特開 2024-134334 繊維構造体及び繊維強化複合材

(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】P2024134334

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】繊維構造体及び繊維強化複合材

(51)【国際特許分類】

   D03D 1/00 20060101AFI20240926BHJP

   D03D 15/47 20210101ALI20240926BHJP

   D03D 15/44 20210101ALI20240926BHJP

   D03D 15/573 20210101ALI20240926BHJP

   D02G 3/38 20060101ALI20240926BHJP

   B29B 11/16 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

D03D1/00 A

D03D15/47

D03D15/44

D03D15/573

D02G3/38

B29B11/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044577

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】森 康平

【テーマコード（参考）】

4F072

4L036

4L048

【Ｆターム（参考）】

4F072AA02

4F072AA04

4F072AB10

4F072AB22

4F072AB28

4F072AB29

4F072AB33

4F072AG02

4F072AK03

4F072AK15

4L036MA35

4L036MA37

4L036RA25

4L048AA03

4L048AA05

4L048AA15

4L048AA16

4L048AA19

4L048AA24

4L048AA25

4L048AA48

4L048AB01

4L048AB06

4L048AB17

4L048AB18

4L048AB19

4L048AC09

4L048BA01

4L048CA00

4L048CA01

4L048DA41

4L048EB00

(57)【要約】

【課題】樹脂リッチの発生を抑制できる繊維構造体及び繊維強化複合材を提供すること。
【解決手段】繊維構造体２０は、強化繊維製の非連続繊維３２を含む繊維束の外周部にカバーリング糸３３が巻き付けられている第１強化繊維糸３１と、強化繊維製の連続繊維２２を束ねて形成された第２強化繊維糸２１と、を備える。繊維構造体２０は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１が同じ方向に延びるように並べて形成されている。繊維構造体２０は、第２強化繊維糸２１を第１強化繊維糸３１で挟む部分を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリックス樹脂を母材とする繊維強化複合材の強化基材となる繊維構造体であって、
強化繊維製の非連続繊維を含む繊維束の外周部にカバーリング糸が巻き付けられている第１強化繊維糸と、
強化繊維製の連続繊維を束ねて形成された第２強化繊維糸と、を備え、
前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸が同じ方向に延びるように並べて形成されている繊維配置部を備え、当該繊維配置部は、前記第２強化繊維糸を前記第１強化繊維糸によって挟んでいる部分を備えることを特徴とする繊維構造体。

【請求項2】

前記繊維構造体は、当該繊維構造体の全体を前記繊維配置部とした一方向織物である請求項１に記載の繊維構造体。

【請求項3】

前記繊維構造体は、経糸よりなる経糸層、及び緯糸よりなる緯糸層を備える織物であり、前記繊維配置部は前記経糸層であり、当該経糸層は、前記経糸として前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸を備える請求項１に記載の繊維構造体。

【請求項4】

マトリックス樹脂を母材とするとともに繊維構造体を強化基材とする繊維強化複合材であって、
前記繊維構造体は、
強化繊維製の非連続繊維を含む繊維束の外周部にカバーリング糸が巻き付けられている第１強化繊維糸と、
強化繊維製の連続繊維を束ねて形成された第２強化繊維糸と、を備え、
前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸が同じ方向に延びるように並べて形成されている繊維配置部を備え、当該繊維配置部は前記第２強化繊維糸を前記第１強化繊維糸によって挟んでいる部分を備え、
前記第１強化繊維糸同士の間に充填された前記マトリックス樹脂に前記連続繊維が分散されていることを特徴とする繊維強化複合材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維構造体及び繊維強化複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化複合材は、マトリックス樹脂を母材とするとともに、繊維構造体を強化基材とする。繊維構造体を形成する強化繊維糸は、無撚糸であるのが好ましい。これは、強化繊維糸が無撚糸であると、強化繊維糸における繊維配向が一方向に揃いやすいため、繊維強化複合材の強度低下を抑制できるためである。無撚糸の強化繊維糸を形成する強化繊維としては、例えば、特許文献１に開示の紡績糸に含まれる再生炭素繊維が挙げられる。特許文献１に開示の再生炭素繊維は、直線状に延びる非連続繊維である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１３－５１９０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

