特許 7121837 繊維強化樹脂シートおよびその製造方法、繊維強化樹脂シートの積層体、並びに繊維強化樹脂成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-09

(45)【発行日】2022-08-18

(54)【発明の名称】繊維強化樹脂シートおよびその製造方法、繊維強化樹脂シートの積層体、並びに繊維強化樹脂成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 11/16 20060101AFI20220810BHJP

   B29C 70/20 20060101ALI20220810BHJP

   B29C 70/42 20060101ALI20220810BHJP

   B32B 5/28 20060101ALI20220810BHJP

   B29K 101/12 20060101ALN20220810BHJP

【ＦＩ】

B29B11/16

B29C70/20

B29C70/42

B32B5/28 A

B29K101:12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021110875

(22)【出願日】2021-07-02

(62)【分割の表示】P 2021521314の分割

【原出願日】2020-10-13

(65)【公開番号】P2021151797

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2021-07-02

(31)【優先権主張番号】P 2019192111

(32)【優先日】2019-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(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】中野 結

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 保飛

【審査官】大村 博一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０５５９３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－１１５２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０２２８３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０１－２８９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６９４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ １１／１６；１５／０８－１５／１４

Ｃ０８Ｊ ５／０４－５／１０；５／２４

Ｂ２９Ｃ ７０／００－７０／８８

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを備え、かつ厚み方向に貫通する所定パターンの切込みが形成された繊維強化樹脂シートであって、
前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込みは、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを有し、
前記複数の縦カットラインは、前記縦基準線上に形成された複数のカット中断部を介して互いに分断されており、
一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記縦カットラインは、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように形成される、ことを特徴とする繊維強化樹脂シート。

【請求項2】

請求項１に記載の繊維強化樹脂シートが複数積層された積層体であって、
複数の前記繊維強化樹脂シートは、前記繊維方向が互い違いになる状態で積層されかつ互いに熱融着されている、ことを特徴とする繊維強化樹脂シートの積層体。

【請求項3】

同一方向に配向された多数の強化繊維を含む繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、
熱可塑性の樹脂シートの両面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートの両面を加熱することにより、同一方向に配向された前記強化繊維を前記樹脂シートの両面に含浸させる含浸工程と、
前記強化繊維が含浸された前記樹脂シートに当該樹脂シートを貫通する所定パターンの切込みを形成する切込み形成工程とを含み、
前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込み形成工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成し、
一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記切込み形成工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する、ことを特徴とする繊維強化樹脂シートの製造方法。

【請求項4】

同一方向に配向された多数の強化繊維を含む繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、
熱可塑性の樹脂シートの両面または片面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートを両側から加熱ローラで挟み込むことにより、同一方向に配向された前記強化繊維を前記樹脂シートの両面または片面に含浸させる含浸工程と、
前記強化繊維が含浸された前記樹脂シートに当該樹脂シートを貫通する所定パターンの切込みを形成する切込み形成工程とを含み、
前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込み形成工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成し、
一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記切込み形成工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する、ことを特徴とする繊維強化樹脂シートの製造方法。

【請求項5】

熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを含むシート状の基材を複数用意する第１の工程と、
用意された複数の前記基材に当該基材を貫通する所定パターンの切込みを形成する第２の工程と、
前記切込みが形成された複数の前記基材を、各基材に含有された前記強化繊維の配向方向である繊維方向が互い違いになる状態で積み重ねるとともに、積み重ねた当該基材をプレス加工により所望の形状に成形する第３の工程とを含み、
前記繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記第２の工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成し、
一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記第２の工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する、ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。

【請求項6】

熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面または片面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを含むシート状の基材を複数用意する第１の工程と、
用意された複数の前記基材に当該基材を貫通する所定パターンの切込みを形成する第２の工程と、
前記切込みが形成された複数の前記基材を、各基材に含有された前記強化繊維の配向方向である繊維方向が互い違いになる状態で積み重ねるとともに、積み重ねた当該基材をプレス加工により所望の形状に成形する第３の工程とを含み、
前記第１の工程では、熱可塑性の樹脂シートの両面または片面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートを加熱ローラで両側から挟み込むことにより、前記強化繊維を前記マトリックス樹脂の両面または片面に含浸させ、
前記繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記第２の工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成し、
一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記第２の工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する、ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マトリックス樹脂と強化繊維とを含むシート状の基材（繊維強化樹脂シート）から繊維強化樹脂成形品を製造する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化樹脂成形品を製造する方法として、下記特許文献１のものが知られている。この特許文献１の製造方法は、一方向に引き揃えられた強化繊維をマトリックス樹脂に含浸させた基材（プリプレグ基材）を用意する工程と、用意した基材の全面に強化繊維を横切る断続的な切込みを形成する工程と、当該切込みを有する基材をその繊維方向（強化繊維の配向方向）が互い違いになるように積み重ねる工程と、積み重ねた基材（積層基材）を加熱型プレス成形機により所望の形状に成形する工程とを含む。

【0003】

上記特許文献１において、基材に形成される切込みは、その全てが強化繊維を横切る（切断する）方向に設定される。これは、強化繊維の繊維長を短くすることでプレス加工時の樹脂の流動を促進させ、成形品の形状自由度を向上させるためである。

【0004】

しかしながら、本願発明者の研究によれば、上記のように全ての切込みを強化繊維を横切るように形成しても、必ずしも十分な形状自由度が得られないことが分かった。もちろん、切込みの数を増やして繊維長をより短くすれば形状自由度は向上するが、それでは強化繊維による補強効果が減損されて、成形品の強度が大幅に低下してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－２０７５４４号公報

【発明の概要】

【0006】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、強化繊維による良好な補強効果を享受しながら成形品の形状自由度を高めることが可能な繊維強化樹脂成形品を製造することを目的とする。

【0007】

前記課題を解決するためのものとして、本発明の一局面に係る繊維強化樹脂シートは、熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを備え、かつ厚み方向に貫通する所定パターンの切込みが形成されたものである。前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込みは、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを有する。前記複数の縦カットラインは、前記縦基準線上に形成された複数のカット中断部を介して互いに分断されている。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記縦カットラインは、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように形成される。

【0008】

本発明の他の局面に係る繊維強化樹脂シートの積層体は、上述した繊維強化樹脂シートが複数積層されたものである。複数の前記繊維強化樹脂シートは、前記繊維方向が互い違いになる状態で積層されかつ互いに熱融着されている。

【0009】

本発明のさらに他の局面に係る繊維強化樹脂シートの製造方法は、同一方向に配向された多数の強化繊維を含む繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、熱可塑性の樹脂シートの両面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートの両面を加熱することにより、同一方向に配向された前記強化繊維を前記樹脂シートの両面に含浸させる含浸工程と、前記強化繊維が含浸された前記樹脂シートに当該樹脂シートを貫通する所定パターンの切込みを形成する切込み形成工程とを含む。前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込み形成工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成する。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記切込み形成工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する。

【0010】

本発明のさらに他の局面に係る繊維強化樹脂シートの製造方法は、同一方向に配向された多数の強化繊維を含む繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、熱可塑性の樹脂シートの両面または片面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートを両側から加熱ローラで挟み込むことにより、同一方向に配向された前記強化繊維を前記樹脂シートの両面または片面に含浸させる含浸工程と、前記強化繊維が含浸された前記樹脂シートに当該樹脂シートを貫通する所定パターンの切込みを形成する切込み形成工程とを含む。前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込み形成工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成する。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記切込み形成工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する。

【0011】

本発明のさらに他の局面に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法は、熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを含むシート状の基材を複数用意する第１の工程と、用意された複数の前記基材に当該基材を貫通する所定パターンの切込みを形成する第２の工程と、前記切込みが形成された複数の前記基材を、各基材に含有された前記強化繊維の配向方向である繊維方向が互い違いになる状態で積み重ねるとともに、積み重ねた当該基材をプレス加工により所望の形状に成形する第３の工程とを含む。前記繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記第２の工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成する。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記第２の工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する。

【0012】

本発明のさらに他の局面に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法は、熱可塑性のシート状のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂の両面または片面に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを含むシート状の基材を複数用意する第１の工程と、用意された複数の前記基材に当該基材を貫通する所定パターンの切込みを形成する第２の工程と、前記切込みが形成された複数の前記基材を、各基材に含有された前記強化繊維の配向方向である繊維方向が互い違いになる状態で積み重ねるとともに、積み重ねた当該基材をプレス加工により所望の形状に成形する第３の工程とを含む。前記第１の工程では、熱可塑性の樹脂シートの両面または片面に開繊後の前記強化繊維を供給しつつ当該樹脂シートを加熱ローラで両側から挟み込むことにより、前記強化繊維を前記マトリックス樹脂の両面または片面に含浸させる。前記繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記第２の工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成する。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記第２の工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する。

【0013】

本発明によれば、強化繊維による成形品の補強効果を享受しながら成形品の形状自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法の概略手順を示すフローチャートである。

