側から下方向にプレス圧を加えることで、各層の厚みが薄くなり、強化繊維 3の幅方向（上から 1層目、 3層目においては左右方向）に原料プリプレダ基材 a 'が伸張する。さらに、層間 l l a、 l ib, 11cを介して、各層の伸張の差がせん断力となって伝達され、強化繊維 3の繊維方向（上から 2層目、 4層目においては左右方向）に荷重が加わる。

[0055] 図 2に示すように、この荷重により、上から 2層目、 4層目は中央部で左右に分離し、図 1の積層基材 bの際には隣接していた強化繊維の隣り合う不連続端群 4同士の間隔 13が形成される。特に、下型 12と上型からなる金型を用いてプレス成形にて FRP を成形する場合、前記要因に加え、原料プリプレダ基材 a 'と下型 12との摩擦抵抗にも大きく影響を受ける。追加樹脂層 10a、 10b, 10c, 10dが、層間 11、および、原料プリプレダ基材 a 'と下型 12の間に存在することで、原料プリプレダ基材 a 'が、 FRPの成形中に滑りやすくなり、その流動性が向上する。

[0056] 本発明によれば、原料プリプレダ基材 a '単独の全体面積の伸張と、隣接する複合プリプレダ基材 a同士と、複合プリプレダ基材 aおよび金型の相互作用との相乗効果により、格段に優れた良好な流動性、形状追従性および広い成形条件の選択幅を実現すること力 Sでさる。

[0057] このような作用をもたらす追加樹脂層 10は、原料プリプレダ基材 a '表面の片面に配置されていてもよいし、両面に配置されていてもよい。より低コストに追加樹脂層を導入する場合は前者が好ましぐ複合プリプレダ基材の表裏の使い分けをしたくない場合は後者が好ましい。両面に配置しておくと、より高い効果が発現されるため、本発明にお!/、て好ましレ、態様と云える。

[0058] 更に上記効果以外にも、力、かる追加樹脂層 10を有することにより、 FRPにおいて優れた外観品位およびボイド低減効果を得ることができる（第 4の効果)。

[0059] FRPの成形時に、図 5に示すように、原料プリプレダ基材 a'が、その隣り合う不連続端群 4の間隔 13が拡がることにより、全体面積の伸張をした際に、通常であれば、強化繊維 13の隣り合う不連続端群 4の間隔 13が拡がって形成された間隙 13aに、マトリックス樹脂は存在しない。そのため、他の部分からマトリックス樹脂が絞られて間隙 1 3aへと侵入しょうとしたり、隣接層が侵入しょうとしたりして、間隙 13aを埋めようとする

[0060] しかし、間隙 13aへと、マトリックス樹脂が絞り出され侵入しょうとすることや隣接層が侵入しょうとすることは容易ではなぐ従来のプリプレダ基材 (例えば、特許文献 1に記載の原料プリプレダ基材)では、間隙 13aは樹脂で十分に充填されることなぐ間隙 13aにはボイド 14が形成され易い。このようなボイド 14が、成形された FRPの表面に存在すると、 FRPの外観品位を著しく損なうだけでなぐ FRPに荷重が作用した際に、ボイド 14が存在する部位において応力集中が生じ、 FRPの力学特性も損なうという致命的な欠点となる。一方、隣接層が間隙 13aに侵入した場合は、積層されている層がうねり、 FRPの物性低下を招く。

[0061] これに対し、図 2に示すように、原料プリプレダ基材 a'が少なくとも一方の表面に追加樹脂層 10を有している場合、強化繊維 3の隣り合う不連続端群 4の間隔 13が拡がつて形成された間隙 13aに、追加樹脂層 10を形成している樹脂が供給される（流れ込む）ため、図 5に示されるボイド 14の形成は、確実に抑制される。すなわち、追加樹脂層 10を形成している樹脂力 S、流入できなかったマトリックス樹脂の穴埋めを行い、ボイド 14の発生を防ぐ樹脂の供給源となる。これは、マトリックス樹脂を絞り出すよりは、追加樹脂層を形成している樹脂が流動する方が遙かに容易であることに起因する。かかる追加樹脂層が、 FRPの外観品位および FRPのボイド低減に、格段に大きな効果を発現することを見出した点も本発明の特徴の一つである。

[0062] それ以外の特記すべき効果として、かかる追加樹脂層を有することにより、特に、 F RPの引張強度の向上効果を得ることができる（第 5の効果)。複合プリプレダ基材 aは、不連続の強化繊維 3から形成されているため、通常であれば、強化繊維 3が切れている不連続端群 4を起点として破壊する。そのため、連続状の強化繊維を用いたものに比べて、引張強度が低下し易いのが実状であった。

[0063] 一方、特に破壊靭性 (追加樹脂層を構成する樹脂自体のモード I破壊靭性 G 、追

IC

加樹脂層を有する複合プリプレダ基材を用いた FRPにおけるモード II破壊靭性 G )

IIC

に優れる追加樹脂層を有して!/、る場合、強化繊維が切断されて!/、る箇所に発生する初期クラック発生 ·進展を最小限に抑制する、および/または、例え初期クラックが発生したとしても、強化繊維の不連続端群とその他 (例えば、隣接層）の強化繊維の不連続端群とを連結する層間剥離の進展を抑制することができる。そのため、追加樹脂層を形成する樹脂に適切な破壊靱性を有する樹脂を用いることにより、強化繊維の不連続端群を起点とした破壊を最小限に抑制することができる。その結果、 FRPの引張強度をより高く発現することが可能となる。かかる追加樹脂層が特に引張強度の向上に大きな効果を発現することを見出した点も本発明の特徴の一つである。

[0064] 追加樹脂層を形成している樹脂とマトリックス樹脂とを同一とすることは可能である。

この場合、追加樹脂層とマトリックス樹脂とのコンパチビリティの観点、複合プリプレダ基材としての樹脂組成の選択の単純化ができ、製造工程の簡易化ができる。

[0065] 一方、追加樹脂層を形成している樹脂の室温乃至樹脂分解温度の範囲内における最低粘度（以下、最低粘度と略す）が、マトリックス樹脂のそれよりも低い樹脂により追加樹脂層を形成すると、前記第 3、 4の効果の効果を最大限に発現することができる。なお、原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、その室温乃至樹脂分解温度の範囲は、通常、 80乃至 150°C程度である。力、かるマトリックス樹脂の粘度よりも低い粘度の樹脂により追加樹脂層形成することは、本発明の最も好ましレ、態様の一つと云える。

[0066] 具体的には、追加樹脂層を形成している樹脂の最低粘度が、マトリックス樹脂のそれの 4/5以下であることが好ましい。より好ましくは 2/3以下、更に好ましくは 1/2 以下である。最低粘度が低すぎると、追加樹脂層が流れ出てしまって、前記第 3、 4 効果を発現できな!/、場合がある。

[0067] かかる観点からは、最低粘度は、マトリックス樹脂の 1/500以上であるのが好ましい。より好ましくは 1/100以上である。もちろん、追加樹脂層を形成する樹脂は、マトリックス樹脂との接着性や相溶性などを勘案して選定する必要があり、例えば、同種類の樹脂系における高粘度品と低粘度品との組み合わせなどが挙げられる。なお、マトリックス樹脂の粘度が充分に低い場合は、追加樹脂層の粘度は、マトリックス樹脂のそれよりも低くする必要はなぐマトリックス樹脂の粘度よりも高いものであっても、本発明の効果を発現させることは充分に可能である。

[0068] 樹脂の最低粘度は、昇温速度 2°C/分、振動周波数 0. 5Hz、パラレルプレート（直径 40mm)の条件下、室温乃至樹脂分解温度の範囲内における温度と粘度との関係曲線から求めた値である。測定装置としては、 Rheometric Scientific社製粘弹性測定システム拡張型 ARESを用いた。樹脂分解温度とは、 TG (熱重量分析)法で窒素雰囲気中で昇温速度 10°C/分で測定した熱減量が 30%を越える温度を指す

〇

[0069] 別の観点からは、追加樹脂層を形成している樹脂を、マトリックス樹脂の破壊靭性（追加樹脂層を構成する樹脂自体のモード I破壊靭性 G 、および、追加樹脂層を有

IC

する複合プリプレダ基材を用いた FRPにおけるモード II破壊靭性 G )よりも高!/、破

IIC

壊靭性を有する樹脂とすることにより、前記第 5の効果を最大限に発現することができる。力、かるマトリックス樹脂の破壊靭性よりも高!/、破壊靭性を有する樹脂からなる追加樹脂層を設けることは、本発明の最も好ましい態様の一つと云える。例えば、同種類の樹脂系における高靭性品と低靭性品との組み合わせや、後述の充填材を有する追加樹脂層と充填材を有さないマトリックス樹脂との組み合わせなどにより、この関係を達成すること力できる。

[0070] マトリックス樹脂の破壊靭性が充分に高い場合、追加樹脂層を形成する樹脂の破壊靭性は、不必要に高くすることはなぐマトリックス樹脂の破壊靭性よりも低いものであっても、本発明の効果を発現させることは充分に可能である。かかる観点から、追加樹脂層を形成する樹脂自体のモード I破壊靭性 G は、好ましくは 150j/m²以上、より好ましくは 250j/m²以上、更に好ましくは 450j/m²以上である。なお、破壊靭性 G は、単独で考えた場合には、特に上限はない、すなわち、高ければそれに越し

IC

たことはない。しかし、一般に、破壊靭性 G は耐熱性とトレードオフの関係にあり、か

IC

力、る観点から、 100°C以上の耐熱性を確保するためには、破壊靭性 G 力 lkj/m²

IC

以下であることが好ましい。

[0071] 追加樹脂層を有する複合プリプレダ基材を用いた FRPにおけるモード II破壊靭性 G は、好ましくは lkj/m²以上、より好ましくは 1. 5kj/m²以上、更に好ましくは 2k

