特開 2023-27972 引抜成形体、および引抜成形体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027972

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】引抜成形体、および引抜成形体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/52 20060101AFI20230224BHJP

   B29C 70/10 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

B29C70/52

B29C70/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133369

(22)【出願日】2021-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000010065

【氏名又は名称】フクビ化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】成沢 良輔

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 秀武

【テーマコード（参考）】

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F205AA36

4F205AD16

4F205HA05

4F205HA14

4F205HA27

4F205HA33

4F205HA37

4F205HB02

4F205HC16

4F205HC17

4F205HK04

4F205HK05

4F205HT16

(57)【要約】

【課題】引抜成形時において引抜方向に対して直交する方向に配向された強化繊維の湾曲や蛇行を抑えることにより物性の低下を抑え、かつ製造コストを抑えることが可能な引抜成形体を提供する。
【解決手段】引抜成形体１は、引抜方向と同一の方向である０°方向に配向された複数の強化繊維４によって構成された０°層２と、引抜方向と直交する方向である９０°方向に配向された複数の強化繊維５によって構成された９０°層３とを備える。０°層２、９０°層３、および０°層２の順に積層されて構成された少なくとも１つの層群が存在するように、複数の０°層２および９０°層３が積層されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一定の方向に配向された強化繊維と当該強化繊維に含浸された樹脂とを含む複合体層が厚み方向に複数積層された引抜成形体であって、
前記複数の複合体層は、
前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、
前記強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層とを含み、
前記基本層、前記交差層、および前記基本層がこの順に積層された少なくとも１つの層群が存在するように、複数の前記複合体層が積層された、
ことを特徴とする引抜成形体。

【請求項2】

請求項１に記載の引抜成形体において、
前記基本層は、前記交差層よりも多い、
ことを特徴とする引抜成形体。

【請求項3】

請求項１または２に記載の引抜成形体において、
前記引抜成形体の最外層に前記基本層が存在する、
ことを特徴とする引抜成形体。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の引抜成形体において、
前記基本層と前記交差層とが交互に積層されている、
ことを特徴とする引抜成形体。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の引抜成形体において、
前記強化繊維は、炭素繊維またはガラス繊維である、
を特徴とする引抜成形体。

【請求項6】

一定の方向に配向された強化繊維が集合した繊維シートを厚み方向に複数積層する積層工程と、
複数の前記繊維シートに硬化前の樹脂を含浸させる含浸工程と、
樹脂が含浸された前記繊維シートの積層体を加熱された成形型に通すことにより、硬化した前記樹脂と前記強化繊維とを含む複合体層が複数積層されて一体化した引抜成形体を得る引抜工程とを含み、
前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層と、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された前記基本層とがこの順に積層された少なくとも１つの層群が前記引抜成形体に含まれるように、前記積層工程において前記繊維シート各々の前記強化繊維の配向方向を設定する
ことを特徴とする引抜成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、引抜成形体およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、樹脂製の引抜成形体において、高い強度が要求される建築資材などに適用される場合には、強化繊維によって強化された成形体が一般的に用いられている。強化繊維を含む引抜成形体を製造する場合、特許文献１記載の製造方法のように、炭素繊維などの強化繊維に樹脂を含浸させ、含浸後の強化繊維を連続的に成形型に送り込みながら引抜成形を行う。このようにして製造された引抜成形体では、強化繊維は、成形体の引抜方向と同じ方向に配向（すなわち引抜方向に対して０°方向に配向）されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７－２４９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、引抜成形体において引抜方向に対して垂直方向にも強度が要求される場合には、引抜方向に対して９０°方向に配向された強化繊維が必要となる。９０°方向に配向された強化繊維を成形型に送り込む場合には、例えば、９０°方向に配向された複数の強化繊維をシート状に並べて固定した状態で成形型に送り込むことが考えられる。

【0005】

しかし、引抜成形時において、９０°方向に配向された強化繊維を成形型に送り込むときに強化繊維に対して引抜方向と同一の方向に引張荷重が作用することにより、引抜方向に対して９０°配向の強化繊維が湾曲や蛇行してしまい、強度などの必要な物性が得られないという問題がある。

