WO2011108677A1 - 炭素繊維強化プラスチック成形体 - Google Patents

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竹村　振一
慶清 倪
拓勇 橋詰
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Shinshu University NUC
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Definitions

  • the present invention relates to a carbon fiber reinforced plastic molded body.
  • Carbon fiber reinforced plastic molded products are lighter and more rigid than metals such as aluminum and iron, and have recently attracted attention as new materials to replace metals.
  • improvement in vibration damping is desired. Therefore, a carbon fiber reinforced plastic molded body is proposed in which a damping elastic layer made of a viscoelastic material such as polyimide is disposed between carbon fiber reinforced plastic layers laminated to each other (see, for example, Patent Document 1). .
  • the carbon fiber reinforced plastic molded body as described above may be applied to industrial parts as a part of a support member, for example.
  • the carbon fiber reinforced plastic molded body in addition to improving the vibration damping property, it is required to ensure a certain bending rigidity.
  • the carbon fiber reinforced plastic molded body it is required to improve the bending rigidity while ensuring a certain vibration damping property.
  • the present invention provides a carbon fiber reinforced plastic molded body capable of improving vibration damping while ensuring bending rigidity, and a carbon fiber reinforced plastic molding capable of improving bending rigidity while ensuring vibration damping.
  • the challenge is to provide a body.
  • a carbon fiber reinforced plastic molded body includes a long first and second carbon fiber reinforced plastic layers laminated together, a first carbon fiber reinforced plastic layer, and a first carbon fiber reinforced plastic layer.
  • a damping elastic layer disposed between the two carbon fiber reinforced plastic layers, and the damping elastic layer has a plurality of viscoelastic resin regions made of viscoelastic resin,
  • the first and second carbon fiber reinforced plastic layers are arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers.
  • a high-rigidity resin region made of a rigid resin is provided.
  • this carbon fiber reinforced plastic molded body since the vibration damping elastic layer having the viscoelastic resin region is disposed between the first carbon fiber reinforced plastic layer and the second carbon fiber reinforced plastic layer, the vibration damping property is improved. Is improved. Further, in this carbon fiber reinforced plastic molded body, a plurality of viscoelastic resin regions are arranged apart from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers, and these viscoelastic resin regions are arranged. Since a high-rigidity resin region having a relatively high rigidity is provided between the first and second carbon fiber reinforced plastic layers, bending rigidity along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers is ensured.
  • the surfaces facing each other across the high-rigidity resin region are substantially parallel. According to this configuration, the vibration damping property and the bending stiffness distribution are substantially uniform along the direction in which the opposing surfaces extend across the high-rigidity resin region.
  • the high-rigidity resin is the same as the resin constituting the first and second carbon fiber-reinforced plastic layers, and the high-rigidity resin region is the first and second It is preferably formed integrally with the carbon fiber reinforced plastic layer. According to this configuration, when the first and second carbon fiber reinforced plastic layers and the vibration-damping elastic layer are integrally formed, the resin constituting the first and second carbon fiber reinforced plastic layers can be easily formed. A highly rigid resin region can be formed.
  • the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on this invention is the 1st and 2nd carbon fiber reinforced plastic layer laminated
  • a damping elastic layer disposed between the carbon fiber reinforced plastic layer and the damping elastic layer made of a material including a viscoelastic resin and a fibrous material kneaded in the viscoelastic resin, and a fiber.
  • the material is characterized by having a rigidity higher than that of the viscoelastic resin.
  • a fibrous material kneaded with a viscoelastic resin and a viscoelastic resin between the first carbon fiber reinforced plastic layer and the second carbon fiber reinforced plastic layer and having a relatively high rigidity. Since the vibration-damping elastic layer made of the material containing is disposed, the bending rigidity can be improved while ensuring the vibration-damping property.
  • the first and second carbon fiber reinforced plastic layers are elongated, and the vibration-damping elastic layers are the first and second carbon fiber reinforced plastics. It is preferably divided into a plurality of regions by a plurality of gaps arranged along the longitudinal direction of the layer. According to this configuration, the plurality of regions of the damping elastic layer are arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction of the first and second carbon fiber reinforced plastic layers. The bending rigidity along the longitudinal direction of the carbon fiber reinforced plastic layer can be improved.
  • the surfaces facing each other with a gap between them are substantially parallel in adjacent regions. According to this configuration, it is possible to make the distribution of vibration damping properties and bending rigidity substantially uniform along the direction in which the surfaces facing each other across the gap extend.
  • the fibrous substance is preferably at least one of carbon nanotubes, ketjen black, short glass fibers, and short carbon fibers. According to this configuration, it is possible to suitably improve the bending rigidity using carbon nanotubes, ketjen black, short glass fibers, and short carbon fibers.
  • a carbon fiber reinforced plastic molded body capable of improving vibration damping while ensuring bending rigidity
  • a carbon fiber reinforced plastic molding capable of improving bending rigidity while ensuring vibration damping.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a carbon fiber reinforced plastic molded body according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partial sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a partial sectional view taken along line III-III in FIG. It is a perspective view of 2nd Embodiment of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on this invention.
  • FIG. 5 is a partial sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is a perspective view of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on a comparative example. It is a graph which shows the measurement result of the bending rigidity and the damping property of the carbon fiber reinforced plastic molding which concerns on an Example and a comparative example.
  • a carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as “CFPR: Carbon Fiber Reinforced Plastics”) molded body 10 includes CFRP layers (laminated with each other along the z-axis direction of the orthogonal coordinate system S) ( A first carbon fiber reinforced plastic layer) 1 and a CFRP layer (second carbon fiber reinforced plastic layer) 2, and a damping elastic layer 3 disposed between the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2. Yes.
  • CFRP molded body 10 can be used for industrial parts such as a robot hand.
  • the CFRP layers 1 and 2 have a long plate shape extending along the x-axis direction of the orthogonal coordinate system S, and are impregnated and cured in a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers and these carbon fiber layers. And a matrix resin (for example, epoxy resin).
  • a matrix resin for example, epoxy resin
  • the CFRP layer 1 includes an outer layer 1a and an inner layer 1b that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the outer layer 1a can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the inner layer 1b can include, for example, one carbon fiber layer arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the angle here is an angle with respect to the x-axis direction.
  • the CFRP layer 2 includes an inner layer 2a and an outer layer 2b that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the inner layer 2a can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the outer layer 2b can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the damping elastic layer 3 has a viscoelastic resin region 3a and a viscoelastic resin region 3b arranged so as to be separated from each other along the longitudinal direction (x-axis direction) of the CFRP layers 1 and 2.
  • the viscoelastic resin regions 3a and 3b are made of viscoelastic resin.
  • the viscoelastic resin is a resin having rigidity lower than that of the matrix resin constituting the CFRP layers 1 and 2, and can be a viscoelastic material (flexible resin material) such as rubber or elastomer.
  • the viscoelastic material preferably has a storage elastic modulus at 25 ° C.
  • the storage elastic modulus of the viscoelastic material is 2500 MPa or less, sufficient vibration damping performance can be obtained. If the storage elastic modulus is 0.1 MPa or more, there is little decrease in the rigidity of the CFRP molded body 10, and the robot hand or robot arm The performance required for industrial parts such as the above can be satisfied.
  • the viscoelastic material is converted from the carbon fiber prepreg to CFRP by thermosetting, it is preferable that the viscoelastic material is stable against the heat generated at that time.
  • the viscoelastic material is preferably a material having excellent adhesion to the matrix resin of the CFRP layers 1 and 2.
