特許 7536568 成形体およびその製造方法

(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】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】成形体およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/06 20060101AFI20240813BHJP

   B32B 5/28 20060101ALI20240813BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20240813BHJP

【ＦＩ】

B29C70/06

B32B5/28 A

B29L9:00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020153142

(22)【出願日】2020-09-11

(65)【公開番号】P2022047312

(43)【公開日】2022-03-24

【審査請求日】2023-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507375052

【氏名又は名称】東レ・カーボンマジック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091384

【弁理士】

【氏名又は名称】伴 俊光

(74)【代理人】

【識別番号】100125760

【弁理士】

【氏名又は名称】細田 浩一

(72)【発明者】

【氏名】堀之内 敬史

(72)【発明者】

【氏名】冨安 禎市

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０２０３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３１１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１５３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０７４７７８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／０６

Ｂ３２Ｂ ５／２８

Ｂ２９Ｌ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続強化繊維に樹脂が含侵されたＦＲＰシートが複数積層され、底面と側面で形成される稜線を有する成形体において、
前記複数のＦＲＰシートの少なくとも１層が、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層に形成されており、前記繊維分離層が、前記複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも前記稜線を形成する前記底面と側面がなす角度のうち小さい角度側の部位に配置されており、かつ、前記繊維分離層が、前記稜線部でその両側のＦＲＰシートが突き合わされた層に形成されていることを特徴とする成形体。

【請求項2】

前記稜線が異なる方向に複数本形成され、底面の周囲に２面以上の側面が設けられている、請求項１に記載の成形体。

【請求項3】

前記連続強化繊維が炭素繊維である、請求項１または２に記載の成形体。

【請求項4】

連続強化繊維に樹脂が含浸されたＦＲＰシートを複数積層し、底面と側面で形成される稜線を有する形状を形成する積層工程と、樹脂を硬化させる工程と、を有する成形体の製造方法において、
前記積層工程にて、前記複数のＦＲＰシートの少なくとも１層を、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層に形成し、該繊維分離層を、前記複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも前記稜線を形成する前記底面と側面がなす角度のうち小さい角度側の部位に配置し、かつ、前記繊維分離層を、前記稜線部でその両側のＦＲＰシートが突き合わされた層に形成することを特徴とする成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、連続強化繊維を含むＦＲＰ（繊維強化プラスチック）からなり、Ｌ字形断面部を有する成形体およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

強化繊維に樹脂を含浸した、軽量かつ高強度・高剛性の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、とくに炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、各種分野で幅広く使用されており、中でも、連続強化繊維を含むＦＲＰは、複雑な形状や屈曲部などを有する形状に対しても高い強度、剛性を発現できることから、各種筐体やケース、カバー等に幅広く適用されている。

【0003】

各種筐体やケース、カバー等にあっては、多かれ少なかれ、Ｌ字形断面部を有することが多いが、このような形状のＦＲＰ成形体を製造する場合、成形体におけるＬ字形断面部に高い形状精度や良好な品質を求められることがある。

【0004】

特許文献１には、底面と側面とからなるＬ字形断面部を有するＦＲＰ成形体において、側面の倒れ変形が発生しても、側面の上端部が所望の形状となるように、側面の高さ方向に反りを生じさせる構造が開示されている。

【0005】

特許文献２には、曲率半径の小さな曲り部を有するＦＲＰ成形体において、曲り部において樹脂組成物が不足し、ボイドが生じて繊維が表層に露出したりして外観が不良になることを防止する構造が開示されている。この特許文献２には、曲り部の形状や形状の適正化については言及されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－２０３９７号公報

【文献】特開２０１６－１１７２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

連続強化繊維を含むＦＲＰからなり、底面と側面で形成されるＬ字形断面部を有する成形体においては、以下のような内倒れの問題が存在する。例えば、図５（Ａ）に示すように、底面部１０１に対し、側面部１０２の目標とする立ち上がり角度をθ（例えば９０°）とすると、成形終了後に、この角度が目標角度θにならず、図５（Ｂ）に示すようにθよりも小さい角度になることがある（この現象を本願では「内倒れ」と呼ぶ（符号１０３で示す））。