【0006】

そのため、従来公知の製造方法では、引抜成形時の９０°配向の強化繊維の湾曲や蛇行を抑制するために、ＮＣＦシート（Ｎｏｎ Ｃｒｉｍｐ Ｆａｂｒｉｃ シート：すなわち、強化繊維の配向が互いに異なる複数の強化繊維シートを積層してステッチ（糸止め）により層間を結合した積層シート）、またはクロス（すなわち、０°配向の繊維と９０°配向の繊維とを組み合わせた織物）を使用する必要がある。

【0007】

しかし、ＮＣＦシートは強化繊維が単一方向に配向されたＵＤシートなどと比較して高価であるため、ＮＣＦシートを用いた場合には製造コストを抑えることが困難である。しかも、ＮＣＦシートを用いた場合、各軸の強化繊維を高目付の組み合わせにすると、含浸性の低下が起こり、物性が低下するという問題もある。

【0008】

また、クロスを用いて引抜成形をする場合、クロス内において０°配向の繊維と９０°配向の繊維との組合せの際にこれら繊維がすでに屈曲しているため、各繊維軸の高目付が実現できないため、物性が低下するという問題がある。

【0009】

本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、引抜成形時において引抜方向に対して直交する方向に配向された強化繊維の湾曲や蛇行を抑えることにより物性の低下を抑え、かつ製造コストを抑えることが可能な引抜成形体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】

【0010】

本発明の引抜成形体は、一定の方向に配向された強化繊維と当該強化繊維に含浸された樹脂とを含む複合体層が厚み方向に複数積層された引抜成形体であって、前記複数の複合体層は、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層とを含み、前記基本層、前記交差層、および前記基本層がこの順に積層された少なくとも１つの層群が存在するように、複数の前記複合体層が積層された、ことを特徴とする。

【0011】

かかる構成によれば、上記の引抜成形体は、一定の方向に配向された強化繊維と当該強化繊維に含浸された樹脂とを含む複合体層が厚み方向に複数積層された構成を有する。複数の複合体層は、強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層を含み、２つの基本層が交差層を挟むように積層された構造を有する。そのため、引抜成形時には交差層を挟む２つの基本層における引抜方向と同一方向に配向された強化繊維が引抜方向に作用する引張荷重を担い、交差層の引抜方向に直交する方向に配向された強化繊維への負荷を低減するので、交差層の強化繊維の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。また、この構造では、ＮＣＦシートなどの高価なシートを用いる必要がないので、製造コストを抑えることが可能である。

【0012】

上記の引抜成形体において、前記基本層は、前記交差層よりも多いのが好ましい。

【0013】

かかる構成によれば、基本層は上述のように交差層よりも引抜成形時における引張荷重に対して強いので、引抜成形体の内部に基本層を交差層よりも多く含むことにより、引抜成形時において基本層における引抜方向と同一方向に配向された強化繊維が引張荷重を多く担い、交差層の引抜方向に直交する方向に配向された強化繊維への負荷をさらに低減する。その結果、交差層の強化繊維の湾曲や蛇行をさらに抑えることが可能である。

【0014】

上記の引抜成形体において、前記引抜成形体の最外層に前記基本層が存在するのが好ましい。

【0015】

引抜成形体の最外層を構成する部分は引抜成形時において最も引張荷重が大きくなる部位であるが、上記の構成では、最外層に引張荷重に対して強い基本層が存在するので、引抜成形時において最外層は引張荷重に対して強くなる。その結果、交差層の強化繊維の湾曲や蛇行をさらに抑えることが可能である。

【0016】

上記の引抜成形体において、前記基本層と前記交差層とが交互に積層されているのが好ましい。

【0017】

かかる構成によれば、少ない基本層によってすべての交差層を挟むことが可能になり、製造コストをさらに抑えることが可能である。また、引抜成形体の全体が均等な積層構造になるので、均一な強度が得られる。