直線状に延びる非連続繊維を用いた強化繊維糸は、非連続繊維の束にカバーリング糸を巻き付けることによって繊維束としての形状を保持する必要がある。このため、カバーリング糸を含む強化繊維糸を用いた繊維構造体を強化基材とすると、強化繊維糸同士の間に隙間が形成されやすい。その結果、繊維強化複合材には、強化繊維糸同士の間にマトリックス樹脂だけが充填された樹脂リッチが発生しやすい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記問題点を解決するための繊維構造体は、マトリックス樹脂を母材とする繊維強化複合材の強化基材となる繊維構造体であって、強化繊維製の非連続繊維を含む繊維束の外周部にカバーリング糸が巻き付けられている第１強化繊維糸と、強化繊維製の連続繊維を束ねて形成された第２強化繊維糸と、を備え、前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸が同じ方向に延びるように並べて形成されている繊維配置部を備え、当該繊維配置部は、前記第２強化繊維糸を前記第１強化繊維糸によって挟んでいる部分を備えることを要旨とする。

【0006】

これによれば、繊維構造体の加圧に伴って繊維配置部が加圧されたとき、当該繊維配置部において、第１強化繊維糸は、カバーリング糸によって形状を保持されたままか、僅かに変形する。その一方で、繊維配置部において、第２強化繊維糸は、加圧によって連続繊維同士の間隔が広がるように変形する。すると、第２強化繊維糸を挟んでいた第１強化繊維糸同士の間に連続繊維が分散する。よって、繊維構造体を強化基材とした繊維強化複合材において、第１強化繊維糸同士の間に充填されたマトリックス樹脂には連続繊維が分散している。したがって、繊維強化複合材において、第１強化繊維糸同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制できる。

【0007】

繊維構造体について、前記繊維構造体は、当該繊維構造体の全体を前記繊維配置部とした一方向織物であってもよい。
これによれば、一方向織物は、繊維構造体の加圧に伴って第２強化繊維糸及び第１強化繊維糸がランダムに並びやすいため、第１強化繊維糸同士の間に第２強化繊維糸が配置されやすい。このため、繊維構造体の加圧によって、第１強化繊維糸同士の間に連続繊維が分散しやすい。よって、一方向織物製の繊維構造体は、第１強化繊維糸同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制しやすい。

【0008】

繊維構造体について、前記繊維構造体は、経糸よりなる経糸層、及び緯糸よりなる緯糸層を備える織物であり、前記繊維配置部は前記経糸層であり、当該経糸層は、前記経糸として前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸を備えていてもよい。

【0009】

これによれば、織物であっても、第１強化繊維糸同士の間に、マトリックス樹脂だけが存在する樹脂リッチが発生することを抑制できる。
上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、マトリックス樹脂を母材とするとともに繊維構造体を強化基材とする繊維強化複合材であって、前記繊維構造体は、強化繊維製の非連続繊維を含む繊維束の外周部にカバーリング糸が巻き付けられている第１強化繊維糸と、強化繊維製の連続繊維を束ねて形成された第２強化繊維糸と、を備え、前記第１強化繊維糸及び前記第２強化繊維糸が同じ方向に延びるように並べて形成されている繊維配置部を備え、当該繊維配置部は前記第２強化繊維糸を前記第１強化繊維糸によって挟んでいる部分を備え、前記第１強化繊維糸同士の間に充填された前記マトリックス樹脂に前記連続繊維が分散されていることを要旨とする。