  • the viscoelastic materials constituting the viscoelastic resin regions 3a and 3b are, for example, styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), and ethylene.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • IIR butyl rubber
  • NBR nitrile rubber
  • ethylene ethylene
  • the material can be made more flexible than CFRP.
  • a high-rigidity resin region 4 made of a high-rigidity resin (for example, epoxy resin) having higher rigidity than that of the viscoelastic resin is provided.
  • the high-rigidity resin region 4 is disposed without a gap in a region between the viscoelastic resin region 3a and the viscoelastic resin region 3b.
  • the surfaces 3c and 3d facing each other with the high-rigidity resin region 4 interposed therebetween extend along the y-axis direction of the orthogonal coordinate system S and are substantially parallel to each other.
  • Such a vibration-damping elastic layer 3 is formed, for example, by pouring a solution of a viscoelastic resin into a sheet-shaped mold, drying it, heating and compressing it with a hot press machine, and then cutting the central part in the longitudinal direction. Can be produced.
  • the CFRP molded body 10 includes, for example, the damping elastic layer 3 produced as described above between the prepreg laminate for the CFRP layer 1 and the prepreg laminate for the CFRP layer 2. Then, the CFRP layer 1, the damping elastic layer 3, and the CFRP layer 2 are integrally formed by heating and compression. At this time, the high-rigidity resin region 4 can be formed by the matrix resin constituting the CFRP layers 1 and 2. In this case, the high-rigidity resin region 4 is formed integrally with the CFRP layers 1 and 2.
  • the damping elastic layer 3 having the viscoelastic resin regions 3a and 3b is disposed between the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2, the damping performance is improved.
  • viscoelastic resin regions 3a and 3b are arranged apart from each other along the x-axis direction, and the rigidity is relatively high between the viscoelastic resin regions 3a and 3b. Since the resin region 4 is provided, bending rigidity along the x-axis direction is ensured.
  • the surfaces 3c and 3d facing each other with the high-rigidity resin region 4 interposed therebetween are substantially parallel to each other.
  • the distribution of vibration damping properties and bending stiffness is substantially uniform.
  • the CFRP molded body 100 is different from the CFRP molded body 10 according to the first embodiment in place of the CFRP layer 1 and a CFRP layer (first carbon fiber reinforced plastic layer) 11. And a point that a CFRP layer (second carbon fiber reinforced plastic layer) 22 is provided instead of the CFRP layer 2.
  • the CFRP layers 11 and 22 have a long plate shape extending along the x-axis direction, and a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers and a matrix resin impregnated and cured in these carbon fiber layers (for example, Epoxy resin).
  • the CFRP layer 11 includes an outer layer 11a, an intermediate layer 11b, and an inner layer 11c that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the outer layer 11a can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the intermediate layer 11b can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the inner layer 11c can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the angle here is an angle with respect to the x-axis direction.
  • the CFRP layer 22 includes an inner layer 22a, an intermediate layer 22b, and an outer layer 22c that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the inner layer 22a can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the intermediate layer 22b can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the outer layer 22c can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers becomes zero.
  • vibration damping elastic layer 3 having the viscoelastic resin regions 3a and 3b is disposed between the CFRP layer 11 and the CFRP layer 22, vibration damping performance is improved. Be improved.
  • viscoelastic resin regions 3a and 3b are arranged apart from each other along the x-axis direction, and a high rigidity resin region 4 having relatively high rigidity is provided between these viscoelastic resin regions 3a and 3b. Therefore, bending rigidity along the x-axis direction is ensured.
  • the damping elastic layer 3 has two viscoelastic resin regions 3a and 3b.
  • the present invention is not limited to this, and it may have three or more viscoelastic resin regions arranged so as to be separated from each other along the x-axis direction.
  • test piece A1 corresponding to the CFRP molded body 10 and a test piece A2 corresponding to the CFRP molded body 100 were configured as follows.
  • Granock prepreg (Granock XN-60 manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd. (tensile elastic modulus: 620 GPa, carbon fiber basis weight: 125 g / m 2) , matrix resin content: 32 wt. %, Thickness of one layer: 0.11 mm), the same applies hereinafter), and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. A prepreg laminate was obtained. Also, one layer of granock prepreg is arranged so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees, and five layers of granock prepreg are laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree. A prepreg laminate was obtained.
  • a polyurethane resin (Diaplex Co., Ltd. Diary (MS4510), the same applies hereinafter) solution was poured into a sheet mold and dried, and then heated and compressed at 150 ° C. for 1 hour using a hot press machine. Later, the damping elastic layer 3 having a thickness of 0.15 mm was obtained by cutting off the central portion in the longitudinal direction. At this time, the width of the part to be cut was 10 mm. Then, the first prepreg laminate, the vibration-damping elastic layer 3, and the second prepreg laminate are laminated in order, and heated and compressed at 130 ° C.
  • a polyurethane resin Diaplex Co., Ltd. Diary (MS4510), the same applies hereinafter
  • granock prepreg Four layers of granock prepreg are laminated so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. One more layer of granock prepreg was laminated so that the orientation direction of the carbon fiber was 0 degree to obtain a third prepreg laminate. Also, one layer of granock prepreg is disposed so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. Further, four layers of granock prepregs were laminated so that the orientation direction of the carbon fibers was 0 degree to obtain a fourth prepreg laminate.
  • the polyurethane resin solution is poured into a sheet-shaped mold, dried, heated and compressed at 150 ° C. for 1 hour by a hot press machine, and then the central part in the longitudinal direction is cut off to obtain a thickness.
  • a vibration-damping elastic layer 3 of 0.1 mm was obtained.
  • the width of the part to be cut was 10 mm.
  • the third prepreg laminate, the damping elastic layer 3 and the fourth prepreg laminate are laminated in order, heated and compressed at 130 ° C. for 1 hour 30 minutes, and these are integrally molded, and CFRP A test piece A2 composed of the layer 11, the damping elastic layer 3, and the CFRP layer 22 was obtained.
  • the material of the high-rigidity resin region 4 was an epoxy resin.
  • the comparative test piece B1 is different from the test piece A1 in that a damping elastic layer 7 is provided instead of the damping elastic layer 3.
  • the vibration-damping elastic layer 7 is composed of a single region having a thickness of 0.1 mm, and the material thereof is a polyurethane resin.
  • the comparative test piece B2 is different from the test piece A2 in that the vibration-damping elastic layer 7 is provided instead of the vibration-damping elastic layer 3.
  • test pieces A1 and A2 and comparative test pieces B1 and B2 were all about 45 mm long, about 5 mm wide, and about 1.4 mm to 1.5 mm thick.
  • test pieces A1, A2 and comparative test pieces B1, B2 are controlled by a three-point bending vibration mode in the longitudinal direction.
  • Storage modulus (elastic component) E ′
  • loss storage modulus (viscous component) E ′′
  • the three-point bending vibration mode is a measurement method for measuring viscoelastic behavior by clamping both end portions in the longitudinal direction and applying vibration to the central portion in each test piece.
  • FIG. 7A shows the bending elastic modulus retention rate (E ′ / E ′ CFRP ) at 25 ° C. of each test piece.
  • E ′ CFRP is a storage elastic modulus of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer (consisting only of the CFRP layer 1 and the CFRP layer 2).
  • FIG. 7B shows tan ⁇ at 25 ° C. of each test piece. 7A and 7B, A1 shows the measured value of the test piece A1, A2 shows the measured value of the test piece A2, and B1 shows the measured value of the comparative test piece B1. , B2 indicates the measured value of the comparative test piece B2.