【0008】

本発明者らは、上記の「内倒れ」現象は、次のようにＦＲＰを構成する連続強化繊維１０４と成形時に硬化収縮する樹脂１０５との間の収縮率の差に起因して発生すると考えている。すなわち、図５（Ａ）に示すように、底面部１０１と側面部１０２で形成される稜線部１０６において、成形時における樹脂の硬化収縮前の状態での一点鎖線で示す１／２θ方向（例えば４５°方向）の屈曲部連接線１０７を想定してみる。樹脂の硬化時には、底面部１０１や側面部１０２の板厚方向には樹脂１０５は収縮するが、板厚方向と垂直の方向においては、連続強化繊維１０４が連続の形態で存在するため、樹脂１０５は収縮しない。そのため、稜線部１０６における屈曲部連接線１０７は、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｂ）に示す状態に変化し、つまり、屈曲部連接線１０７が寝る方向に倒れ、結局側面部１０２には上述のような内倒れ１０３が発生することになる。このような「内倒れ」現象が発生すると、得られるＦＲＰ成形体は所望の形状に成形されない。

【0009】

そこで本発明の課題は、上記のような成形時の「内倒れ」現象を抑制したＦＲＰ成形体とその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明に係る成形体およびその製造方法は次の構成を採用する。
（１）連続強化繊維に樹脂が含侵されたＦＲＰシートが複数積層され、底面と側面で形成される稜線を有する成形体において、
前記複数のＦＲＰシートの少なくとも１層が、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層からなることを特徴とする成形体。
（２）前記繊維分離層が、前記複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも前記底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置されている、（１）に記載の成形体。
（３）前記繊維分離層が、前記稜線部に沿ってスリットが入っている層からなる、（１）または（２）に記載の成形体。
（４）前記繊維分離層が、前記稜線部でその両側のＦＲＰシートが突き合わされた層からなる、（１）または（２）に記載の成形体。
（５）前記稜線が異なる方向に複数本形成され、底面の周囲に２面以上の側面が設けられている、（１）～（４）のいずれかに記載の成形体。
（６）前記連続強化繊維が炭素繊維である、（１）～（５）のいずれかに記載の成形体。
（７）連続強化繊維に樹脂が含浸されたＦＲＰシートを複数積層し、底面と側面で形成される稜線を有する形状を形成する積層工程と、樹脂を硬化させる工程と、を有する成形体の製造方法において、
前記積層工程にて、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層を、少なくとも、前記複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも前記底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置することを特徴とする成形体の製造方法。
（８）連続強化繊維からなる繊維層を複数積層し、底面と側面で形成される稜線を有する形状を形成する積層工程と、積層された複数の繊維層に樹脂を含浸する樹脂含浸工程と、樹脂を硬化させる工程と、を有する成形体の製造方法において、
前記積層工程にて、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された分離繊維層を、少なくとも、前記複数の繊維層の積層の中立軸よりも前記底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置することを特徴とする成形体の製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る成形体およびその製造方法によれば、積層された複数のＦＲＰシートの少なくとも１層が、好ましくは複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置されている少なくとも１層が、連続強化繊維が底面と側面との稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層に構成されているので、この繊維分離層に構成されたＦＲＰシートの稜線部では、底面部と側面部との間で連続強化繊維を介しての変形応力の伝達が行われないことになる。その結果、前述した連続強化繊維と成形時に硬化収縮する樹脂との間の収縮率の差に起因して発生すると考えられる側面部の内倒れが抑制され、ＦＲＰ成形体を所望の形状に成形することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施態様に係る成形体を示しており、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は稜線部の拡大縦断面図である。

【図2】本発明に係る成形体の稜線部の各種構成例を示す概略斜視図である。

【図3】本発明に係る成形体の全体の各種形状例を示す概略斜視図である。

【図4】本発明の実施例における成形体のＦＲＰシートの積層形態を示す概略断面図である。

【図5】内倒れ発生の考えられる原因を示す成形体のＬ字形断面部の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明について、実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る成形体を示しており、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は稜線部の拡大縦断面図である。図１に示す成形体１においては、図１（Ａ）に示すように、連続強化繊維に樹脂が含侵されたＦＲＰシート２が複数積層され、底面と側面で形成される稜線を有する、つまり、底面部３と側面部４で形成される稜線部５を有する成形体１が構成されている。稜線は符号６で表し、図１（Ｂ）に示すように、ＦＲＰシート２の連続強化繊維を符号７で、樹脂を符号８で表す。この成形体１の上記複数のＦＲＰシート２の少なくとも１層が、連続強化繊維７が稜線６と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維７が稜線６の形成される稜線部５で分離された繊維分離層９からなる。図示例では、稜線部５はＬ字形断面部に形成されており、合計６層の積層されたＦＲＰシート２のうち、Ｌ字形断面における内側の（底面部３と側面部４がなす角度の小さい側の部位の）３層が繊維分離層９に形成されている。図示例では、ＦＲＰシート２は合計６層に積層されているから、複数のＦＲＰシート２の積層の中立軸は積層方向に３層目と４層目の間に存在することになり、上記３層の繊維分離層９は、底面部３と側面部４がなす角度の小さい側の部位に配置されている。積層数については、１０層以上でも可であり、好ましくは８層以下、さらに好ましくは４～６層が好ましい。