【0010】

これによれば、繊維構造体の加圧に伴って繊維配置部が加圧されたとき、当該繊維配置部において、第１強化繊維糸は、カバーリング糸によって形状を保持されたままか、僅かに変形する。その一方で、繊維配置部において、第２強化繊維糸は、加圧によって連続繊維同士の間隔が広がるように変形する。すると、第２強化繊維糸を挟んでいた第１強化繊維糸同士の間に連続繊維が分散する。よって、繊維構造体を強化基材とした繊維強化複合材において、第１強化繊維糸同士の間に充填されたマトリックス樹脂には連続繊維が分散している。したがって、繊維強化複合材において、第１強化繊維糸同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制できる。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、樹脂リッチの発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、繊維強化複合材を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、繊維構造体を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、第２強化繊維糸を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第１強化繊維糸を模式的に示す図である。

【図5】図５は、引抜成形装置を模式的に示す図である。

【図6】図６は、別例の繊維構造体を模式的に示す断面図である。

【図7】図７は、別例の繊維強化複合材を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施形態）
以下、繊維構造体、及び繊維強化複合材を具体化した第１の実施形態を図１～図５にしたがって説明する。なお、図１では、繊維強化複合材１０及び繊維構造体２０を模式的に示している。図２では、繊維構造体２０を模式的に示している。また、図３では、第２強化繊維糸２１を模式的に示している。図４では、第１強化繊維糸３１を模式的に示している。

【0014】

＜繊維強化複合材＞
図１に示すように、繊維強化複合材１０は、マトリックス樹脂１２を母材とするとともに繊維構造体２０を強化基材とする。繊維構造体２０は、マトリックス樹脂１２を母材とする繊維強化複合材１０の強化基材である。図１では、繊維強化複合材１０を模式的に示しているため、マトリックス樹脂１２をドットハッチングで示すとともに、繊維強化複合材１０及び繊維構造体２０の外形の詳細な図示を省略している。

【0015】

繊維強化複合材１０は、四角柱状のプリプレグである。なお、繊維構造体２０及び繊維強化複合材１０の形状は、断面Ｈ形状の柱状であったり、断面Ｕ形状の柱状であったり、筒状であったり、任意である。マトリックス樹脂１２は、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。なお、マトリックス樹脂１２は、エポキシ樹脂でなくてもよく、例えばビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂であってもよいし、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、ＡＢＳ樹脂等といった熱可塑性樹脂であってもよい。

【0016】

＜繊維構造体＞
図２に示すように、繊維構造体２０は、複数本の第１強化繊維糸３１と、複数本の第２強化繊維糸２１と、を備える。なお、図１及び図２では、繊維構造体２０を模式的に示しているため、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の外形の詳細な図示及びハッチングを省略している。繊維構造体２０は、一方向織物である。繊維構造体２０は、複数本の第１強化繊維糸３１及び複数本の第２強化繊維糸２１が同じ方向に延びるように並べて形成されている。したがって、繊維構造体２０の全体は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１が同じ方向に延びるように並べて形成されている繊維配置部である。

【0017】

図３に示すように、第２強化繊維糸２１は、強化繊維製の連続繊維２２を束ねて形成されている。連続繊維２２は、直線状に延び、かつ直進性を有する。連続繊維２２は、長繊維である。連続繊維２２は、直線状に延び、直進性を有するとしているが、製造上、部分的に緩やかに湾曲することは避けられないため、直進性を有するとは、若干の湾曲やねじれを含むものとする。

【0018】

第２強化繊維糸２１は、直線状に延びる連続繊維２２を束ねて形成されているため、糸としての形状を保持するために、連続繊維２２の繊維束に僅かに撚りを加えている。連続繊維２２としては、有機繊維又は無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられる。無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。本実施形態では、連続繊維２２は、無機繊維としての炭素繊維の長繊維である。

【0019】

図４に示すように、第１強化繊維糸３１は、強化繊維製の非連続繊維３２を含む繊維束の外周部にカバーリング糸３３が螺旋状に巻き付けられて形成されている。カバーリング糸３３は、非連続繊維３２の繊維束の形状を糸状に保持する。