【0018】

上記の引抜成形体において、前記強化繊維は、炭素繊維またはガラス繊維であるのが好ましい。

【0019】

炭素繊維またはガラス繊維は引張強度が強いので、強化繊維としてこれら炭素繊維またはガラス繊維を用いることにより、高強度の引抜成形体が得られる。また、炭素繊維やガラス繊維は引抜成形時において引抜速度に差が生じると繊維同士の間でズレが生じ湾曲や蛇行してしまうが、上記の構成では、２つの基本層が交差層を挟んだ構造であるので、引抜成形時に基本層の引抜方向と同一方向に配向された強化繊維が引張荷重を担うことにより、交差層の引抜方向に直交する方向に配向された強化繊維への負荷を低減するので、当該交差層の繊維の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。したがって、炭素繊維またはガラス繊維を強化繊維として用いても交差層の強化繊維の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。

【0020】

本発明の引抜成形体の製造方法は、一定の方向に配向された強化繊維が集合した繊維シートを厚み方向に複数積層する積層工程と、複数の前記繊維シートに硬化前の樹脂を含浸させる含浸工程と、樹脂が含浸された前記繊維シートの積層体を加熱された成形型に通すことにより、硬化した前記樹脂と前記強化繊維とを含む複合体層が複数積層されて一体化した引抜成形体を得る引抜工程とを含み、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層と、前記強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層とがこの順に積層された少なくとも１つの層群が前記引抜成形体に含まれるように、前記積層工程において前記繊維シート各々の前記強化繊維の配向方向を設定することを特徴とする。

【0021】

かかる特徴によれば、繊維シートを厚み方向に複数積層する積層工程において、強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層と、強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層と、強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された基本層とがこの順に積層された少なくとも１つの層群が前記引抜成形体に含まれるように、繊維シート各々の強化繊維の配向方向を設定する。これにより、強化繊維の配向方向が引抜方向と同一に設定された２つの基本層が強化繊維の配向方向が引抜方向と直交する方向に設定された交差層を挟むように積層された状態で引抜成形が行われる。このため、引抜成形時において、交差層の両側に配置された基本層における引抜方向と同一方向に配向された強化繊維が引張荷重を担い、交差層の引抜方向に直交する方向に配向された強化繊維への負荷を低減するので、交差層の繊維の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。また、この製造方法では、ＮＣＦシートなどの高価なシートを用いる必要がないので、製造コストを抑えることが可能である。

【発明の効果】

【0022】

本発明の引抜成形体およびその製造方法によれば、引抜成形時において引抜方向に対して直交する方向に配向された強化繊維の湾曲や蛇行を抑えることにより物性の低下を抑え、かつ製造コストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る引抜成形体の全体構成を示す斜視図である。

【図2】図１の引抜成形体における基本層である０°層および交差層である９０°層が交互に積層された構造を示す拡大斜視図である。

【図3】図１の０°層、９０°層および０°層が積層された組を説明するための分解斜視図である。

【図4】図１の引抜成形体を製造するために用いられる成形装置の概略構成を示す図である。

【図5】図４の０°シートの一例を示す説明図である。

【図6】図４の９０°シートの一例を示す説明図である。

【図7】（ａ）は図１の０°層、９０°層および０°層が積層された組を示す拡大斜視図、（ｂ）は０°層、９０°層および０°層の組が引抜成形時に受ける引張荷重を示す図、（ｃ）は中間層である９０°層が引張荷重を受けても９０°配向の繊維が曲がっていない状態を示す図である。

【図8】（ａ）は比較例である０°層、９０°層および９０°層が積層された組を示す拡大斜視図、（ｂ）は０°層、９０°層および９０°層の組が引抜成形時に受ける引張荷重を示す図、（ｃ）は中間層である９０°層が引張荷重を受けることにより９０°配向の繊維が引抜方向に向かって凸になるようにくの字状に曲がっている（すなわち湾曲している）状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

【0025】

図１～３に示される引抜成形体１は、基本的には、一定の方向に配向された強化繊維４、５と当該強化繊維４、５に含浸されたマトリックス樹脂６とを含む複合体層が厚み方向に複数積層された構成を有する。複数の複合体層は、具体的には、強化繊維４の配向方向が引抜方向Ａと同一方向（０°方向）に設定された基本層である０°層２と、強化繊維５の配向方向が引抜方向Ａと直交する方向Ｂ（９０°方向）に設定された交差層である９０°層３とを含む。

【0026】

本発明の引抜成形体の一例として、図１に示される引抜成形体１は、Ｌ字形断面を有する長尺な柱状の形状を有しているが、引抜成形可能な形状であれば他の形状であってもよい。