IIC

j/m²以上である。破壊靭性 G は、単独で考えた場合には、特に上限はない、すな

IIC

わち、高ければそれに越したことはない。しかし、一般に、破壊靭性 G は耐熱性とト

IIC

レードオフの関係にあり、かかる観点から、 ioo°c以上の耐熱性を確保するためには

、破壊靭性 G 力 5kj/m²以下であることが好ましい。

IIC

[0072] 樹脂の破壊靭性 G 、は、次の手順で算出した。板状の樹脂硬化物（2 ± 0. lmm ic

厚、 10 ± 0. 5mm幅、 120 ± 10mm長）を試験片として用いた。試験片から、 JIS K 7161 - 1994「プラスチック―弓 I張特性の試験方法」に記載の方法に従い、弓 I張弾性率 Eおよびポアソン比 Vを測定した。同様に加熱硬化して得られた板状の硬化物（ 6 ± 0. 3mm厚、 12. 7 ± 0. 3mm幅、 80 ± 10mm長）力、ら、 ASTM D5045— 99 に従って、 K を測定した。破壊靭性 G は、それぞれ測定された前記引張弾性率 E

IC IC

、前記ポアソン比 V、および、前記 K を用いて、（（1 α ² Χ Κ ²) /Εの計算式に

IC IC

より算出した。測定回数 ηは、 10とした。また、 FRPの破壊靭性 G は、 JIS Κ7086

IIC

1993「炭素繊維強化プラスチックの層間破壊靱性試験方法」附属書 2に記載の方法に従い、 ENF試験 (端面切り欠き試験片の曲げ試験）により測定した。測定回数 η は、 10とした。

[0073] 追加樹脂層は、原料プリプレダ基材の表面の全面を覆った状態で存在していてもよぐあるいは、原料プリプレダ基材の表面を部分的に覆った状態で存在していてもよい。全面を覆った状態の追加樹脂層は、例えば、樹脂フィルムにより形成される。部分的に覆った状態の追加樹脂層は、例えば、樹脂からなる繊維状物（不織布、マット、ネット、メッシュ、織物、編物、短繊維群、連続繊維群など)や樹脂からなる粒子状物の散在状態にある粒子状物の集合体により形成される。 [0074] 追加樹脂層は、前記第 3または第 4の効果をできるだけ高く発現するものが好ましい。中でも樹脂フィルムは、これらの効果を安価にかつ最も高く発現することができるので、好ましい。 FRPにおける強化繊維の配合率を特に高くするといつた視点からは、追加樹脂層を形成している樹脂は、粒子状物の集合体であってもよい。粒子状物の集合体であると、フィルム化が困難な樹脂を使用することができるだけでなぐごく少ない樹脂量で所望の追加樹脂層を形成することができる。

[0075] 粒子状物を用いる場合、粒子状物の平均直径 (楕円形の場合は平均短径）は、小さければ小さいほど均一に原料プリプレダ基材の表面に分散させることが可能となるため、粒子状物の平均直径は、 1mm以下が好ましぐ 250 in以下がより好ましぐ 50 111以下が更に好ましい。なお、小さくし過ぎてもその効果は飽和するため、かかる観点からは、粒子状物の平均直径は、 1 a m以上であればよい。

[0076] 追加樹脂層の厚さは、強化繊維の単繊維直径乃至原料プリプレダ基材の厚さの 0 . 5倍の範囲であることが好ましい。追加樹脂層の厚さが強化繊維の単繊維直径未満であると、層間の摩擦抵抗が十分でなぐ成形性の向上効果が小さくなる場合がある。追加樹脂層の厚さが原料プリプレダ基材の厚さの 0. 5倍を超えると、 FRPでの繊維配合率が低くなり過ぎて、その軽量化効果を損なう場合がある。より具体的には、強化繊維が炭素繊維であり、原料プリプレダ基材の厚さが一般的な 0. 1乃至 0. 6m mの場合、追加樹脂層の厚さは、 5乃至 300 mの範囲であることが好ましい。より好ましくは、 10乃至 80 m、更に好ましくは 15乃至 60 mの範囲である。

[0077] 追加樹脂層の厚さは、複合プリプレダ基材の断面を光学顕微鏡で観察してランダムに選択した 20箇所の高さ (厚さ）の平均値である。追加樹脂層を形成する樹脂が繊維状または粒子状の集合体である場合は、樹脂がドメインとして存在する箇所の最も高い箇所をランダムに 20点選ぶものとする。

[0078] 追加樹脂層が特にフィルム状に層を形成している場合には、追加樹脂層に充填材が配合されているのが好ましい。かかる充填材の形態としては、例えば、粒子状 (楕円状、球状、真球状など）、フレーク状、鱗片状、不連続の短繊維状 (チョップド繊維状、ミルド繊維状)などが挙げられる。特に追加樹脂層の形態がフィルム状に層を形成している場合、充填材は、繊維シート状（不織布、マット、ネット、メッシュ、織物、編物、連続繊維群など）の形態とすることもできる。

[0079] 力、かる充填材が配合されていると、重量物を運搬する際の丸太ゃコ口が如き挙動を示すことにより（ベアリング効果）、隣接する複合プリプレダ基材同士の層間や複合プリプレダ基材と金型との間の摩擦抵抗を大幅に低減することができ、前記第 3または第 4の効果を更に高く発現することができる。かかる観点から、充填材は、球状または真球状であるのが更に好ましぐ軽量化の面からは、中空球状であるのがとりわけ好ましい。具体的には、無機系粒子（ガラス、カーボン、マイ力等の粒子）、樹脂製粒子 (フエノール、ポリアミド、エポキシ樹脂等の粒子）などが例として挙げられる。

[0080] 追加樹脂層自体の破壊靭性を向上させる充填材力追加樹脂層に配合されていると、 FRPに衝撃や荷重が負荷された際に、エネルギー伝達 ·吸収やクラック発生-伝播を抑制できる。その結果、複合プリプレダ基材同士の層間での破壊を抑制することができ、前記第 5の効果を更に高く発現することができる。

[0081] かかる観点から、充填材は、追加樹脂層を形成する樹脂やマトリックス樹脂よりも高い破壊靭性を有するものであることが好ましい。具体的には、樹脂製粒子（ポリアミド（特にポリアミド 12)、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリケトン樹脂等の粒子）など力 S例として挙げられる。

[0082] 力、かる樹脂製粒子を用いることにより、追加樹脂層を構成する樹脂自体のモード I 破壊靭性 G を、容易に上述の範囲内とすることができ、あるいは、好ましい値である

IC

150j/m²以上、更には、より好ましい値である 250j/m²以上に高めることができる

。流動性よりも複合プリプレダ基材同士の層間破壊を抑制することに重点を置く場合は、追加樹脂層が繊維シート状 (特に不織布）であると、より高い効果を発現することができるため、特に好ましい。

[0083] 不連続で一方向に配列された強化繊維からなる繊維シートの典型的な態様としては、次の 3つの態様がある。

[0084] 態様 A : 例えば、牽切紡などの紡績手段によって得られる不連続の強化繊維をシート化またはテープ化した態様。

[0085] 態様 B : 不連続の強化繊維（例えば、チョップドファイバー）を一方向に配列させてシート化またはテープ化した態様。 [0086] 態様 C：連続した強化繊維からなる繊維シートの全面に強化繊維を横切る方向に断続的に有限長の切り込みを入れた態様。

[0087] 態様 Aは、強化繊維の不連続端群を単繊維の単位で揃わな!/、ようにランダムに配置して繊維シートを形成することができるため、成形性に僅かに劣る力極めて高い力学特性、品質安定性を実現することができる。

[0088] 態様 Bは、強化繊維の不連続端群を複数の単繊維の単位で揃えてある程度は規則正しく配置して繊維シートを形成することができるため、品質安定性に僅かに劣る力 S、極めて優れた成形性を実現することができる。

[0089] 態様 Cは、強化繊維の不連続端群を複数の単繊維の単位で揃えて規則正しく配置して繊維シートを形成することができるため、力学特性、品質安定性、成形性のいずれも高レ、レベルでバランスよく実現することができる。

[0090] 上記各態様は、用途に応じて適宜選択することができるが、中でも力学特性と成形性とのバランスに優れ、簡易に製造することができる態様 Cが本発明では最も好ましい態様と云える。ここで、態様 Cについて図面を参照しながらさらに詳細に説明する。

[0091] 図 3は、態様 Cを用いて製造された本発明の複合プリプレダ基材 aの一例の概略平面図である。図 3に、多数本の連続した強化繊維 3が、図において上下方向（縦方向 )の繊維配列方向 1をもって配列された繊維シート 30において、繊維配列方向 1を横切る方向 2、ならびに、繊維配列方向 1において、間隔をおいて多数の切り込み 40が強化繊維 3に設けられてなる切り込み配列パターンの一例が示されている。多数の切り込み 40は、間隔をおいて強化繊維 3の繊維配列方向 1を横切る方向 2に配列された複数の切り込みからなる切り込み列 50と強化繊維 3の繊維配列方向 1に間隔をおいて配列された複数の前記切り込み列 50により形成されている。

[0092] 図 3を用いてより具体的に説明すると、多数の切り込み 40は、間隔をおいて左右方向 2に配列されている複数の切り込み 7a、 7bからなる切り込み列 7、間隔をおいて左右方向 2に配列されている複数の切り込み 8a、 8b、 8cからなる切り込み列 8、および、間隔をおいて左右方向 2に配列されている複数の切り込み 9a、 9bからなる切り込み列 9により形成されている。複数の切り込み列 7、 8、 9により、多数の切り込み列 50 が形成されている。一つの切り込み列 50における切り込み 40は、繊維シート 30の幅方向に必要とされる数、あるいは、繊維シート 30の全幅に亘り設けられる。また、切り込み列 50も、繊維シート 30の長手方向に必要とされる数、あるいは、繊維シート 30 の全長に亘り設けられる。

[0093] 図 3に平面図として描かれている複合プリプレダ基材 aは、図示されている強化繊維 3の繊維配列方向を考慮すると、図 1にお!/、て最上部に位置して!/、る複合プリプレダ基材&、あるいは、上から 3層目に位置している複合プリプレダ基材 aの平面図として見ると、図 1と図 3との関係を理解し易い。また、図 3においては、追加樹脂層 10は、繊維シート 30の下側に位置しているため、図示されていない。また、更に、繊維シート 30に含浸されているマトリックス樹脂の図示は、省略されている。図 3に示す多数の切り込み 40の切り込み自体およびその配列パターンとしては、次の態様が好まし!/、。