【0020】

非連続繊維３２は、短繊維である。非連続繊維３２は、長繊維が切断されて形成されている。非連続繊維３２は、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２よりも短い。非連続繊維３２としては、有機繊維又は無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられる。無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。

【0021】

本実施形態では、非連続繊維３２は、再生繊維として再生炭素繊維を使用している。非連続繊維３２は、多軸織物のトリム、織物の織端のトリム、裁断された連続していたトウ等から発生する。非連続繊維３２は、直線状に延び、かつ直進性を有する。非連続繊維３２は無撚である。第１強化繊維糸３１の断面形状は、カバーリング糸３３による形状保持によってほぼ円形状に保持されている。第１強化繊維糸３１は、非連続繊維３２の繊維配向を一方向に揃えて形成されている。

【0022】

カバーリング糸３３は、有機繊維製である。繊維強化複合材１０の製造時、繊維構造体２０を加熱したとき、カバーリング糸３３が溶融しないような融点を持つ有機繊維に、カバーリング糸３３の材料が決められている。

【0023】

図２に示すように、繊維構造体２０の軸方向は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の各々の延びる方向と一致する。繊維構造体２０の軸方向は、一方向織物における第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の延びる方向である。第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の延びる方向は、繊維構造体２０の軸方向Ｌである。したがって、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２、及び第１強化繊維糸３１の非連続繊維３２の各々は、繊維構造体２０の軸方向Ｌへ直線状に延び、かつ直進性を有する。繊維構造体２０において、軸方向Ｌが直交する断面は、四角形状である。繊維構造体２０の断面の四角形において、対向する二辺の延びる方向を第１方向Ｘとするとともに、対向する他の二辺の延びる方向を第２方向Ｙとする。第１方向Ｘと第２方向Ｙは直交する。また、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向は軸方向Ｌである。

【0024】

繊維構造体２０の単位面積当たりにおける第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１の比率は任意である。繊維構造体２０を強化基材とする繊維構造体２０において、軸方向Ｌへの強度を高めたい場合は、単位面積当たりにおける第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１の比率は、第１強化繊維糸３１の方が第２強化繊維糸２１より大きくなる。また、第１強化繊維糸３１における非連続繊維３２は再生炭素繊維であるため、再生炭素繊維の利用の観点からすると、単位面積当たりにおける第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１の比率は、第１強化繊維糸３１の方が第２強化繊維糸２１より大きくするのが好ましい。

【0025】

繊維構造体２０において、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにランダムに配置されている。なお、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに交互に配置されて整列状態に配置されていてもよい。繊維構造体２０において、第２強化繊維糸２１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのいずれかの方向に限らず、その他の方向からも第１強化繊維糸３１に隣り合っている。繊維構造体２０は、１本の第２強化繊維糸２１を２本の第１強化繊維糸３１によって第１方向Ｘから挟んでいる部分や、１本の第２強化繊維糸２１を２本の第１強化繊維糸３１によって第２方向Ｙから挟んでいる部分や、１本の第２強化繊維糸２１を２本の第１強化繊維糸３１によって、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ以外の方向から挟んでいる部分を備える。繊維構造体２０において、第２強化繊維糸２１は、様々な方向から第１強化繊維糸３１によって挟まれている。つまり、第１強化繊維糸３１同士の間には、第２強化繊維糸２１が配置されている。したがって、繊維配置部としての繊維構造体２０は、第２強化繊維糸２１を第１強化繊維糸３１によって挟んでいる部分を多数備える。繊維構造体２０は、マトリックス樹脂１２の含浸されたプリプレグの強化基材である。したがって、繊維強化複合材１０は、プリプレグである。

【0026】

＜繊維構造体の製造方法＞
図５に示すように、繊維強化複合材１０は、引抜成形装置４０によって製造される。そして、繊維強化複合材１０の製造過程で繊維構造体２０が製造される。