【0027】

本実施形態の引抜成形体１は、上述のように、互いに配向の異なる上記の強化繊維４、５によってそれぞれ構成された強化繊維製の層、すなわち、基本層である０°層２と交差層である９０°層３とが交互に積層された構造を有する。図１では、Ｌ字断面形状の引抜成形体１を形成するように、０°層２と９０°層３とが互いにＬ字状に上下方向および幅方向に積層している。このような積層構造を有する引抜成形体１では、０°層２および９０°層３の数を増やすことにより、断面積の大きい引抜成形体１を形成することが可能である。

【0028】

本実施形態の引抜成形体１では、０°層２、９０°層３、および０°層２がこの順に積層された少なくとも１つの層群が存在するように積層されている。図１～２に示される本例では、０°層２および９０°層３が交互に積層することにより、０°層２、９０°層３、および０°層２の組は多数存在している。

【0029】

また、図１に示されるように、本実施形態の引抜成形体１では、当該引抜成形体１の最外層に０°層２が存在するように、０°層２が配置されている。具体的には、図１では、引抜成形体１の最外層の全体が０°層２によって覆われている。

【0030】

強化繊維４、５は、炭素繊維またはガラス繊維などから選定された繊維材料で構成される。すなわち、強化繊維４、５としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維などの強化繊維を種々の形態、例えば、繊維束の形態（例えば、繊維を軽く撚り合わせたロービング状の形態）などが用いられるが、開繊した形態（すなわち、繊維束をばらして帯状に広げた形態）も用いることが可能である。とくに、炭素繊維束は、強度および耐腐食性などの点で好ましい。

【0031】

強化繊維４、５に含浸されるマトリックス樹脂６は、引抜成形体１の母材となる樹脂である。マトリックス樹脂６としては、種々の熱硬化性樹脂が採用され、例えば、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが使用される。また、難燃剤などの添加剤をマトリックス樹脂６中に加えても良い。

【0032】

なお、０°層２の強化繊維４および９０°層３の強化繊維５は、互いに異なる材料や物性であってもよい。

【0033】

上記のように構成された本発明の引抜成形体は、建築資材、土木資材の他、電車などの車両の構造材などに用いることが可能である。

【0034】

（引抜成形体１の製造方法の説明）
上記のように構成された引抜成形体１を製造する場合、図４に示される引抜き装置２０を用いて引抜成形される。引抜き装置２０は、シート送出ローラ２１と、上流側ガイド２２と、含浸槽２３と、下流側ガイド２６と、成形型２７と、引取機２８とを備える。

【0035】

シート送出ローラ２１は、０°層２の素材となる０°シート３２および９０°層３の素材となる９０°シート３３を下流側に送り出すローラである。上流側ガイド２２は、０°シート３２および９０°シート３３を集約しながら下流側へ案内し、０°シート３２および９０°シート３３が交互に積層された積層体３６を構成する。

【0036】

含浸槽２３は、マトリックス樹脂６の硬化前の状態のマトリックス樹脂２４が張られている。０°シート３２および９０°シート３３の積層体３６は、ガイドローラ２５によって案内されながら含浸槽２３を通って硬化前のマトリックス樹脂２４が含浸される。

【0037】

成形型２７では、含浸後の０°シート３２および９０°シート３２の積層体３６を受け入れて加熱および加圧を行う金型であり、所定の断面形状、例えば、図１に示されるようなＬ字形断面形状に成形して下流側に排出する。

【0038】

引取機２８は、成形型２７から排出された引抜成形体１を引き取る構成を有する。具体的には、引取機２８は、複数対のローラ２８ａと、上下方向に対応配置されかつローラ２８ａに掛け回された一対の無端ベルト２８ｂとを備える。ローラ８ａは、無端ベルト２８ｂを介して引抜成形体１を上下から挟み込んだ状態で回転することにより、引抜成形体１を成形型２７から排出させるとともに成形型２７のさらに下流側に送り出す。

