(57)【要約】  板状部と該板状部から隆起した突起部を有する板状の繊維強化プラスチックであり、前記板状部と前記突起部が、繊維長が１０乃至１００ｍｍの多数本の一定方向に配列された強化繊維シートの複数の積層構造を含み、少なくとも２つの層における前記強化繊維の配列方向が異なり、前記強化繊維の少なくとも一部が前記板状部から前記突起部に亘って連続しており、かつ、前記突起部の積層構造を構成する層の少なくとも１つが、前記突起部の形状に沿った形状を有する繊維強化プラスチック。一定方向に配列された多数本の強化繊維とマトリックス樹脂からなる一方向プリプレグシートの多数本の強化繊維に、前記繊維長をもって切り込みを入れて作製されたプリプレグ基材の複数枚を、強化繊維の配列方向を異にして積層して、プリプレグ積層体を形成し、この積層体を、前記突起部を形成するための溝を有する金型を用いて、加熱、加圧成形する繊維強化プラスチックの製造方法。
2008038429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部と該板状部の少なくとも片側の面から隆起した突起部を有する板状体からなり、前記板状部および前記突起部が、多数本の強化繊維と、該多数本の強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックにおいて、
（ａ）前記板状部および前記突起部における前記多数本の強化繊維が、それぞれにおける多数本の強化繊維の配列方向が異なる少なくとも２つの強化繊維層からなり、
（ｂ）前記各強化繊維層における前記多数本の強化繊維のそれぞれの繊維長が、１０乃至１００ｍｍであり、
（ｃ）前記各強化繊維層の少なくとも一部の強化繊維が、前記板状部から前記突起部に亘って連続して位置し、かつ、
（ｄ）前記突起部における前記少なくとも２つの強化繊維層の少なくとも１つの強化繊維層が、前記突起部の形状に沿った形状を有している繊維強化プラスチック。
【請求項２】
前記板状部が、前記突起部が位置する面とは反対側の面において一体化された強化繊維基層を含み、かつ、該強化繊維基層における強化繊維が、多数本の連続した強化繊維からなる請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項３】
前記突起部の厚みが、前記板状部の厚みの０．１乃至４倍である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項４】
前記突起部の高さが、前記板状部の厚みの０．２乃至５０倍である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項５】
前記突起部の横断面形状が、四角形あるいは円形である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項６】
前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項７】
前記強化繊維が、炭素繊維である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項８】
板状部と該板状部の少なくとも片側の面から隆起した突起部を有する板状体からなり、前記板状部および突起部が、多数本の強化繊維と、該多数本の強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックの製造方法において、
（ａ）それぞれの繊維長が１０乃至１００ｍｍの多数本の強化繊維が一方向に順次配列された強化繊維シートと該強化繊維シートの全体に、あるいは、部分的に含浸した未硬化状態のマトリックス樹脂とからなる少なくとも２枚のプリプレグ基材が、前記強化繊維の配列方向が異なる状態で積層されてなるプリプレグ積層体を用意する積層体準備工程と、
（ｂ）前記突起部を形成するための凹部を有する一方の金型と、該金型との間で前記板状部を形成する他方の金型とからなる前記板状体を成形する成形装置を用意する成形装置準備工程と、
（ｃ）前記成形装置準備工程において用意された前記成形装置の前記金型間に、前記積層体準備工程において用意された前記プリプレグ積層体を収容する積層体収容工程と、
（ｄ）前記積層体収容工程において前記金型内に収容された前記プリプレグ積層体を、前記金型により加熱および加圧し、前記板状部および前記突起部の賦形を行うとともに、前記マトリクス樹脂の固化を行い前記板状体を形成する板状体形成工程と、
（ｅ）前記板状体形成工程において形成された板状体を、前記金型から取り出す板状体脱型工程とからなる繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項９】
前記プリプレグ積層体が、前記突起部が形成される面とは反対側の面において一体化された強化繊維基層を含み、かつ、該強化繊維基層における強化繊維が、多数本の連続した強化繊維からなる請求項８に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１０】
前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂である請求項８に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１１】
前記金型の温度が一定に維持されている間に、前記板状体形成工程と前記板状体脱型工程が行われる請求項１０に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１２】
前記板状体形成工程における前記熱硬化性樹脂の粘度が、０．１乃至１００Ｐａ・ｓである請求項１０に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１３】
前記板状体形成工程における前記金型の温度Ｔと前記熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度Ｔｐとが、Ｔｐ−６０≦Ｔ≦Ｔｐ＋２０の関係を満足する請求項１０に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１４】
前記積層体準備工程で用意される前記プリプレグ積層体に関して、前記１０乃至１００ｍｍの繊維長が、一方向に配列された多数本の強化繊維に、この長さの間隔で、順次、切り込みを入れることにより創出されており、かつ、少なくとも隣接して位置する前記プリプレグ基材間で、前記切り込みの位置および方向の一方あるいは双方が異なっている請求項８に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状部と該板状部の少なくとも片面から隆起した突起部を有する板状体であり、前記板状部および突起部が、多数本の強化繊維と、該多数本の強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とで形成された繊維強化プラスチック、ならびに、その製造方法に関する。【０００２】
前記突起部を有する板状体の典型例として、リブあるいはボスを有する板状体がある。この板状体は、構造部材として広く用いられている。この構造部材の例としては、自動車などの輸送機器、自転車などのスポーツ用具などにおける構造部材がある。
【背景技術】
【０００３】
強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックは、比強度、比弾性率が高く、力学特性に優れること、耐候性、耐薬品性などの高機能特性を有することなどから産業用途においても注目され、その需要は、年々高まりつつある。【０００４】