【図2】ＵＤシートを作製するシート製造装置の概略構成を示す図である。

【図3】ＵＤシートから切り出された基材シートを示す斜視図である。

【図4】基材シートに形成される切込みの具体的パターンを示す平面図である。

【図5】図４の一部拡大図である。

【図6】熱プレス機の構成および当該熱プレス機を用いたプレス加工の手順を説明するための断面図である。

【図7】基材シートの積み重ね方法を説明するための斜視図である。

【図8】本発明の第２実施形態を説明するための図であり、基材シートに形成される切込みの具体的パターンを示す平面図である。

【図9】図８の一部拡大図である。

【図10】実験用に成形した成形品の形状を示す斜視図である。

【図11】本発明の第３実施形態において基材シートを積み重ねる方法を示す斜視図である。

【図12】図１１に対応する平面図である。

【図13】基材シートの切込みパターンを変えた変形例（その１）を示す平面図である。

【図14】基材シートの切込みパターンを変えた変形例（その２）を示す平面図である。

【図15】基材シートの切込みパターンを変えた変形例（その３）を示す平面図である。

【図16】基材シートの切込みパターンを変えた変形例（その４）を示す平面図である。

【図17】基材シートの切込みパターンを変えた変形例（その５）を示す平面図である。

【図18】比較例１における基材シートの切込みパターンを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法について説明する。本実施形態において、繊維強化樹脂成形品は、強化繊維が含有された合成樹脂製の成形品（複合成形品）であり、図１に示す各工程（Ｓ１～Ｓ４）により製造される。すなわち、本実施形態における繊維強化樹脂成形品の製造方法は、ＵＤシートを作製する工程Ｓ１と、ＵＤシートから所定サイズの基材シートを複数切り出す工程Ｓ２と、各基材シートに所定パターンの切込みを形成する工程Ｓ３と、複数の基材シートを積み重ねて熱プレス加工を施す工程Ｓ４とを含む。各工程の詳細は次のとおりである。

【0016】

（１）ＵＤシートの作製
工程Ｓ１は、図２に示すＵＤシート７を作製する工程（シート作製工程）である。このシート作製工程Ｓ１により作製されるＵＤシート７は、熱可塑性樹脂製の樹脂シートＲ０に強化繊維Ｆが含浸された繊維強化樹脂シート（ＦＲＴＰシート）である。なお、シート作製工程Ｓ１は、本発明における「含浸工程」に相当する。

【0017】

強化繊維Ｆとしては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維等を用いることができる。中でも炭素繊維は、成形品の強度および耐食性等を向上させる上で有利である。炭素繊維としては、強度が特に高いＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系の炭素繊維を用いることが好ましい。

【0018】

樹脂シートＲ０の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン９Ｔ、ナイロン１１、ナイロン１２等）、ポリアセタール、ポリカーボネート、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリフェニルスルホン、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、液晶ポリマー等を用いることができる。また、これらの熱可塑性樹脂を２種類以上混合したポリマーアロイを樹脂シートＲ０の材料として用いてもよい。

【0019】

ＵＤシート７は、例えば図２に示されるシート製造装置１を用いて連続的に製造することができる。このシート製造装置１は、強化繊維の束である繊維束Ｆ０および熱可塑性の樹脂シートＲ０から、ＵＤシート７を連続的に製造する装置である。

【0020】

具体的に、シート製造装置１は、上下に並ぶ複数対（図２では２対）の加熱ローラ２と、加熱ローラ２の下側において上下に並ぶ複数対（図２では２対）の冷却ローラ３と、加熱ローラ２と冷却ローラ３との間に掛け回された一対の無端ベルト４と、無端ベルト４の下側に位置する一対の引き出しローラ５と、引き出しローラ５の下側に配置された巻き取り用のボビン６とを備えている。

【0021】

最上段の加熱ローラ２の近傍には、繊維束Ｆ０を開繊して帯状に広げる開繊機構（図示省略）が設けられている。この開繊機構は、繊維束Ｆ０を連続的に開繊することにより、多数の連続した強化繊維Ｆを薄い帯状に広げつつ形成することが可能である。開繊機構としては、このような処理が可能な機構であればよく、繊維束を叩いて広げる機構、繊維束に風を当てて広げる機構、繊維束に超音波を当てて広げる機構など、種々の機構を用いることができる。

【0022】

図２の例において、上記開繊機構は、樹脂シートＲ０の一方の面に開繊後の強化繊維Ｆを供給する機構と、樹脂シートＲ０の他方の面に開繊後の強化繊維Ｆを供給する機構とを有する。前者の機構は、樹脂シートＲ０の一方の面と当該面と接する加熱ローラ２との間に強化繊維Ｆを導入するように設けられ、後者の機構は、樹脂シートＲ０の他方の面と当該面と接する加熱ローラ２との間に強化繊維Ｆを導入するように設けられる。ただし、開繊機構は、樹脂シートＲ０の一方の面のみに強化繊維Ｆを供給するものであってもよい。

【0023】

加熱ローラ２は、電気ヒータもしくは加熱媒体等により加熱された高温のローラである。加熱ローラ２は、樹脂シートＲ０およびその両面に導入された強化繊維Ｆを無端ベルト４を介して両側から挟み込みつつ加熱することにより、強化繊維Ｆを樹脂シートＲ０に連続的に含浸させる。強化繊維Ｆは、一方向（図２の上下方向）に引き揃えられた状態で樹脂シートＲ０に含浸される。

【0024】

冷却ローラ３は、冷却媒体等により冷却された低温のローラである。冷却ローラ３は、強化繊維Ｆが含浸された状態の樹脂シートＲ０を無端ベルト４を介して両側から挟み込みながら冷却することにより、強化繊維Ｆを樹脂シートＲ０に固定する。これにより、樹脂シートＲ０と強化繊維Ｆとが一体化されたＵＤシート７が成形される。

【0025】

引き出しローラ５は、成形されたＵＤシート７に張力を付与しつつこれを下方へ引き出すローラである。

【0026】

巻き取り用のボビン６は、ＵＤシート７を巻き取るための芯材である。ボビン６は、モータ等の駆動源により回転駆動され、引き出しローラ５により引き出されたＵＤシート７を順次巻き取ることにより、ＵＤシート７をロール状に纏める。

【0027】

（２）基材シートの切り出し
以上のようにしてＵＤシート７の作製が完了すると、次の工程Ｓ２において、ＵＤシート７から図３に示す基材シート１０を切り出す（切り出し工程）。具体的に、この切り出し工程Ｓ２では、ＵＤシート７から複数枚の矩形状の基材シート１０を切り出す。なお、この切り出し工程Ｓ２および上述したシート作製工程Ｓ１は、本発明における「第１の工程」に相当する。また、基材シート１０は、本発明における「基材」もしくは「繊維強化樹脂シート」に相当する。

【0028】

各基材シート１０は、マトリックス樹脂Ｒとこれに含浸された多数の強化繊維Ｆとを有する。マトリックス樹脂Ｒは、上述した樹脂シートＲ０（図２）に由来する熱可塑性の樹脂である。強化繊維Ｆは、同一方向に配向された状態でマトリックス樹脂Ｒに含浸されている。

【0029】

図３において符号Ｘを付した矢印は、基材シート１０中の強化繊維Ｆの配向方向と平行な方向であり、以下ではこれを繊維方向Ｘという。また、図３において符号Ｙを付した矢印は、繊維方向Ｘと直交する方向であり、以下ではこれを繊維直交方向Ｙという。図３に示すように、基材シート１０は、繊維方向Ｘに平行な（繊維直交方向Ｙに対向する）２辺と、繊維直交方向Ｙに平行な（繊維方向Ｘに対向する）２辺とを有する矩形状に形成されている。

【0030】

（３）切込みの形成
以上のようにして複数枚の基材シート１０の形成が完了すると、次の工程Ｓ３において、各基材シート１０に図４に示すような所定パターンの切込み１１を形成する（切込み形成工程）。この切込み形成工程Ｓ３は、本発明における「第２の工程」に相当する。

【0031】

切込み形成工程Ｓ３における切込み１１の形成は、例えばレーザー光を利用したレーザーカッターを用いて行うことができる。ただし、切込み１１を形成する方法はレーザーカッターを用いたものに限られず、例えば切込み１１のパターンに対応する型刃（トムソン刃もしくはエッチング刃）を用いて切込み１１を形成したり、ロータリーカッターを用いて切込み１１を形成することも可能である。

【0032】

図４の例において、切込み１１は、繊維方向Ｘと平行な複数の縦カットライン１２と、繊維直交方向Ｙと平行な複数の横カットライン１３とを有する。縦カットライン１２および横カットライン１３は、それぞれ基材シート１０を厚み方向に貫通する直線状のスリットである。なお、図４では、各カットライン１２，１３を明示するために、基材シート１０に含有される強化繊維Ｆの図示は省略している。

【0033】

図４に示すように、基材シート１０上において繊維方向Ｘと平行に延びかつ繊維直交方向Ｙに一定のピッチＰｙ１で並ぶ複数の基準線を縦基準線Ｌとすると、複数の縦カットライン１２は、いずれも縦基準線Ｌ上に形成されている。各縦基準線Ｌ上では、複数の縦カットライン１２が互いに一定の間隔をあけるように断続的に形成されており、縦カットライン１２どうしの間にはカットラインの非形成部であるカット中断部Ｑが形成されている。言い換えると、各縦基準線Ｌ上には、複数の縦カットライン１２と複数のカット中断部Ｑとが交互に直線状に並ぶように形成されている。縦カットライン１２の長さは全て同一である。

【0034】

基材シート１０上において繊維直交方向Ｙと平行に延びかつ繊維方向Ｘに一定のピッチＰｘ１で並ぶ複数の基準線を横基準線Ｈとすると、複数の横カットライン１３は、いずれも横基準線Ｈ上に形成されている。各横カットライン１３は、基材シート１０における繊維直交方向Ｙの一方側の端部から他方側の端部まで連続して延びるように形成されている。より詳しくは、各横カットライン１３は、基材シート１０のうちその外形線（繊維直交方向Ｙに対向する２辺）の近傍を除く大部分の範囲において、繊維直交方向Ｙに沿って直線的に延びるように形成されている。なお、外形線の近傍に横カットライン１３を形成しないのは、基材シート１０が横カットライン１３によって完全に切断されるのを避けるためである。