【0014】

上記繊維分離層９は、稜線６と交差する方向に配置された連続強化繊維７が稜線部５で分離された部位を有する層からなっていればよい。なかでも稜線６と連続強化繊維７の角度が直交方向に配置していることが好ましい。分離された部位については、例えば、稜線部５に沿って（稜線部５に沿う方向に）スリットが入っている層でもよく、好ましくは、稜線部５でその両側のＦＲＰシート（底面部３側のＦＲＰシートと側面部４側のＦＲＰシート）が突き合わされた層が好ましい。これらの形態を図２に例示するに、図２（Ａ）に示す繊維分離層９ａでは、稜線部５でその両側のＦＲＰシート１１ａ、１１ｂが突き合わされた層形態に形成され（符号１２は突き合わせ線を示している）、図２（Ｂ）に示す繊維分離層９ｂでは、稜線部５に沿ってスリット１３が稜線部５の全長にわたって連続的に入っている層形態に形成され、図２（Ｃ）に示す繊維分離層９ｃでは、稜線部５に沿ってスリット１４が断続的に入っている層形態に形成されている。

【0015】

本発明に係る成形体の形状（形態）としては、連続強化繊維に樹脂が含侵されたＦＲＰシートが複数積層され、底面と側面で形成される稜線を有する、つまり、上記のような底面部３と側面部４で形成される稜線部５（Ｌ字形断面部）を有するものであれば特に限定されない。Ｌ字形断面部についても、直角に折れ曲がっている形態に限定されず、底面部に対して側面部が予め定められた目標とする角度で立ち上がっている形態であればよく、直角に折れ曲がっている形態では顕著に内倒れ防止の効果が発現する。

【0016】

また、成形体における稜線の数も特に限定されず、図１に示したような稜線が１本の形態の他、稜線が異なる方向に複数本形成され、底面の周囲に２面以上の側面が設けられている形態などの他の各種形態を採用できる。このような他の各種形態を図３に例示するに、図３（Ａ）に示す成形体１ａでは、底面２１ａに対し２面の側面２２ａ、２２ｂが設けられ、底面２１ａと側面２２ａ、２２ｂとの間に稜線２３ａ、２３ｂが形成されているとともに、側面２２ａと側面２２ｂとの間にも稜線２３ｃが形成されている。少なくとも稜線２３ａ、２３ｂが形成される稜線部に、前述したのと同様の、連続強化繊維が稜線部で分離された部位を有する繊維分離層が内在されていることが好ましく、稜線２３ｃが形成される稜線部にも、同様の繊維分離層が内在されていることがより好ましい。

【0017】

図３（Ｂ）に示す成形体１ｂでは、底面２１ｂの両側に側面２２ｃ、２２ｄが設けられ、底面２１ｂと側面２２ｃとの間、底面２１ｂと側面２２ｄとの間に、それぞれ稜線２３ｄ、２３ｅが形成されている。稜線２３ｄ、２３ｅが形成される稜線部に、それぞれ、前述したのと同様の、連続強化繊維が稜線部で分離された部位を有する繊維分離層が内在されていることが好ましい。

【0018】

図３（Ｃ）に示す成形体１ｃでは、底面２１ｃに対し、３面の側面２２ｅ、２２ｆ、２２ｇが設けられ、底面２１ｃと各側面２２ｅ、２２ｆ、２２ｇとの間に、稜線２３ｆ、２３ｇ、２３ｈが形成されているとともに、側面２２ｅと側面２２ｆとの間、側面２２ｆと側面２２ｇとの間にも稜線２３ｉ、２３ｊが形成されている。少なくとも稜線２３ｆ、２３ｇ、２３ｈが形成される稜線部に、前述したのと同様の、連続強化繊維が稜線部で分離された部位を有する繊維分離層が内在されていることが好ましく、稜線２３ｉ、２３ｊが形成される稜線部にも、同様の繊維分離層が内在されていることがより好ましい。