[0094] 各切り込み列 50において、間隔おいて設けられている各切り込み 40の長さは、 2 乃至 50mmであることが好ましい。ある切り込み列（例えば、切り込み列 7)を強化繊維 3の繊維配列方向 1に平行移動した際に、最初に切り込み同士が重なる切り込み歹 IJ (例えば、切り込み列 9)との間隔、すなわち、上下端が切り込み（例えば、切り込み 7a、 9a)により切断されている強化繊維 3の繊維長 6が、 1乃至 300mmであることが好ましい。

[0095] 隣り合う切り込み列（例えば、切り込み列 7と切り込み列 8)における各切り込み（例えば、切り込み 7aと切り込み 8a)の位置力 S、強化繊維 3の繊維配列方向 1に直交する方向 2において、互いにずれており、かつ、隣り合う切り込み列（例えば、切り込み列 7と切り込み列 8)における切り込みの端部（例えば、切り込み 7aと切り込み 8aの端部 )の位置が、強化繊維 3の繊維配列方向 1の方向に投影した場合、重なり幅 5を有する互いに重なる部分を有していることが好ましい。この重なり幅 5が存在することにより、強化繊維 3の全てを、その長手方向（繊維配列方向 1)において、連続ではない一定の繊維長、例えば、前記 1乃至 300mmの繊維長を有する多数本の繊維からなる不連続な繊維とすることができる。

[0096] 図 3の複合プリプレダ基材 aでは、 2種類の切り込み列、例えば、切り込み列 7、 8からなり、切り込み 40の形状、寸法および方向が同一で、切り込み 40の方向が強化繊維 3の配列方向 1の直交方向 2である切り込みパターン力 S、用いられているが、強化繊維 3が切り込み 40によって不連続になっていれば、切り込みパターンはこれに限定されない。隣り合う切り込み列における切り込み同士が強化繊維の配列方向 1の直交方向 2にずれていない場合は、切り込みにより切断されない強化繊維が存在する場合があり、流動性が著しく低下する場合がある。

[0097] 図 3に示す複合プリプレダ基材 aでは、隣り合う切り込み列の切り込み同士の前記重なり幅 5が、 0. 1mm以上、かつ、同じ切り込み列における隣り合う切り込みのうちの切り込み長さが短い方の切り込み長さの 0. 1倍以下であることが好ましい。重なり幅 5が、 0. 1mm未満場合、切り込みにより切断されず所望の繊維長より長い強化繊維が存在する場合があり、その繊維が流動性を著しく阻害するため好ましくない。重なり幅 5が、隣り合う切り込みのうちの切り込み長さが短い方の切り込み長さの 0. 1倍を越える場合、任意の 1つの切り込みにより切断される繊維本数に対する互いに切り込んでいる繊維本数の割合、すなわち、所望の繊維長さより短い繊維の割合が多くなり、成形される FRPにおいて、その力学物性の低下が顕著に表れるため好ましくない。なお、隣り合う切り込みのうちの切り込み長さが短い方の切り込みには、複合プリプレダ基材の端部で切り込みが途切れて!/、るような場合は、それに含めな!/、ものとし、このような場合には、端部に力、からない一つ内側の切り込みを採用する。

[0098] 前記態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材 aでは、各切り込み 40の形状、寸法および方向が同一であることが好ましい。切り込みの形状、寸法および方向が 2 種以上であっても、本発明の効果は得られる力全て同一であることにより、繊維の流動が均等となるため、繊維の流動性の制御が容易になる。その結果、 FRPにおけるソリの発生も抑制され、かつ、繊維方向の配向制御により、すなわち、複数の複合プリプレダ基材の積層において各層の繊維方向を適切に選定することにより、任意の力学物性を有する FRPの設計が容易になる。

[0099] 前記態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材 aにおいては、切り込み 40が、繊維を横切る方向に沿って等間隔で連続して分布していることが好ましい。等間隔の場合、上記の切り込みの形状、寸法および方向と同様に、繊維の流動が均等となるため、繊維の流動性の制御が容易になる。その結果、 FRPにおけるソリの発生も抑制され、かつ、繊維方向の配向制御により、任意の力学物性を有する FRPの設計が容易になる。

[0100] 前記態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材 aでは、強化繊維が切り込みによって不連続になっていれば、切り込みの形状は、直線状でも、曲線状でも、直線を組み合わせた形状でも、直線と曲線とを組み合わせた形状でもよい。一直線状の切り込みである場合、その切り込みの方向が、繊維方向に斜めであっても、全て繊維方向に直交していてもよい。

[0101] 特に、前記態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材 aでは、特に、追加樹脂層がフィルム状物である場合は、当該追加樹脂層にも、強化繊維に設けられた切り込みと同一の位置に、切り込みが設けられているのが好ましい。同一の位置に切り込みが設けられていると、追加樹脂層と強化繊維との流動に整合性が得られ易い。切り込みの形成により原料プリプレダ基材中に空気が含まれる場合がある力追加樹脂層にも同一の位置に切り込みがあると、原料プリプレダ基材中の空気が系外に排出され易くなり、 FRPに成形された際に、 FRPにボイドが形成され難いという利点もある

[0102] 追加樹脂層が、フィルム状物でなぐ繊維状物や粒子状物などの集合体で形成されている場合は、当該追加樹脂層は空気の透過性を有するため、切り込みの形成により原料プリプレダ基材中に空気が含まれる場合でも、原料プリプレダ基材に形成された切り込みと同じ位置に当該追加樹脂層に切り込みが設けられていなくても、空気の排出には支障がない。むしろ、当該追加樹脂層には、切り込みが設けられていない方が好ましい。当該追加樹脂層に切り込みがなぐ当該追加樹脂層が連続していることにより、原料プリプレダ基材における切り込みによる強化繊維の切断箇所における初期クラックの発生の防止、あるいは、初期クラックが発生した場合のその進展を最小限に抑制することができる。また、例え初期クラックが発生したとしても、初期クラックが発生した部位における強化繊維の不連続端群と他の強化繊維の不連続端群、例えば、隣接層における強化繊維の不連続端群とに亘る層間における層間剥離の進展を抑制することができる。その結果、前記第 5の効果を最大限に発現させることができる。勿論、切り込みの形成により、原料プリプレダ基材中に空気が含まれることカ¾い場合は、追加樹脂層に切り込みがなくても問題はない。 [0103] 他方、特に、態様 Aあるいは態様 Bを用いて製造される複合プリプレダ基材では、原料プリプレダ基材の段階で、不連続の強化繊維に予めマトリックス樹脂を含浸させておくことができる。そのため、追加樹脂層を通じて空気を系外に排出する必要がなぐ不連続の強化繊維の端部と同一の位置における追加樹脂層の切り込みは必要なぐ追加樹脂層には切り込みがない方が好ましい。追加樹脂層に切り込みが設けられずに連続的に設けられていることにより、積層された隣接する複合プリプレダ基材同士の相互作用（層間の摩擦抵抗)を最小限にすることができ、前記第 3の効果、第 4の効果を最大限に発現させることができる。

[0104] 複合プリプレダ基材、特に、態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材では、多数本の配列された強化繊維は、テープ状またはシート状の支持体の表面に密着されているのが好ましい。力、かる支持体として、離型性を有するものを選定することにより、マトリックス樹脂がタック性を有する熱硬化性樹脂である場合でも、複合プリプレダ基材を巻物にした場合、巻き上げ層間で複合プリプレダ基材が接着して巻き出しができなくなる現象を防ぐことができる。

[0105] 特に、態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材のように、強化繊維が切り込みにより切断されていても、支持体により、複合プリプレダ基材としての形態を保持することが可能となり、 FRPに成形する際の賦形時に強化繊維が脱落してバラバラになつてしまうことを防ぐことができる。かかる支持体の密着は、マトリックス樹脂がタック性を有する熱硬化性樹脂である場合、マトリックス樹脂の自己接着により可能となる。但し、マトリックス樹脂がタック性を有さない熱可塑性樹脂である場合、追加樹脂層の自己接着により、それが可能となる。

[0106] 力、かるテープ状またはシート状の支持体としては、例えば、クラフト紙や離型紙などの紙類、ポリエチレンやポリプロピレン樹脂などの樹脂フィルム類、アルミ箔などの金属箔類などが挙げられ、さらに樹脂との離型性を得るために、シリコーン系やフッ素系の離型剤や金属蒸着等が、支持体の表面に付与されていても構わない。

[0107] 複合プリプレダ基材の厚みは、 0. 03乃至 lmmの範囲であることが好ましい。より好ましくは 0. 04乃至 0. 15mm,更に好ましくは 0. 05乃至 0. 12mm,とりわけ好ましくは 0. 06乃至 0. 10mmの範囲である。厚みが 0. 04mm未満の場合、必然的に任意の 1つの切り込みにより切断される繊維本数が少なくなり、成形時の流動により繊維がうねりを生じやすくなる。また、例えば、厚み 2mmの FRP部材を得るためには、 100層以上の複合プリプレダ基材の積層が必要となり、生産効率の面からも好ましくない。一方、厚み力 mmを越える場合、積層した時に 1つの層が受け持つ厚み割合が大きくなり、異方性が顕著に表れ、成形部材にソリ等が生じてしまう可能性がある

〇

[0108] 特に、態様 Cを用いて製造される複合プリプレダ基材のように、連続状の強化繊維で構成されるプリプレダ基材の全面に強化繊維を横切る方向に断続的に有限長の切り込みを入れ、原料プリプレダ基材を作製した場合、切り込みが、原料プリプレダ基材においてその厚みを貫通する態様となるため、力学特性（特に引張強度）の面からは、厚みが薄い方が有利といえる。かかる観点からは、複合プリプレダ基材の強化繊維の目付は、 30乃至 300g/m²の範囲であることが好ましぐ更に好ましくは 40 乃至 150g/m²、とりわけ好ましくは 60乃至 100g/m²である。