【0035】

カット中断部Ｑは、任意の横カットライン１３に沿って千鳥状に配置されている。具体的に、カット中断部Ｑは、任意の横カットライン１３に沿って、当該横カットライン１３の繊維方向Ｘの一方側と他方側とに交互に現れるように形成されている。

【0036】

上記カット中断部Ｑの千鳥配置は、次のように言い換えることができる。すなわち、任意に選んだ一対の隣接する縦基準線Ｌのうちの一方を第１縦基準線Ｌ１、他方を第２縦基準線Ｌ２としたとき、カット中断部Ｑは、第１縦基準線Ｌ１上のカット中断部Ｑと第２縦基準線Ｌ２上のカット中断部Ｑとが繊維方向Ｘに関し互いにずれるように形成されている。

【0037】

上記のようなカット中断部Ｑの千鳥配置をより詳しく説明するため、図４における領域Ｚ１（一点鎖線で囲んだ領域）に現れる切込みパターンを取り上げる。図５は、この領域Ｚ１の切込みパターンを拡大して示す図である。領域Ｚ１は、上述した第１縦基準線Ｌ１および第２縦基準線Ｌ２と、一対の隣接する横基準線Ｈのうちの一方である第１横基準線Ｈ１と、そのうちの他方である第２横基準線Ｈ２とが交差する領域を含む。以下の説明では、領域Ｚ１に含まれる一対の横カットライン１３、つまり第１・第２横基準線Ｈ１，Ｈ２上の横カットライン１３のうちの一方を第１横カットライン１３Ａ、他方を第２横カットライン１３Ｂとする。また、領域Ｚ１に含まれる一対の縦カットライン１２、つまり第１横カットライン１３Ａと第２横カットライン１３Ｂとの間に位置する第１・第２縦基準線Ｌ１，Ｌ２上の縦カットライン１２のうちの一方を第１縦カットライン１２Ａ、他方を第２縦カットライン１２Ｂとする。

【0038】

図４および図５に示すように、第１縦カットライン１２Ａは第２横カットライン１３Ｂとのみ交差し、第２縦カットライン１２Ｂは第１横カットライン１３Ａとのみ交差する。言い換えると、第１縦カットライン１２Ａは、第１横カットライン１３Ａに対しカット中断部Ｑを介して分断されかつ第２横カットライン１３Ｂに連なる（交差する）ように形成されている。これに対し、第２縦カットライン１２Ｂは、第２横カットライン１３Ｂに対しカット中断部Ｑを介して分断されかつ第１横カットライン１３Ａに連なる（交差する）ように形成されている。これにより、カット中断部Ｑは、その繊維方向Ｘ上の位置が第１横カットライン１３Ａの隣接部と第２横カットライン１３Ｂの隣接部との間で交互に入れ替わるように配置される。

【0039】

基材シート１０には、上記のような領域Ｚ１内での切込みパターンが当該領域Ｚ１以外の領域にも繰り返し現れるように、縦横の各カットライン１２，１３（切込み１１）が形成されている。これにより、上述したカット中断部Ｑの千鳥配置が基材シート１０の全体に亘って実現されている。

【0040】

（４）プレス加工
以上のようにして切込み１１の形成が完了すると、次の工程Ｓ４において、図６に示す熱プレス機２０を用いて基材シート１０から繊維強化樹脂成形品を成形する（プレス工程）。なお、このプレス工程Ｓ４は、本発明における「第３の工程」に相当する。

【0041】

プレス工程Ｓ４ではまず、図６（ａ）に示すように、複数枚の基材シート１０を厚み方向に積み重ね、熱プレス機２０の型内に配置する。基材シート１０は、いずれも上述した切込み形成工程Ｓ３を経て得られた基材シートであり、図４に示した切込み１１を有している。なお、上記のように複数枚の基材シート１０を熱プレス機２０の型内に配置する際には、各基材シート１０の端部（周縁）を事前に切り落としておくことが好ましい。このような端部の切り落としは、後述する本加工時に強化繊維Ｆの動きを円滑化し、賦形性を向上させる。

【0042】

図７は、複数枚の基材シート１０を積み重ねる様子を示している。本図に示されるように、複数枚の基材シート１０は、各基材シート１０に含有された強化繊維Ｆの配向方向（繊維方向Ｘ）が互い違いになるように積み重ねられる。

【0043】

図７の例において、基材シート１０は、１層目、２層目、３層目‥‥の順に繊維方向Ｘが９０度ずつずれるように、言い換えるとｎ層目の基材シート１０の繊維方向Ｘとｎ＋１層目の基材シート１０の繊維方向Ｘとが平面視で直交するように積み重ねられる。ただし、基材シート１０を積み重ねる際には、基材シート１０の繊維方向Ｘが全て同一方向に揃うことがないように基材シート１０の向きを変えればよく、図７に示した例以外にも種々の積み重ね方法を採用することが可能である。例えば、１層目、２層目、３層目‥‥の順に繊維方向Ｘが４５度ずつずれるように（言い換えると繊維方向Ｘが０°、４５°、９０°、１３５°の間で順に変化するように）基材シート１０を積み重ねてもよい。

【0044】

図６に示すように、熱プレス機２０は、パンチ２１およびダイ２２を備える。本実施形態において、ダイ２２は、基材シート１０を受け入れ可能な凹部２２ａを有する金型（雌型）であり、パンチ２１は、ベース部２１ａと当該ベース部２１ａの下面に突設された挿入部２１ｂとを有する金型（雄型）である。図７のように繊維方向Ｘが互い違いになるように積み重ねられた基材シート１０は、ダイ２２の凹部２２ａ内に配置される。ダイ２２には、凹部２２ａ内の基材シート１０を高温に加熱するためのヒータ（図示省略）が取り付けられている。

【0045】

上記のように熱プレス機２０（ダイ２２）への基材シート１０のセットが完了すると、次に、基材シート１０を加熱しつつダイ２２にパンチ２１を押し込む本加工（型締め）を行う。すなわち、上記ヒータによるダイ２２の加熱を通じて基材シート１０を所定の温度まで上昇させるとともに、パンチ２１の挿入部２１ｂをダイ２２の凹部２２ａに挿入した状態で図外の加圧装置によりパンチ２１を下方に押圧し、基材シート１０を加圧する（図６（ｂ）参照）。この基材シート１０への加熱および加圧は、基材シート１０を軟化および変形させる。

【0046】

図６（ｃ）は、パンチ２１がストロークエンドまで押し付けられた状態を示している。この状態でパンチ２１とダイ２２との間に区画される空間（つまり成形キャビティ）は、変形した基材シート１０によって満たされる。すなわち、成形キャビティに対応した形状に基材シート１０が変形することにより、繊維強化樹脂製の成形品３０（繊維強化樹脂成形品）が得られる。成形品３０は、所定の冷却期間をおいた後、パンチ２１をダイ２２から抜き出した状態でダイ２２から取り出される。

【0047】

（５）作用効果
以上説明したように、本発明の第１実施形態では、ＵＤシート７から切り出された複数枚の基材シート１０にそれぞれ所定パターンの切込み１１が形成されるとともに、当該切込み１１を有する複数枚の基材シート１０がその繊維方向Ｘ（強化繊維Ｆの配向方向）が互い違いになるように積み重ねられた状態で熱プレス機２０によりプレス加工される。切込み１１は、繊維方向Ｘに沿う複数の縦カットライン１２と、繊維直交方向Ｙに沿う複数の横カットライン１３とを有する。縦カットライン１２は、横カットライン１３に沿って千鳥状に（繊維方向Ｘ上の位置が互いに異なるように）配置されるカット中断部Ｑによって繊維方向Ｘに分断される。このような構成によれば、強化繊維Ｆによる補強効果を享受しながら成形品の形状自由度を高めることができるという利点がある。

【0048】

すなわち、上記第１実施形態では、繊維方向Ｘが互い違いになるように積み重ねられた複数枚の基材シート１０がプレス加工されるので、加工後の成形品に含有される強化繊維Ｆの方向が一律に定まらず、成形品の機械的性質に疑似等方性が付与される結果、強化繊維Ｆによる好ましい補強効果を得ることができる。

【0049】

また、プレス加工の前に、繊維方向Ｘに延びる縦カットライン１２と繊維直交方向Ｙに延びる横カットライン１３とを含む切込み１１が基材シート１０に形成されるので、プレス加工時の樹脂の流動を促進して成形品の形状自由度を高めることができる。具体的には、横カットライン１３が基材シート１０中の強化繊維Ｆを切断することにより、強化繊維Ｆの繊維長が短縮される結果、当該強化繊維Ｆが樹脂の流動を阻害する程度を軽減することができる。これにより、基材シート１０の賦形性、つまりプレス金型の形状（成形キャビティ）に追随して変形しようとする基材シート１０の変形容易性を向上させることができ、成形品の形状自由度を良好に確保することができる。一方、縦カットライン１２は強化繊維Ｆを切断するものではないが、基材シート１０の一体性を低下させるので、やはり賦形性の向上に貢献する。そして、このような縦カットライン１２が横カットライン１３に追加して形成されることにより、横カットライン１３のみが形成される場合と比較して、要求される賦形性を得るために必要な横カットライン１３の本数を低減することができる。これにより、強化繊維Ｆを極端に細分することが不要になるので、強化繊維Ｆによる良好な補強効果を得ることができる。