  • Baseline indicates a measured value of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer.
  • the elastic modulus retention ratio (E ′ / E ′ CFRP ) is a value serving as an index of bending stiffness, and the larger this value, the higher the bending stiffness.
  • tan ⁇ is a value that serves as an index of damping performance, and the larger this value, the higher the damping performance.
  • tan ⁇ of the test piece A1 was 0.102
  • tan ⁇ of the comparative test piece B1 was 0.07.
  • tan ⁇ of the test piece A2 was 0.074
  • tan ⁇ of the comparative test piece B2 was 0.044. From this, it was found that according to the test piece A1 and the test piece A2, the vibration damping properties are improved as compared with the comparative test piece B1 and the specific test piece B2.
  • a carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as “CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics”) molded body 10 ⁇ / b> A includes CFRP layers (laminated with each other along the z-axis direction of the orthogonal coordinate system S) ( A first carbon fiber reinforced plastic layer) 1A and a CFRP layer (second carbon fiber reinforced plastic layer) 2A, and a damping elastic layer 3A disposed between the CFRP layer 1A and the CFRP layer 2A. Yes.
  • CFRP molded body 10A can be used for industrial parts such as a robot hand, for example.
  • the CFRP layers 1A and 2A have a long plate shape extending along the x-axis direction of the orthogonal coordinate system S, and are impregnated and cured with a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers and these carbon fiber layers. And a matrix resin (for example, epoxy resin).
  • a matrix resin for example, epoxy resin
  • the CFRP layer 1A includes an outer layer 1aA and an inner layer 1bA that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the outer layer 1aA can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the inner layer 1bA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the angle here is an angle with respect to the x-axis direction.
  • the CFRP layer 2A includes an inner layer 2aA and an outer layer 2bA that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the inner layer 2aA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the outer layer 2bA can include, for example, five carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the damping elastic layer 3A is made of a material including a viscoelastic resin and a fibrous material kneaded in the viscoelastic resin.
  • the viscoelastic resin is a resin having rigidity lower than that of the matrix resin constituting the CFRP layers 1A and 2A, and can be a viscoelastic material (flexible resin material) such as rubber or elastomer.
  • the viscoelastic material preferably has a storage elastic modulus at 25 ° C. in the range of 0.1 MPa to 2500 MPa, more preferably in the range of 0.1 MPa to 250 MPa, and in the range of 0.1 MPa to 25 MPa.
  • the storage elastic modulus of the viscoelastic material is 2500 MPa or less, sufficient vibration damping performance can be obtained. If the storage elastic modulus is 0.1 MPa or more, there is little decrease in the rigidity of the CFRP molded body 10A. The performance required for industrial parts such as the above can be satisfied.
  • the viscoelastic material is converted from the carbon fiber prepreg to CFRP by thermosetting, it is preferable that the viscoelastic material is stable against the heat generated at that time.
  • the viscoelastic material is preferably a material having excellent adhesion to the matrix resin of the CFRP layers 1A and 2A.
  • the viscoelastic materials constituting the viscoelastic resin regions 3aA and 3bA are, for example, styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), and ethylene.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • IIR butyl rubber
  • NBR nitrile rubber
  • ethylene ethylene
  • the material can be made more flexible than CFRP.
  • the fibrous substance has a higher rigidity than that of the viscoelastic resin, and can be, for example, at least one of carbon nanotubes, ketjen black, short glass fibers, and short carbon fibers.
  • the carbon nanotubes can have a Young's modulus in the fiber longitudinal direction in the range of, for example, 500 GPa to 10,000 GPa.
  • the short glass fiber can have a Young's modulus in the fiber longitudinal direction in the range of, for example, 60 GPa or more and 90 GPa or less.
  • the short carbon fiber can have a Young's modulus in the longitudinal direction of the fiber in the range of, for example, 50 GPa or more and 1000 GPa or less.
  • the length of these fibrous substances can be set in the range of 1 ⁇ m to 6 mm, for example. If the length of the fibrous substance is 1 ⁇ m or more, the shearing force exerted on the viscoelastic resin by the fibrous substance becomes relatively large, so that the rigidity of the CFRP molded body 10A can be improved.
  • the storage elastic modulus of the damping elastic layer 3A does not become too high, and sufficient damping performance is obtained.
  • the aspect ratio obtained by dividing the length of the fibrous substance by the diameter of the fibrous substance is preferably in the range of 5 to 600, and more preferably in the range of 5 to 300.
  • the aspect ratio is 5 or more, entanglement between the fibrous materials is likely to occur, so that the rigidity of the CFRP molded body 10A can be improved. If the aspect ratio is 600 or less, the fibrous materials are kneaded into the viscoelastic resin. In doing so, the fibrous material can be dispersed relatively uniformly in the viscoelastic resin.
  • the kneading ratio of the fibrous substance to the viscoelastic resin can be set in the range of 0.1 wt% to 30 wt%, for example. If the kneading ratio of the fibrous substance to the viscoelastic resin is 0.1% by weight or more, the effect of improving the rigidity of the CFRP molded body 10A is relatively large, and if it is 30% by weight or less, sufficient vibration damping performance is obtained. can get.
  • Such a vibration-damping elastic layer 3A is obtained, for example, by adding a fibrous substance to a solution of a viscoelastic resin and stirring it, then pouring it into a sheet-shaped mold, drying it, and heating and compressing it with a hot press. Produced.
  • the damping elastic layer 3A produced as described above is disposed between the prepreg laminate for the CFRP layer 1A and the prepreg laminate for the CFRP layer 2A. Then, the CFRP layer 1A, the vibration damping elastic layer 3A, and the CFRP layer 2A are integrally formed by heating and compression.
  • the control is made of a material including a viscoelastic resin and a fibrous material kneaded in the viscoelastic resin and having a relatively high rigidity between the CFRP layer 1A and the CFRP layer 2A. Since the vibration elastic layer 3A is disposed, it is possible to improve the bending rigidity while ensuring the vibration damping property.
  • the bending rigidity can be suitably improved by using at least one of carbon nanotubes, ketjen black, short glass fibers, and short carbon fibers as the fibrous material.
  • a CFRP molded body 100A includes a CFRP layer (first carbon fiber reinforced plastic layer) 11A and a CFRP layer (carbon fiber reinforced plastic layer) 22A laminated together along the z-axis direction. And a vibration-damping elastic layer 33A disposed between the CFRP layer 11A and the CFRP layer 22A.
  • the CFRP layers 11A and 22A have a long plate shape extending along the x-axis direction, a plurality of carbon fiber layers made of carbon fibers, and a matrix resin impregnated and cured in these carbon fiber layers (for example, Epoxy resin).
  • the CFRP layer 11A includes an outer layer 11aA, an intermediate layer 11bA, and an inner layer 11cA that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the outer layer 11aA can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the intermediate layer 11bA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the inner layer 11cA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the angle here is an angle with respect to the x-axis direction.
  • the CFRP layer 22A includes an inner layer 22aA, an intermediate layer 22bA, and an outer layer 22cA that are sequentially stacked along the z-axis direction.
  • the inner layer 22aA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 0 degree.
  • the intermediate layer 22bA can include, for example, one carbon fiber layer disposed so that the orientation direction of the carbon fibers is 90 degrees.
  • the outer layer 22cA can include, for example, four carbon fiber layers arranged so that the orientation direction of the carbon fibers becomes zero.
  • the damping elastic layer 33A is divided into a plurality (six here) of regions 33aA by a plurality (six here) gaps 4A arranged along the longitudinal direction (x-axis direction) of the CFRP layers 11A, 22A. ing.