[0109] 本発明で用いられる強化繊維としては、特にその種類に制限はなぐ例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維 (例えば、ァラミド繊維、ポリパラフエ二レンべンゾビスォキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリビュルアルコール繊維等）、金属繊維またはセラミック繊維、これらの組み合わせ等を用いることができる。中でも、炭素繊維、特にポリアクリロニトリル系（PAN系）の炭素繊維は、比強度および比弾性率に優れ、耐吸水性ゃ耐環境性にも優れるので、強度要求の高!、航空機や自動車構造部材の強化繊維として好ましく用いられる。

[0110] 本発明で用いられるマトリックス樹脂としては、原料プリプレダ基材として取り扱うことができ、 FRPとして成形できるものであれば特に限定されない。

[0111] 本発明で用いられる追加樹脂層を形成する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または両者を組み合わせた樹脂を適宜選択して使用することができる。具体的には、以下のものが挙げられる。

[0112] 追加樹脂層を形成する樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、例えば、ポリエステル、ポリオレフイン、スチレン系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリジシクロペンタジェン、ポリカーボネート、ポリメチレンメタタリレート、ポリ塩化ビュル、ポリビュルフォルマール、ポリフエ二レンスルフイド、ポリフエ二レンェ一テル、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン、ポリエーテノレケトン、ポリエーテノレエーテノレケトン、ポリエーテノレケトンケトン、ポリアリレート、ポリエーテル二トリル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フエノール、フエノキシ、ポリテトラフルォロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にエラストマ一（好ましくはブタジエン.アクリロニトリル、そのカルボン酸またはァミン変性体、フルォロエラストマ一、ポリシロキサンエラストマ一、）、ゴム（ブタジエン、スチレン 'ブタジエン、スチレン' ブタジエン.スチレン、スチレン 'イソプレン'スチレン、天然ゴム等）、 RIM用樹脂（例えばポリアミド 6、ポリアミド 12、ポリウレタン、ポリウレア、ポリジシクロペンタジェンを形成する触媒等を含むもの）、環状オリゴマー（ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等を形成する触媒等を含むもの)等や、これらの共重合体、変性体、および 2種類以上ブレンドした樹脂等を使用することができる。その中でもポリアミド、ポリエステル、ポリオレフイン、ポリビュルフォルマール、ポリフエ二レンスルフォンが樹脂特性とコストとのバランス、樹脂粘度の設計自由度の点でとりわけ好ましい。

[0113] 追加樹脂層を形成する樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、例えば、ェポキシ、フエノーノレ、ポリべンゾイミダゾーノレ、ベンゾォキサジン、シァネートエステノレ、不飽和ポリエステル、ビュルエステル、ユリア、メラミン、ビスマレイミド、アクリル、ポリイミド、ポリアミドイミド等や、これらの共重合体、変性体および 2種類以上ブレンドした樹脂、更にエラストマ一やゴム成分、硬化剤、硬化促進剤、触媒等を添加した樹脂等を使用すること力できる。これらの樹脂の常温（25°C)における樹脂粘度としては、 1 X 10⁶Pa ' s以下であることが好ましぐこの範囲内であれば、所望のタック性およびドレープ性を有する複合プリプレダ基材を得ることができる。

[0114] 追加樹脂層を形成する樹脂が熱硬化性樹脂であると、複合プリプレダ基材は室温においてタック性を有しているため、該基材を積層した際に上下の該基材と粘着により一体化され、意図したとおりの積層構成を保ったままで成形することができるため、本発明において好ましい態様と云える。また、樹脂粘度における設計自由度が大きいため、上述の最低粘度に関する粘度設計が容易となるため、本発明の効果を最大限に発現させることカでさる。 [0115] 以上の観点から、特にフィルム状に層を形成している追加樹脂層を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を主成分とした樹脂組成物を用いるのが好ましい。もちろん、追加樹脂層が繊維状物や粒子状物などが集合体として層を形成して!/、る態様であっても力、かる効果は発現する力フィルム状に層を形成して!/、る場合において最大限に発現する。

[0116] 一方、追加樹脂層を形成する樹脂が熱可塑性樹脂であると、その追加樹脂層がフイルム状に層を形成しているものであると、室温においてタック性を発現しないため、上述の熱硬化性樹脂が如き効果は発現しない。追加樹脂層が繊維状物や粒子状物などが集合体として層を形成しているものであると、高い靭性 '接着性 (熱可塑性） -F RPにおける強度向上など、熱可塑性樹脂の特性を活力もた追加樹脂層とすることができる。

[0117] 本発明で用いられるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂組成物（以下、これらを単に熱硬化性樹脂と略す場合がある）を用いるのが好ましい。マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂またはそれを主成分とする樹脂組成物であると、室温において優れたドレープ性を有するため、例えば、リブを有する凹凸部や二次曲面を有する複雑な形状の成形型で成形する場合、予めその複雑な形状に沿わせた予備賦形を容易に行うことができる。この予備賦形により成形性は向上し、流動の制御も容易になる。

[0118] マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であると、室温での予備賦形は困難となる。また、熱硬化性樹脂はタック性を有するため、全ての強化繊維が切り込みにより切断されていてもその形態を保持することが可能であり、賦形時に強化繊維が脱落してバラバラになってしまうという問題を容易に回避できる。なお、上記主成分とは、組成物における当該成分の成分比が 50%を超えるることを云う。

[0119] 力、かる熱硬化性樹脂の中でも、とりわけエポキシが好ましい。マトリックス樹脂がェポキシであると、接着性が高いため、基材同士の接着性やタック性に優れるだけでなく、特にマトリックス樹脂としてエポキシを用いた場合に、高い力学特性を発現することができる。

[0120] 一方、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であると、室温においてタック性のない熱可塑性樹脂プリプレダ基材では、複合プリプレダ基材を積層した際に該基材同士が滑るため、成形時に積層構成がずれてしまい、結果として繊維の配向ムラの大きい FR Pとなり易い。特に、凹凸部を有する複雑な形状の FRPを成形する際は、その差異が顕著に現れる場合がある。

[0121] 本発明においては、原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であり、追加樹脂層が熱可塑性樹脂であることが好ましい。強化繊維との接着性に優れ、寸法安定性 ·耐熱性 ·耐クリープ性に優れた熱硬化性樹脂を樹脂の大部分を占める原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂として用いるとともに、靭性に優れた熱可塑性樹脂を層間に配することで、 FRPにおける強度を大きく向上すること力 Sできる。また、基材同士のタック性も、追加樹脂層として繊維状物（特に不織布が好ましい)や粒子状物の熱可塑性樹脂を用いることで、マトリックス樹脂から染み出た熱硬化性樹脂により、発現できる。

[0122] 上記具体例を含む複合プリプレダ基材、すなわち、一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材は、次の製造方法 1、製造方法 2、あるいは、製造方法 3により製造される。

[0123] 製造方法 1 :

からなる複合プリプレダ基材の製造方法。

[0124] 製造方法 2 : (2— a)—方向に配列された連続している強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに少なくとも部分的に含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材を用意する工程、

(2— b)前記工程（2— a)において用意されたプリプレダ基材に、切り込みを入れて、前記連続している強化繊維を繊維長が 1乃至 300mmの不連続な状態とする工程、および、

からなる複合プリプレダ基材の製造方法。

[0125] 製造方法 3 :

からなる複合プリプレダ基材の製造方法。

[0126] いずれの製造方法においても、原料プリプレダ基材とは別に追加樹脂層が用意されることで、安定した厚みの追加樹脂層を得、確実に原料プリプレダの表面に配置すること力 Sできる。安定した追加樹脂層の厚みにより、成形時の流動性や強度が安定して発現でき、品質安定性に優れる複合プリプレダ基材を得ることができる。

[0127] 原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂と追加樹脂層の樹脂が同じである場合、原料プリプレダ基材を作る際、マトリックス樹脂を多めに供給することで、プリプレダ基材表面に樹脂を偏在化させることも場合によっては可能である。しかし、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合、原料プリプレダ基材中の樹脂含有率が全体的に高くなるだけで、安定して表面に偏在化できないという問題がある。表面に樹脂層が偏在しない場合、本発明の効果は得られない。

[0128] マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である場合、樹脂粘度が高いため強化繊維中に樹脂が含浸し難ぐ樹脂が表面に偏在化しやすいが、この場合は、樹脂が表面に偏在化することにより、プリプレダ中に樹脂の未含浸部が残されている可能性が極めて高い。プリプレダ基材の段階で樹脂の未含浸部分が存在し、し力、も粘度の高い熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合には、 FRPの成形段階において、樹脂の未含浸部分を解消することは難しい。一方、マトリックス樹脂を多めに供給することで、プリプレダ基材表面に樹脂を偏在化させる工程は、工程の安定性が低ぐしばしば表面の樹脂層の厚みが変動し、繊維蛇行の原因となる、という問題がある。

[0129] 上記製造工程（1 c)あるいは（2— b)における切り込みを入れる方法としては、力ッターを用いての手作業による方法、裁断機や打抜機により機械的に切り込みを入れる方法、連続繊維の原料プリプレダ基材の製造工程にお!/、て所定の位置に刃を配置した回転ローラー刃等を介して連続的に切り込みを入れる方法がある。簡易にプリプレダ基材に切り込みを入れる場合には、カッターを用いた手作業力生産効率を考慮し大量に作製する場合には、裁断機や打抜機または回転ローラー刃等を用いる方法が適している。

[0130] 本発明の積層基材は、前記複合プリプレダ基材が複数枚積層され、複合プリプレグ基材同士の少なくとも一部が接着されて一体化されており、かつ、積層基材表面の少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在する積層基材である。

[0131] 本発明の積層基材においては、原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であり、追加樹脂層が熱可塑性樹脂であって、熱可塑性樹脂が積層基材の表面に露出していることが好ましい。マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いることで、強化繊維との接着性に優れ、寸法安定性 ·耐熱性 ·耐クリープ性に優れるとともに、破壊の起点となりやすい表面の強化繊維の不連続端群に靭性に優れた熱可塑性樹脂が配されていることで、特に FRPにおける強度向上が著しい。