繊維強化プラスチック成形品の大きな特徴の１つである軽量性を効率的に発現させるために、リブと呼ばれる突起部を成形品の表面に形成することが行われている。これにより、成形品の肉厚を厚くしないで、成形品の剛性や強度を高めることが出来る。【０００５】
成形品の広い平面部のソリなどを防ぐためにも、リブの存在は有効である。リブの他にも、複数の部材からなる構造物においては、ボスと呼ばれる凹部に対し用いられる嵌め合いや成形品同士の接合時における位置決め用の突起部が多用されている。【０００６】
繊維強化プラスチックの成形方法としては、特に高機能特性を有する繊維強化プラスチックでは、プリプレグと称される強化繊維にマトリックス樹脂を含浸せしめた半硬化状態のものを積層し、高温高圧釜（オートクレーブ）で加熱加圧することによりマトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化プラスチックを成形するオートクレーブ成形が、最も一般的である。オートクレーブ成形に比べ生産性に優れた成形方法として、所望の形状に繊維基材を賦形した後、樹脂を含浸させるＲＴＭ（レジントランスファーモールディング）成形も行われている。【０００７】
これらの成形方法において用いられる強化繊維の形態としては、高い力学特性が得られやすい連続繊維が一般的である。【０００８】
連続繊維からなる繊維強化プラスチック成形品に、リブやボスなどの突起部を形成する手段としては、予めオートクレーブ成形などにより成形された板状部に、同じく予め成形された突起部を、接着剤などを用いて接合する方法、あるいは、予めオートクレーブ成形などにより成形された板状部に、突起部を成形させるインサート射出成形などがある。【０００９】
しかしながら、前者の場合、板状部および突起部をそれぞれ作製し、更に、それらを接合すると云う非常に手間のかかる工程を必要とし、更には、接合部の接着性について考慮しなければならない問題があった。後者の場合、概ね射出成形により形成された突起部の物性は低いため、特にリブとしての効果は小さく、また、板状部と突起部の接着性は良好でない場合があり、その接合部で剥離しやすい問題があった。【００１０】
その他の手段としては、予め突起部の形状に繊維基材を賦形し、ＲＴＭ成形により成形する方法なども挙げられるが、繊維基材の賦形に手間と時間とがかかるため、オートクレーブ成形に比べると生産性に優れるものの生産性が良好とは云えないこと、単純形状の突起部しか成形出来ないなどの問題があった。【００１１】
一方、強化繊維の長さが数乃至数十ｍｍ程度である短繊維強化プラスチックの場合は、突起部を形成することは、比較的容易である。例えば、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であれば、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）やＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）によるプレス成形など、熱可塑性樹脂であれば、射出成形などを用いることが可能である。【００１２】
しかしながら、ＳＭＣやＢＭＣでは、その製造工程において、強化繊維の分布ムラ、配向ムラが必然的に生じるため、成形品の力学物性が低下し、あるいは、その物性値のバラツキが大きくなると云う問題があった。また、射出成形では、強化繊維の量を少なく、その長さも短いものを用いないと成形出来ないため、成形品の力学物性は非常に低くなる。従って、これらの方法では、構造部材に適した突起部を有する繊維強化プラスチックを製造することは難しいと云う問題があった。【００１３】
このような従来技術の問題点を改善する試みが、提案されている（特許文献１）。特許文献１には、プレス成形に基づくリブを備えた成形品の製造方法が開示されている。その製造方法は、リブの部分で繊維を切断することにより、成形時に繊維の切断端部をリブ先端まで流し込んで、リブに繊維を充填させようとするものである。【００１４】
しかし、リブの部分のみで繊維を切断した場合、リブ以外の部分では繊維が切断されていないため、繊維は全体として互いに拘束され、リブの先端まで繊維が充填し難いのが実情である。この製造方法により、リブの先端まで繊維が充填した成形品が出来たとしても、リブが形成されている方向（リブの高さ方向）への剛性は向上するが、リブの厚み方向への剛性は、繊維が切断されているため、樹脂のみの剛性に依存することになり、それがため極めて低くなり、実際の構造部材としては、使用に耐えない場合が生じる。【００１５】
このように、簡易に成形することが可能で、かつ、力学物性にも優れる突起部を有する繊維強化プラスチックは、これまで見当たらない。
【特許文献１】特開昭６３−０８７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、従来技術の問題点を改善した力学特性に優れた突起部を有する繊維強化プラスチック、ならびに、その製造方法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】
【００１７】
かかる目的を達成する本発明の繊維強化プラスチックは、次の通りである。【００１８】
板状部と該板状部の少なくとも片側の面から隆起した突起部を有する板状体からなり、前記板状部および前記突起部が、多数本の強化繊維と、該多数本の強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックにおいて、
（ａ）前記板状部および前記突起部における前記多数本の強化繊維が、それぞれにおける多数本の強化繊維の配列方向が異なる少なくとも２つの強化繊維層からなり、
（ｂ）前記各強化繊維層における前記多数本の強化繊維のそれぞれの繊維長が、１０乃至１００ｍｍであり、
（ｃ）前記各強化繊維層の少なくとも一部の強化繊維が、前記板状部から前記突起部に亘って連続して位置し、かつ、
（ｄ）前記突起部における前記少なくとも２つの強化繊維層の少なくとも１つの強化繊維層が、前記突起部の形状に沿った形状を有している繊維強化プラスチック。【００１９】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記板状部が、前記突起部が位置する面とは反対側の面において一体化された強化繊維基層を含み、かつ、該強化繊維基層における強化繊維が、多数本の連続した強化繊維からなることが好ましい。【００２０】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記突起部の厚みが、前記板状部の厚みの０．１乃至４倍であることが好ましい。【００２１】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記突起部の高さが、前記板状部の厚みの０．２乃至５０倍であることが好ましい。【００２２】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記突起部の横断面形状が、四角形あるいは円形であることが好ましい。【００２３】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であることが好ましい。【００２４】
本発明の繊維強化プラスチックにおいて、前記強化繊維が、炭素繊維であることが好ましい。【００２５】
かかる目的を達成する本発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、次の通りである。【００２６】
板状部と該板状部の少なくとも片側の面から隆起した突起部を有する板状体からなり、前記板状部および突起部が、多数本の強化繊維と、該多数本の強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックの製造方法において、