【0050】

特に、上記第１実施形態では、縦カットライン１２を繊維方向Ｘに分断するカット中断部Ｑが千鳥状に配置されるので、縦カットライン１２およびカット中断部Ｑの形成パターンに一種のランダムさを付与することができる。これにより、例えばカット中断部Ｑが繊維直交方向Ｙに沿って一直線状に並ぶように縦カットラインを形成した場合と比較して、プレス加工時の樹脂の流動をより円滑化することができ、賦形性をより効果的に向上させることができる。

【0051】

また、上記第１実施形態では、横カットライン１３が基材シート１０の略全幅に亘って連続して延びるように形成されるので、横カットライン１３を繊維直交方向Ｙに沿って断続的に形成した場合と比較して、基材シート１０全体での横カットライン１３の本数を減らすことができる。これにより、切込み１１を形成する工程（切込み形成工程）を簡素化しつつ成形品の形状自由度を高めることができる。

【0052】

［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法を説明するための図である。第２実施形態の製造方法は、上述した第１実施形態に対し、切込み形成工程において基材シート１０に切込み４１を形成するパターンが異なるが、それ以外の工程（シート作製工程、切り出し工程、プレス工程）の内容は同一である。このため、以下では、第２実施形態における切込み４１の特徴的なパターンについてのみ説明し、その余の点については説明を省略する。

【0053】

切込み４１は、繊維方向Ｘと平行な複数の縦カットライン４２と、繊維直交方向Ｙと平行な複数の横カットライン４３とを有する。縦カットライン４２および横カットライン４３は、それぞれ基材シート１０を厚み方向に貫通する直線状のスリットである。

【0054】

図８に示すように、基材シート１０上において繊維方向Ｘと平行に延びかつ繊維直交方向Ｙに一定のピッチＰｙ２で並ぶ複数の基準線を縦基準線Ｌｓとすると、複数の縦カットライン４２は、いずれも縦基準線Ｌｓ上に形成されている。各縦基準線Ｌｓ上では、複数の縦カットライン４２が互いに一定の間隔をあけつつ（断続的に）形成されており、縦カットライン４２どうしの間にはカットラインの非形成部であるカット中断部Ｑｓが形成されている。言い換えると、各縦基準線Ｌｓ上には、複数の縦カットライン４２と複数のカット中断部Ｑｓとが交互に直線状に並ぶように形成されている。

【0055】

第２実施形態では、上述した第１実施形態と異なり、隣接する縦基準線Ｌｓどうしの間で縦カットライン４２の長さが異なる。例えば、複数の縦基準線Ｌｓの１つである第１縦基準線Ｌｓ１上の各縦カットライン４２の長さが短い場合、この第１縦基準線Ｌｓ１に隣接する第２縦基準線Ｌｓ２上では、各縦カットライン４２の長さが第１縦基準線Ｌｓ１上のものよりも長くされる。また、第２縦基準線Ｌｓ２に隣接する第３縦基準線Ｌｓ３上では、各縦カットライン４２の長さが再び短くなり、第１縦基準線Ｌｓ１上のものと同一とされる。

【0056】

基材シート１０上において繊維直交方向Ｙと平行に延びかつ繊維方向Ｘに一定のピッチＰｘ２で並ぶ複数の基準線を横基準線Ｈｓとすると、複数の横カットライン４３は、いずれも横基準線Ｈｓ上に形成されている。ただし、第２実施形態では、上述した第１実施形態と異なり、各横基準線Ｈｓ上において、複数の横カットライン４３が互いに一定の間隔をあけるように断続的に形成されている。

【0057】

各横基準線Ｈｓの複数の横カットライン４３は、繊維直交方向Ｙ上の位置が互いにずれるように（つまり千鳥状に）配置成されている。すなわち、任意に選ばれた一対の隣接する横基準線Ｈｓのうちの一方を第１横基準線Ｈｓ１、他方を第２横基準線Ｈｓ２としたとき、第１横基準線Ｈｓ１上の各横カットライン４３と、第２横基準線Ｈｓ２上の各横カットライン４３とは、繊維直交方向Ｙ上の位置が互いに異なる。一方、第２横基準線Ｈｓ２と隣接する横基準線を第３横基準線Ｈｓ３とすると、この第３横基準線Ｈｓ上の各横カットライン４３と、第１横基準線Ｈｓ１上の各横カットライン４３とは、繊維直交方向Ｙ上の位置が互いに同一となる。言い換えると、第１横基準線Ｈｓ１上の各横カットライン４３は、第２横基準線Ｈｓ２上の各横カットライン４３と繊維方向Ｘに対向せず、第３横基準線Ｈｓ３上の各横カットライン４３と繊維方向Ｘに対向する。

【0058】

各縦基準線Ｌｓ上の複数のカット中断部Ｑｓは、繊維方向Ｘ上の位置が互いにずれるように（つまり千鳥状に）配置されている。例えば、第１縦基準線Ｌｓ１上の各カット中断部Ｑｓと、第２縦基準線Ｌｓ２上の各カット中断部Ｑｓとは、繊維方向Ｘ上の位置が互いに異なる。一方、第１縦基準線Ｌｓ１上の各カット中断部Ｑｓの繊維方向Ｘ上の位置は、第３縦基準線Ｌｓ３上の各カット中断部Ｑｓのそれと同一となる。

【0059】

上記のようなカット中断部Ｑの千鳥配置をより詳しく説明するため、図８における領域Ｚ２（一点鎖線で囲んだ領域）に現れる切込みパターンを取り上げる。図９は、この領域Ｚ２の切込みパターンを拡大して示す図である。領域Ｚ２は、上述した第１～第３縦基準線Ｌｓ１～Ｌｓ３と、第１～第３横基準線Ｈｓ１～Ｈｓ３とが交差する領域を含む。以下の説明では、領域Ｚ２に含まれる一対の横カットライン４３のうちの一方を第１横カットライン４３Ａ、他方を第２横カットライン４３Ｂとする。第１横カットライン４３Ａは第１横基準線Ｈｓ１上に位置しており、第２横カットライン４３Ｂは第３横基準線Ｈｓ３上に位置している。これら第１・第２横カットライン４３Ａ，４３Ｂは、他の横カットラインを挟むことなく繊維方向Ｘに相対向している。

【0060】

図９に示すように、領域Ｚ２内には、第１縦基準線Ｌｓ１上に位置する３つの縦カットライン４２Ａ～４２Ｃが含まれている。すなわち、第１縦基準線Ｌｓ１上には、第１横カットライン４３Ａと交差する第１縦カットライン４２Ａと、第２横カットライン４３Ｂと交差する第３縦カットライン４２Ｃと、これら第１・第３縦カットライン４２Ａ，４２Ｃの間に位置しかつ第１・第２横カットライン４３Ａ，４３Ｂのいずれとも交差しない第２縦カットライン４２Ｂとが形成されている。第１縦カットライン４２Ａと第２縦カットライン４２Ｂとはカット中断部Ｑｓを介して分断され、第２縦カットライン４２Ｂと第３縦カットライン４２Ｃとはカット中断部Ｑｓを介して分断されている。

【0061】

第２縦基準線Ｌｓ２上には、第１横カットライン４３Ａと交差する第４縦カットラインと４２Ｄと、第２横カットライン４３Ｂと交差する第５縦カットライン４２Ｅとが形成されている。第４縦カットライン４２Ｄと第５縦カットライン４２Ｅとはカット中断部Ｑｓを介して分断されている。

【0062】

第３縦基準線Ｌｓ３上には、第１横カットライン４３Ａと交差する第６縦カットライン４２Ｆと、第２横カットライン４３Ｂと交差する第８縦カットライン４２Ｈと、これら第６・第８縦カットライン４２Ｆ，４２Ｈの間に位置しかつ第１・第２横カットライン４３Ａ，４３Ｂのいずれとも交差しない第７縦カットライン４２Ｇとが形成されている。第６縦カットライン４２Ｆと第７縦カットライン４２Ｇとはカット中断部Ｑｓを介して分断され、第７縦カットライン４２Ｇと第８縦カットライン４２Ｈとはカット中断部Ｑｓを介して分断されている。

【0063】

第１～第３縦カットライン４２Ａ～４２Ｃの各長さと、第６～第８縦カットライン４２Ｆ～４２Ｈの各長さとは互いに同一である。これに対し、第４・第５縦カットライン４２Ｄ，４２Ｅの長さは相対的に長い。また、第４・第５縦カットライン４２Ｄ，４２Ｅの間の（つまり第２縦基準線Ｌｓ２上の）カット中断部Ｑｓの繊維方向Ｘ上の位置は、第１縦基準線Ｌｓ１上のカット中断部Ｑｓ、および第３縦基準線Ｌｓ３上のカット中断部Ｑｓとのいずれのものとも異なる。逆に、第１縦基準線Ｌｓ１上の各カット中断部Ｑｓと、第３縦基準線Ｌｓ３上の各カット中断部Ｑｓとは、繊維方向Ｘ上の位置が互いに同一とされる。

【0064】

基材シート１０には、上記のような領域Ｚ２内での切込みパターンが当該領域Ｚ２以外の領域にも繰り返し現れるように、縦横の各カットライン４２，４３（切込み４１）が形成されている。これにより、上述したカット中断部Ｑｓの千鳥配置が基材シート１０の全体に亘って実現されている。