  • Each region 33aA of the damping elastic layer 33A (that is, the damping elastic layer 33A) is made of a material including a viscoelastic resin and a fibrous material kneaded in the viscoelastic resin.
  • the viscoelastic resin and the fibrous material can be the same as those in the third embodiment.
  • the surfaces 33bA facing each other across the gap 4A extend along the y-axis direction of the orthogonal coordinate system S and are substantially parallel to each other.
  • Such a damping elastic layer 33A is produced, for example, by producing the damping elastic layer 3A according to the third embodiment and then dividing it into a plurality of regions 33aA.
  • the damping elastic layer 33A produced as described above is disposed between the prepreg laminate for the CFRP layer 11A and the prepreg laminate for the CFRP layer 22A. Then, the CFRP layer 11A, the damping elastic layer 33A, and the CFRP layer 22A are integrally formed by heating and compression.
  • the control is made of a material including a viscoelastic resin and a fibrous material kneaded with the viscoelastic resin and having a relatively high rigidity between the CFRP layer 11A and the CFRP layer 22A. Since the vibration elastic layer 33A is disposed, it is possible to improve the bending rigidity while ensuring the vibration damping property.
  • the damping elastic layer 33A is divided into a plurality of regions 33aA by a plurality of gaps 4A arranged in the x-axis direction. For this reason, since the plurality of regions 33aA of the damping elastic layer 33A are arranged so as to be separated from each other along the x-axis direction, the bending rigidity in the x-axis direction is improved. Furthermore, since the surfaces 33bA facing each other with the gap 4A interposed therebetween are substantially parallel to each other, the distribution of vibration damping and bending rigidity is substantially uniform along the extending direction (y-axis direction) of these surfaces 33bA. Become.
  • a high-rigidity resin region made of a high-rigidity resin having a higher rigidity than that of the viscoelastic resin can be provided in each gap 4A.
  • the bending stiffness in the x-axis direction can be further improved.
  • the high-rigidity resin may be the same as the resin constituting the CFRP layers 11A and 22A, and the high-rigidity resin region may be formed integrally with the CFRP layers 11A and 22A.
  • test piece AA1 corresponding to the CFRP molded body 10A and a test piece AA2 corresponding to the CFRP molded body 100A were configured as follows. (1-1) Test piece AA1
  • Granock prepreg (Granock XN-60 manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd. (tensile elastic modulus: 620 GPa, carbon fiber basis weight: 125 g / m 2) , matrix resin content: 32 wt. %, The thickness of one layer: 0.11 mm) and the like) is laminated, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. A prepreg laminate was obtained. In addition, one layer of granock prepreg is disposed so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees, and five layers of granock prepreg are laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree. 2 prepreg laminates were obtained.
  • granock prepreg Four layers of granock prepreg are laminated so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. One more layer of granock prepreg was laminated so that the orientation direction of the carbon fiber was 0 degree to obtain a third prepreg laminate. Also, one layer of granock prepreg is disposed so that the orientation direction of the carbon fiber is 0 degree, and one layer of granock prepreg is laminated thereon so that the orientation direction of the carbon fiber is 90 degrees. Further, four layers of granock prepregs were laminated so that the orientation direction of the carbon fibers was 0 degree to obtain a fourth prepreg laminate.
  • the following comparative test piece BA was prepared as a comparative example for the above test pieces AA1 and AA2.
  • the comparative test piece BA includes a damping elastic layer made of only polyurethane resin and having a thickness of 0.1 mm, instead of the damping elastic layer 3A of the test piece AA1.
  • Other configurations of the comparative test piece BA are the same as those of the test piece AA1.
  • test piece AA1, test piece AA2, and comparative test piece BA had a length of 45 mm, a width of 5 mm, and a thickness of about 1.4 mm to 1.5 mm.
  • the storage elastic modulus (elastic component) E ′
  • the loss storage elastic modulus (viscous component) E ′′
  • the three-point bending vibration mode is a measurement method for measuring viscoelastic behavior by clamping both ends in the longitudinal direction and applying vibration to the central portion in each test piece.
  • FIG. 13A shows the flexural modulus retention rate (E ′ / E ′ CFRP ) at 25 ° C. of each test piece.
  • E ′ CFRP is a storage elastic modulus of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer (consisting only of the CFRP layer 1A and the CFRP layer 2A).
  • FIG. 13B shows tan ⁇ at 25 ° C. of each test piece. 13A and 13B, AA1 indicates the measured value of the test piece AA1, AA2 indicates the measured value of the test piece AA2, and BA indicates the measured value of the comparative test piece BA. .
  • Baseline indicates a measured value of a CFRP molded body having no vibration damping elastic layer.
  • the elastic modulus retention ratio (E ′ / E ′ CFRP ) is a value serving as an index of bending stiffness, and the larger this value, the higher the bending stiffness.
  • tan ⁇ is a value that serves as an index of damping performance, and the larger this value, the higher the damping performance.
  • E '/ E' CFRP specimens AA1 is 0.75
  • E '/ E' CFRP specimens AA2 was 0.81
  • the E ′ / E ′ CFRP of the comparative test piece BA was 0.67. From this, it was found that according to the test piece AA1, the bending rigidity can be improved as compared with the comparative test piece BA. Moreover, according to test piece AA2, it turned out that the bending rigidity about the longitudinal direction can be improved further.
  • the tan ⁇ of the test pieces AA1 and AA2 was sufficiently larger than the tan ⁇ of the CFRP molded body having no vibration damping elastic layer. From this, it was found that according to the test piece AA1 and the test piece AA2, sufficient vibration damping performance can be ensured as compared with the CFRP molded body having no vibration damping elastic layer.
  • a carbon fiber reinforced plastic molded body capable of improving vibration damping while ensuring bending rigidity
  • a carbon fiber reinforced plastic molding capable of improving bending rigidity while ensuring vibration damping.