【0027】

引抜成形装置４０は、供給部４１と、含浸層４２と、圧搾部４３と、加熱用金型４４と、引抜部４５と、切断部４６と、を備える。供給部４１は、第２強化繊維糸２１の供給部４１ａ及び第１強化繊維糸３１の供給部４１ｂを備える。供給部４１は、繊維構造体２０を製造するための第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を一方向に送り出す。第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１は、引抜部４５によって引っ張られる。引抜部４５によって第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１が引っ張られることにより、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１は、供給部４１から送り出される。

【0028】

供給部４１から第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を送り出すとき、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙへランダムに並ぶ状態で供給部４１から送り出される。なお、供給部４１から第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を送り出すとき、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙへ交互に並ぶように整列された状態で供給部４１から送り出されてもよい。ただし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙへ交互に第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１が並ぶ状態で送り出されても、含浸層４２に向かう途中に、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１はランダムに並ぶ状態に混ざり合う。

【0029】

そして、供給部４１から送り出された第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１は、束状に纏められる。つまり、供給部４１によって第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１が同じ方向に延びるように並んで送り出されることによって繊維配置部が形成されるとともに、繊維構造体２０が形成される。以降の説明において、供給部４１から送り出された第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１よりなる繊維配置物を繊維構造体２０とする。なお、図５は、引抜成形装置４０を模式的に示しているため、繊維構造体２０についても模式的に示している。

【0030】

図２に示すように、繊維構造体２０には、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及びその他の方向に隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間には隙間が形成されている。また、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及びその他の方向に隣り合う第２強化繊維糸２１同士の間にも隙間が形成されている。さらに、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及びその他の方向に隣り合う第２強化繊維糸２１と第１強化繊維糸３１との間には隙間が形成されている。

【0031】

図５に示すように、含浸層４２には、液体状態のマトリックス樹脂１２が収容されている。含浸層４２に収容されているマトリックス樹脂１２は、高温の溶融樹脂である。含浸層４２では、供給部４１から送り出された繊維構造体２０にマトリックス樹脂１２が含浸する。繊維構造体２０は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の延びる方向へ連続的に含浸層４２を通過していく。

【0032】

繊維構造体２０の各第１強化繊維糸３１及び各第２強化繊維糸２１にマトリックス樹脂１２が含浸するとともに、繊維構造体２０の全体にマトリックス樹脂１２が含浸する。繊維構造体２０において、隣り合う第２強化繊維糸２１同士の間と、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間と、隣り合う第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１との間にマトリックス樹脂１２が入り込む。また、繊維構造体２０の表面全体は、マトリックス樹脂１２によって被覆される。つまり、繊維構造体２０に存在していた隙間にマトリックス樹脂１２が充填される。

【0033】

図５に示すように、圧搾部４３は、マトリックス樹脂１２の含浸された繊維構造体２０を圧搾する。圧搾部４３による繊維構造体２０の圧搾によって、繊維構造体２０全体が第２方向Ｙに加圧されるとともに、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１は第２方向Ｙに加圧される。圧搾部４３による繊維構造体２０の圧搾によって、過剰なマトリックス樹脂１２が繊維構造体２０から除去される。

【0034】

そして、繊維構造体２０が加圧されると、第２強化繊維糸２１は、加圧によって束ねた状態が解除される。第２強化繊維糸２１は、加圧によって連続繊維２２同士の間隔が広がるように変形する。すると、第２強化繊維糸２１を形成する連続繊維２２がばらける。

【0035】

その結果、図１に示すように、連続繊維２２は、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間に入り込んでいたマトリックス樹脂１２に分散される。すると、繊維強化複合材１０が製造される。

【0036】

図５に示すように、加熱用金型４４は、マトリックス樹脂１２の含浸された繊維構造体２０、つまり繊維強化複合材１０を加熱する。引抜部４５は、加熱用金型４４においてマトリックス樹脂１２の加熱された繊維強化複合材１０を引っ張る。切断部４６は、マトリックス樹脂１２の熱硬化した繊維強化複合材１０を所望する長さに切断する。