（ａ）それぞれの繊維長が１０乃至１００ｍｍの多数本の強化繊維が一方向に順次配列された強化繊維シートと該強化繊維シートの全体に、あるいは、部分的に含浸した未硬化状態のマトリックス樹脂とからなる少なくとも２枚のプリプレグ基材が、前記強化繊維の配列方向が異なる状態で積層されてなるプリプレグ積層体を用意する積層体準備工程と、
（ｂ）前記突起部を形成するための凹部を有する一方の金型と、該金型との間で前記板状部を形成する他方の金型とからなる前記板状体を成形する成形装置を用意する成形装置準備工程と、
（ｃ）前記成形装置準備工程において用意された前記成形装置の前記金型間に、前記積層体準備工程において用意された前記プリプレグ積層体を収容する積層体収容工程と、
（ｄ）前記積層体収容工程において前記金型内に収容された前記プリプレグ積層体を、前記金型により加熱および加圧し、前記板状部および前記突起部の賦形を行うとともに、前記マトリクス樹脂の固化を行い前記板状体を形成する板状体形成工程と、
（ｅ）前記板状体形成工程において形成された板状体を、前記金型から取り出す板状体脱型工程とからなる繊維強化プラスチックの製造方法。【００２７】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記プリプレグ積層体が、前記突起部が形成される面とは反対側の面において一体化された強化繊維基層を含み、かつ、該強化繊維基層における強化繊維が、多数本の連続した強化繊維からなることが好ましい。【００２８】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記マトリックス樹脂が、熱硬化性樹脂であることが好ましい。【００２９】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記金型の温度が一定に維持されている間に、前記板状体形成工程と前記板状体脱型工程が行われることが好ましい。【００３０】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記板状体形成工程における前記熱硬化性樹脂の粘度が、０．１乃至１００Ｐａ・ｓであることが好ましい。【００３１】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記板状体形成工程における前記金型の温度Ｔと前記熱硬化性樹脂の発熱ピーク温度Ｔｐとが、Ｔｐ−６０≦Ｔ≦Ｔｐ＋２０の関係を満足することが好ましい。【００３２】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法において、前記積層体準備工程で用意される前記プリプレグ積層体に関して、前記１０乃至１００ｍｍの繊維長が、一方向に配列された多数本の強化繊維に、この長さの間隔で、順次、切り込みを入れることにより創出されており、かつ、少なくとも隣接して位置する前記プリプレグ基材間で、前記切り込みの位置および方向の一方あるいは双方が異なっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の繊維強化プラスチックは、板状部と突起部との積層構造を構成する各層が、ともに不連続の強化繊維を含み、かつ、強化繊維の少なくとも一部が板状部から突起部に亘って連続しており、突起部の積層構造を構成する層の少なくとも１つが、突起部の形状に沿った形状を有している。この構造により、本発明の繊維強化プラスチックにおける突起部は、所望とする力学特性を有する。【００３４】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、特に、構造部材の構成上重要となるリブあるいはボスなどの突起部の力学特性の製造過程における低下が最小限に抑えられ、かつ、簡易に繊維強化プラスチックを製造することが出来る。【００３５】
本発明の繊維強化プラスチックは、例えば、輸送機器（自動車、航空機、艦艇など）の構造部材、産業機械の構造部材、精密機器の構造部材、あるいは、スポーツ用具（自転車、ゴルフなど）の構造部材として好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の繊維強化プラスチックの一例の概略縦断面図である。
【図２】図２は、図１の繊維強化プラスチックの板状部から突起部に連続している強化繊維の状態を説明する概略縦断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、それぞれが、本発明の繊維強化プラスチックにおける一方向に配列された多数本の強化繊維からなる強化繊維シートとマトリックス樹脂とからなる層の積層状態の一例を説明する縦断面模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、それぞれが、本発明の繊維強化プラスチックにおける一方向に配列された多数本の強化繊維からなる強化繊維シートとマトリックス樹脂とからなる層の積層状態の他の一例を説明する縦断面模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、それぞれが、本発明の繊維強化プラスチックにおける一方向に配列された多数本の強化繊維からなる強化繊維シートとマトリックス樹脂とからなる層の積層状態の更に他の一例を説明する縦断面模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の繊維強化プラスチックにおける突起部の一例の強化繊維の層構造を説明する縦断面模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の繊維強化プラスチックにおける突起部の他の一例の強化繊維の層構造を説明する縦断面模式図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の繊維強化プラスチックにおける突起部の更に他の一例の強化繊維の層構造を説明する縦断面模式図である。
【図５】図５は、従来の繊維強化プラスチックの一例の概略縦断面図である。
【図６】図６は、本発明の繊維強化プラスチックの製造に用いられる一方向に配列された強化繊維とマトリックス樹脂とからなるプリプレグ基材の一例の概略平面図である。
【図７】図７は、本発明の繊維強化プラスチックの製造に用いられる成形装置における突起部を形成するための溝部を有する金型の一例の概略縦断面図である。
【図８】図８は、本発明の繊維強化プラスチックの製造に用いられる成形装置における突起部を形成するための溝部を有する金型の該溝部の配置状態の一例を説明する金型の概略平面図である。
【図９】図９は、本発明の繊維強化プラスチックの製造に用いられる成形装置における突起部を形成するための溝部を有する金型の該溝部の配置状態の他の一例を説明する金型の概略平面図である。
【図１０】図１０は、従来の繊維強化プラスチックの他の一例の概略縦断面図である。
【図１１】図１１は、従来の繊維強化プラスチックの更に他の一例の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：  板状体
１ａ、１ｂ：  板状部
１ｔ：  板状部の厚み
２ａ：  突起部
２ａＳ１、２ａＳ２、２ａＳ３：  突起部における面
２ｈ：  突起部の高さ
２ｔ：  突起部の厚み
３ａ−３ｈ：  マトリックス樹脂が共存した強化繊維層
４：  強化繊維
４Ａ２ａ、４Ｂ２ａ、４Ｃ２ａ：  突起部
５：  板状体
５ａ−５ｄ：  積層されたプリプレグ基材における強化繊維層
６：  樹脂領域
７ａ−７ｋ：  突起部外表面を形成している面
８ａ−８ｏ：  突起部におけるマトリックス樹脂が共存した強化繊維層