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Abstract

　ＣＦＲＰ成形体１０は、互いに積層されたＣＦＲＰ層１，２と、ＣＦＲＰ層１，２の間に配置された制振弾性層３とを備えている。制振弾性層３は、ｘ軸方向に沿って互いに離間するように配列された粘弾性領域３ａ，３ｂを有する。粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂの間には、高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域４が設けられている。ＣＦＲＰ成形体１０では、ＣＦＲＰ層１，２の間に、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有する制振弾性層３が配置されているので制振性が向上される。また、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂがＣＦＲＰ層１，２の長手方向に沿って互いに離間して配列されており、これらの間に、剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４が設けられているので、ＣＦＲＰ層１，２の長手方向に沿っての曲げ剛性が確保される。

Description

炭素繊維強化プラスチック成形体
　本発明は、炭素繊維強化プラスチック成形体に関する。
　炭素繊維強化プラスチック成形体は、アルミニウムや鉄等の金属に比べて軽量且つ高剛性であるため、金属に代わる新素材として、近年注目を集めている。一方で、炭素繊維強化プラスチック成形体においては、制振性の向上が望まれている。そこで、互いに積層された炭素繊維強化プラスチック層の間に、ポリイミド等の粘弾性材料からなる制振弾性層が配置された炭素繊維強化プラスチック成形体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－２９１４０８号公報
　ところで、上述したような炭素繊維強化プラスチック成形体は、例えば支持部材の一部として産業用部品に適用される場合がある。このため、炭素繊維強化プラスチック成形体においては、制振性の向上に加えて、一定の曲げ剛性を確保することが要求されている。また、炭素繊維強化プラスチック成形体においては、一定の制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることが要求されている。
　そこで、本発明は、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体、及び、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体は、互いに積層された長尺状の第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、制振弾性層は、粘弾性樹脂からなる複数の粘弾性樹脂領域を有し、粘弾性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間するように配列されており、隣り合う粘弾性樹脂領域の間には、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域が設けられていることを特徴とする。
　この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に、粘弾性樹脂領域を有する制振弾性層が配置されているので制振性が向上される。また、この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間して複数の粘弾性樹脂領域が配列されており、これらの粘弾性樹脂領域の間に剛性が比較的高い高剛性樹脂領域が設けられているので、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿っての曲げ剛性が確保される。
　本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、隣り合う粘弾性樹脂領域において、高剛性樹脂領域を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることが好ましい。この構成によれば、高剛性樹脂領域を挟んで対向する面の延びる方向に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布が概ね均一となる。
　本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、高剛性樹脂は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、高剛性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と制振弾性層とを一体的に成形する際に、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂によって、容易に高剛性樹脂領域を形成することができる。
　また、上記課題を解決するために、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体は、互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、制振弾性層は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなり、繊維状物質は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とする。
　この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる制振弾性層が配置されているので、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる。
　本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層は、長尺状をなしており、制振弾性層は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って配列された複数の間隙によって複数の領域に分割されていることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間するように制振弾性層の複数の領域が配列されることとなるので、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿っての曲げ剛性を向上させることができる。
　本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、隣り合う領域において、間隙を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることが好ましい。この構成によれば、間隙を挟んで対向する面の延びる方向に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布を概ね均一とすることができる。
　本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体においては、繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることが好ましい。この構成によれば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維を利用して、好適に曲げ剛性を向上させることができる。
　本発明によれば、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体、及び、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することが可能となる。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第１の実施形態の斜視図である。 図１のII－II線に沿っての部分断面図である。 図１のIII－III線に沿っての部分断面図である。 本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第２の実施形態の斜視図である。 図４のV－V線に沿っての部分断面図である。 比較例に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の斜視図である。 実施例及び比較例に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の曲げ剛性及び制振性の測定結果を示すグラフである。 本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第３の実施形態の斜視図である。 図８のII－II線に沿っての部分断面図である。 本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の第４の実施形態の斜視図である。 図１０のIV－IV線に沿っての部分断面図である。 図１０のV－V線に沿っての部分断面図である。 実施例及び比較例に係る炭素繊維強化プラスチック成形体の曲げ剛性及び制振性の測定結果を示すグラフである。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
　図１～３に示されるように、炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＰＲ：Carbon　Fiber　Reinforced　Plastics」という）成形体１０は、直交座標系Ｓのｚ軸方向に沿って互いに積層されたＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１及びＣＦＲＰ層（第２の炭素繊維強化プラスチック層）２と、ＣＦＲＰ層１とＣＦＲＰ層２との間に配置された制振弾性層３と、を備えている。このようなＣＦＲＰ成形体１０は、例えばロボットハンド等の産業用部品に用いることができる。
　ＣＦＲＰ層１，２は、直交座標系Ｓのｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。
　ＣＦＲＰ層１は、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１ａ及び内側層１ｂからなる。外側層１ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。また、内側層１ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。
　ＣＦＲＰ層２は、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２ａ及び外側層２ｂからなる。内側層２ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、外側層２ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。
　制振弾性層３は、ＣＦＲＰ層１，２の長手方向（ｘ軸方向）に沿って互いに離間するように配列された粘弾性樹脂領域３ａ及び粘弾性樹脂領域３ｂを有する。粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂは、粘弾性樹脂からなる。粘弾性樹脂は、ＣＦＲＰ層１，２を構成するマトリックス樹脂の剛性よりも低い剛性を有する樹脂であって、例えばゴムやエラストマー等の粘弾性材料（柔軟性樹脂材料）とすることができる。粘弾性材料は、２５℃における貯蔵弾性率が、０．１ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましく、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲であることが一層好ましい。粘弾性材料の貯蔵弾性率が、２５００ＭＰａ以下であれば、十分な制振性能を得ることができ、０．１ＭＰａ以上であれば、ＣＦＲＰ成形体１０の剛性の低下が少なく、ロボットハンドやロボットアーム等の産業用部品として要求される性能を満たすことができる。また、粘弾性材料は、炭素繊維プリプレグからＣＦＲＰへの転換を熱硬化により行うことから、その際に発生する熱に対して安定であることが好ましい。さらに、粘弾性材料は、ＣＦＲＰ層１，２のマトリックス樹脂との接着性に優れた材料であることが好ましい。