[0132] 追加樹脂層として繊維状物（特に不織布が好ましい)や粒子状物の熱可塑性樹脂を用いることで、マトリックス樹脂から染み出た熱硬化性樹脂により積層基材表面にタック性を付与できる。また、繊維状物（特に不織布が好ましい）や粒子状物の熱可塑性樹脂からなる追加樹脂層を、特に積層基材の層間に配した場合にも、複合プリプレグ基材がタック性を有するため、積層基材を容易に形成することができる。更には、後述する本発明の FRPに他の FRPを接合する場合、特に他の FRPが熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした FRPの場合、本発明の FRPの追加樹脂層と他の FRPとが一体にして強固に接着される。この態様は、本発明の予想外の利点と云える。

[0133] 本発明の別の態様の積層基材は、強化繊維とマトリックス樹脂とから構成され、強化繊維が不連続で一方向に配列した原料プリプレダ基材の複数層が、その積層層間の内少なくとも一つの層間に追加樹脂層を介して積層され、前記原料プリプレダ基材同士および/または前記原料プリプレダ基材と追加樹脂層の境界の少なくとも一部が接着されて一体化して積層基材を構成し、かつ、少なくとも一方の表面に追加樹脂層を有する。

[0134] 前記の通り、複合プリプレダ基材を一体化させることにより、 FRPの成形時の取扱性が向上し、設計どおりの積層構成を保ったままで、所望の FRPを成形することができる。この場合、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であると、タック性を有しているため、複数の複合プリプレダ基材を容易に一体化させることが可能となる。

[0135] 力、かる積層基材における複合プリプレダ基材の積層構成としては、所望とする FRP に要求される条件に応じて、適した積層構成とすれば特に制限はない。中でも、 [- 45/0/ + 45/90] 、 [ + 60/0/— 60] などのように、疑似等方積層の構成とす

S S

ると、均等な力学物性が得られ、 FRPでのソリを抑制することができる。

[0136] 積層基材における追加樹脂層は、積層基材の表面の片面に配置されていてもよいし、両面に配置されていてもよい。 FRP成形時の複合プリプレダ基材と金型との摩擦抵抗を勘案すると、両面に配置されている態様が好ましい。追加樹脂層は、積層基材における隣接する原料プリプレダ基材同士の層間全てに配置されている必要はなぐ必要な層間にのみ配置されていればよい。本発明の効果を最大限に発現するためには、全ての層間に追加樹脂層が配置されていることが好ましい。積層基材の両面、および、全ての層間に追加樹脂層が配置されている態様は、成形性を格段に高く発現することができるため、本発明の最も好ましい態様と云うことができる。

[0137] 隣接する原料プリプレダ基材同士の層間の複数に追加樹脂層を有し、それら追加樹脂層が異なる厚みを有することが好ましい。更に好ましくは、厚い追加樹脂層と薄い追加樹脂層とが層間に混在する積層基材であることが好ましい。具体的には、原料プリプレダ基材が最も滑らないといけない層間、または、原料プリプレダ基材の全体長さが強化繊維の配列方向に最も伸張しな!/、といけな!/、部位にお!/、て、より厚!/、追加樹脂層を配置すると、成形性を向上させたり、強化繊維の不連続端群に形成されるボイドを抑制したりすること力 Sできる。かかる態様は、本発明において最も好まし V、態様の一つと云うことができる。

[0138] 隣接する原料プリプレダ基材同士の層間および積層基材表面の少なくとも一方のいずれにも追加樹脂層が配置されている場合、層間よりも積層基材表面における追加樹脂層の方が厚い方が好ましい。これは、原料プリプレダ基材同士の層間においては、上下のいずれの面にも原料プリプレダ基材が存在して樹脂が供給され易いが、積層基材の最表面の場合、上下の一方の面しか原料プリプレダ基材が存在しないため、樹脂が供給され難いためである。また、 FRPの表面品位を高くする観点からも好ましく、かかる態様も本発明にお!/、て最も好ましレ、態様の一つと云うことができる。

[0139] 本発明の FRPは、前記積層基材を加熱 ·加圧して得られる FRPであって、積層基材と少なくとも一方の表面に存在する追加樹脂層とから構成されている。前記複合プリプレダ基材および積層基材は、加熱 ·加圧して成形されることにより、本発明の効果を最大限に発現することができる。また、積層基材の表面に追加樹脂層を配することで、表面層の流動性を向上することができ、かつ、品位の良い FRPが得られる。また、後述の通り、他の FRPとの接着性を向上させる機能も付与することができる。

[0140] 本発明の FRPは、その表面において、追加樹脂層と、他の FRPまたは他の熱可塑性樹脂成形体とがー体となって接着されている成形体の形成に好ましく用いられる。本発明の FRPは、その表面に追加樹脂層を有しているため、その追加樹脂層を介して、他の FRPまたは他の熱可塑性樹脂と強固かつ簡易に接着することができる。本発明の FRPの表面に他の FRPを一体に接着することにより、本発明の FRP単独では実現が困難な機能、例えば、複雑な形状の形成や、自動車におけるクラス A表面など極めて高い表面品位の表面の形成などの機能を付与することができる。

[0141] 具体的に好ましい態様としては、本発明の FRPの追加樹脂層および他の FRPのマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である態様が挙げられる。両者が熱可塑性樹脂であると、熱可塑性に由来した極めて高い接着力が発現され、本発明の FRPと他の FRPとを強固かつ簡易に接着することができる。

[0142] 更に好ましくは、本発明の FRPのマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であり、追加樹脂層が熱可塑性樹脂であって、熱可塑性樹脂が積層基材の表面に露出しており、かつ、他の FRPのマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である態様である。他の FRPは、その所望される機能が特に複雑な形状である場合には、例えば、射出成形などで成形された、不連続の強化繊維がランダムに分散した FRPであることが好ましい。

[0143] 本発明の FRPは、強化繊維の隣接する不連続端群の間の間隙が、追加樹脂層を形成している樹脂により埋められている態様が好ましい。力、かる態様であると、ボイド率が低ぐまた、層のうねりが少なぐ強度だけでなく弾性率も向上させることができる。また、 FRPの表面においては、強化繊維の不連続端群付近における浅い窪みの発生を防ぎ、 FRPの表面品位を向上することができる。

[0144] 本発明の FRPは、前記積層基材を賦型 ·固化せしめ、後述するように、リブを有する形状または二次曲面を有する形状に成形されていることが好ましい。リブを有したり、二次曲面を有したりする複雑な形状の FRPを成形する場合においてこそ、前記の複合プリプレダ基材および積層基材を用いる意義があり、力、かる点が本発明の解決すべき課題の一つである。

[0145] 前記の複合プリプレダ基材または積層基材を成形する FRPの製造方法としては、プレス成形、オートクレープ成形、シートワインデイング成形などが挙げられる。中でも生産効率が高いプレス成形が好ましい。すなわち、積層基材がプレス成形により薄肉になることで、各層厚みも薄くなる。各層が薄肉になると、強化繊維の不連続端群の厚みも薄くなり、クラックや層間剥離が更に発生し難くなり、結果的に FRPにおける強度を向上することができる。また、ボイドの形成を最小限に抑制することもできる。

[0146] 力、かるプレス成形において、リブを有したり二次曲面を有したりする複雑な形状の F RPをボイドなく外観品位よく成形するためには、前記積層基材をリブおよび/または二次曲面を有する型でプレスするのが好ましい。本発明の積層基材は、前記第 1乃至 4の効果を発現するものであるため、前記型で単にプレスするだけで、リブを有したり二次曲面を有したりする複雑な形状の FRPをボイドなく成形することができる。かかる点が本発明の特徴の一つである。

[0147] 本発明の複合プリプレダ基材、積層基材およびこれを用いた FRPの用途としては、強度、剛性、軽量性が要求される、リブや二次曲面などの複雑な形状を有する部材を用いる輸送機器（自動車、航空機、艦艇など)構造部材、産業機械構造部材、精密機器構造部材、スポーツ用具（自転車など）などが好適な用途である。特に好適な用途としては、スポーツ用具としての自転車のクランクやフレームなど、ゴルフのへッドなど、自動車構造部材としてのドアやシートフレームなど、産業機械構造部材としてのロボットアームなどが挙げられる。

[0148] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

[0149] 実施例において、一方向に配列された連続している強化繊維からなる繊維シートとこの繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材に、追加樹脂層を貼着した後、連続している強化繊維に切り込みを入れて複合プリプレダ基材 aを作製する場合にぉレ、て、強化繊維が連続した状態にある前記プリプレダ基材に追加樹脂層を貼着した段階のものを、予備プリプレダ基材と云う。

[0150] また、一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シートにマトリックス樹脂が含浸されてなるプリプレダ基材で、後から追加樹脂層を貼着して複合プリプレダ基材 aを作製する場合において、強化繊維が不連続な状態にある前記プリプレダ基材を、原料プリプレダ基材と云う。

[0151] <流動性の評価方法〉

複合プリプレダ基材を、直径 100mmの大きさに切り出す。切り出した複合プリプレグ基材を 8層で疑似等方に積層し、積層体を用意する。積層体の積層構造は、 [ 4

5/0/ + 45/90] である。 300 X 300mmの大きさの平板金型上に、積層体を配

is

置した後、加熱型プレス成形機により、 6MPaの加圧のもと、 150°C X 30分間の条件により、樹脂を硬化せしめる。得られた FRPの直径 L (単位は mm)と、元の直径 100 mmとの比率を算出する。比率の算出式は、 L/100mmである。 FRPの直径 Lは、最表面の複合プリプレダ基材を基準として測定し、表裏のうちで大きな方を採用する。最表面の複合プリプレダ基材が楕円形になって流動している場合は、その最も大きい長径を採用する。得られる比率により、流動性が評価される。

[0152] <リブ形成性の評価方法〉

複合プリプレダ基材を、強化繊維 (炭素繊維）の配向方向（0° 方向）と、強化繊維（炭素繊維）の配向方向から右に 45度ずらした方向（45° 方向）に、それぞれ 80mm