９：  繊維長手方向
１０：  繊維直交方向
１１：  一方向プリプレグシート
１２：  切り込み
１３、１３Ａ、１３Ｂ：  上金型
１４、１４Ａ１、１４Ａ２、１４Ｂ１、１４Ｂ２：  リブ溝
５１ａ、５１ｂ：  板状部
５２ａ：  突起部
１０１：  板状体
１１１：  板状体
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の繊維強化プラスチックは、板状部と、前記板状部の少なくとも片側の面から隆起した突起部とを有する板状体からなり、前記板状部および前記突起部が、多数本の強化繊維と、この強化繊維と一体となったマトリックス樹脂とからなり、かつ、（ａ）前記板状部および前記突起部における前記多数本の強化繊維が、それぞれにおける多数本の強化繊維の配列方向が異なる少なくとも２つの強化繊維層からなり、（ｂ）前記各強化繊維層における前記多数本の強化繊維のそれぞれの繊維長が、１０乃至１００ｍｍであり、（ｃ）前記各強化繊維層の少なくとも一部の強化繊維が、前記板状部から前記突起部に亘って連続して位置し、かつ、（ｄ）前記突起部における前記少なくとも２つの強化繊維層の少なくとも１つの強化繊維層が、前記突起部の形状に沿った形状を有している。【００３９】
次に、実施例を用いて図面を参照しながら本発明を更に説明する。【００４０】
図１において、本発明の繊維強化プラスチックは、板状体１からなる。板状体１は、マトリックス樹脂と共存する複数の強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈから形成されている。各層３ａ、３ｂ、・・・３ｈは、層毎に同じハッチングをもって示されている。板状体１は、左右の板状部１ａ、１ｂと突起部２ａとを有する。強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、左右の板状部１ａ、１ｂのスキン層を形成し、このスキン層が隆起して、突起部２ａを形成している。強化繊維層３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈは、板状体１の基層を形成している。【００４１】
板状体１を形成している強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈの内、少なくともスキン層を形成する各強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、一定方向に多数本の強化繊維が配列された強化繊維シートからなる。図１に示す態様では、板状体１の基層を形成している強化繊維層３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈも、一定方向に多数本の強化繊維が配列された強化繊維シートからなる。【００４２】
スキン層を形成している強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにおける多数本の強化繊維の少なくとも一部は、板状部１ａ、１ｂから突起部２ａに亘って連続して位置している。また、スキン層を形成している強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、突起部２ａにおいて、突起部２ａの形状に沿った形状を有している。【００４３】
図１の突起部２ａは、その１つの態様であるリブを示す。板状体１からなる繊維強化プラスチックは、このリブ２ａの存在により、その剛性の向上と軽量化が図られる。リブ２ａにより、板状体１のソリが低減され、板状体１の寸法安定性が向上する。一方、突起部２ａを、その別の態様の１つであるボスとすると、このボス２ａにより、複数の部材を正確に位置決めして嵌合したり、別部品を埋め込むことが可能となる。【００４４】
突起部２ａは、通常、部材（板状体１）の片面に設けられることが多いが、必要に応じて、突起部２ａは、部材の両面に設けられていても良い。【００４５】
本発明において、少なくともスキン層を形成している強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれにおける強化繊維の繊維長は、１０乃至１００ｍｍとされている。強化繊維の繊維長が１０ｍｍより短い場合、強化繊維による板状体１、特に、突起部２ａの補強効果が小さくなり、板状体１の力学物性が低くなる。一方、強化繊維の繊維長が１００ｍｍより長い場合、突起部２ａの先端まで十分に強化繊維が充填されない。【００４６】
板状体１の基層を形成している強化繊維層３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈにおける強化繊維は、連続した強化繊維であっても良いし、不連続な強化繊維、例えば、繊維長が１０乃至１００ｍｍの強化繊維が、長手方向に配列されている不連続な強化繊維であっても良い。板状体１のスキン層と基層とを明確に作り分けたい場合や、より高い力学特性を発現させたい場合には、少なくとも一部の強化繊維層における強化繊維は、連続した強化繊維であることが好ましい。より高い力学特性を発現させたい場合は、基層を形成する強化繊維層における全ての強化繊維が、連続した強化繊維からなることがより好ましい。【００４７】
確実に突起部２ａの先端まで強化繊維が充填されるためには、基層を形成する強化繊維層の少なくとも一部の強化繊維の繊維長は、１０乃至１００ｍｍであることが好ましい。特に、基層を形成する強化繊維層の全てにおける強化繊維の繊維長が、この範囲内にあることにより、突起部２ａへの強化繊維の充填の確実性を最も高めることが出来る。【００４８】
本発明において、スキン層を形成する強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、板状部１ａ、１ｂと突起部２ａとを形成している。すなわち、板状部１ａ、１ｂにおけるスキン層と突起部２ａとは、同じ強化繊維層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで形成されている。板状部１ａ、１ｂのスキン層と突起部２ａとの強化繊維の積層構造が異なっていると、双方の境界部分において、熱収縮率や線膨張係数の差異などによって残留応力が生じ易くなり、結果として、クラック発生や繊維強化プラスチックとしてのソリの原因となる恐れがある。【００４９】
更に、本発明において、積層構造を構成する各層の強化繊維の少なくとも一部が、板状部１ａ、１ｂから突起部２ａに亘って連続している。これにより、突起部２ａと板状部１ａ、１ｂとの間には、強固な一体構造が形成され、リブやボスなどの突起部としての機能が十分に発揮される。突起部２ａの積層構造をなす強化繊維が、板状部１ａ、１ｂの積層構造をなす強化繊維と連続していない場合、突起部２ａの付け根部分の強度が低くなり、付け根部分で破壊または剥離が生じ易くなる。【００５０】
強化繊維が板状部１ａ、１ｂから突起部２ｂに亘って連続している状態が、図２に示される。強化繊維が板状部１ａ、１ｂから突起部２ｂに亘って連続しているとは、図２に示されるように、強化繊維４が、板状部１ａから突起部２ａに亘り、連続して存在している状態を云う。【００５１】
本発明の強化繊維層の積層構造は、図１に示す態様を用いて説明すると、板状体１の縦断面を観察した場合、強化繊維がある方向に配向されている層（例えば、層３ａ）と、それとは強化繊維が異なる方向に配向されている層(例えば、層３ｂ)とが、それぞれ別の層を形成し、それら別の層からなる複数の層３ａ、３ｂ、・・・３ｈが、板状体１の厚み方向に順番に積み重なっている構造を有する。【００５２】