【0065】

以上説明した本発明の第２実施形態では、基材シート１０に形成される切込み４１のパターンが上述した第１実施形態とは異なっているが、強化繊維Ｆが横カットライン４３によって適宜の箇所で切断されるという点、および、縦カットライン４２を分断するカット中断部Ｑｓが繊維直交方向Ｙに沿って一直線状に並ばないように（千鳥状に）配置されるという点では、上述した第１実施形態と同じである。そのため、この第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、強化繊維Ｆによる補強効果を享受しながら成形品の形状自由度を高めることができる。

【0066】

特に、第２実施形態では、縦カットライン４２を分断するカット中断部Ｑｓが千鳥状に配置されるだけでなく、横カットライン４３も千鳥状に配置されるので、上述した第１実施形態のように基材シート１０の略全幅に亘って連続する横カットライン１３を形成した場合よりも、切込みパターンのランダム性および材料の連続性が増す結果、成形品の強度をより高めることができる。

【0067】

＜実施例１，２＞
次に、上述した第１・第２実施形態による方法を適用して実際に繊維強化樹脂成形品を製造して得られた結果物を実施例１，２として説明する。本実施例では、図１に示した各工程を経て、図１０に示す実験用の成形品（実験成形品）１００を製造した。実験成形品１００は、平板状のベース部１０１と、ベース部１０１の上面中央領域から突出する平面視十字状のリブ１０２とを有する。この実験成形品１００の製造にあたっては、下記の製造条件に記載のとおり、ナイロン６（ＰＡ６）製のマトリックス樹脂に強化繊維としてＰＡＮ系炭素繊維を含浸させた基材シート１０を２０枚積み重ねてプレス加工した。基材シート１０を積み重ねる際には、炭素繊維の配向方向（繊維方向）が０°、４５°、９０°、１３５°の４方向になるように各基材シート１０を配置した。プレス加工では、基材シート１０を２７０℃まで加熱した状態で５ＭＰａの圧力を１５分間加える熱間加圧と、基材シート１０を３０℃まで冷却した状態で１０ＭＰａの圧力を２０分間加える冷間加圧とをこの順に実施した。

【0068】

また、実験成形品１００とは別に、曲げ特性（後述する曲げ強さおよび曲げ弾性率）を測定するための曲げ試験片を作製した。この曲げ試験片を作製する際には基材シート１０を４８枚積み重ねた。その他の条件は上記実験成形品１００の製造時と同一である。

【0069】

（製造条件）
マトリックス樹脂‥‥ナイロン６
強化繊維‥‥ＰＡＮ系炭素繊維
積層枚数‥‥２０枚（実験成形品）／４８枚（曲げ試験片）
繊維方向‥‥４方向（０°、４５°、９０°、１３５°）
熱間加圧‥‥２７０℃、５ＭＰａ、１５ｍｉｎ
冷間加圧‥‥３０℃、１０ＭＰａ、２０ｍｉｎ

【0070】

【表1】

【0071】

上記表１は、切込みパターンが異なる複数種の基材シートから上記製造条件により製造された各実験成形品１００およびこれに対応する曲げ試験片に対する性能試験の結果を示している。この表１に記載の実施例１、実施例２、比較例１、および比較例２は、切込みパターン（または切込みの有無）が異なる基材シートから製造されたものであり、各例の特徴は以下のとおりである。

【0072】

（実施例１）
実施例１は、第１実施形態に対応する図４のパターンの切込み１１を有する基材シート１０を用いて製造したものである。縦基準線ＬのピッチＰｙ１（隣接する縦基準線Ｌどうしの距離）は５ｍｍ、横基準線ＨのピッチＰｘ１（隣接する横基準線Ｈどうしの距離）は２０ｍｍとした。

【0073】

（実施例２）
実施例２は、第２実施形態に対応する図８のパターンの切込み４１を有する基材シート１０を用いて製造したものである。縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２は５ｍｍ、横基準線ＨｓのピッチＰｘ２は１０ｍｍとした。

【0074】

（比較例１）
比較例１は、図１８に示すパターンの切込み１１１を有する基材シート１０’を用いて製造したものである。切込み１１１は、繊維方向Ｘに延びかつ繊維直交方向Ｙに５ｍｍ間隔で並ぶ複数の縦カットライン１１２と、繊維直交方向Ｙに延びかつ繊維方向Ｘに２０ｍｍ間隔で並ぶ複数の横カットライン１１３とを有する。横カットライン１１３は、基材シート１０’の略全幅に亘って連続して延びるように形成されている。縦カットライン１１２は、繊維方向Ｘに沿って断続的に、言い換えると縦カットライン１１２とカット中断部Ｑ’とが交互に並ぶように形成されている。カット中断部Ｑ’は繊維直交方向Ｙに沿って一直線状に並ぶように形成されている。

【0075】

（比較例２）
比較例２は、切込みが全く形成されていない基材シートを用いて製造したものである。

【0076】

以上の実施例１，２および比較例１，２による各実験成形品１００およびこれに対応する曲げ試験片について、図１０に示すリブ１０２の高さ（リブ高さ）ｈを測定するとともに、曲げ強さと曲げ弾性率とをそれぞれ測定した。その結果をそれぞれ上記表１に示している。なお、表１におけるリブ高さｈとは、リブ１０２の最大高さのことである。各例においてリブ１０２は一様の高さに形成されるとは限らないので、そのような場合はリブ１０２の最大高さをリブ高さｈとするという意味である。リブ高さｈが大きいことは、賦形性が良好であることを意味する。すなわち、実施例１，２および比較例１，２は全て同じプレス金型を用いて製造されたものであるから、リブ高さｈの差は、成形キャビティに対する材料の追随性の差として捉えることができる。

【0077】

上記表１に示されるように、曲げ強さは、比較例２、実施例２、比較例１、実施例１の順に大きい。すなわち、比較例２の曲げ強さが最も大きく、その次に実施例２の曲げ強さが大きく、その次に比較例１の曲げ強さが大きい。実施例１の曲げ強さは最も小さい。

【0078】

曲げ弾性率は、比較例２、比較例１、実施例２、実施例１の順に大きい。ただし、実施例２と実施例１との間の曲げ弾性率の差は非常に小さい。

【0079】

リブ高さｈは、実施例２、実施例１、比較例１、比較例２の順に大きい。実施例２のリブ高さｈと実施例１のリブ高さｈに大差はないが（３７ｍｍと３５ｍｍ）、比較例１のリブ高さｈは実施例１，２よりも大幅に小さい２２ｍｍである（実施例１よりも１１ｍｍ小さい）。さらに、比較例２のリブ高さｈはわずか３ｍｍにまで低下している。

【0080】

以上の結果から、各例の特性について次のように考察することができる。

【0081】

比較例２は、曲げ強さおよび曲げ弾性率がともに最大であり、炭素繊維による補強効果が最も発揮されているといえる。これは、炭素繊維を切断する切込みが一切存在しない（炭素繊維の繊維長が一律に長い）ためと考えられる。しかしながら、炭素繊維の長大化はプレス加工時の樹脂の流動を阻害するので、賦形性が悪化することにつながる。比較例２の賦形性が際立って（リブ１０２の形成がほとんど不可能なほど）悪いのはこのためである。このように、比較例２は、最も高い機械的強度が得られるものの、成形品としての形状自由度があまりにも低く、実用に耐えることができない。

【0082】

比較例１は、比較例２に比べればリブ高さｈが大きくなっており、賦形性が改善している。これは、基材シート１０’に形成された切込み１１１（図１８）の作用によるものと考えられる。しかしながら、実施例１，２に比べればリブ高さｈは依然として低く、やはり実用に耐え得る形状自由度があるとは言い難い。また、機械的強度もあまり高くなく、特に曲げ強さについては比較例２だけでなく実施例２に比べても低いものとなっている。このように、比較例１は、賦形性が不十分な割に機械的強度も特段優れておらず、実用的とはいえない。

【0083】

これに対し、実施例１，２は、リブ高さｈが十分に大きく、良好な賦形性が確保されている。一方、この賦形性向上とのトレードオフにより、機械的強度は少なくとも比較例２に比べれば低下しているが、その値は強化繊維のない樹脂に比べれば十分に大きく、繊維強化樹脂として十分な強度を有しているといえる。特に、実施例２については、比較例１よりも高い曲げ強さを有しており、機械的強度の面でも優れている。

【0084】

［第３実施形態］
図１１および図１２は、本発明の第３実施形態に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法を説明するための図である。この第３実施形態では、上記第２実施形態で用いたのと同様の基材シート１０（図８に示すパターンの切込み４１が形成された基材シート）を用いて成形品を製造するが、プレス工程において基材シート１０を積み重ねる方法が上記第１・第２実施形態のものとは異なる。このため、以下では、プレス工程において基材シート１０を積み重ねる方法を中心に説明する。

【0085】

第３実施形態では、プレス工程の際に、複数枚の基材シート１０が積み重ねられた基材シートセットＢＳ１，ＢＳ２‥‥を複数組形成し、形成した基材シートセットＢＳ１，ＢＳ２‥‥を平面視の位置を少しずつずらしながら積み重ねる（オフセット積層）。以下では、上からｎ番目の基材シートセットを特定して指すときは、第ｎ基材シートセットＢＳｎということにする。例えば、最も上側の基材シートセットＢＳ１を第１基材シートセットＢＳ１といい、上から２番目の基材シートセットＢＳ２を第２基材シートセットＢＳ２という。一方、基材シートセットＢＳ１，ＢＳ２‥‥を総称して指すときは、単に基材シートセットＢＳという。