X 80mmの大きさに切り出す。切り出した複合プリプレダ基材を 8層で疑似等方に積層し、積層体を用意する。積層体の積層構造は、 [ -45/0/ + 45/90] である。

is 面積 lOO X lOOmmで、下面に、直線状のリブを形成するための幅 1. 5mm、長さ 1 00mm,深さ 15mmのキヤビティが設けられている上型と上面が平面である下型とからなる金型を用意する。下型の上面に積層体を載置した後、上型を閉じ、加熱型プレス成形機により、 6MPaの加圧のもと、 150°C X 30分間の条件により、樹脂を硬化せしめる。得られた FRPに形成されたリブの高さを測定する。得られる高さの測定値により、リブ形成性が評価される。

[0153] <力学特性の評価方法〉

平板状の FRPより、長さ 250 ± lmm、幅 25 ± 0. 2mmの引張強度試験片を切り出す。 JIS K7073— 1988「炭素繊維強化プラスチックの引張試験方法」に規定する試験方法に従い、標点間距離を 150mmとし、クロスヘッド速度 2. Omm/分で引張強度を測定する。実施例においては、試験機として、インストロン (登録商標）万能試験機 4208型を用いた。測定する試験片の数 nは 10とし、平均値を引張強度とする。さらに、測定値より標準偏差を算出し、その標準偏差を平均値で除することにより、バラツキの指標である変動係数 CV (%)を算出する。

[0154] <樹脂の最低粘度の評価方法〉

昇温速度 2°C/分、振動周波数 0. 5Hz、パラレルプレート（ φ 40mm)の条件下、温度と粘度との関係曲線から最低粘度を求める。実施例においては、測定装置として、 Rheometric Scientific社製粘弾性測定システム拡張型 ARESを用いた。

[0155] <追加樹脂層の厚みの評価方法〉

光学顕微鏡 (400倍）にて断面を直接観察して、厚みを測定する。

[0156] <マトリックス樹脂の G 、の評価方法〉板状の樹脂硬化物（2 ± 0. 1mm厚、 10 ± 0. 5mm幅、 120 ± 10mm長）を試験片として用いる。試験片から、 JIS K7161— 1994「プラスチック—引張特性の試験方法」に記載の方法に従い、引張弾性率 Eおよびポアソン比 Vを測定する。同様に加熱硬ィ匕して得られた板状の硬ィ匕物（6 ± 0 · 3mm厚、 12. 7 ± 0. 3mm幅、 80 ± 10m m長）から、 ASTM D5045— 99に従って K を測定する。 G は、それぞれ測定さ

IC IC

れた前記引張弾性率 E、前記ポアソン比 V、および、前記を用いて（（1 v ) ² X

IC

K ²) /Εの計算式により算出する。測定回数 ηは、 10とする。

IC

[0157] く FRPの G の評価方法〉

IIC

JIS Κ7086— 1 993「炭素繊維強化プラスチックの層間破壊靱性試験方法」附属書 2に記載の方法に従い、 ENF試験 (端面切り欠き試験片の曲げ試験）により測定する。測定回数 ηは、 10とする。

実施例 1

[0158] エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン (株)製"ェピコート (登録商標） " 8²8： 30重量部、 "ェピコート（登録商標）" 1001 : 35重量部、 "ェピコート（登録商標）" 1 54 : 35 重量部）と、熱可塑性樹脂ポリビュルホルマール (チッソ (株)製"ビニレック (登録商標 ) "Κ) 5重量部と、硬化剤ジシアンジアミド（ジャパンエポキシレジン (株)製 DICY7) 3 . 5重量部と、硬化促進剤 3—（3 , 4—ジクロ口フエニル） 1 , 1ージメチルゥレア（保土谷化学工業 (株)製 DCMU99) 4重量部とを、ニーダ一で加熱混練してポリビュルホルマールが均一に溶解した未硬化のエポキシ樹脂組成物 1を調整した。このェポキシ樹脂組成物 1を、リバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して 19g/m 2の樹脂フィルム 1を作製した。

[0159] 次に、一方向に配列させた炭素繊維（引張強度 4 , 900MPa、引張弾性率 235GP a) 3の両面に樹脂フィルム 1を重ね、加熱'加圧（130°C、 0. 4MPa)することによって樹脂を含浸させ、炭素繊維目付が 1 20g/m²、マトリックス樹脂含有率が 24wt%、プリプレダ基材厚 0. 12mmのプリプレダ基材 1を作製した。

[0160] 未硬化のエポキシ樹脂組成物 1と同一の樹脂をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して作製した樹脂フィルム（樹脂目付 19g/m²、フィルム厚 0. 02mm )を追加樹脂層 10として、プリプレダ基材 1の片表面に貼り合わせて予備プリプレダ基材 1 (樹脂含有率 32wt%、プリプレダ基材厚 0. 14mm)を得た。

[0161] 次いで、得られた予備プリプレダ基材 1を、自動裁断機を用いて図 3に示すように連続的に切り込みを入れることにより、等間隔で規則的な切り込み 40を有する複合プリプレダ基材 1を製造した。

[0162] 切り込み 40の方向は、繊維 3の配列方向 1に直交する方向 2で、切り込み 40の長さは 10. 5mmであり、切り込みが入れられた繊維 3の繊維長 6は 30mmである。隣り合う切り込み列 50は、繊維 3の配列方向 1に直交する方向 2に 10mmずれている。すなわち、多数の切り込み列 50における切り込みのパターンは、 2パターンである。さらに、隣り合う切り込み列 50の切り込み 40が、互いに 0. 5mm切り込んでいる。また、任意の 1つの切り込みにより切断された繊維 3の本数は 18, 900本である。

[0163] エポキシ樹脂組成物 1の最低粘度は 5. 5Pa ' sであり、複合プリプレダ基材 1はタツク性を有してレ、た。エポキシ樹脂組成物 1自体の硬化物（130°C X 90分）のモード I 破壊靭性 G は 174j/m²であった。

IC

[0164] 製造された複合プリプレダ基材 1から、炭素繊維 3の配列方向（0° 方向）と、炭素繊維 3の配列方向力右に 45度ずらした方向（45° 方向）にお!/、て、それぞれ 250 X 250mmの大きさのサイズの複合プリプレダ基材 1を切り出した。切り出した複合プリプレダ基材 1を、追加樹脂層 10を設けた片表面同士が重なり合わないように、 16層で疑似等方に積層して積層基材 1を得た。積層構造は、 [ -45/0/ + 45/90]

2S である。積層基材 1の厚みは、 2. 2mmであった。積層基材 1を、面積 300 X 300m mの平板金型上に配置した後、加熱型プレス成形機により、 6MPaの加圧のもと、 15 0°C X 30分間の条件により、樹脂を硬化せしめ、面積 300 X 300mm、厚さ 1. 6mm の平板状の FRPを得た。

[0165] 得られた平板状 FRPは、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。ソリもなく良好な平面平滑性を有していた。流動性は 1. 3であり、リブ形成高さは 10mmであった。 FRPの引張強度は 390MPa、変動係数 CVは 6%とバラツキが小さかった。

[0166] 更に、前記成形条件と同じ条件で、幅 80mm X長 160mm X立壁高 20mm、二次曲面部の曲率半径（R)が 3mmのトレーを 10回連続して成形した。得られたトレーは、二次曲面部においても、最表面における炭素繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙にも、樹脂がきちんと充填し、樹脂欠損部分がなぐ立壁部にシヮも発生していない外観品位に優れた FRPが得られた。 10回の成形いずれにおいても同様に品位の高レ、FRPが得られ、品質安定性が高!/、ことが確認された。

実施例 2

[0167] エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン (株)製"ェピコート (登録商標） "8²8： 9重量部、 "ェピコート（登録商標）" 1001 : 35重量部、 "ェピコート（登録商標）" 1004 : 20 重量部、 "ェピコート（登録商標）" 807 : 36重量部、）と、熱可塑性樹脂ポリビュルホルマール (チッソ (株)製"ビニレック (登録商標） "K) 5重量部と、硬化剤ジシアンジァミド（ジャパンエポキシレジン (株)製 DICY7) 4· 5重量部と、硬化促進剤 3— (3, 4— ジクロロフヱニル） 1 , 1ージメチルゥレア（保土谷化学工業 (株)製 DCMU99) 3重量部とを、ニーダ一で加熱混練してポリビュルホルマールが均一に溶解した未硬化のエポキシ樹脂組成物 2 (樹脂最低粘度 3. 4Pa- s)を調整した。

[0168] このエポキシ樹脂組成物 2を用いて、実施例 1と同様の方法で、プリプレダ基材 2 ( 炭素繊維の引張強度 4, 900MPa、引張弾性率 235GPa、炭素繊維目付 150g/m マトリックス樹脂含有率 24wt%、プリプレダ基材厚 0. 14mm)を作製した。

[0169] 一方において、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン (株)製"ェピコート（登録商標）" 828 : 35重量部、 "ェピコート (登録商標）" 1001 : 30重量部、 "ェピコート（登録商標） " 154： 35重量部）と、熱可塑性樹脂ポリビュルホルマール（チッソ（株)製"ビニレック (登録商標） "K) 3重量部と、硬化剤ジシアンジアミド (ジャパンエポキシレジン（株)製 DICY7) 3. 5重量部と、硬化促進剤 3— (3, 4—ジクロロフエ二ル）— 1 , 1—ジメチルゥレア（保土谷化学工業（株）製 DCMU99) 3重量部とを、ニーダ一で加熱混練してポリビュルホルマールが均一に溶解した最低粘度 1. 5Pa' sの未硬化のェポキシ樹脂組成物 3を調整した。

[0170] プリプレダ基材 2の両表面に、マトリックス樹脂よりは低粘度の未硬化のエポキシ樹脂組成物 3をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して作製した樹脂フィルム（樹脂目付 19g/m²、フィルム厚 0. 02mm)を、追加樹脂層として、それぞれ貼り合わせて、予備プリプレダ基材 2 (樹脂含有率 31wt%、プリプレダ基材厚 0. 18m m)を得た。

[0171] 予備プリプレダ基材 2を用いた以外は、実施例 1と同様にして、複合プリプレダ基材 2およびそれを用いた積層基材 2を得て、積層基材 2を用いて平板状 FRPを成形した。本実施例での複合プリプレダ基材 2は、両面に追加樹脂層が配置されているため、表裏の使い分けなく積層することができ、効率よく積層できた。