この積層構造の例が、図３Ａ、図３Ｂ、および、図３Ｃに示される。これらの図において、一定の方向（図において、水平方向）に配列された多数本の強化繊維とマトリックス樹脂とからなる層５ｂ、５ｄのように、強化繊維の連続性が途切れ、途切れた部分に樹脂領域６が存在していても、隣接する層５ａ、５ｃにおいては、強化繊維が異なる方向（図において、紙面に垂直な方向）に配列されている。各層における強化繊維は、長手方向において、それぞれ繊維長１０乃至１００ｍｍをもって分断はされているが、隣接する層同士により、強化繊維は長手方向に連続して支持されている。従って、その層に存在する強化繊維は、その長手方向において分断はされているが、強化繊維の各セグメントは、同じ層に存在している。このような配列状態にある強化繊維の各セグメントを一体として、本発明において、強化繊維層と云う。【００５３】
なお、強化繊維がランダムに配列されたＳＭＣやＢＭＣを数枚重ね合わせてプレス成形した場合、その側面では、有限長の強化繊維がそれぞれ独立してランダムに配向されて積み重なっているため、繊維強化プラスチックの厚み方向に明確な層を形成しておらず、これらの強化繊維の存在状態は、本発明で云う強化繊維層を形成する強化繊維の状態には含まれない。【００５４】
本発明において、突起部２ａを形成している層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの内の少なくとも１つの層が、突起部２ｂの形状に沿った形状を有している。層が突起部２ｂの形状に沿った形状であるとは、その層、例えば、層３ａが、突起部２ｂを構成する各面２ａＳ１、２ａＳ２、２ａＳ３（図１参照）のそれぞれの向きと同じ向きを有している状態を云う。【００５５】
このような層形成の状態の例が、図４Ａ、図４Ｂ、および、図４Ｃに示される。図４Ａに示す突起部４Ａ２ａの縦断面においては、突起部４Ａ２ａは、左右の側面と頂面とに、３つの平面７ａ、７ｂ、７ｃを有する。図４Ｂに示す突起部４Ｂ２ａの縦断面においては、突起部４Ｂ２ａは、左右の側面、頂面、頂部の右側側面と段差部頂面とに、５つの平面７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈを有する。図４Ｃに示す突起部４Ｃ２ａの縦断面においては、突起部４Ｃ２ａは、左右の側面と半円状の頂面とに、平面７ｉ、７ｋと曲面７ｊを有する。【００５６】
図４Ａに示す突起部４Ａ２ａにおいては、突起部４Ａ２ａを形成する層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅが、それぞれ、前記各面に沿う方向に位置している。図４Ｂに示す突起部４Ｂ２ａにおいては、突起部４Ｂ２ａを形成する層８ｆ、８ｇ、８ｈ、８ｉ、８ｊが、それぞれ、前記各面に沿う方向に位置している。図４Ｃに示す突起部４Ｃ２ａにおいては、突起部４Ｃ２ａを形成する層８ｋ、８ｌ、８ｍ、８ｎ、８ｏが、それぞれ、前記各面に沿う方向に位置している。突起部の形状に沿った形状とは、突起部を構成する面に対し対応する層の中央面が、当該面に略平行であることを云う。略平行の用語は、層の中央面は厳密な平面になる場合は少ないと考えられることから、平行の概念に幅を持たせる必要があるために、用いられている。突起部を構成する面に対し対応する層の中央面がその層の厚み以内に面のズレが収まっている場合を略平行と云う。【００５７】
図５に、従来の板状体（繊維強化プラスチック）５が示される。図５において、板状体５は、板状部５１ａ、５１ｂと突起部５２ａからなる。突起部５２ａは、強化繊維の積層構造５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈを有し、突起部５２ａは、強化繊維の積層構造５３ａ、５３ｂ，５３ｃ、５３ｄを有する。突起部５２ａの強化繊維は、板状部５１ａ、５１ｂの強化繊維と連続している。しかし、層５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが、突起部５２ａの先端で、突起部５２ａの形状に沿っていない。すなわち、板状体５は、突起部５２ａにおける前記の層が、突起部５２ａの形状と相似の形状を有していない。この場合、突起部５２ａに力が作用すると、突起部５２ａの先端が破壊の起点となり、板状体５の物性の低下を引き起こす。【００５８】
本発明において、特に断らない限り、板状部とは、表面の形状が、平面を含む１／１００以下の曲率を有する一次曲面、二次曲面、または、球面などからなる板状部を云う。【００５９】
本発明における突起部を形成する方法としては、プリプレグやセミプレグなどの中間基材の積層体を、少なくとも片側の金型に突起部を形成するための凹部を有する両面型の金型内で、加圧して、突起部を形成する方法がある。この方法により突起部が形成されるメカニズムは明らかでないが、次のように考えられる。【００６０】
先ず、両面型の金型内で、繊維長１０乃至１００ｍｍの有限長の強化繊維からなる中間基材である積層体を加圧することにより、積層体の各層は、積層状態を保ったまま、積層面の方向（面内方向）に流動しようとする。そして、面内方向への流動が飽和したとき、片側の金型に凹形状の空間部があると、積層体は、積層状態を保ったまま、凹形状の空間部、すなわち、当初の積層面の方向に対し、垂直な方向あるいはある角度をもった方向（面外方向）にも流動し、空間部に進入する。この空間部に進入した積層体により、突起部が形成されると推定される。なお、この流動過程で、強化繊維が更に切断されることはないので、形成される板状体（繊維強化プラスチック）は、原材料の強化繊維の繊維長に応じた繊維長１０乃至１００ｍｍを有する強化繊維を含むことになる。【００６１】
強化繊維の配向方向を異にする強化繊維層が複数層あることにより、突起部は、寸法安定性に優れるものとなる。強化繊維の配向方向が一方向のみの場合、突起部は、熱収縮率や線膨張係数の異方性によってソリなどを生じ易く、寸法精度が悪くなる。更に、突起部が、リブの場合は、リブに対して２方向への力が作用した場合、あるいは、ねじれの力が作用した場合、強化繊維の配向方向が一方向のみの場合、力の作用方向により、リブとしての強度や剛性が不足する。そのため、強化繊維の配向方向を互いに異にする少なくとも２層の強化繊維層が必要となる。中でも、複数の強化繊維層が、［０／９０］ｎＳや［０／±６０］ｎＳ、［＋４５／０／−４５／９０］ｎＳといった等方積層で、かつ、対称積層構造を有していることが、板状体（繊維強化プラスチック）自体のソリ低減などを考慮すると、好ましい。【００６２】
本発明の繊維強化プラスチック（板状体）における突起部の横断面形状としては、例えば、多角形（例えば、長方形）、円形、あるいは、楕円形があり、縦断面形状としては、例えば、四角形（例えば、長方形）、三角形、あるいは、半円形がある。突起部がリブの場合は、横断面形状が長方形で、縦断面形状が長方形である板状の突起部、または、横断面形状が円形で、縦断面形状が長方形である棒状の突起部が、好ましく用いられる。突起部がボスの場合は、全体の形状が、半球状、多角柱状、円柱状、多角錐状、円錐状である突起部が、好ましく用いられる。【００６３】
本発明において、突起部の高さ２ｈ（図１参照）が、板状部の厚み１ｔ（図１参照）の０．５乃至５０倍であることが好ましく、１乃至２５倍であることがより好ましい。突起部の高さ２ｈが上記範囲内であれば、突起部としての効果が発現され易い。突起部の高さ２ｈが板状部の厚み１ｔの０．５倍より小さい場合、例えば、突起部がリブであると、リブによる剛性向上の効果は小さくなってしまうことがある。一方、突起部の高さ２ｈが板状部の厚み１ｔの５０倍よりも大きい場合、突起部が層構造を形成するのが難しくなる場合がある。【００６４】