　以上の観点から、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを構成する粘弾性材料は、例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、及び、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴム、並びに、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及び、柔軟鎖を持つポリマーであるゴムやエラストマー等を添加することによって弾性率を低くしたエポキシ樹脂等の、ＣＦＲＰに比べて柔軟な材料とすることができる。
　粘弾性樹脂領域３ａと粘弾性樹脂領域３ｂとの間には、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる高剛性樹脂領域４が設けられている。高剛性樹脂領域４は、粘弾性樹脂領域３ａと粘弾性樹脂領域３ｂとの間の領域に、隙間なく配置されている。なお、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂにおいて、高剛性樹脂領域４を挟んで対向する面３ｃ，３ｄは、それぞれ直交座標系Ｓのｙ軸方向に沿って延びると共に、互いに略平行となっている。
　このような制振弾性層３は、例えば、粘弾性樹脂の溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより作製することができる。
　また、ＣＦＲＰ成形体１０は、例えば、ＣＦＲＰ層１のためのプリプレグ積層体と、ＣＦＲＰ層２のためのプリプレグ積層体との間に、上記のようにして作製された制振弾性層３を配置し加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２を一体的に成形して作製される。このとき、ＣＦＲＰ層１，２を構成するマトリックス樹脂により、高剛性樹脂領域４を形成することができる。この場合、高剛性樹脂領域４は、ＣＦＲＰ層１，２と一体的に形成されることとなる。
　以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１０では、ＣＦＲＰ層１とＣＦＲＰ層２との間に、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有する制振弾性層３が配置されているので制振性が向上される。また、ＣＦＲＰ成形体１０では、ｘ軸方向に沿って互いに離間して粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂが配列されており、これらの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂの間に剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４が設けられているので、ｘ軸方向に沿っての曲げ剛性が確保される。
　また、ＣＦＲＰ成形体１０においては、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂにおいて、高剛性樹脂領域４を挟んで対向する面３ｃ，３ｄが、互いに略平行となっているので、これらの面３ｃ，３ｄの延在方向（ｙ軸方向）に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布が概ね均一となる。
［第２の実施形態］
　図４，５に示されるように、ＣＦＲＰ成形体１００は、第１の実施形態に係るＣＦＲＰ成形体１０に対して、ＣＦＲＰ層１に換えてＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１１を備える点、及び、ＣＦＲＰ層２に換えてＣＦＲＰ層（第２の炭素繊維強化プラスチック層）２２を備える点で異なっている。
　ＣＦＲＰ層１１，２２は、ｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。
　ＣＦＲＰ層１１は、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１１ａ、中間層１１ｂ及び内側層１１ｃからなる。外側層１１ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。また、中間層１１ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、内側層１１ｃは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。
　ＣＦＲＰ層２２は、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２２ａ、中間層２２ｂ及び外側層２２ｃからなる。内側層２２ａは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、中間層２２ｂは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、外側層２２ｃは、例えば、炭素繊維の配向方向が０となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。
　以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１００においても、ＣＦＲＰ層１１とＣＦＲＰ層２２との間に、粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有する制振弾性層３が配置されているので、制振性が向上される。また、ｘ軸方向に沿って互いに離間して粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂが配列されており、これらの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂの間に剛性の比較的高い高剛性樹脂領域４が設けられているので、ｘ軸方向に沿っての曲げ剛性が確保される。
　なお、上記の第１及び第２の実施形態に係るＣＦＲＰ成形体１０及びＣＦＲＰ成形体１００において、制振弾性層３は、２つの粘弾性樹脂領域３ａ，３ｂを有するものとしたが、これに限らず、ｘ軸方向に沿って互いに離間するように配列された３つ以上の粘弾性樹脂領域を有するものとすることもできる。
［実施例１］
（１）試験片
　本発明に係るＣＦＲＰ成形体の実施例として、ＣＦＲＰ成形体１０に対応する試験片Ａ１と、ＣＦＲＰ成形体１００に対応する試験片Ａ２とを、以下のように構成した。
（１－１）試験片Ａ１
　炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製グラノックＸＮ－６０（引張弾性率；６２０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ）、以下同様）を５層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層して、第１のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が９０度となるようグラノックプリプレグ１層を配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを５層積層して、第２のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂（ディアプレックス（株）製ダイアリィ（ＭＳ４５１０）、以下同様）溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により、１５０℃で１時間、加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより、厚さ０．１５ｍｍの制振弾性層３を得た。このとき、切り取る部分の幅を１０ｍｍとした。そして、第１のプリプレグ積層体、制振弾性層３、第２のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、これらを一体的に成形し、ＣＦＲＰ層１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２からなる試験片Ａ１を得た。なお、高剛性樹脂領域４の材料をエポキシ樹脂とした。
（１－２）試験片Ａ２
　炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを４層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに１層積層して、第３のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを１層配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに４層積層して、第４のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂溶液をシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器により、１５０℃で１時間、加熱・圧縮して成形した後に、その長手方向における中心部分を切り取ることにより、厚さ０．１ｍｍの制振弾性層３を得た。このとき、切り取る部分の幅を１０ｍｍとした。そして、第３のプリプレグ積層体、制振弾性層３、第４のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、これらを一体的に成形して、ＣＦＲＰ層１１、制振弾性層３及びＣＦＲＰ層２２からなる試験片Ａ２を得た。なお、高剛性樹脂領域４の材料をエポキシ樹脂とした。
（２）比較例
　試験片Ａ１，Ａ２に対する比較例として、以下のような比較試験片Ｂ１及び比較試験片Ｂ２を用意した。
（２－１）比較試験片Ｂ１
　比較試験片Ｂ１は、図６（ａ）に示されるように、試験片Ａ１に対して、制振弾性層３に換えて制振弾性層７を備える点で異なっている。制振弾性層７は、厚さ０．１ｍｍの単一の領域からなり、その材料はポリウレタン樹脂である。
（２－２）比較試験片Ｂ２
　比較試験片Ｂ２は、図６（ｂ）に示されるように、試験片Ａ２に対して、制振弾性層３に換えて上記の制振弾性層７を備える点で異なっている。
　以上の試験片Ａ１，Ａ２及び比較試験片Ｂ１，Ｂ２は、何れも、長さ４５ｍｍ程度、幅５ｍｍ程度、厚さ１．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度とした。
（３）測定
　アイティー計測制御（株）製ＤＭＡ（Dynamics Mechanical Analysis）測定装置（ＩＴＫ－ＤＶＡ２２５）を使用して、長手方向についての３点曲げ加振動モードによって、試験片Ａ１，Ａ２及び比較試験片Ｂ１，Ｂ２の、貯蔵弾性率（弾性成分）＝Ｅ’、損失貯蔵弾性率（粘性成分）＝Ｅ’’及び損失正接＝Ｅ’’／Ｅ’＝ｔａｎδを測定した。ここで、３点曲げ加振モードとは、各試験片において、長手方向の両端部をクランプして中央部に振動を加えることにより、粘弾性挙動を測定する測定方式である。
（４）測定結果
　測定結果を図７に示す。図７（ａ）は、各試験片の２５℃における曲げ弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）を示している。なお、Ｅ’ＣＦＲＰは、制振弾性層を有さない（ＣＦＲＰ層１及ＣＦＲＰ層２のみかなる）ＣＦＲＰ成形体の貯蔵弾性率である。図７（ｂ）は、各試験片の２５℃におけるｔａｎδを示している。図７（ａ），（ｂ）において、Ａ１は試験片Ａ１の測定値を示しており、Ａ２は試験片Ａ２の測定値を示しており、Ｂ１は比較試験片Ｂ１の測定値を示しており、Ｂ２は比較試験片Ｂ２の測定値を示している。なお、同図において、Ｂａｓｅｌｉｎｅは、制振弾性層を有さないＣＦＲＰ成形体の測定値を示している。ここで、弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）は、曲げ剛性の指標となる値であり、この値が大きいほど曲げ剛性が高い。ｔａｎδは、制振性の指標となる値であり、この値が大きいほど制振性が高い。