【0037】

＜第１の実施形態の作用＞
図１に示すように、繊維強化複合材１０において、各第１強化繊維糸３１の形状は、圧搾による加圧によって若干扁平状に変形するが、カバーリング糸３３によって非連続繊維３２を束ねた状態は保持されている。各第１強化繊維糸３１の非連続繊維３２は、圧搾による加圧によって、直線状に延びる状態が僅かに崩れるが、ほぼ直線状に延びている。このため、繊維強化複合材１０において、第１強化繊維糸３１による強度は確保されている。

【0038】

各第２強化繊維糸２１は、第１強化繊維糸３１のようにカバーリング糸３３によって束ねた状態に保持されていない。このため、各第２強化繊維糸２１の形状は、圧搾による加圧によって大きく変わっている。各第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、圧搾による加圧を受けて連続繊維２２の間隔を広げるようにランダムに移動する。このため、各第２強化繊維糸２１は、圧搾による加圧前に比べてばらけている。繊維強化複合材１０において、第１強化繊維糸３１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに隣り合うだけでなく、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方に直交する方向や、その他様々な方向に隣り合っている。そして、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、上記した様々な方向に分散して、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間で分散している。

【0039】

マトリックス樹脂１２は、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間に入り込んでいる。上記したように、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、あらゆる方向において、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間で分散している。このため、第１強化繊維糸３１同士の間に入り込んだマトリックス樹脂１２には、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２が分散されている。つまり、マトリックス樹脂１２だけからなる樹脂リッチの発生が抑制されている。

【0040】

分散した連続繊維２２は、ほぼ直線状に延びている。このため、繊維強化複合材１０において、連続繊維２２による強度は確保されている。
上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0041】

（１－１）繊維強化複合材１０の製造の際、マトリックス樹脂１２の含浸された繊維構造体２０は、圧搾部４３によって加圧される。このとき、第１強化繊維糸３１同士の間で、連続繊維２２が分散する。よって、繊維構造体２０を強化基材とした繊維強化複合材１０において、第１強化繊維糸３１同士の間に充填されたマトリックス樹脂１２には連続繊維２２が分散している。したがって、繊維構造体２０を強化基材とする繊維強化複合材１０において、第１強化繊維糸３１同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制できる。

【0042】

（１－２）繊維強化複合材１０において、繊維配向を揃えて繊維強化複合材１０の強度を確保するため、第１強化繊維糸３１は、無撚の非連続繊維３２を用いて形成されている。非連続繊維３２は、多軸織物のトリム、織物の織端のトリム、細断された連続していたトウ等から得られる再生炭素繊維である。これら再生炭素繊維を糸として再利用するには、非連続繊維３２を束ねる必要がある。よって、再生炭素繊維からなる非連続繊維３２を再利用した第１強化繊維糸３１は、カバーリング糸３３を必要とする。このため、第１強化繊維糸３１は、加圧に伴う形状変化が僅かである。このような第１強化繊維糸３１を用いた繊維構造体２０であっても、第２強化繊維糸２１のばらけ易さを利用することで、第１強化繊維糸３１同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制できる。

【0043】

（１－３）繊維構造体２０は、一方向織物である。繊維強化複合材１０の製造時、圧搾部４３による繊維構造体２０の加圧によって、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１の並びは崩れやすい。このため、一方向織物の繊維構造体２０は、第１強化繊維糸３１同士の間に第２強化繊維糸２１が配置されやすい。その結果、繊維構造体２０の加圧によって、第１強化繊維糸３１同士の間に連続繊維２２が分散しやすい。よって、一方向織物製の繊維構造体２０は、第１強化繊維糸３１同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制しやすい。

【0044】

（第２の実施形態）
次に、繊維構造体、及び繊維強化複合材を具体化した第２の実施形態を図６～図７にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