【0039】

引抜成形体１を製造する場合、上記のように構成された引抜き装置２０を用いて以下の手順（ｉ）～（ｉｉｉ）で製造される。

【0040】

（ｉ）まず、一定の方向に配向された強化繊維が集合した繊維シートを厚み方向に複数積層する（積層工程）。

【0041】

具体的には、まず、０°層２の素材となる０°シート３２（繊維シート）および９０°層３の素材となる９０°シート３３（繊維シート）を準備する。

【0042】

０°シート３２は、０°方向に配向された複数の強化繊維４をシート状に並べて固定することにより形成される。例えば、図５に示されるように、開繊されていない繊維束である複数の０°配向の強化繊維４を糸３４で互いにつなぎ合わせることにより形成される。

【0043】

９０°シート３３は、９０°方向に配向された複数の強化繊維５をシート状に並べて固定することにより形成される。例えば、上記と同様に、図６に示されるように、開繊されていない繊維束である複数の９０°配向の強化繊維５を糸３５で互いにつなぎ合わせることにより形成される。

【0044】

なお、９０°シート３３は、強化繊維５を糸３５でつなぎ合わせる方法だけでなく、他の方法、例えば、複数の強化繊維５を接着剤で互いに固定する方法、複数の強化繊維５を一対のメッシュ材によって挟み込むことにより固定する方法、などによって形成することも可能である。

【0045】

また、９０°シート３３を形成するためのこれらの方法は、上記の０°シート３２を形成することにも応用することが可能である。

【0046】

０°シート３２および９０°シート３３は、上下方向に交互に並ぶように、シート送出ローラ２１にセットされる。

【0047】

ついで、シート送出ローラ２１から０°シート３２および９０°シート３３を下流側に送り出し、上流側ガイド２２を用いて０°シート３２および９０°シート３３を積層することにより積層体３６を構成する。この積層体３２には、０°層２、９０°層３、および０°層２がこの順に積層された複数の層群が含まれる。

【0048】

（ｉｉ）ついで、積層された０°シート３２および９０°シート３３の積層体３６を硬化前の状態のマトリックス樹脂２４が張られた含浸槽２３に通すことにより、０°シート３２および９０°シート３３の強化繊維４、５をマトリックス樹脂２４に含浸させる（含浸工程）。

【0049】

なお、上記の（ｉ）積層工程と（ｉｉ）含浸工程の順番については、本発明ではとくに限定するものではなく、（ｉｉ）含浸工程を先に行ってから（ｉ）積層工程を行ってもよい。

【0050】

（ｉｉｉ）含浸後の０°シート３２および９０°シート３３の積層体３６を加熱された成形型２７に通してマトリックス樹脂２４を硬化させ、マトリックス樹脂２４の硬化により形成された引抜成形体１を成形型２７から引取機２８で引き取る（引抜工程）。

【0051】

以上のようにして０°層２および９０°層３が交互に積層された引抜成形体１を引抜成形によって連続的に成形することが可能である。

【0052】

（本実施形態の特徴）
（１）
本実施形態の引抜成形体１は、図１～３に示されるように、一定の方向に配向された強化繊維４、５と当該強化繊維４、５に含浸されたマトリックス樹脂６とを含む複合体層（具体的には、０°層２、９０°層３）が厚み方向に複数積層されることにより成形される。

【0053】

複数の複合体層は、強化繊維４の配向方向が引抜方向Ａと同一方向である０°に設定された基本層である０°層２と、強化繊維５の配向方向が引抜方向Ａと直交する方向Ｂである９０°に設定された交差層である９０°層３とを含む。０°層２、９０°層３、および０°層２がこの順に積層された少なくとも１つの層群が存在するように、複数の複合体層が積層されている。

【0054】

かかる構成によれば、上記の引抜成形体１を構成する複数の複合体層は、２つの０°層２が９０°層３を挟むように積層された構造を有する。そのため、引抜成形時には９０°層３を挟む２つの０°層２における０°に配向された強化繊維４が引抜方向Ａに作用する引張荷重を担い、９０°層３の９０°に配向された強化繊維５への負荷を低減するので、９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。また、この構造では、ＮＣＦシートなどの高価なシートを用いる必要がないので、製造コストを抑えることが可能である。

【0055】

なお、本明細書でいう「湾曲」とは引抜方向に向かって凸になるようにくの字状に曲がる現象を言い、「蛇行」とは引抜方向に向かって複数の凸になる部分および凹になる部分が交互に生じるように引抜方向およびその反対方向に交互に連続して曲がる現象を言う。