　図７（ｂ）に示されるように、試験片Ａ１のｔａｎδは０．１０２であり、比較試験片Ｂ１のｔａｎδは０．０７であった。また、試験片Ａ２のｔａｎδは０．０７４であり、比較試験片Ｂ２のｔａｎδは０．０４４であった。このことから、試験片Ａ１及び試験片Ａ２によれば、比較試験片Ｂ１及び比試験片Ｂ２に比べて、それぞれ制振性が向上されることが分かった。
　また、図７（ａ）に示されるように、試験片Ａ１のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰと比較試験片Ｂ１のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰとは概ね同程度であった。また、試験片Ａ２のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰと、比較試験片Ｂ２のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰとは概ね同程度であった。このことから、試験片Ａ１及び試験片Ａ２は、その長手方向について、比較試験片Ｂ１及び比較試験片Ｂ２に遜色ない程度の曲げ剛性がそれぞれ確保されることが分かった。
［第３の実施形態］
　図８，９に示されるように、炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ：Carbon　Fiber　Reinforced　Plastics」という）成形体１０Ａは、直交座標系Ｓのｚ軸方向に沿って互いに積層されたＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１Ａ及びＣＦＲＰ層（第２の炭素繊維強化プラスチック層）２Ａと、ＣＦＲＰ層１ＡとＣＦＲＰ層２Ａとの間に配置された制振弾性層３Ａと、を備えている。このようなＣＦＲＰ成形体１０Ａは、例えばロボットハンド等の産業用部品に用いることができる。
　ＣＦＲＰ層１Ａ，２Ａは、直交座標系Ｓのｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。
　ＣＦＲＰ層１Ａは、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１ａＡ及び内側層１ｂＡからなる。外側層１ａＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。また、内側層１ｂＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。
　ＣＦＲＰ層２Ａは、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２ａＡ及び外側層２ｂＡからなる。内側層２ａＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、外側層２ｂＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を５層含むものとすることができる。
　制振弾性層３Ａは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる。粘弾性樹脂は、ＣＦＲＰ層１Ａ，２Ａを構成するマトリックス樹脂の剛性よりも低い剛性を有する樹脂であって、例えばゴムやエラストマー等の粘弾性材料（柔軟性樹脂材料）とすることができる。粘弾性材料は、２５℃における貯蔵弾性率が、０．１ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましく、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲であることが一層好ましい。粘弾性材料の貯蔵弾性率が、２５００ＭＰａ以下であれば、十分な制振性能を得ることができ、０．１ＭＰａ以上であれば、ＣＦＲＰ成形体１０Ａの剛性の低下が少なく、ロボットハンドやロボットアーム等の産業用部品として要求される性能を満たすことができる。また、粘弾性材料は、炭素繊維プリプレグからＣＦＲＰへの転換を熱硬化により行うことから、その際に発生する熱に対して安定であることが好ましい。さらに、粘弾性材料は、ＣＦＲＰ層１Ａ，２Ａのマトリックス樹脂との接着性に優れた材料であることが好ましい。以上の観点から、粘弾性樹脂領域３ａＡ，３ｂＡを構成する粘弾性材料は、例えば、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、及び、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴム、並びに、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及び、柔軟鎖を持つポリマーであるゴムやエラストマー等を添加することによって弾性率を低くしたエポキシ樹脂等の、ＣＦＲＰに比べて柔軟な材料とすることができる。
　繊維状物質は、この粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有するものであって、例えばカーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つとすることができる。カーボンナノチューブは、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５００ＧＰａ以上１００００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。ガラス短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば６０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。炭素短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。
　これらの繊維状物質の長さは、例えば１μｍ以上６ｍｍ以下の範囲とすることができる。繊維状物質の長さが、１μｍ以上であれば、繊維状物質が粘弾性樹脂におよぼすせん断力が比較的大きくなるため、ＣＦＲＰ成形体１０Ａの剛性を改善することができ、６ｍｍ以下であれば、制振弾性層３Ａの貯蔵弾性率が高くなり過ぎず、十分な制振性能が得られる。また、繊維状物質の長さを繊維状物質の直径で除したアスペクト比は、５以上６００以下の範囲であることが好ましく、５以上３００以下の範囲であることがさらに好ましい。アスペクト比が、５以上であれば、繊維状物質同士の絡み合いが生じ易くなるため、ＣＦＲＰ成形体１０Ａの剛性を改善することができ、６００以下であれば、粘弾性樹脂に繊維状物質を混練する際に、粘弾性樹脂内に繊維状物質を比較的均一に分散させることができる。
　また、粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率は、例えば０．１重量％以上３０重量％以下の範囲とすることができる。粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率が、０．１重量％以上であれば、ＣＦＲＰ成形体１０Ａの剛性改善に対する効果が比較的大きく、３０重量％以下であれば、十分な制振性能が得られる。
　このような制振弾性層３Ａは、例えば、粘弾性樹脂の溶液に繊維状物質を添加し攪拌した後、これをシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器にて加熱・圧縮することにより作製される。
　また、ＣＦＲＰ成形体１０Ａは、例えば、ＣＦＲＰ層１Ａのためのプリプレグ積層体と、ＣＦＲＰ層２Ａのためのプリプレグ積層体との間に、上記のようにして作製された制振弾性層３Ａを配置し加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１Ａ、制振弾性層３Ａ及びＣＦＲＰ層２Ａを一体的に成形して作製される。
　以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１０Ａにおいては、ＣＦＲＰ層１ＡとＣＦＲＰ層２Ａとの間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる制振弾性層３Ａが配置されているので、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる。
　また、繊維状物質を、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つとすることにより、好適に曲げ剛性を向上させることができる。
［第４の実施形態］
　図１０～１２に示されるように、ＣＦＲＰ成形体１００Ａは、ｚ軸方向に沿って互いに積層されたＣＦＲＰ層（第１の炭素繊維強化プラスチック層）１１Ａ及びＣＦＲＰ層（炭素繊維強化プラスチック層）２２Ａと、ＣＦＲＰ層１１ＡとＣＦＲＰ層２２Ａとの間に配置された制振弾性層３３Ａと、を備えている。
　ＣＦＲＰ層１１Ａ，２２Ａは、ｘ軸方向に沿って延びる長尺板状をなしており、炭素繊維からなる複数層の炭素繊維層と、これらの炭素繊維層に含浸・硬化されたマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）と、からなる。
　ＣＦＲＰ層１１Ａは、ｚ軸方向に沿って順に積層された外側層１１ａＡ、中間層１１ｂＡ及び内側層１１ｃＡからなる。外側層１１ａＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。また、中間層１１ｂＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、内側層１１ｃＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。なお、ここでの角度は、ｘ軸方向に対する角度である。
　ＣＦＲＰ層２２Ａは、ｚ軸方向に沿って順に積層された内側層２２ａＡ、中間層２２ｂＡ及び外側層２２ｃＡからなる。内側層２２ａＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。また、中間層２２ｂＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が９０度となるように配置された炭素繊維層を１層含むものとすることができる。さらに、外側層２２ｃＡは、例えば、炭素繊維の配向方向が０となるように配置された炭素繊維層を４層含むものとすることができる。
　制振弾性層３３Ａは、ＣＦＲＰ層１１Ａ，２２Ａの長手方向（ｘ軸方向）に沿って配列された複数（ここでは５つ）の間隙４Ａによって複数（ここでは６つ）の領域３３ａＡに分割されている。制振弾性層３３Ａの各領域３３ａＡは（すなわち、制振弾性層３３Ａは）、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる。粘弾性樹脂及び繊維状物質は、第３の実施形態のものと同様のものとすることができる。なお、制振弾性層３３Ａの隣り合う領域３３ａＡにおいて、間隙４Ａを挟んで対向する面３３ｂＡは、直交座標系Ｓのｙ軸方向に沿って延びると共に、互いに略平行となっている。
　このような制振弾性層３３Ａは、例えば、第３の実施形態に係る制振弾性層３Ａを作製した後、これを複数の領域３３ａＡに分割して作製される。
　また、ＣＦＲＰ成形体１００Ａは、例えば、ＣＦＲＰ層１１Ａのためのプリプレグ積層体と、ＣＦＲＰ層２２Ａのためのプリプレグ積層体との間に、上記のようにして作製された制振弾性層３３Ａを配置し加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１１Ａ、制振弾性層３３Ａ及びＣＦＲＰ層２２Ａを一体的に成形して作製される。