[0172] 得られた平板状 FRPは、実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP 端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。また、 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。成形性に関しては、流動性は 1. 5、リブ形成高さは 15 mmであり、成形時にキヤビティの頂部上限まで複合プリプレダ基材 2が充填したことが確認された。 FRPの引張強度は 410MPaと、実施例 1に比べて、炭素繊維配合率が高いために、高くなり、変動係数 CVは 9%であった。

実施例 3

[0173] エポキシ樹脂（住友化学工業 (株)製 ELM434 : 90重量部、大日本インキ化学ェ業 (株)製ェピクロン 830 : 10重量部）と、熱可塑性樹脂ポリエーテルスルフォン (住友化学工業（株）製スミカエタセル PES5003PU 5重量部と、硬化剤 4, 4 'ジアミノジフェニルスルフォン（住友化学工業（株）製スミキユア S) 35重量部とを、ニーダ一で加熱混練してポリエーテルスルフォンが均一に溶解した未硬化のエポキシ樹脂組成物 4 ( 樹脂最低粘度 0. 4Pa' _S)を調整した。

[0174] このエポキシ樹脂組成物 4を用いて、実施例 1と同様の方法で、プリプレダ基材 3 ( 炭素繊維の引張強度 5, 400MPa、引張弾性率 294GPa、炭素繊維目付 150g/m マトリックス樹脂含有率 25wt%、プリプレダ基材厚 0· 14mm)を作製した。

[0175] このプリプレダ基材に切り込みを入れ、切り込みを入れた原料プリプレダ基材の片表面のみに、未硬化のエポキシ樹脂組成物 4と同一の樹脂組成物と充填材としてのポリアミド 12球状粒子（レーザー回折 ·散乱式によるメジアン径 (D50) 7 m)とを、予め加熱混練して得た樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して作製した樹脂フィルム（樹脂目付 40g/m²、フィルム厚 0. 04mm,樹脂フィルム中にポリアミド 12球状粒子を 13g/m²含む）を追加樹脂層として、貼り合わせて、複合プリプレダ基材 3 (樹脂含有率 35wt%、プリプレダ基材厚 0. 18mm)を得た。 [0176] 複合プリプレダ基材 3を用い、樹脂の硬化条件を 185°C X 120分間に替えた点以外は、実施例 1と同様に、複合プリプレダ基材 3および積層基材 3を得て、平板状 FR Pに成形した。エポキシ樹脂組成物 4自体および追加樹脂層を形成する樹脂自体の硬化物（180°C X 120分）のモード I破壊靭性 G は、それぞれ 124j/m²、 590j/m

IC

²であった。

[0177] 得られた平板状 FRPは、実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP 端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。また、 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。但し、 FRPの外観品位は、実施例 1における FRPに比ベ若干劣った。成形性に関しては、流動性は 1. 4、リブ形成高さは 15mmであり、成形時にキヤビティの頂部上限まで複合プリプレダ基材 2が充填したことが確認された。

FRPの引張強度は 490MPaと非常に高くなり、変動係数 CVは 8%であった。 FRP のモード II破壊靭性 G は 2· 4kj/m²であった。

IIC

[0178] 実施例 1と同様にして、 10回連続して成形したトレーは、二次曲面部においても、最表面における炭素繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙にも、樹脂がきちんと充填し、樹脂欠損部分がなぐ立壁部にシヮも発生していない外観品位に優れた FRP が得られた。実施例 1と同様に、 10回連続して同程度の品位の高い FRPが得られ、品質安定性が高レヽことが確認された。

実施例 4

[0179] 炭素繊維目付を 80g/m²にした点、積層基材の構成を [ 45/0/ + 45/90]

3S にした点以外は、実施例 1と同様にして、平板状の FRPを得た。

[0180] 得られた平板状 FRPは、実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP 端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。また、 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。流動性は 1. 4であり、リブ形成高さは 15mmであった。

FRPの引張強度は 420MPa、変動係数 CVは 5%とバラツキが小さ力、つた。

実施例 5

[0181] 未硬化のエポキシ樹脂組成物 1を用いたプリプレダ基材に樹脂フィルムを貼り合わせずに、プリプレダ基材に切り込みを入れ、切り込みを入れた原料プリプレダ基材を 16層で疑似等方に積層して積層体を得た。積層体の積層構成は、 [-45/0/ + 4 5/90] である。この積層体を得る際に、積層体の両表面、 4層目、 8層目および 12

2S

層目に、未硬化のエポキシ樹脂組成物 1と同一の樹脂と、充填材としてエポキシシランカップリング処理を施したガラス球状粒子（平均直径 15 m)とを、予め加熱混練して得た樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して作製した樹脂フィルム（樹脂目付 25g/m²、フィルム厚 0. 025mm,樹脂フィルム中にェポキシシランカップリング処理を施したガラス球状粒子を 10g/m²含む）を合計 5枚貼り合わせて積層基材を得た点以外は、実施例 1と同様に、積層基材を得て、平板状 FRP に成形した。

[0182] 得られた平板状 FRPは、実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP 端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。成形性に関しては、流動性は 1. 3、リブ形成高さは 10mであつた。但し、 FRPの外観品位は、実施例 1の FRPに比べ若干劣った。 FRPの引張強度は 400MPa、変動係数 CVは 6%とバラツキが小さ力、つた。

実施例 6

[0183] 未硬化のエポキシ樹脂組成物 1と、強化繊維として連続状の炭素繊維に替えて牽切紡によるスライバーヤーン (繊維長 10mm乃至 150mm)を用いた点、追加樹脂層として、樹脂フィルムに替えて未硬化のエポキシ樹脂組成物 1をスプレーコーティングにて粒子状に配置した点（樹脂目付 10g/m²、フィルム厚 0. 03mm)、切り込みを入れない点以外は、実施例 1と同様にして、複合プリプレダ基材および積層基材を得て、平板状 FRPに成形した。

[0184] 実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。成形性に関しては、流動性は 1. 3、リブ形成高さは 6mmであった。 FRPの引張強度は 630MPaと非常に高くなり、変動係数 CVは 5%であった。

実施例 7

[0185] 実施例 1の原料プリプレダ基材 1に追加樹脂層を付与する前に、実施例 1と同様に、自動裁断機を用いて図 3に示すように、連続的に切り込みを入れ、等間隔で規則的な切り込みを有する原料プリプレダ基材 1を得た。次に、追加樹脂層として、共重合ポリアミド樹脂 (東レ (株)製"アミラン"（登録商標） CM4000、ポリアミド共重合体、融点 155°C)を、メノレトブローにより、単位面積あたりの樹脂重量 20g/m²となる不織布を作製した。この不織布を、切り込みを有する原料プリプレダ基材 1の片面に、常温にて、ニップローラーを通過させて、押し付けることで一体化し、複合プリプレダ基材を得た。

[0186] 得られた複合プリプレダ基材を、実施例 1と同様にして、積層して積層基材を得た。

マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂からなるプリプレダ基材面と、追加樹脂層である不織布面がそれぞれ接着され層間を形成した。追加樹脂層が不織布なので、マトリックス樹脂が染み出すことで複合プリプレダ基材はタック性を有し、実施例 1と同様に、良好な積層作業状態が得られた。実施例 1と同様にして、 FRPの成形を行った。追加樹脂層として熱可塑性樹脂を用いているため、型温を 100°C程度まで冷却して脱型した。

[0187] 得られた平板 FRPは、実施例 1と同様に、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP端部まで炭素繊維が均等かつ十分に流動していた。 FRPは、ソリもなく、良好な平面平滑性を有していた。流動性は 1. 3、リブ形成高さは 12mmまで充填した。 FRPの引張強度は 460MPaと非常に高くなり、変動係数 CVは 5%であった。

実施例 8

[0188] 実施例 7で得られた平板 FRPを射出成形用の金型に揷入し、他の FRPとして炭素繊維を混練したポリアミド 6のペレット (東レ (株)製"トレ力"（登録商標）ペレット、炭素繊維重量配合率 20wt%、不連続の炭素繊維がランダムに分散、繊維長 0. 2mm) を、平板 FRPの追加樹脂層が配置された表面に射出成形し、平板 FRP上に他の FR Pで複雑形状の T字型リブを形成した。平板 FRP中の追加樹脂層と、他の FRPである炭素繊維配合ポリアミド 6とは一体となって接着されており、両者の垂直接着強度（フラットワイズ剥離強度）は lOMPa以上と、極めて高い接着性を示した。

実施例 9

[0189] 実施例 7で得られた積層基材の追加樹脂層が配置された面上に、他の熱可塑性樹脂としてポリカーボネートのシート (GEプラスチックス社製 "Lexan" (登録商標） SL X)を積層して、 IMPaの加圧のもと、 110°C X 90分間の条件により硬化せしめ、表面にシートが接着された極めて表面品位に優れた平板状の FRPを得た。積層基材は、平板 FRPとして成形されると同時に、追加樹脂層は強化繊維中に入り込み、つ、他の熱可塑性樹脂成形体であるポリカーボネートのシートと一体になつて接着されていた。両者の IS04587に基づく接着強度（せん断剥離強度）は 5MPa以上と、高い接着性を示した。

比較例 1

[0190] 予備プリプレダ基材 3に追加樹脂層として樹脂フィルムを配置しない点以外は、実施例 3と同様にして、平板状の FRPを得た。

[0191] 得られた平板状 FRPは、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。流動性は 1. 2、リブ形成高さは 5mmであり、実施例 1および 3の FRPに比べて劣った。 FRPの引張強度は 390MPa、変動係数 CVは 6%と、実施例 1とほぼ同等の力学特性であった。モード II破壊靭性 G は 0. 9kj/

IIC

m あつに。

[0192] 実施例 1と同様にして得られたトレーは、立壁部の接する二次曲面部にはシヮが発生していなかった力 S、最表面における炭素繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙にマトリックス樹脂の欠損部分が 10回中 10回とも部分的に発生し、実施例 1および 3よりも外観品位に若干劣った。