【0045】

図６に示すように、繊維強化複合材５０の繊維構造体６０は、経糸６１よりなる経糸層６５、及び緯糸６２よりなる緯糸層６６を備える織物である。
繊維構造体６０は、積層された２つの織物を結合糸６４によって積層方向に結合して形成されている。２つの織物の各々は１つの経糸層６５と２つの緯糸層６６を備える。１つの経糸層６５は、２つの緯糸層６６によって挟まれている。

【0046】

経糸層６５は、複数本の経糸６１を同じ方向に延びるように並べて形成されている。緯糸層６６は、複数本の緯糸６２を同じ方向に延びるように並べて形成されている。経糸６１の延びる方向と緯糸６２の延びる方向は交差する。

【0047】

経糸６１は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を含む。経糸層６５には、２本の第２強化繊維糸２１を第１強化繊維糸３１で挟むように第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１が配置されている箇所と、１本の第２強化繊維糸２１を第１強化繊維糸３１で挟むように第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１が配置されている箇所とがある。なお、経糸層６５において、第２強化繊維糸２１と第１強化繊維糸３１の配置は、適宜変更可能である。例えば、第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１を交互に配置してもよい。そして、繊維構造体６０において、経糸層６５は、経糸６１として第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を備える繊維配置部である。したがって、繊維構造体６０は、繊維配置部を備える。

【0048】

緯糸層６６は、第１強化繊維糸３１のみで形成されている。緯糸層６６は、複数本の緯糸６２を同じ方向に延びるように並べて形成されている。結合糸６４は、任意の糸を用いることができる。結合糸６４は、経糸層６５と緯糸層６６の積層方向に延びるとともに、繊維構造体６０の最外層の緯糸層６６で折り返されている。

【0049】

経糸層６５において、積層方向に結合糸６４の延びる箇所は、結合糸６４によって、経糸６１同士が若干隔てられている。経糸層６５において、積層方向に延びる結合糸６４を挟むように第２強化繊維糸２１が隣り合っている。つまり、結合糸６４によって、第２強化繊維糸２１が隔てられている。

【0050】

繊維強化複合材５０は、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法によって形成される。
図７に示すように、繊維強化複合材５０の製造は、繊維構造体６０の配置された成形型７０内にマトリックス樹脂１２を充填することによって行われる。成形型７０内にマトリックス樹脂１２が充填されると、繊維構造体６０は、マトリックス樹脂１２の充填圧によって加圧される。また、成形型７０内に充填されたマトリックス樹脂１２は、繊維構造体６０に含浸される。

【0051】

繊維構造体６０の経糸層６５及び緯糸層６６において、各第１強化繊維糸３１及び各第２強化繊維糸２１にマトリックス樹脂１２が含浸するとともに、繊維構造体６０の全体にマトリックス樹脂１２が含浸する。経糸層６５において、隣り合う第２強化繊維糸２１同士の間と、隣り合う第２強化繊維糸２１と第１強化繊維糸３１との間にマトリックス樹脂１２が入り込む。また、緯糸層６６において、隣り合う緯糸６２同士の間にマトリックス樹脂１２が入り込む。そして、マトリックス樹脂１２及び繊維構造体６０が成形型７０内で加熱されると、マトリックス樹脂１２が硬化して、マトリックス樹脂１２が複合化される。その結果、マトリックス樹脂１２を母材とするとともに、繊維構造体６０を強化基材とする繊維強化複合材５０が製造される。

【0052】

＜第２の実施形態の作用＞
繊維強化複合材５０において、繊維構造体６０の経糸層６５では、各第１強化繊維糸３１の形状は、マトリックス樹脂１２の充填圧によって若干扁平状に変形するが、カバーリング糸３３によって非連続繊維３２を束ねた状態は保持されている。各第１強化繊維糸３１の非連続繊維３２は、充填圧によって、直線状に延びる状態が僅かに崩れるが、ほぼ直線状に延びている。このため、繊維強化複合材５０において、第１強化繊維糸３１による強度は確保されている。