　以上説明したように、ＣＦＲＰ成形体１００Ａにおいても、ＣＦＲＰ層１１ＡとＣＦＲＰ層２２Ａとの間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる制振弾性層３３Ａが配置されているので、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる。
　また、ＣＦＲＰ成形体１００Ａにおいては、制振弾性層３３Ａが、ｘ軸方向に配列された複数の間隙４Ａによって、複数の領域３３ａＡに分割されている。このため、制振弾性層３３Ａの複数の領域３３ａＡが、ｘ軸方向に沿って互いに離間するように配列されることとなるので、ｘ軸方向についての曲げ剛性が向上される。さらに、間隙４Ａを挟んで対向する面３３ｂＡ同士が略平行となっているので、これらの面３３ｂＡの延在方向（ｙ軸方向）に沿って、制振性及び曲げ剛性の分布が概ね均一となる。
　なお、ＣＦＲＰ成形体１００Ａにおいては、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域を各間隙４Ａに設けることができる。この場合、ｘ軸方向についての曲げ剛性を一層向上させることができる。また、この高剛性樹脂を、ＣＦＲＰ層１１Ａ，２２Ａを構成する樹脂と同一とし、高剛性樹脂領域を、ＣＦＲＰ層１１Ａ，２２Ａと一体的に形成してもよい。この場合、ＣＦＲＰ層１１Ａ、制振弾性層３３Ａ及びＣＦＲＰ層２２Ａを一体的に成形する際に、ＣＦＲＰ層１１Ａ，２２Ａを構成するマトリックス樹脂によって、容易に高剛性樹脂領域を形成することができる。
［実施例２］
（試験片）
　本発明に係るＣＦＲＰ成形体の実施例として、ＣＦＲＰ成形体１０Ａに対応する試験片ＡＡ１と、ＣＦＲＰ成形体１００Ａに対応する試験片ＡＡ２とを、以下のように構成した。
（１－１）試験片ＡＡ１
　炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製グラノックＸＮ－６０（引張弾性率：６２０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ）以下同様）を５層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層して、第１のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを５層積層して、第２のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂（ダイアリィ、ＭＳ４５１０、ディアプレックス（株）製、以下同様）溶液にカーボンナノチューブを添加・攪拌した後、これをシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器にて１５０℃で１時間、加熱・圧縮して、厚さ０．１ｍｍの制振弾性層３Ａを得た。このとき、ポリウレタン樹脂に対するカーボンナノチューブの混練比を５重量％とした。そして、第１のプリプレグ積層体、制振弾性層３Ａ及び第２のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１Ａ、制振弾性層３Ａ及びＣＦＲＰ層２Ａからなる試験片ＡＡ１を得た。
（１－２）試験片ＡＡ２
　炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを４層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグ１層を積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに１層積層して、第３のプリプレグ積層体を得た。また、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグを１層配置し、その上に、炭素繊維の配向方向が９０度となるようにグラノックプリプレグを１層積層し、その上に、炭素繊維の配向方向が０度となるようにグラノックプリプレグをさらに４層積層して、第４のプリプレグ積層体を得た。その一方で、ポリウレタン樹脂溶液にガラス短繊維を添加・攪拌した後、これをシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器にて１５０℃で１時間、加熱・圧縮して、厚さ０．１ｍｍの制振弾性層を得た。このとき、ポリウレタン樹脂に対するガラス短繊維の混練比を５重量％とした。また、ガラス短繊維の長さを３ｍｍとした。さらに、得られた制振弾性層を、６つの領域に分割して制振弾性層３３Ａを得た。制振弾性層３３Ａの分割された部分３３ａＡの間の間隙４Ａの幅をそれぞれ２ｍｍとした。そして、第３のプリプレグ積層体、制振弾性層３３Ａ及び第４のプリプレグ積層体を順に積層し、１３０℃で１時間３０分、加熱・圧縮して、ＣＦＲＰ層１１Ａ、制振弾性層３３Ａ及びＣＦＲＰ層２２Ａからなる試験片ＡＡ２を得た。
（２）比較例
　上記の試験片ＡＡ１，ＡＡ２に対する比較例として、次のような比較試験片ＢＡを用意した。比較試験片ＢＡは、試験片ＡＡ１の制振弾性層３Ａに換えて、ポリウレタン樹脂のみからなり厚さ０．１ｍｍの制振弾性層を備える。比較試験片ＢＡのその他の構成は、試験片ＡＡ１と同様である。
　以上の試験片ＡＡ１、試験片ＡＡ２、比較試験片ＢＡは、何れも、長さ４５ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ１．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度とした。
（３）測定
　アイティー計測制御（株）製ＤＭＡ（Dynamics Mechanical Analysis、動的粘弾性）測定装置（ＩＴＫ－ＤＶＡ２２５）を使用して、長手方向についての３点曲げ加振モードにより、試験片ＡＡ１、試験片ＡＡ２及び比較試験片ＢＡの、貯蔵弾性率（弾性成分）＝Ｅ’、損失貯蔵弾性率（粘性成分）＝Ｅ’’及び損失正接＝Ｅ’’／Ｅ’＝ｔａｎδを測定した。ここで、３点曲げ加振モードとは、各試験片において、長手方向の両端部をクランプして中央部に振動を加えることにより、粘弾性挙動を測定する測定方式であるである。
（４）測定結果
　測定結果を図１３に示す。図１３（ａ）は、各試験片の２５℃における曲げ弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）を示している。なお、Ｅ’ＣＦＲＰは、制振弾性層を有さない（ＣＦＲＰ層１Ａ及ＣＦＲＰ層２Ａのみかなる）ＣＦＲＰ成形体の貯蔵弾性率である。図１３（ｂ）は、各試験片の２５℃におけるｔａｎδを示している。図１３（ａ），（ｂ）において、ＡＡ１は試験片ＡＡ１の測定値を示しており、ＡＡ２は試験片ＡＡ２の測定値を示しており、ＢＡは比較試験片ＢＡの測定値を示している。なお、同図において、Ｂａｓｅｌｉｎｅは、制振弾性層を有さないＣＦＲＰ成形体の測定値を示している。ここで、弾性率保持率（Ｅ’／Ｅ’ＣＦＲＰ）は、曲げ剛性の指標となる値であり、この値が大きいほど曲げ剛性が高い。ｔａｎδは、制振性の指標となる値であり、この値が大きいほど制振性が高い。
　図１３（ａ）に示されるように、試験片ＡＡ１のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰは０．７５であり、試験片ＡＡ２のＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰは０．８１であった。これに対して、比較試験片ＢＡのＥ’／Ｅ’ＣＦＲＰは０．６７であった。このことから、試験片ＡＡ１によれば、比較試験片ＢＡに比べて、曲げ剛性を向上させることができることが分かった。また、試験片ＡＡ２によれば、その長手方向についての曲げ剛性を一層向上させることができることが分かった。
　また、図１３（ｂ）に示されるように、試験片ＡＡ１，ＡＡ２のｔａｎδは、制振弾性層を有さないＣＦＲＰ成形体のｔａｎδに比べて十分に大きい値であった。このことから、試験片ＡＡ１及び試験片ＡＡ２によれば、制振弾性層を有さないＣＦＲＰ成形体に比べて、十分な制振性を確保できることが分かった。
　本発明によれば、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体、及び、制振性を確保しつつ曲げ剛性を向上させることができる炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することが可能となる。
　１０，１００…ＣＦＲＰ成形体、１，２，１１，２２…ＣＦＲＰ層、３…制振弾性層、３ａ，３ｂ…粘弾性樹脂領域、３ｃ，３ｄ…面、４…高剛性樹脂領域、１０Ａ，１００Ａ…ＣＦＲＰ成形体、１Ａ，２Ａ，１１Ａ，２２Ａ…ＣＦＲＰ層、３Ａ，３３Ａ…制振弾性層、３３ａＡ…領域、３３ｂＡ…面、４Ａ…間隙。

Claims (7)

  1. 　互いに積層された長尺状の第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、
    　前記第１の炭素繊維強化プラスチック層と前記第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、
    　前記制振弾性層は、粘弾性樹脂からなる複数の粘弾性樹脂領域を有し、
    　前記粘弾性樹脂領域は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って互いに離間するように配列されており、
    　隣り合う前記粘弾性樹脂領域の間には、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域が設けられていることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形体。
  2. 　隣り合う前記粘弾性樹脂領域において、前記高剛性樹脂領域を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることを特徴とする請求項１記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。
  3. 　前記高剛性樹脂は、前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、
    　前記高剛性樹脂領域は、前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。
  4. 　互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、
    　前記第１の炭素繊維強化プラスチック層と前記第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、
    　前記制振弾性層は、粘弾性樹脂と前記粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなり、
    　前記繊維状物質は、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形体。
  5. 　前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層は、長尺状をなしており、
    　前記制振弾性層は、前記第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層の長手方向に沿って配列された複数の間隙によって複数の領域に分割されていることを特徴とする請求項４記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。
  6. 　隣り合う前記領域において、前記間隙を挟んで対向する面同士は、略平行となっていることを特徴とする請求項５記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。
  7. 　前記繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４～６の何れか一項記載の炭素繊維強化プラスチック成形体。
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