比較例 2

[0193] 実施例 1と同様のエポキシ樹脂を使用し、同様の工程を用いて、炭素繊維目付が 1 20g/m²、マトリックス樹脂含有率 32wt%のプリプレダ基材 4を作製した。マトリックス樹脂は満遍なく強化繊維中に含浸されており、表面に樹脂層が局在化した様子は見られなかった。

[0194] このプリプレダ基材 4は追加樹脂層を付与せずに、実施例 1と同様に、自動裁断機を用いて、図 3に示すように、連続的に切り込みを入れ、等間隔で規則的な切り込みを有するプリプレダ基材 4を得た。追加樹脂層を付与しない以外は、実施例 1と同様にして、平板状の FRPを得た。

[0195] 得られた平板状 FRPは、炭素繊維のうねりを伴うことなぐ FRP端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。流動性は 1. 2、リブ形成高さは 8mmであり、実施例 1および 3に比べて劣った。 FRPの引張強度は 370MPa、変動係数 CVは 5%と、実施例 1とほぼ同等かそれ以下の力学特性であった。

[0196] 実施例 1と同様にして得られたトレーは、立壁部の接する二次曲面部にはシヮが発生していなかった力 S、最表面における炭素繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙にマトリックス樹脂の欠損部分が 10回中 5回部分的に発生し、実施例 1および 3の FRP よりも外観品位に若干劣った。

比較例 3

[0197] 実施例 7で用いた熱可塑性樹脂からなる不織布をマトリックス樹脂として用いた。実施例 1と同様の炭素繊維に対して、炭素繊維目付が 120g/m²となるようシート状に一方向に引き揃え、 20g/m²となる不織布を片面に 2枚ずつ計 4枚積層し、 160°C に温調したニップローラーでマトリックス樹脂を低粘度化させ、含浸させた。このようにしてマトリックス樹脂含有率 40wt%のプリプレダ基材 5を作製した。マトリックス樹脂はプリプレダ基材 5の表面に局在化している力 S、厚みは一定でなぐ繊維もうねっていた。プリプレダ基材 5を切断して断面を見ると、厚み中央部に、樹脂の未含浸部が観察された。

[0198] プリプレダ基材 5は、追加樹脂層を付与せずに、実施例 1と同様に、自動裁断機を用いて、図 3に示すように、連続的に切り込みを入れ、等間隔で規則的な切り込みを有するプリプレダ基材 5を得た。タック性がないので、実施例 1と同様の積層構成にただ重ね、赤外線ヒーター（IRヒーター）により 180°Cに予熱した後、 70°Cに温調したプレスでコールドプレスし、平板状 FRPを得た。

[0199] 得られた平板状 FRPは、若干炭素繊維がうねっていたものの、 FRP端部まで炭素繊維が均等かつ充分に流動していた。 FRPの引張強度は 250MPa、変動係数 CV は 8%と、実施例 1および 3の FRPに比べ非常に低い力学特性であった。樹脂の未含浸部分の存在が原因と考えられる。

[0200] 実施例 1のトレーを平板状 FRPと同様の条件で成形した。立壁部の接する二次曲面部にはシヮが発生していなかった力最表面における炭素繊維の隣り合う不連続端群の間の間隙にマトリックス樹脂の欠損部分が 10回中 8回部分的に発生し、実施例 1および 3の FRPよりも外観品位に若干劣った。比較例 4

[0201] 比較例 1で得られた積層基材を用いる以外は、実施例 9と同様に、平板状の FRPを得た。得られた FRPは、他の熱可塑性樹脂成形体であるポリカーボネートのシートと一体になつていたが、手で剥せる程度の低い接着強度（せん断剥離強度）で、接着性に劣った。

産業上の利用可能性

[0202] 本発明によれば、一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材の複数枚が、少なくとも一方の最表層と積層層間の内少なくとも一つの層間に、追加樹脂層が配置されて積層され、各積層層間において、前記原料プリプレグ基材同士および/または前記原料プリプレダ基材と前記追加樹脂層との境界の少なくとも一部が、接着されて一体化されている積層基材、ならびに、該積層基材から成形される FRPが、提供される。

[0203] また、本発明によれば、前記積層基材を構成する前記原料プリプレダ基材とその少なくとも一方の表面に設けられた前記追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材の製造方法が提供される。

[0204] 本発明の積層基材は、積層された前記原料プリプレダ基材の層間と積層基材の少なくとも一方の表面とに、前記追加樹脂層を有し、かつ、前記原料プリプレダ基材における強化繊維が不連続な繊維であるため、この積層基材を用いて FRP成形品を製造する成形工程において、所望とする成形品の形状に追従して、不連続な繊維、追加樹脂層を形成している樹脂、更には、原料プリプレダ基材のマトリックス樹脂が、流動可能である。その結果、所望とする成形品、特に、複雑な形状を有する成形品の製造が容易となる。

[0205] 製造される成形品は、リブや 2次曲面などの複雑な形状を有する部材を含む輸送機器（自動車、航空機、艦艇など)の構造部材、産業機械の構造部材、精密機器の構造部材、スポーツ用具（自転車、ゴルフなど）の構造部材などに特に好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。

[2] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

(2— a)—方向に配列された連続している強化繊維からなる繊維シートと該繊維シートに少なくとも部分的に含浸されたマトリックス樹脂とからなるプリプレダ基材を用意する工程、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。 [3] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材と、該原料プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成された追加樹脂層とからなる複合プリプレダ基材が、

により製造される複合プリプレダ基材の製造方法。

[4] 前記プリプレダ基材に形成される切り込みが、前記強化繊維の配列方向を横切る方向に 2乃至 50mmの長さの切り込みが間隔をおいて配列されてなる切り込み列と該切り込み列が前記強化繊維の配列方向に間隔をおいて配列されることにより形成され、前記切り込み列の一つを前記強化繊維の配向方向に移動した際に、最初に切り込み同士が重なる他の切り込み列との間隔が、 10乃至 100mmであり、前記強化繊維の配列方向において隣り合う切り込み列における切り込み位置力互いに前記強化繊維の配列方向に直交する方向にずれており、かつ、前記強化繊維の配列方向において隣り合う切り込み列における切り込みの端部の位置力 S、前記強化繊維の配列方向に投影した場合、 0. 1mm乃至前記強化繊維の配列方向に直交する方向にお!/、て隣り合う切り込みのうち短!/、方の長さの 0. 1倍の範囲で互いに重なり合つている請求項 1または 2に記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[5] 前記プリプレダ基材の少なくとも一方の表面に形成される前記追加樹脂層力当該プリプレダ基材の表面の全体、あるいは、その表面の一部に形成され、かつ、形成された追加樹脂層の厚みが、前記強化繊維シートを形成して!/、る強化繊維の単繊維の直径乃至前記原料プリプレダ基材の厚みの 0. 5倍の範囲である請求項 1乃至 3のいずれかに記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[6] 前記追加樹脂層に、粒子状または繊維状の充填材が配合されている請求項 1乃至

3のいずれかに記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[7] 前記追加樹脂層を形成する樹脂と前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリツタス樹脂とが異なり、かつ、前記追加樹脂層を形成する樹脂の室温乃至樹脂分解温度の範囲における最低粘度が、前記マトリックス樹脂のそれより低い請求項 1乃至 3 のいずれかに記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[8] 前記追加樹脂層を形成する樹脂と前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリツタス樹脂とが異なり、かつ、前記追加樹脂層を形成する樹脂の破壊靭性が、前記マトリックス樹脂のそれより高い請求項 1乃至 3のいずれかに記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[9] 前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であり、前記追加樹脂層を形成する樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項 1乃至 3のいずれかに記載の複合プリプレダ基材の製造方法。

[10] 請求項 1乃至 3のいずれかに記載の製造方法により製造された複合プリプレダ基材の複数枚が、少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在するように積層され、前記各複合プリプレダ基材間にお!/、て、隣り合う複合プリプレダ基材の少なくとも一部が互いに接着されてなる積層基材。

[11] 積層された複数枚の複合プリプレダ基材の少なくとも 2枚の複合プリプレダ基材における追加樹脂層の厚みが、互いに異なる請求項 10に記載の積層基材。

[12] 一方向に配列された繊維長が 1乃至 300mmの不連続な強化繊維からなる繊維シ一トと該繊維シートに含浸されたマトリックス樹脂とからなる原料プリプレダ基材の複数枚が、少なくとも一方の最表層と積層層間の内少なくとも一つの層間に、追加樹脂層が配置されて積層され、各積層層間において、前記原料プリプレダ基材同士および/または前記原料プリプレダ基材と前記追加樹脂層との境界の少なくとも一部が、接着されて一体化されて!/、る積層基材。

[13] 前記追加樹脂層の内の少なくとも 2つ追加樹脂層の厚み力互いに異なる請求項 12に記載の積層基材。

[14] 前記積層基材表面の追加樹脂層の厚みが、前記積層基材内部の追加樹脂層のそれよりも厚!/、請求項 11に記載の積層基材。

[15] 前記積層基材表面の追加樹脂層の厚みが、前記積層基材内部の追加樹脂層のそれよりも厚い請求項 13に記載の積層基材。

[16] 前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であり、前記追加樹脂層を形成する樹脂が、熱可塑性樹脂であって、前記熱可塑性樹脂が積層基材の表面に露出している請求項 10に記載の積層基材。

[17] 前記原料プリプレダ基材を形成する前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であり、前記追加樹脂層を形成する樹脂が、熱可塑性樹脂であって、前記熱可塑性樹脂が積層基材の表面に露出している請求項 12に記載の積層基材。

[18] 請求項 10に記載の積層基材を加熱 '加圧して得られる繊維強化プラスチックであつて、前記積層基材と少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在している繊維強化

[19] 請求項 12に記載の積層基材を加熱 '加圧して得られる繊維強化プラスチックであつて、前記積層基材と少なくとも一方の表面に追加樹脂層が存在している繊維強化

[20] 前記強化繊維の隣り合う不連続状態の繊維の端群の間に、前記追加樹脂層を形成する樹脂が介在している請求項 18に記載の繊維強化プラスチック。

[21] 前記強化繊維の隣り合う不連続状態の繊維の端群の間に、前記追加樹脂層を形成する樹脂が介在している請求項 19に記載の繊維強化プラスチック。