本発明において、突起部の形状が上記の板状あるいは棒状である場合、突起部の厚み２ｔ（図１参照）が、板状部の厚み１ｔの０．１乃至４倍であることが好ましく、０．５乃至３倍であることがより好ましい。突起部の厚み２ｔが上記範囲内であれば、突起部としての効果が発現され易い。突起部の厚み２ｔが板状部の厚み１ｔの０．１倍より小さい場合、例えば、突起部がリブであると、リブによる剛性向上の効果は小さくなってしまうことがあり、突起部がボスであると、嵌め合い部の寸法精度が出ない場合がある。一方、突起部の厚み２ｔが板状部の厚み１ｔの４倍よりも大きい場合、板状部と突起部とのマテリアルバランスが取りにくくなり、板状部および突起部とを同様の層構造とすることが難しくなる場合がある。【００６５】
本発明の繊維強化プラスチック（板状体）の一例は、繊維長が１０乃至１００ｍｍの強化繊維が長手方向に配列された強化繊維シートとマトリックス樹脂とから構成されるプリプレグまたはセミプレグを複数積層して一体化した積層体を得て、前記積層体を、金型温度Ｔが実質的に一定である金型内で、加圧して賦形および固化せしめ、金型温度Ｔを保ったまま脱型することにより製造される。【００６６】
マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であると、繊維長が１０乃至１００ｍｍの強化繊維シートを、プリプレグまたはセミプレグとして取り扱う場合の取り扱い性が良く、また、マトリックス樹脂の粘度も、熱可塑性樹脂の場合よりも低く設定出来、強化繊維層が容易に流動出来るような材料設計が、し易くなる。その結果、所望とする突起部を板状体に容易に形成することが出来る。【００６７】
熱硬化性樹脂としては、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、フェノール樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、それらの混合樹脂であっても差し支えない。中でも、熱硬化性樹脂としては、力学特性に優れる繊維強化プラスチックが得られるエポキシ樹脂がとりわけ好ましい。【００６８】
プリプレグとは、強化繊維にマトリックス樹脂を完全に、セミプレグとは、部分的に含浸せしめた半硬化状態の中間基材である。繊維が長手方向に分断されている強化繊維シートをプリプレグあるいはセミプレグの形態で取り扱うと、その取り扱いが、極めて容易となる。また、一方向に引き揃えられた多数本の強化繊維とマトリックス樹脂からなる一方向プリプレグシート、または、一方向セミプレグシートは、これらの複数枚を強化繊維の配列方向が異なるように積層状態を調整することにより、容易に、所望とする特性を有する積層体あるいは板状体の設計が出来る。強化繊維の配列方向が一方向であるゆえに、プリプレグの強化繊維含有率を高めることが容易で、強化繊維のクリンプによる強度低下も防ぐことが出来る。そのため、プリプレグあるいはセミプレグの使用は、高強度、高弾性率を有する繊維強化プラスチックを作製するには、適していると云える。【００６９】
プリプレグまたはセミプレグは、オートクレーブ成形、オーブン成形、あるいは、プレス成形における加圧および加熱工程、更に、マトリックス樹脂の固化工程を経て、繊維強化プラスチックに加工される。【００７０】
これらの成形方法の中でも、生産性および成形性を考慮すると、プレス機を用いたプレス成形方法が好ましく用いられる。プレス成形方法は、他の成形方法に比べ、成形前の下準備、更には、成形後の後処理も簡便なため、圧倒的に生産性に優れる。更に、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、金型温度Ｔを実質的に一定に保ったまま脱型することが可能である。従って、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂の場合に必要となる金型の冷却工程を、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、省くことが可能となる。すなわち、加熱、加圧成形工程終了後、金型の冷却を待たずに、成形された板状体を金型から脱型することが可能であり、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いれば、所望とする板状体の大幅な生産性の向上がもたらされる。金型温度Ｔが実質的に一定とは、金型温度の変動が±１０℃の範囲内であることを云う。【００７１】
本発明の繊維強化プラスチック（板状体）は、金型温度Ｔと、熱硬化性樹脂の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）に拠る発熱ピーク温度Ｔｐとが、次の関係式（Ｉ）
Ｔｐ−６０≦Ｔ≦Ｔｐ＋２０                        ・・・（Ｉ）
を満足する条件で製造されることが好ましい。次の関係式（ＩＩ）
Ｔｐ−３０≦Ｔ≦Ｔｐ                            ・・・（ＩＩ）
を満足することが、更に好ましい。【００７２】
金型温度Ｔが、Ｔｐ−６０より低い場合、樹脂の硬化に要する時間が非常に長くなり、また、硬化が不十分である場合もある。一方、Ｔｐ＋２０より高い場合、樹脂の急激な反応により、樹脂内部でのボイドの生成、硬化不良を引き起こすため好ましくない。なお、ＤＳＣに拠る発熱ピーク温度Ｔｐは、昇温速度１０℃／分の条件にて測定した値である。【００７３】
本発明の繊維強化プラスチック（板状体）は、熱硬化性樹脂の動的粘弾性測定（ＤＭＡ）に拠る最低粘度が０．１乃至１００Ｐａ・ｓの条件で製造されることが好ましい。更に好ましくは、０．１乃至１０Ｐａ・ｓである。最低粘度が０．１Ｐａ・ｓより小さい場合、加圧時に樹脂のみが流動し、突起部の先端まで十分に強化繊維が充填されない場合がある。一方、１００Ｐａ・ｓより大きい場合、樹脂の流動性が乏しいため、突起部の先端まで十分に強化繊維および樹脂が充填されない場合がある。なお、ＤＭＡに拠る最低粘度は、昇温速度１．５℃／分の条件にて測定した値である。【００７４】
本発明において用いられる一定方向に配列した繊維長１０乃至１００ｍｍの強化繊維が長手方向に配列された強化繊維シートの態様としては、例えば、牽切紡などの紡績手段によって得られる不連続状の強化繊維をシート化した態様であってもよいし（態様Ａ）、不連続状の強化繊維（例えば、チョップドファイバー）を一方向に配列させてシート化した態様であってもよいし（態様Ｂ）、あるいは、連続状の強化繊維で構成される一方向プリプレグシートの全面に強化繊維を横切る方向に断続的な有限長の切り込みを入れた態様であってもよい（態様Ｃ）。【００７５】
牽切紡とは、ストランド状態の連続繊維に張力をかけることにより、繊維を短繊維の単位で切断する紡績方法の１つであり、短繊維の切断点が一箇所に集まらないで、ストランドの全長にわたって均等に分散すると云う特徴を有する。態様Ａは、強化繊維の切断端を単繊維の単位で揃わないようにランダムに配置して集合体を形成するものであり、強化繊維が、単繊維の単位で流動するため、成形性に僅かに劣るが、応力伝達が非常に効率良くなされるため、極めて高い力学特性の発現を可能とし、強化繊維の切断箇所が分散しているため、優れた品質安定性の実現を可能とする。【００７６】
態様Ｂは、強化繊維の切断端を複数の繊維の単位で揃えて、ある程度は規則正しく配置して集合体を形成するものであり、必然的に強化繊維の配置、分布ムラなどを生じるため、品質安定性は僅かに劣るが、複数の繊維の単位で流動するため、極めて優れた成形性の実現を可能とする。【００７７】
態様Ｃは、強化繊維の切断端を複数の繊維の単位で揃えて、規則正しく配置して集合体を形成するものであり、強化繊維が規則正しく配置しているため、品質安定性および力学特性に優れ、複数の繊維の単位で流動するため、成形性にも優れている。【００７８】