【0056】

（２）
本実施形態の引抜成形体１では、０°層２は、９０°層３よりも多い。この構成によれば、０°層２は上述のように９０°層３よりも引抜成形時における引張荷重に対して強いので、引抜成形体１の内部に０°層２を９０°層３よりも多く含むことにより、引抜成形時において０°層２における０°に配向された強化繊維４が引張荷重を多く担い、９０°層３の９０°に配向された強化繊維５への負荷をさらに低減する。複合体層における０°層２と９０°層３の層数の割合は５１：４９～９９：１程度が好ましい。その結果、９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行をさらに抑えることが可能である。

【0057】

（３）
本実施形態の引抜成形体１では、引抜成形体１の最外層に０°層２が存在する。

【0058】

引抜成形体１の最外層を構成する部分は引抜成形時において最も引張荷重が大きくなる部位であるが、上記の構成では、最外層の少なくとも一部に引張荷重に対して強い０°層２が存在するので、引抜成形時において最外層は引張荷重に対して強くなる。その結果、９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行をさらに抑えることが可能である。

【0059】

なお、本発明では、引抜成形体１の最外層の少なくとも一部に０°層２が存在することは必須ではなく、最外層が９０°層３で構成されていてもよい。

【0060】

（４）
本実施形態の引抜成形体１では、０°層２と９０°層３とが交互に積層されている。この構成によれば、少ない０°層２によってすべての９０°層３を挟むことが可能になり、製造コストをさらに抑えることが可能である。また、引抜成形体１の全体が均等な積層構造になるので、均一な強度が得られる。

【0061】

なお、本発明では、０°層２、９０°層３、および０°層２の順に積層されて構成された少なくとも１つの組が存在していればよく、０°層２と９０°層３とが交互に積層されていることは必須ではない。したがって、０°層２、９０°層３、および０°層２の組（すなわち、０／９０／０の組）が存在していれば、交互に積層していない積層構造、例えば、０°層２、９０°層３、および０°層２の組を２組足し合わせた構造、すなわち、０／９０／０／／０／９０／０／／・・・のような０°層２が一部連続している構造であってもよい。

【0062】

（５）
本実施形態の引抜成形体１では、強化繊維４、５は、炭素繊維またはガラス繊維である。

【0063】

炭素繊維またはガラス繊維は引張強度が強いので、強化繊維４、５としてこれら炭素繊維またはガラス繊維を用いることにより、高強度の引抜成形体１が得られる。また、炭素繊維やガラス繊維は引抜成形時において引抜速度に差が生じると繊維同士の間でズレが生じ湾曲や蛇行が生じてしまうが、上記の構成では、２つの０°層２が９０°層３を挟んだ構造であるので、引抜成形時に０°層２の０°に配向された強化繊維４が引張荷重を担うことにより、９０°層３の９０°に配向された強化繊維５への負荷を低減するので、当該９０°配向の繊維のズレおよび湾曲や蛇行を抑えることが可能である。したがって、炭素繊維またはガラス繊維を強化繊維４、５として用いても９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。

【0064】

（６）
本実施形態の引抜成形体１の製造方法は、一定の方向に配向された強化繊維４、５が集合した繊維シートである０°シート３２および９０°シート３３を厚み方向に複数積層する積層工程と、複数の０°シート３２および９０°シート３３に硬化前の樹脂２４を含浸させる含浸工程と、樹脂２４が含浸された０°シート３２および９０°シート３３の積層体３６を加熱された成形型２７に通すことにより、硬化した樹脂６と強化繊維４、５とを含む複合体層が複数積層されて一体化した引抜成形体１を得る引抜工程とを含む。

【0065】

上記の積層工程において、強化繊維４の配向方向が引抜方向Ａと同一に設定された基本層である０°層２と、強化繊維５の配向方向が引抜方向Ａと直交する方向Ｂに設定された交差層である９０°層３と、強化繊維４の配向方向が引抜方向Ａと同一に設定された基本層である０°層２とがこの順に積層された少なくとも１つの層群が引抜成形体１に含まれるように、０°シート３２および９０°シート３３各々の強化繊維４、５の配向方向を設定する。