【0019】

図３（Ｄ）に示す成形体１ｄでは、底面２１ｄに対し、４面の側面２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋが設けられ、底面２１ｄと各側面２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋとの間に、稜線２３ｋ、２３ｌ、２３ｍ、２３ｎが形成されているとともに、側面２２ｈと側面２２ｉとの間、側面２２ｉと側面２２ｊとの間、側面２２ｊと側面２２ｋとの間、側面２２ｋと側面２２ｈとの間にも稜線２３ｏ、２３ｐ、２３ｑ、２３ｒが形成されている。少なくとも稜線２３ｋ、２３ｌ、２３ｍ、２３ｎが形成される稜線部に、前述したのと同様の、連続強化繊維が稜線部で分離された部位を有する繊維分離層が内在されていることが好ましく、稜線２３ｏ、２３ｐ、２３ｑ、２３ｒが形成される稜線部にも、同様の繊維分離層が内在されていることがより好ましい。

【0020】

上述した各種形態におけるＦＲＰシートを構成する連続強化繊維の種類としては、とくに限定されず、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維などの各種強化繊維やこれらの繊維に表面処理が施されているものであってもよい。表面処理としては、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、結束剤による処理、添加剤の付着処理などがある。また、これらの強化繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。軽量かつ高強度・高剛性の成形体を得る点からは、連続強化繊維として炭素繊維が含まれることが好ましい。連続強化繊維を含む繊維層の形態もとくに限定されず、連続強化繊維が一方向に配向された一方向材の他、連続強化繊維を含む織物の形態であってもよいが、積層されたＦＲＰシートの少なくとも１層が、連続強化繊維が成形体の底面と側面で形成される稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層からなることが必要である。

【0021】

ＦＲＰシートのマトリックス樹脂としては、とくに限定されず、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール（レゾール型）樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ樹脂）、液晶ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂や、ポリエチレン（ＰＥ樹脂）、ポリプロピレン（ＰＰ樹脂）、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリケトン（ＰＫ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）樹脂、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのフッ素系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの結晶性樹脂、スチレン系樹脂の他、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＵ）樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂などの非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系樹脂等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体および変性体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。なかでも、炭素繊維との接着性や、成形体の力学特性、成形性を考慮すると、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。

【0022】

また、繊維強化樹脂の炭素繊維の重量繊維含有率が１５～８０重量％の範囲であることが好ましい。より好ましくは３０～７０重量％、さらに好ましくは４５～６０重量％である。含有量が１５重量％未満であると、耐荷重性や剛性が失われ所定の目的の機能を果たすことできない。重量含有量が８０重量％を超えると、前記繊維強化樹脂中にボイドが発生する問題が生じやすくなり、成形が困難となる。

【0023】

上記のような各種形態に成形される本発明に係る成形体においては、積層された複数のＦＲＰシートの少なくとも１層が、好ましくは複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置されている少なくとも１層が、連続強化繊維が底面と側面との稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層に構成されているので、この繊維分離層に構成されたＦＲＰシートの稜線部では、底面部と側面部との間で連続強化繊維を介しての変形応力の伝達が行われない、換言すれば、連続強化繊維を介しての変形応力の伝達が、連続強化繊維が分離された稜線部における部位で、遮断されることになる。その結果、前述の図５を用いて説明したような、連続強化繊維と成形時に硬化収縮する樹脂との間の収縮率の差に起因して発生すると考えられる側面部の内倒れが抑制され、ＦＲＰ成形体を所望の形状に成形することが可能になる。

【0024】

このような側面部の内倒れを抑制したＦＲＰ成形体は、先にＦＲＰシートのプリプレグを作成し、それを複数積層した後樹脂を硬化させてＦＲＰ成形体を成形する方法、複数の繊維層を積層してプリフォームを作成し、それに樹脂を含浸させた後樹脂を硬化させてＦＲＰ成形体を成形する方法、のいずれの方法でも製造できる。

【0025】

すなわち、前述したように、（Ａ）連続強化繊維に樹脂が含浸されたＦＲＰシートを複数積層し、底面と側面で形成される稜線を有する形状を形成する積層工程と、樹脂を硬化させる工程と、を有する成形体の製造方法において、前記積層工程にて、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された繊維分離層を、少なくとも、前記複数のＦＲＰシートの積層の中立軸よりも前記底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置することを特徴とする成形体の製造方法，（Ｂ）連続強化繊維からなる繊維層を複数積層し、底面と側面で形成される稜線を有する形状を形成する積層工程と、積層された複数の繊維層に樹脂を含浸する樹脂含浸工程と、樹脂を硬化させる工程と、を有する成形体の製造方法において、前記積層工程にて、連続強化繊維が前記稜線と交差する方向に配置され、かつ該連続強化繊維が前記稜線の形成される稜線部で分離された分離繊維層を、少なくとも、前記複数の繊維層の積層の中立軸よりも前記底面と側面がなす角度の小さい側の部位に配置することを特徴とする成形体の製造方法，のいずれの方法も採用可能である。