【0086】

第３実施形態において、各基材シートセットＢＳは、それぞれ、繊維方向Ｘが直交する（平面視で９０度の角度で交差する）状態で積み重ねられた２枚の基材シート１０から構成されている。すなわち、各基材シートセットＢＳにおいて、上側の基材シート１０の繊維方向Ｘ（換言すれば図８に示す縦基準線Ｌｓの延設方向）の角度を０°とすると、下側の基材シート１０は、その繊維方向Ｘの角度が９０°になる状態で上側の基材シート１０の下側に重ねられる。また、各基材シートセットＢＳを構成する２枚の基材シート１０は、それぞれ同一の矩形状の外形を有しており、その４つの角部は互いに一致している。言い換えると、各基材シートセットＢＳを構成する２枚の基材シート１０は、繊維方向Ｘが直交しかつ４つの角部が一致する状態で積み重ねられる。なお、基材シートセットＢＳは、本発明における「基材セット」もしくは「シートセット」に相当する。また、基材シートセットＢＳ内の２つの基材シート１０の繊維方向Ｘである０°および９０°の方向は、それぞれ本発明における「第１方向」および「第２方向」に相当する。

【0087】

ここで、平面視において、第１基材シートセットＢＳ１における上側の基材シート１０の繊維方向Ｘと一致する方向を縦方向、当該縦方向と直交する方向を横方向とする。また、第１基材シートセットＢＳ１における特定の角部（図１２での左上の角部；以下同様）の位置を基準位置Ｒｐとする。図１１および図１２に示すように、第２基材シートセットＢＳ２は、その特定の角部を平面視で基準位置Ｒｐから縦方向に距離ε、横方向に距離ηだけずらした状態で、第１基材シートセットＢＳ１の下側に重ねられる。第３基材シートセットＢＳ３は、その特定の角部を平面視で基準位置Ｒｐから縦方向に距離２ε、横方向に距離２ηだけずらした状態で、第２基材シートセットＢＳ２の下側に重ねられる。第４基材シートセットＢＳ４は、その特定の角部を平面視で基準位置Ｒｐから縦方向に距離ε、横方向に距離ηだけずらした状態で、第３基材シートセットＢＳ３の下側に重ねられる。第５基材シートセットＢＳ５は、その特定の角部を平面視で基準位置Ｒｐに一致させた状態で、第４基材シートセットＢＳ４の下側に重ねられる。このように、第１～第５基材シートセットＢＳ１～ＢＳ５は、基準位置Ｒｐからの縦方向（横方向）のずれ量が上から順に０→ε→２ε→ε→０（０→η→２η→η→０）と増減するように配置される。言い換えると、複数組の基材シートセットＢＳは、縦方向の位置を距離εずつずらし、かつ横方向の位置を距離ηずつずらしながら積み重ねられる。この場合において、距離εは本発明における「第１距離」に相当し、距離ηは本発明における「第２距離」に相当する。

【0088】

なお、図示しないが、上から６番目以降の基材シートセットが存在する場合も、上記と同様の法則で基準位置Ｒｐからのずれ量が増減される。例えば、第６基材シートセットのずれ量はε（η）、第７基材シートセットのずれ量は２ε（２η）、第８基材シートセットのずれ量はε（η）、第９基材シートセットのずれ量は０とされる。

【0089】

上下に隣接する基材シートセットＢＳどうしの縦方向のずれ量である距離εは、各基材シート１０における横基準線ＨｓのピッチＰｘ２（図８参照）と異なる値に設定される。また、上下に隣接する基材シートセットＢＳどうしの横方向のずれ量である距離ηは、各基材シート１０における縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２（図８参照）と異なる値に設定される。この場合において、横基準線ＨｓのピッチＰｘ２は本発明における「第２ピッチ」に相当し、縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２は本発明における「第１ピッチ」に相当する。

【0090】

上記のようなずれ量（距離ε，η）の設定により、上下に隣接する基材シートセットＢＳに含まれる全ての（４枚の）基材シート１０は、その縦カットライン４２および横カットライン４３が平面視で線状に重ならない関係になる。すなわち、上下に隣接する基材シートセットＢＳ中において、任意の基材シート１０の縦カットライン４２は、他のいずれの基材シート１０の縦カットライン４２とも線状に重ならず、任意の基材シート１０の横カットライン４３は、他のいずれの基材シート１０の横カットライン４３とも線状に重ならない。

【0091】

より好ましくは、上記ずれ量（距離ε，η）は、上記ピッチＰｙ２，Ｐｘ２に一致しないだけでなく、当該ピッチＰｙ２，Ｐｘ２の１／２にも一致しない値に設定される。すなわち、縦方向のずれ量である距離εは、横基準線ＨｓのピッチＰｘ２および当該ピッチＰｘ２の１／２のいずれにも一致しない値に設定される。同様に、横方向のずれ量である距離ηは、縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２および当該ピッチＰｙ２の１／２のいずれにも一致しない値に設定される。例えば、ピッチＰｙ２が５ｍｍ、ピッチＰｘ２が１０ｍｍである場合、距離ε，ηは、いずれも３ｍｍに設定することができる。これにより、縦方向（横方向）のずれ量が０，ε，２ε（０，η，２η）である３組の基材シートセットＢＳにおいて、これに含まれる全ての基材シート１０の縦カットライン４２（横カットライン４３）が平面視で線状に重ならないという関係が得られる。

【0092】

上記のような方法で積み重ねられた複数組の基材シートセットＢＳは、上述した第１実施形態と同様の熱プレス機（図６参照）を用いてプレス加工され、当該プレス加工を経て所定の成形品が成形される。

【0093】

以上説明した本発明の第３実施形態では、プレス工程の際に、繊維方向Ｘが互い違いになる状態で積み重ねられた複数枚（ここでは２枚）の基材シート１０からなる複数組の基材シートセットＢＳが形成されるとともに、形成された基材シートセットＢＳが平面視の位置をずらしながら積み重ねられるので、縦カットライン４２または横カットライン４３によって強化繊維Ｆが切断される位置を基材シートセットＢＳごとにばらつかせることができる。このため、積み重ねられた基材シートセットＢＳをプレス加工したときに、強化繊維Ｆによる補強効果を成形品内でより均等に発揮させることができ、成形品の強度を効果的に向上させることができる。

【0094】

具体的に、上記第３実施形態では、上下に隣接する基材シートセットＢＳどうしの縦方向のずれ量が横基準線ＨｓのピッチＰｘ２とは異なる距離εに設定され、かつ横方向のずれ量が縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２とは異なる距離ηに設定されるので、上下に隣接する基材シートセットＢＳの間で縦カットライン４２および横カットライン４３が平面視で線状に重なることが有効に回避され、上述した効果を適切に発揮させることができる。

【0095】

なお、上記第３実施形態では、複数組の基材シートセットＢＳが全て同一形状であることを前提に、これら複数組の基材シートセットＢＳを、各基材シートセットＢＳにおける特定の角部（図１２での左上の角度部）の位置を平面視で縦横にずらしながら積み重ねるようにしたが、少なくとも上下に隣接する基材シートセットＢＳの間でカットライン（縦カットライン４２および横カットライン４３）が平面視で線状に重ならないように積み重ねればよく、そのための方法は上記第３実施形態による方法に限られない。例えば、基材シートセットＢＳごとに、その外形線に対するカットラインの相対位置をずらすことが考えられる。このようにすれば、例えば複数組の基材シートセットＢＳをそれぞれの４つの角部が互いに一致する状態で積み重ねながら、隣接する基材シートセットＢＳの間でカットラインが線状に重なるのを回避することができる。このような方法による積み重ねも、基材シートセットＢＳを平面視で位置ずれさせながら積み重ねる方法（オフセット積層）の一態様に該当する。

【0096】

また、上記第３実施形態では、繊維方向Ｘが直交する状態で２枚の基材シート１０を積み重ねることにより各基材シートセットＢＳを形成したが、各基材シートセットＢＳの形成時には、繊維方向Ｘが全て同一方向に揃うことがないように向きを変えながら基材シート１０を積み重ねればよく、例えば１層目、２層目、３層目‥‥の順に繊維方向Ｘが４５度ずつずれるように（言い換えると繊維方向Ｘが０°、４５°、９０°、１３５°の間で順に変化するように）基材シート１０を積み重ねてもよい。

【0097】

＜実施例３＞
次に、上述した第３実施形態による方法を適用して実際に繊維強化樹脂成形品を製造して得られた結果物を実施例３として説明する。この実施例３では、図８のパターンの切込み４１（縦カットライン４２および横カットライン４３）を有する４８枚の基材シート１０を用いて、図１に示した各工程により、曲げ試験片を製造した。この曲げ試験片の製造にあたっては、下記の製造条件に記載のとおり、各基材シート１０のマトリックス樹脂としてナイロン９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）を用い、かつ強化繊維としてＰＡＮ系炭素繊維を用いた。縦基準線ＬｓのピッチＰｙ２（隣接する縦基準線Ｌｓどうしの距離）は５ｍｍ、横基準線ＨｓのピッチＰｘ２（隣接する横基準線Ｈｓどうしの距離）は１０ｍｍとした。基材シート１０を積み重ねる際には、炭素繊維の配向方向（繊維方向）が互い違いになりかつ平面視の位置が２枚１組でずれるように各基材シート１０を配置した。詳しくは、図１１および図１２に示したように、炭素繊維の配向方向（繊維方向）が０°、９０°とされた２枚の基材シート１０からなる基材シートセットＢＳを２４組形成するとともに、これら２４組の基材シートセットＢＳを、平面視における縦方向および横方向のずれ量が上から順に０ｍｍ→３ｍｍ→６ｍｍ→３ｍｍ→０ｍｍ→３ｍｍ→６ｍｍ→３ｍｍ→０ｍｍ→３ｍｍと変化するように積み重ねた（オフセット積層）。プレス加工では、基材シート１０を３００℃まで加熱した状態で３ＭＰａの圧力を１５分間加える熱間加圧と、基材シート１０を３０℃まで冷却した状態で１０ＭＰａの圧力を１０分間加える冷間加圧とをこの順に実施した。