【0066】

かかる特徴によれば、繊維シートを厚み方向に複数積層する積層工程において、０°層２と、９０°層３と、０°層２とがこの順に積層された少なくとも１つの層群が引抜成形体１に含まれるように、積層工程において０°シート３２および９０°シート３３各々の強化繊維４、５の配向方向を設定する。これにより、２つの０°層２が９０°層３を挟むように積層された状態で引抜成形が行われる。このため、引抜成形時において、９０°層３を挟む２つの配置された０°層２における０°に配向された強化繊維４が引張荷重を担い、９０°層３の９０°に配向された強化繊維５への負荷を低減するので、９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。また、この製造方法では、ＮＣＦシートなどの高価なシートを用いる必要がないので、製造コストを抑えることが可能である。

【0067】

（実施例）
つぎに、図７～８を参照しながら、本発明の実施例に係る引抜成形体の構造（図７（ａ））と、比較例の引抜成形体の構造（図８（ａ））とを比較するとともに、それぞれの構造における引抜成形時の９０°層３の強化繊維５の曲がりを検証する。

【0068】

図７（ａ）に示される本発明の実施例に係る引抜成形体は、０°層２、９０°層３、および０°層２の順に積層された組（すなわち、０／９０／０の構造）で構成されている。この実施例の引抜成形体は、上記実施形態と同様のＬ字形断面形状を有し（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み５ｍｍ）、強化繊維４と強化繊維５としてピッチ系炭素繊維が用いられ、マトリックス樹脂６としてビニルエステル樹脂が用いられる。

【0069】

この図７（ａ）に示される本実施例の構造は、２つの０°層２が９０°層３を挟むように積層された構造であるため、図７（ｂ）に示されるように、引抜成形時には９０°層３を挟む２つの０°層２における０°に配向された強化繊維４が引抜方向Ａに作用する引張荷重Ｆを担い、９０°層３の９０°に配向された強化繊維５への負荷を低減する。そのため、図７（ｃ）に示されるように、中間層である９０°層３の９０°配向の強化繊維５の湾曲や蛇行を抑えることが可能である。

【0070】

一方、図８（ａ）に示される比較例の引抜成形体は、０°層２、９０°層３、および９０°層３の順に積層された組（すなわち、０／９０／９０の構造）で構成されている。ここで、中間層である９０°層３を「３Ａ」、第３層である９０°層３を「３Ｂ」と区別する。

【0071】

この比較例の引抜成形体についても、上記実施例の引抜成形体と同様に、Ｌ字形断面形状を有し（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み５ｍｍ）、強化繊維４と強化繊維５としてピッチ系炭素繊維が用いられ、マトリックス樹脂６としてビニルエステル樹脂が用いられる。

【0072】

図８（ａ）に示される比較例の構造は、中間層である９０°層３Ａを０°層２および第３層である９０°層３Ｂが挟むように積層された構造であるため、図８（ｂ）に示されるように、中間層である９０°層３Ａの片側しか０°層２が存在しないので、引抜成形時には片側の０°層２における０°に配向された強化繊維４だけでは引抜方向Ａに作用する引張荷重Ｆを担うことは不十分であり、中間層である９０°層３Ａの９０°に配向された強化繊維５への負荷が大きくなる。そのため、図８（ｃ）に示されるように、中間層である９０°層３Ａの９０°配向の強化繊維５の湾曲（引抜方向Ａに向かって凸になるようにくの字状に曲がっている現象）が生じており、さらに第三層の９０°層３Ｂまで湾曲してしまい、抑制効果が生じていないことが分かる。

【0073】

上記の図７～８を用いた検証結果を見れば、本実施例のように０°層２、９０°層３、および０°層２の順に積層された組（すなわち、０／９０／０の構造）の構造を採用することにより、中間層である９０°層３の強化繊維５の湾曲や蛇行を抑制することが可能であることが理解される。

【符号の説明】

【0074】

１ 引抜成形体
２ ０°層（基本層）
３ ９０°層（交差層）
４、５ 強化繊維
６ マトリックス樹脂（樹脂）
２０ 成形装置
２４ 硬化前のマトリックス樹脂
２７ 成形型
２８ 引取機
３２ ０°シート（繊維シート）
３３ ９０°シート（繊維シート）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】