上記の各態様は、用途に応じて適宜選択することが出来るが、中でも力学特性と成形性とのバランスに優れ、簡易に製造することが出来る態様Ｃが、本発明において、最も好ましい態様と云える。【００７９】
一定方向に配列された多数本の強化繊維を、繊維長１０乃至１００ｍｍを有する強化繊維が長手方向に配列された強化繊維シートにするために、強化繊維を切断するための切り込みを強化繊維に入れる方法としては、一定方向に配列された多数本の強化繊維と樹脂とからなる一方向プリプレグシートまたは一方向セミプレグシートなどの中間基材に、カッターを用いての手作業により、あるいは、裁断機を用いての機械的作業により、切り込みを入れる方法（方法Ａ）、前記中間基材を、所定の位置に刃が配置されている打ち抜き刃により打ち抜く方法（方法Ｂ）、あるいは、前記中間基材の製造工程において、所定の位置に刃が配置されている回転ローラにより、連続的に切り込みを入れる方法（方法Ｃ）などがある。【００８０】
簡易に強化繊維を切断する場合には、方法Ａが、生産効率を考慮し、大量に作製する場合には、方法Ｂ、更に大量生産する場合には、方法Ｃが適している。【００８１】
本発明において用いられる強化繊維としては、炭素繊維が好ましい。炭素繊維は、低比重であり、しかも、比強度および比弾性率において特に優れた性質を有しており、更に、耐熱性や耐薬品性にも優れていることから、軽量化が望まれる自動車パネルなどの部材に好適である。中でも、高強度の炭素繊維が得られ易いＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。【００８２】
本発明の繊維強化プラスチック（板状体）の用途としては、強度、剛性、軽量性が要求される、自転車のクランクやフレームなどの部材、ゴルフクラブのシャフトやヘッドなどのスポーツ部材、ドア、シート、メンバー、モジュールあるいはフレームなどの自動車部材、ロボットアームなどの機械部品がある。中でも、強度、軽量に加え、部材形状が複雑で、他の部材との間で形状追従性が要求される、シートパネル、シートフレーム、フロントエンドモジュールあるいはドアインナーモジュールなどの自動車部材、クランクなどの自転車部材に好ましく用いられる。【００８３】
次に、実施例および比較例を用いて、本発明を更に説明するが、本発明は、特にこれに限定されるものではない。【００８４】
一方向プリプレグシートの作製方法：
次の手順にてエポキシ樹脂組成物を得た。【００８５】
（ａ）エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製“エピコート（登録商標）”８２８：３０重量部、エピコート１００１：３５重量部、エピコート１５４：３５重量部）と、熱可塑性樹脂ポリビニルホルマール（チッソ（株）製“ビニレック（登録商標）”Ｋ）５重量部とを、１５０乃至１９０℃に加熱しながら１乃至３時間攪拌し、ポリビニルホルマールを均一に溶解した。【００８６】
（ｂ）樹脂温度を５５乃至６５℃まで降温した後、硬化剤ジシアンジアミド（ジャパンエポキシレジン（株）製ＤＩＣＹ７）３．５重量部と、硬化促進剤３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア（保土谷化学工業（株）製ＤＣＭＵ９９）４重量部とを加え、該温度で３０乃至４０分間混練後、ニーダー中から取り出してエポキシ樹脂組成物を得た。【００８７】
得られたエポキシ樹脂組成物を、リバースロールコーターを使用し離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを作製した。【００８８】
次に、シート状に一方向に配列させた炭素繊維（引張強度４，９００ＭＰａ、引張弾性率２３５ＧＰａ）に樹脂フィルム２枚を炭素繊維の両面から重ね、加熱し、加圧して樹脂組成物を含浸させ、炭素繊維目付１５０ｇ／ｍ２、樹脂重量分率３３％の一方向プリプレグシートを作製した。【００８９】
得られたエポキシ樹脂組成物のＤＳＣに拠る発熱ピーク温度Ｔｐは、１５２℃であった。測定装置としては、ティー・エイ・インスツルメンツ社製ＤＳＣ２９１０（品番）を用いて、昇温速度１０℃／分の条件にて測定した。【００９０】
ＤＭＡに拠る最低粘度は、０．５Ｐａ・ｓであった。測定装置としては、ティー・エイ・インスツルメンツ社製動的粘弾性測定装置“ＡＲＥＳ”を用いて、昇温速度１．５℃／分、振動周波数０．５Ｈｚ、パラレルプレート（直径４０ｍｍ）の条件にて、温度と粘度の関係曲線から最低粘度を求めた。【００９１】
力学特性評価方法：
３点曲げ試験による曲げ剛性測定により力学特性を評価した。リブを有する成形体より、リブが、試験片長手方向に連続し、かつ、試験片中央部となるように、長さ１００±１ｍｍ、幅３０±０．２ｍｍの形状に切り出し試験片を得た。【００９２】
得られた試験片をリブを下向き（支点側）とし、支点間距離を８０ｍｍとし、支点が板状部で支持されるように調整した。測定装置としては、インストロン社製万能試験機４２０８型を用いて、クロスヘッド速度２．０ｍｍ／分の条件により３点曲げ試験を行った。測定した試験片の数はｎ＝５とした。得られた荷重−たわみ曲線より、曲げ剛性を算出し、その値を試験片重量で除した値（比曲げ剛性）により評価を行った。
【実施例１】
【００９３】
上記のプリプレグの作製方法により、図６に示す一方向プリプレグシート１１を用意した。図６において、この一方向プリプレグシート１１における多数本の強化繊維の配列方向（繊維長手方向）が、矢印９（図６において上下方向）で示され、強化繊維の配列方向に直交する方向（繊維直交方向）が、矢印１０（図６において、左右方向）で示される。一方向プリプレグシート１１に、自動裁断機を用いて、図６に示すような等間隔で規則的な切り込み１２を、繊維直交方向に連続的に挿入した。図６において、各切り込みの幅ａは、１０ｍｍであり、繊維長手方向における各切り込み間隔（ピッチ）ｂ、すなわち、強化繊維の分断された長さは、３０ｍｍであり、繊維直交方向において隣接する切り込み間の間隔ｃは、１０ｍｍとした。【００９４】
このようにして用意した一方向プリプレグシート１１から、１枚の大きさが３００×３００ｍｍのプリプレグ基材、１６枚を切り出した。これらを、全体が疑似等方（［＋４５／０／−４５／９０］２Ｓ）になるように積層し、プリプレグ積層体を用意した。プリプレグ積層体に積層されているプリプレグ基材は、１６枚であるが、中央層の９０度層では繊維方向が同一で２枚重なるため、積層数は１５層として扱う。【００９５】
図７に示す突起部（リブ）形成用の溝（リブ溝）１４が間隔をおいて２本設けられた図８に示す金型を用意した。図８において、金型１３Ａは、２本のリブ形成用の溝１４Ａ１、１４Ａ２を有する。この金型１３Ａを、次に説明する上金型として用いる。【００９６】
上記において用意したプリプレグ積層体を、３００×３００ｍｍの面を有する下金型の上に収容した後、上記の上金型１３Ａを取り付けた加熱型プレス成形機により、加圧力６ＭＰａの加圧、加熱温度１５０℃の加熱、成形時間３０分の成形条件により、プリプレグ積層体を、加熱、加圧、賦形処理し、マトリックス樹脂を硬化せしめ、リブを有する平板状の成形体（板状体）を得た。【００９７】
得られた板状体は、板状部の厚さ１ｔが、２．０ｍｍであり、リブの先端まで強化繊維が充填しており、リブの断面を観察したところ、図１に示すように、リブには、積層構造が形成されており、その積層構造における強化繊維は、板状部の積層構造における強化繊維から連続しており、リブを形成する８層が、リブの形状に沿った形状、すなわち、リブの両側面および上面と対応する形状を有する層として位置していることが確認された。【００９８】
３点曲げ試験の結果、得られた板状体の比曲げ剛性は、１，１００（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、非常に高い値を示した。