【0098】

（製造条件）
マトリックス樹脂‥‥ナイロン９Ｔ
強化繊維‥‥ＰＡＮ系炭素繊維
積層枚数‥‥４８枚（２４セット）
繊維方向‥‥２方向（０°、９０°）
オフセット積層‥‥有り（２枚１組で３ｍｍずつオフセット）
熱間加圧‥‥３００℃、３ＭＰａ、１５ｍｉｎ
冷間加圧‥‥３０℃、１０ＭＰａ、１０ｍｉｎ

【0099】

【表2】

【0100】

上記表２は、上記実施例３による曲げ試験片に対する性能試験の結果を示している。なお、表２中の実施例４は、基材シートセットＢＳを積み重ねる際の縦横の位置ずれ量を全てゼロとしたものである。すなわち、実施例４は、実施例３に対し、オフセット積層が採用されていない点のみが異なり、その他の条件は全て同一である。

【0101】

上記表２に示すように、実施例４は、マトリックス樹脂の相違を除いて類似の条件で作製された先の実施例２（表１）と比較して、曲げ強さが向上している。実施例３は、この実施例４よりもさらに高い曲げ強さを有している。すなわち、オフセット積層が採用された実施例３の曲げ強さは、オフセット積層が採用されていない実施例４の曲げ強さよりもさらに高くなっている。一方、曲げ弾性率については、実施例３と実施例４との間に有意な差は認められなかった。以上より、オフセット積層が機械的強度を向上させる効果をもたらすことが確認された。

【0102】

［変形例］
上記各実施形態では、プレス工程Ｓ４において、複数枚の基材シート１０を熱プレス機２０の型内に積み重ねて配置し、その状態でダイ２２にパンチ２１を押し込む本加工（型締め）を行うようにしたが、このプレス工程Ｓ４の前に、複数枚の基材シート１０を一体に積層した積層体を成形することも可能である。具体的には、複数枚（例えば１０枚以上）の基材シート１０をその繊維方向Ｘが互い違いになるように積み重ねて熱融着させることにより、繊維強化樹脂シートの積層体を成形する。なお、この積層体の成形時には、第３実施形態で示したようなオフセット積層を採用することも可能である。すなわち、繊維方向Ｘが互いに違いになる状態で積み重ねられた複数枚の基材シート１０からなる基材シートセットＢＳ（図１１、図１２）を複数組形成し、形成した基材シートセットＢＳを平面視で縦横に位置ずれさせながら積み重ねて熱融着させることにより、上記積層体を成形することも可能である。

【0103】

上記積層体は、１枚の基材シート１０に比べて十分に大きな厚みをもったものとすることができる。このため、例えば比較的厚手の成形品を製造する際に、熱プレス機２０の型内で材料を積み重ねる回数を減らすことができ、プレス工程Ｓ４の作業効率を向上させることができる。なお、基材シート１０の熱融着の際には、積み重ねられた複数枚の基材シート１０が運搬等の過程で自然分離しない程度の強度で各基材シート１０のマトリックス樹脂Ｒが互いに結合されればよい。熱融着では、このような要求に適した過度に高くない温度、圧力を基材シート１０に加えることが好ましい。

【0104】

上記各実施形態では、プレス工程Ｓ４において、パンチ２１およびダイ２２を含む熱プレス機２０を用いたプレス加工を採用したが、本発明に適用可能な成形法は、加圧および加熱が可能なものであればよく、熱プレス機２０を用いたものに限られない。一例として、ヒートアンドクールプレス成形、ホットスタンピング成形、真空加熱プレス成形といったプレス加工を適用することが可能である。中でもヒートアンドクールプレス成形は、本発明の基材の賦形性を発揮させるのに好適である。

【0105】

上記各実施形態では、基材シート１０に形成する切込みの一例として、図４に示した切込み１１と、図８に示した切込み４１とを例示したが、繊維方向と平行な複数の縦カットリン、および繊維直交方向と平行な複数の横カットラインを含み、かつカット中断部が千鳥状に配置されるものであればよく、図４および図８に示したパターンのものに限られない。一例として、図１３～図１７に示すパターンの切込みを形成することが考えられる。各図に示す切込み５１，６１，７１，８１，９１は、それぞれ、繊維方向Ｘと平行な複数の縦基準線Ｌｘに沿って延びる複数の縦カットライン５２，６２，７２，８２，９２と、繊維直交方向Ｙと平行な複数の横基準線Ｈｘに沿って延びる複数の横カットライン５３，６３，７３，８３，９３とを有している。縦カットライン５２，６２，７２，８２，９２を繊維方向Ｘに分断するカット中断部Ｑｘ１，Ｑｘ２，Ｑｘ３，Ｑｘ４，Ｑｘ５は、任意の縦基準線上のカット中断部とこれに隣接する縦基準線上のカット中断部とが繊維方向Ｘに関し互いにずれるように（つまり千鳥状に）配置されている。

【0106】

上記第３実施形態では、繊維方向Ｘが直交する状態で積み重ねられた２枚の基材シート１０からなる基材シートセットＢＳを複数組形成し、形成した基材シートセットＢＳを平面視で位置ずれさせながら積み重ねるようにしたが、必ずしも基材シートセットＢＳごとに位置ずれを行う必要はない。例えば、繊維方向Ｘが９０°の基材シート１０の位置を固定しつつ、繊維方向Ｘが０°の基材シート１０の位置のみを可変としてもよい。

【0107】

［まとめ］
上述した各実施形態およびその変形例に含まれる発明をまとめると以下のとおりである。

【0108】

本発明の一局面に係る繊維強化樹脂成形品の製造方法は、熱可塑性のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを含むシート状の基材を複数用意する第１の工程と、用意された複数の前記基材に当該基材を貫通する所定パターンの切込みを形成する第２の工程と、前記切込みが形成された複数の前記基材を、各基材に含有された前記強化繊維の配向方向である繊維方向が互い違いになる状態で積み重ねるとともに、積み重ねた当該基材をプレス加工により所望の形状に成形する第３の工程とを含む。前記繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記第２の工程では、前記切込みとして、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを含む複数のカットラインを形成するとともに、前記縦カットラインどうしを前記繊維方向に分断させる複数のカット中断部を前記各縦基準線上に形成する。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記第２の工程では、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように前記縦カットラインを形成する。

【0109】

この製造方法によれば、繊維方向が互い違いになるように積み重ねられた複数の基材がプレス加工されるので、加工後の成形品に含有される強化繊維の方向が一律に定まらず、成形品の機械的性質に疑似等方性が付与される結果、強化繊維による好ましい補強効果を得ることができる。

【0110】

また、プレス加工の前に、繊維方向に延びる縦カットラインと繊維直交方向に延びる横カットラインとを含む切込みが基材に形成されるので、プレス加工時の樹脂の流動を促進して成形品の形状自由度を高めることができる。具体的には、横カットラインが基材中の強化繊維を切断することにより、強化繊維の繊維長が短縮される結果、当該強化繊維が樹脂の流動を阻害する程度を軽減することができる。これにより、基材の賦形性、つまりプレス金型の形状（成形キャビティ）に追随して変形しようとする基材の変形容易性を向上させることができ、成形品の形状自由度を良好に確保することができる。一方、縦カットラインは強化繊維を切断するものではないが、基材の一体性を低下させるので、やはり賦形性の向上に貢献する。そして、このような縦カットラインが横カットラインに追加して形成されることにより、横カットラインのみが形成される場合と比較して、要求される賦形性を得るために必要な横カットラインの本数を低減することができる。これにより、強化繊維を極端に細分することが不要になるので、強化繊維による良好な補強効果を得ることができる。

【0111】

特に、前記製造方法では、縦カットラインを繊維方向に分断するカット中断部が千鳥状に（つまり隣接する縦基準線上のカット中断部の位置が繊維方向に関し互いにずれるように）配置されるので、縦カットラインおよびカット中断部の形成パターンに一種のランダムさを付与することができる。これにより、例えばカット中断部が繊維直交方向に沿って一直線状に並ぶように縦カットラインを形成した場合と比較して、プレス加工時の樹脂の流動をより円滑化することができ、賦形性をより効果的に向上させることができる。

【0112】

前記製造方法において、好ましくは、前記横カットラインのうちの任意の１つを第１横カットライン、当該第１横カットラインと前記繊維方向に対向する他の横カットラインを第２横カットラインとしたとき、前記第１縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインに対し前記カット中断部を介して分断されかつ前記第２横カットラインに連なる第１縦カットラインを有し、前記第２縦基準線上の縦カットラインは、前記第２横カットラインに対し前記カット中断部を介して分断されかつ前記第１横カットラインに連なる第２縦カットラインを有する。