【0053】

経糸層６５において、各第２強化繊維糸２１は、第１強化繊維糸３１のようにカバーリング糸３３によって束ねた状態に保持されていない。このため、各第２強化繊維糸２１の形状は、充填圧によって大きく変わっている。各第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、充填圧を受けて連続繊維２２の間隔を広げるようにランダムに移動する。このため、各第２強化繊維糸２１は、マトリックス樹脂１２の充填前に比べてばらけている。そして、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、経糸層６５において隣り合う第１強化繊維糸３１の間で分散している。

【0054】

マトリックス樹脂１２は、経糸層６５において隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間に入り込んでいる。上記したように、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２は、隣り合う第１強化繊維糸３１同士の間で分散している。このため、第１強化繊維糸３１同士の間に入り込んだマトリックス樹脂１２には、第２強化繊維糸２１の連続繊維２２が分散されている。つまり、経糸層６５には、マトリックス樹脂１２だけからなる樹脂リッチの発生が抑制されている。

【0055】

上記第２の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（２－１）ＲＴＭ法による繊維強化複合材５０の製造の際、マトリックス樹脂１２の含浸された繊維構造体６０は、マトリックス樹脂１２の充填圧によって加圧される。このとき、経糸層６５では、第１強化繊維糸３１同士の間で、連続繊維２２が分散する。よって、繊維構造体６０を強化基材とした繊維強化複合材５０において、第１強化繊維糸３１同士の間に充填されたマトリックス樹脂１２には連続繊維２２が分散している。したがって、繊維強化複合材５０において、第１強化繊維糸３１同士の間に樹脂リッチが発生することを抑制できる。

【0056】

（２－２）繊維構造体６０は、経糸層６５及び緯糸層６６を備える織物である。そして、経糸層６５は、第１強化繊維糸３１及び第２強化繊維糸２１を備える。このため、経糸層６５において、第１強化繊維糸３１同士の間に樹脂リッチの発生が抑制される。よって、経糸６１と緯糸６２を用いた織物を強化基材とした繊維強化複合材５０において、マトリックス樹脂１２だけが充填された箇所による強度低下を抑制できる。

【0057】

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
○第２の実施形態の繊維構造体６０において、経糸層６５だけでなく、緯糸層６６も第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１によって形成された繊維配置部としてもよい。

【0058】

○第２の実施形態の繊維構造体６０において、緯糸層６６を第１強化繊維糸３１と第２強化繊維糸２１で形成した繊維配置部とするとともに、経糸層６５は、第１強化繊維糸３１のみで形成してもよい。

【0059】

○第１強化繊維糸３１において、非連続繊維３２の束は撚られていてもよい。この場合、非連続繊維３２の束の撚りと、カバーリング糸３３とによって第１強化繊維糸３１がばらけることをより一層抑制できる。

【0060】

○第１の実施形態において、繊維強化複合材１０は、複数の第１強化繊維糸３１及び複数の第２強化繊維糸２１を一方向に揃えて配置した一方向織物にマトリックス樹脂１２が含浸されてなる一方向プリプレグシート材を、複数積層して形成されていてもよい。

【0061】

○第１強化繊維糸３１のカバーリング糸３３は、有機繊維以外の強化繊維であってもよい。カバーリング糸３３の材料は、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維であってもよい。

【0062】

○第１強化繊維糸３１は、非連続繊維３２を含むとともに、連続繊維を含む繊維束にカバーリング糸３３を巻き付けて形成されていてもよい。
○第１強化繊維糸３１の非連続繊維３２は、再生炭素繊維でなくてもよく、未使用炭素繊維や、新材の炭素繊維であってもよい。

【0063】

○第２の実施形態において、繊維構造体６０における織物の種類は適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０，５０…繊維強化複合材、１２…マトリックス樹脂、２０…繊維配置部としての繊維構造体、２１…第２強化繊維糸、２２…連続繊維、３１…第１強化繊維糸、３２…非連続繊維、３３…カバーリング糸、６０…繊維構造体、６１…経糸、６２…緯糸、６５…繊維配置部としての経糸層、６６…緯糸層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】