【0026】

このように製造され、側面部の内倒れが抑制されたＦＲＰ成形体は、目標とする形状に精度よく成形可能であり、底面部と側面部を有するあらゆるＦＲＰ成形体に適用可能である。とくに側面部の成形精度が要求される用途に好適であり、好適な用途として、とくに
電気・電子機器用各種筐体やカバー、車両用などの各種バッテリー収納ケースや制御機器収納あるいは保護ケース、医療用カセッテなどを例示できる。

【実施例】

【0027】

以下に、本発明による効果を確認するための、以下のような実施例を実施した。
実施例においては、図４に示すように、図１に示したのと同様の形態の、合計６層のＦＲＰシートの積層構成を有する各種の成形体サンプルを作成し、１ｐｌｙ目から６ｐｌｙ目までの積層構成を変えて試験した。とくに、稜線６が形成される稜線部５で連続強化繊維が分離された繊維分離層９の積層配置構成を変えたサンプル１～４について、側面部の内倒れの発生の有無を確認した。図４に示すサンプルは、後述の表１におけるサンプル２に相当している。

【0028】

（実施例１）［積層構成は表１のサンプル３に相当］
長さ４５０ｍｍ、幅３７５ｍｍ、高さ１５ｍｍ、板厚１．２ｍｍの箱型形状で隣り合う２面の立壁部が開口となっている図３の（Ｄ）に示した成形品を成形した。使用した材料は弾性率２３０ＧＰａ、引張強度３．５ＧＰａの炭素繊維を綾織りにしエポキシ樹脂を含侵したプリプレグ（東レ（株）製Ｆ６３４７Ｇ－５１Ｋ）である。成形方法は、オートクレーブであり、上下型は金属（アルミニウム）で中子にナイロンを用いた。積層構成は６層とも製品長手方向を０度とし、最外層以外の層は全て各面ごとにカットされたプリプレグを突き当てて積層し、最外層に当たる６層目は立壁の中央で突き当てとなるよう２枚のカットパターンを積層した。成形温度１３０度とした。

【0029】

（実施例２）［積層構成は表１のサンプル２に相当］
実施例１と同じ寸法、同じ材料、同じ成形方法で箱型成形品を成形した。積層構成は、６層とも製品長手方向を０度とし、中子側の３層は各面ごとにカットされたプリプレグを突き当てて積層し、４層目は長手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層、５層目は短手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層、最外層に当たる６層目は立壁の中央で突き当てとなるよう２枚のカットパターンを積層した。

【0030】

（比較例１）［積層構成は表１のサンプル１に相当］
実施例１と同じ寸法、同じ材料、同じ成形方法で箱型成形品を成形した。積層方法は、６層とも製品長手方向を０度とし、最外層の６層目は立壁の中央で突き当てとなるよう２枚のカットパターンを積層し、それ以外の奇数層は長手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層、偶数層は短手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層した。

【0031】

（比較例２）［積層構成は表１のサンプル４に相当］
実施例１と同じ寸法、同じ材料、同じ成形方法で箱型成形品を成形した。積層構成は、６層とも製品長手方向を０度とし、１層目と４層目は長手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層、２層目と３層目は各面ごとにカットされたプリプレグを突き当てて積層し、５層目は短手側の側面とそれ以外の３面が繋がった２枚のカットパターンで積層、最外層の６層目は立壁の中央で突き当てとなるよう２枚のカットパターンを積層した。

【0032】

実施例と比較例について、それぞれの積層配置構成による内倒れの有無について、表１に結果をまとめたものを示す。

【0033】

中立軸よりも底面と側面がなす角度の小さい側で繊維が分離されていることによって内倒れが発生していないことがわかる。

【0034】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明は、機械部品のカバー、ケースなどに限らず、内部構造材や補剛材などにも応用することができる。その応用範囲はこれらに限られるものではない。

【符号の説明】

【0036】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 成形体
２、１１ａ、１１ｂ ＦＲＰシート
３ 底面部
４ 側面部
５ 稜線部
６ 稜線
７ 連続強化繊維
８ 樹脂
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 繊維分離層
１２ 突き合わせ線
１３、１４ スリット
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 底面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋ 側面
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈ、２３ｉ、２３ｊ、２３ｋ、２３ｌ、２３ｍ、２３ｎ、２３ｏ、２３ｐ、２３ｑ、２３ｒ 稜線
１０１ 底面部
１０２ 側面部
１０３ 内倒れ
１０４ 連続強化繊維
１０５ 樹脂
１０６ 稜線部
１０７ 屈曲部連接線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】