【0113】

この方法によれば、カット中断部の千鳥配置を具体的に実現することができる。

【0114】

前記方法において、より好ましくは、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインは、それぞれ、前記基材における前記繊維直交方向の一方側の端部から他方側の端部まで連続して延びるように形成される。

【0115】

このように、横カットラインを基材の略全幅に亘って連続形成した場合には、横カットラインを繊維直交方向に沿って断続的に形成した場合と比較して、基材全体での横カットラインの本数を減らすことができ、切込みパターンを簡素化しつつ成形品の形状自由度を高めることができる。

【0116】

ここで、前記切込みの形成パターンは次のようなものであってもよい。すなわち、前記横カットラインのうちの任意の１つを第１横カットライン、当該第１横カットラインと前記繊維方向に対向する他の横カットラインを第２横カットラインとしたとき、前記第１縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第１縦カットラインと、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインの間に位置しかつ前記第１縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第２縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第２縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第３縦カットラインとを有し、前記第２縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第４縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第４縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第５縦カットラインとを有し、前記第２縦基準線と隣接する第３縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第６縦カットラインと、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインの間に位置しかつ前記第６縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第７縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第７縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第８縦カットラインとを有する。

【0117】

この方法によっても、カット中断部の千鳥配置を実現して成形品の形状自由度を高めることができる。

【0118】

さらに、一対の隣接する前記横基準線のうちの一方を第１横基準線、他方を第２横基準線としたとき、当該第１横基準線および第２横基準線上にそれぞれ複数の前記横カットラインが断続的に形成され、前記第１横基準線上の複数の前記横カットラインと、前記第２横基準線上の複数の前記横カットラインとは、前記繊維直交方向上の位置が互いに異なるように千鳥状に配置されることが好ましい。

【0119】

このように、縦カットラインを分断するカット中断部を千鳥状に配置するだけでなく、横カットラインも千鳥状に配置した場合には、例えば基材の略全幅に亘って連続する横カットラインを形成した場合と比較して、切込みパターンのランダム性および材料の連続性が増すので、成形品の強度をより高めることができる。

【0120】

好ましくは、前記第３の工程では、前記繊維方向が第１方向に設定された前記基材と前記繊維方向が前記第１方向と異なる第２方向に設定された前記基材とを含む複数の基材が積み重ねられた第１基材セットと、前記繊維方向が前記第１方向に設定された前記基材と前記繊維方向が前記第２方向に設定された前記基材とを含む複数の基材が積み重ねられた第２基材セットとを少なくとも形成し、前記第１基材セットに含まれる前記各基材の前記縦カットラインおよび前記横カットラインと、前記第２基材セットに含まれる前記各基材の前記縦カットラインおよび前記横カットラインとが平面視で線状に重ならないように、前記第１基材セットと前記第２基材セットとを平面視で位置ずれさせながら積み重ねる。

【0121】

この方法によれば、縦カットラインまたは横カットラインによって強化繊維が切断される位置が基材セットごとにばらつくので、積み重ねられた基材セットをプレス加工したときに、強化繊維による補強効果を成形品内でより均等に発揮させることができ、成形品の強度を効果的に向上させることができる。

【0122】

前記第２の工程では、複数の前記縦カットラインを、一定の第１ピッチで並ぶ複数の前記縦基準線に沿って形成するとともに、複数の前記横カットラインを、一定の第２ピッチで並ぶ複数の前記横基準線に沿って形成することができる。この場合において、好ましくは、前記第１基材セットにおける最も上側の基材の前記繊維方向を縦方向、当該基材の前記繊維直交方向を横方向としたとき、前記第３の工程では、前記第１基材セットと前記第２基材セットとを、平面視で前記縦方向に第１距離だけずらしかつ前記横方向に第２距離だけずらした状態で積み重ねる。前記第１距離は前記第２ピッチと異なる値に設定され、前記第２距離は前記第１ピッチと異なる値に設定される。

【0123】

この方法によれば、上下に隣接する基材セットの間で縦カットラインおよび横カットラインが平面視で線状に重なることが有効に回避され、上述した効果を適切に発揮させることができる。

【0124】

本発明の他の局面に係る繊維強化樹脂シートは、熱可塑性のマトリックス樹脂と当該マトリックス樹脂に同一方向に配向された状態で含浸された多数の強化繊維とを備え、かつ厚み方向に貫通する所定パターンの切込みが形成されたものである。前記強化繊維の配向方向を繊維方向、当該繊維方向と直交する方向を繊維直交方向としたとき、前記切込みは、前記繊維方向と平行でかつ前記繊維直交方向に並ぶ複数の縦基準線に沿って延びる複数の縦カットラインと、前記繊維直交方向と平行でかつ前記繊維方向に並ぶ複数の横基準線に沿って延びる複数の横カットラインとを有する。前記複数の縦カットラインは、前記縦基準線上に形成された複数のカット中断部を介して互いに分断されている。一対の隣接する前記縦基準線のうちの一方を第１縦基準線、他方を第２縦基準線としたとき、前記縦カットラインは、前記第１縦基準線上の前記カット中断部と前記第２縦基準線上の前記カット中断部とが前記繊維方向に関し互いにずれるように形成される。

【0125】

この繊維強化樹脂シートは、例えば上述した製造方法に供されることにより、強度が高くかつ形状自由度の高い成形品の製造に貢献する。

【0126】

前記切込みのパターンの具体例として、次のようなものが好適である。すなわち、前記横カットラインのうちの任意の１つを第１横カットライン、当該第１横カットラインと前記繊維方向に対向する他の横カットラインを第２横カットラインとしたとき、前記第１縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインに対し前記カット中断部を介して分断されかつ前記第２横カットラインに連なる第１縦カットラインを有し、前記第２縦基準線上の縦カットラインは、前記第２横カットラインに対し前記カット中断部を介して分断されかつ前記第１横カットラインに連なる第２縦カットラインを有する。

【0127】

この場合、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインは、それぞれ、前記基材における前記繊維直交方向の一方側の端部から他方側の端部まで連続して延びるように形成されることが好ましい。

【0128】

前記切込みのパターンは次のようなものであってもよい。すなわち、前記横カットラインのうちの任意の１つを第１横カットライン、当該第１横カットラインと前記繊維方向に対向する他の横カットラインを第２横カットラインとしたとき、前記第１縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第１縦カットラインと、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインの間に位置しかつ前記第１縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第２縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第２縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第３縦カットラインとを有し、前記第２縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第４縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第４縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第５縦カットラインとを有し、前記第２縦基準線と隣接する第３縦基準線上の縦カットラインは、前記第１横カットラインと交差する第６縦カットラインと、前記第１横カットラインおよび前記第２横カットラインの間に位置しかつ前記第６縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第７縦カットラインと、前記第２横カットラインと交差しかつ前記第７縦カットラインと前記カット中断部を介して分断された第８縦カットラインとを有する。

【0129】

この場合において、一対の隣接する前記横基準線のうちの一方を第１横基準線、他方を第２横基準線としたとき、当該第１横基準線および第２横基準線上にそれぞれ複数の前記横カットラインが断続的に形成され、前記第１横基準線上の複数の前記横カットラインと、前記第２横基準線上の複数の前記横カットラインとは、前記繊維直交方向上の位置が互いに異なるように千鳥状に配置されることが好ましい。

【0130】

本発明のさらに他の局面に係る繊維強化樹脂シートの積層体は、上述した繊維強化樹脂シートが複数積層されたものである。複数の前記繊維強化樹脂シートは、前記繊維方向が互い違いになる状態で積層されかつ互いに熱融着されている。

【0131】

この繊維強化樹脂シートの積層体は、上述した繊維強化樹脂シートの複数枚分の厚みを有するので、比較的厚手の成形品を製造するのに好適である。

【0132】

前記積層体の構造の具体例として、次のようなものが好適である。すなわち、前記積層体は、前記繊維方向が第１方向に設定された前記繊維強化樹脂シートと前記繊維方向が前記第１方向と異なる第２方向に設定された前記繊維強化樹脂シートとを含む複数の繊維強化樹脂シートが積み重ねられた第１シートセットと、前記繊維方向が前記第１方向に設定された前記繊維強化樹脂シートと前記繊維方向が前記第２方向に設定された前記繊維強化樹脂シートとを含む複数の繊維強化樹脂シートが積み重ねられた第２シートセットとを備える。前記第１シートセットに含まれる前記各繊維強化樹脂シートの前記縦カットラインおよび前記横カットラインと、前記第２シートセットに含まれる前記各繊維強化樹脂シートの前記縦カットラインおよび前記横カットラインとが平面視で線状に重ならないように、前記第１シートセットと前記第２シートセットとが平面視で位置ずれした状態で積み重ねられる。

【0133】

前記各繊維強化樹脂シートは、一定の第１ピッチで並ぶ複数の前記縦基準線に沿って形成された複数の前記縦カットラインと、一定の第２ピッチで並ぶ複数の前記横基準線に沿って形成された複数の前記横カットラインとを有するものとすることができる。この場合において、好ましくは、前記第１シートセットにおける最も上側の繊維強化樹脂シートの前記繊維方向を縦方向、当該繊維強化樹脂シートの前記繊維直交方向を横方向としたとき、前記第１シートセットと前記第２シートセットとは、平面視で前記縦方向に第１距離だけずれかつ前記横方向に第２距離だけずれた状態で積み重ねられる。前記第１距離は前記第２ピッチと異なる値に設定され、前記第２距離は前記第１ピッチと異なる値に設定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】