【実施例２】
【００９９】
上金型の突起部形成用の溝の位置を、図９に示す十字形状の溝１４Ｂ１、１４Ｂ２に変更した上金型１３Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、成形体（板状体）を作製した。【０１００】
得られた板状体は、板状部の厚さ１ｔが、２．０ｍｍであり、リブの先端まで強化繊維が充填しており、リブの断面を観察したところ、図１に示すように、リブには、積層構造が形成されており、その積層構造における強化繊維は、板状部の積層構造における強化繊維から連続しており、リブの８層が、リブの形状に沿った形状、すなわち、リブの両側面および上面と対応する形状を有する層として位置していることが確認された。【０１０１】
３点曲げ試験の結果、得られた板状体の比曲げ剛性は、１，０５０（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、非常に高い値を示した。
【比較例１】
【０１０２】
一方向プリプレグシートに切り込みを挿入しないこと以外は、実施例１と同様にして、平板状の成形体（板状体）を得た。
【０１０３】
得られた板状体は、板状部の厚さが、２．３ｍｍであり、リブにおいては、５割程度の部分において、強化繊維の充填が欠落していた。リブの断面を観察したところ、形成されたリブのうち８割程度の部分は、樹脂により形成されており、リブの積層構造を構成する強化繊維層が、リブの形状に沿った形状になっていないことが、判明した。
【０１０４】
３点曲げ試験の結果、得られた板状体の比曲げ剛性は、１５０（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、非常に低い値を示した。
【比較例２】
【０１０５】
突起部形成用の溝を有さない上金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、平板状の成形体（板状体）を得た。
【０１０６】
得られた板状体の厚さは、２．４ｍｍであった。得られた板状体から、幅１０ｍｍの板状片を２本切り出した。次いで、実施例１の板状体と同様の形状とすべく、２液型エポキシ系接着剤を用いて、この比較例で得られた板状体の表面に、前記２本の板状片を接合し、リブを有する平板状の板状体を作製した。なお、接合部の接着を高めるために、板状片を接着する前に、接着させる部分に、サンドブラスト処理を施した。
【０１０７】
得られたリブを有する板状体の片側のリブの近傍の縦断面図が、図１０に示される。図１０において、板状体１０１は、板状部１０１ａ、１０１ｂ、および、板状片の接着により形成された突起部（リブ）１０２ａからなる。板状部１０１ａ、１０１ｂは、マトリックス樹脂が共存する強化繊維層１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆ、１０３ｇ、１０３ｈで形成されている。
【０１０８】
リブ１０２ａの断面を観察したところ、図１０に示すように、リブ１０２ａは、積層構造を有するが、リブ１０２ａの積層構造における強化繊維と板状部１０１ａ、１０１ｂの積層構造における強化繊維とは、連続しておらず、更に、リブ１０２ａの先端で、積層構造を形成する各層の連続性がそれぞれ途絶えており、各層は、リブ１０２ａの形状に沿った形状になっていなかった。
【０１０９】
３点曲げ試験の結果、試験開始後、直ぐに、リブ１０２ａが板状部１０１ａから剥離してしまい、板状体１０の比曲げ剛性は、８０（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、非常に低い値を示した。
【比較例３】
【０１１０】
実施例１において用意したプリプレグ基材を、［＋４５／０／−４５／９０］２となるように、８枚積層し、プリプレグ積層体Ａを作製した。作製したプリプレグ積層体Ａから、３００×２０ｍｍの大きさのプリプレグ積層体Ｂを、２体切り出した。
【０１１１】
次いで、得られた２つのプリプレグ積層体Ｂを、それぞれの９０度層が内側となるように、半分に折り返し、折り返した側を溝の先端となるように、実施例１と同様の上金型の溝に挿入した後、プリプレグ積層体Ａを、３００×３００ｍｍの面を有する下金型の上に配置した後、実施例１と同様の条件により、リブを有する平板状の成形体（板状体）を作製した。
【０１１２】
作製された板状体の片側のリブの近傍の縦断面図が、図１１に示される。図１１において、板状体１１１は、板状部１１１ａ、１１１ｂ、および、突起部（リブ）１１２ａからなる。板状部１１１ａは、マトリックス樹脂が共存する強化繊維層１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆ、１１３ｇ、１１３ｈから形成されている。
【０１１３】
リブ１１２ａの断面を観察したところ、図１１に示すように、リブ１１２ａは、積層構造を有し、８層が、リブ１１２ａの形状に沿った形状を有しているが、リブ１１２ａの積層構造における強化繊維と板状部１１１ａの積層構造における強化繊維とは、連続していなかった。
【０１１４】
３点曲げ試験の結果、試験開始後、直ぐに、リブ１１２ａが板状部１１１ａから剥離してしまい、板状体１１の比曲げ剛性は、１００（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、非常に低い値を示した。
【比較例４】
【０１１５】
実施例１で用いた一方向プリプレグシートと同様の炭素繊維（フィラメント数１２，０００本）、および、エポキシ樹脂組成物を用いて、繊維長２５ｍｍ、炭素繊維目付７５０ｇ／ｍ２、樹脂重量分率５０％のＳＭＣシートを作製した。ＳＭＣシートを３００×３００ｍｍの大きさに切り出し、それらを２枚積層し、実施例１と同様の条件により、２本の直線状のリブを有する平板状の成形体（板状体）を作製した。
【０１１６】
得られた板状体は、板状部の厚さが、２．０ｍｍであり、リブの先端まで繊維が充填していたが、リブの断面を観察したところ、強化繊維がそれぞれ独立してランダムに配向されて積み重なっており、板状部およびリブのそれぞれにおいて、それぞれの厚み方向に、強化繊維の明確な層を形成していなかった。
【０１１７】
３点曲げ試験の結果、得られた板状体の比曲げ剛性は、２５０（ｋＮ・ｍｍ２／ｇ）と、低い値を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明の繊維強化プラスチックは、板状部と突起部との積層構造を構成する各層が、ともに不連続の強化繊維を含み、かつ、強化繊維の少なくとも一部が板状部から突起部に亘って連続しており、突起部の積層構造を構成する層の少なくとも１つが、突起部の形状に沿った形状を有している。この構造により、本発明の繊維強化プラスチックにおける突起部は、所望とする力学特性を有する。【０１１９】
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法によれば、特に、構造部材の構成上重要となるリブあるいはボスなどの突起部の力学特性の製造過程における低下が最小限に抑えられ、かつ、簡易に繊維強化プラスチックを製造することが出来る。【０１２０】
本発明の繊維強化プラスチックは、例えば、輸送機器（自動車、航空機、艦艇など）の構造部材、産業機械の構造部材、精密機器の構造部材、あるいは、スポーツ用具（自転車、ゴルフなど）の構造部材として好ましく用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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