(57)【要約】【課題】プリプレグを積層して厚肉化したとき、成形性を維持しつつ、強度を向上させることができるプリプレグ積層体及びその製造方法を提供する。【解決手段】積層プリプレグは、補強繊維としてのカーボン繊維よりなる織物に樹脂を含浸させた第１プリプレグ基材１２に切込み１３を有する切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを８層に積層して構成される。プリプレグ積層体１０は、前記積層プリプレグの上下両端面及び積層された８層の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの中央位置に第２プリプレグ基材１５が配置されて構成されている。すなわち、第２プリプレグ基材１５は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの４層毎に配置されている。この第２プリプレグ基材１５は、第１プリプレグ基材１２の補強繊維よりも延性を有するガラス繊維に樹脂を含浸させて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維よりなる織物に樹脂を含浸させた第１プリプレグ基材に切込みを有する切込みプリプレグを複数積層した積層プリプレグを構成するとともに、前記積層プリプレグの外面及び積層された複数の切込みプリプレグ間の少なくとも１つには、前記第１プリプレグ基材の補強繊維よりも延性を有する繊維に樹脂を含浸させた第２プリプレグ基材を配置したプリプレグ積層体。
【請求項２】
前記第１プリプレグ基材を構成する補強繊維はカーボン繊維であるとともに、第２プリプレグ基材を構成する繊維はガラス繊維である請求項１に記載のプリプレグ積層体。
【請求項３】
前記積層プリプレグの両外面及び積層プリプレグの中央部に配置された一対の切込みプリプレグ間には第２プリプレグ基材が配置されている請求項１又は請求項２に記載のプリプレグ積層体。
【請求項４】
前記樹脂は熱可塑性樹脂である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリプレグ積層体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプリプレグ積層体の製造方法であって、
前記切込みプリプレグを複数積層して積層プリプレグを形成するとともに、積層プリプレグの外面及び積層された複数の切込みプリプレグ間の少なくとも１つには前記第２プリプレグ基材を配置するプリプレグ積層体の製造方法。
【請求項６】
前記第１プリプレグ基材を構成する補強繊維はカーボン繊維であるとともに、第２プリプレグ基材を構成する繊維はガラス繊維である請求項５に記載のプリプレグ積層体の製造方法。
【請求項７】
前記積層プリプレグの両外面及び積層プリプレグの中央部に配置された一対の切込みプリプレグ間には第２プリプレグ基材が配置されている請求項５又は請求項６に記載のプリプレグ積層体の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂は熱可塑性樹脂である請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のプリプレグ積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用部材、航空機用部材、工具部材等の成形体を得るための材料として使用され、カーボン繊維等の補強繊維に樹脂を含浸させたプリプレグ基材から形成されるプリプレグ積層体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボン繊維強化樹脂〔ＣＦＲＰ(Carbon Fiber Reinforced Plastics)〕は軽量かつ高強度の材料であることから、多方面において利用されている。そのうち、マトリックス材としてポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を使用したカーボン繊維強化熱可塑性樹脂〔ＣＦＲＴＰ(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics)〕は、金属と同様にプレス成形でき、優れた機械的特性を発現できるため複合材料として有用である。
【０００３】
しかしながら、カーボン繊維を含む複合材料は繊維方向には伸びがほとんどなく、繊維方向以外の方向には塑性が容易であるという成形の異方性を有していることから、成形性に欠けるという問題がある。このため、ＣＦＲＴＰのカーボン繊維に切込みを形成し、ＣＦＲＴＰの成形性を高める技術が提案されている。
【０００４】
この種のＣＦＲＴＰのプリプレグが例えば特許文献１に開示されている。このプリプレグは補強繊維の第１と第２の織糸からなる織物と熱可塑性樹脂とを有するプリプレグであって、前記織糸に対して斜め方向に延び、平行に配列された断裂切断線上において断続的に形成された切込みを有している。ところが、このＣＦＲＴＰのプリプレグを積層し固化一体化したＣＦＲＴＰは成形性が改善される一方、ＣＦＲＴＰの強度がある程度低下するという問題が生ずる。
【０００５】
この点を改善したＣＦＲＴＰが非特許文献１に開示されている。これはＣＦＲＴＰの片面又は両面にガラス繊維強化熱可塑性樹脂〔ＧＦＲＴＰ(Glass Fiber Reinforced Thermoplastics)〕を配置したものである。この場合には、ＣＦＲＴＰの成形性の低下を抑制し、強度の改善を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１６３６６０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】第４０回複合材料シンポジウム予稿集
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した非特許文献１に記載されている従来構成のＣＦＲＴＰにおいては、ＣＦＲＴＰの厚みが薄い場合には成形性と強度とをバランス良く発揮することができる。これは、引張荷重負荷時に、表面にＧＦＲＴＰがない場合には表面のプリプレグの切込みを起点にして亀裂が進展していくが、ＧＦＲＴＰを表面に張り付けることによって、その進展が抑制されるためである。
【０００９】
しかしながら、プリプレグを複数、例えば４層〜８層に積層して厚肉化したときには、ＣＦＲＴＰの強度が大きく低下するという問題があった。それは積層数が増えると、まずその積層材間でせん断応力によって、縦割れが生じる。そうすると縦割れの表面にプリプレグの切込みが露出し、そこから亀裂が進展するためである。
【００１０】
このため、プリプレグを積層して実使用上有用な厚みとなるように厚肉化したとき、それを加熱及び加圧して成形された成形体は、実用的な強度を発揮することができない。
そこで、本発明の目的とするところは、プリプレグを積層して厚肉化したとき、成形性を維持しつつ、強度を向上させることができるプリプレグ積層体及び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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明のプリプレグ積層体は、補強繊維よりなる織物に樹脂を含浸させた第１プリプレグ基材に切込みを有する切込みプリプレグを複数積層した積層プリプレグを構成するとともに、前記積層プリプレグの外面及び積層された複数の切込みプリプレグ間の少なくとも１つには、前記第１プリプレグ基材の補強繊維よりも延性を有する繊維に樹脂を含浸させた第２プリプレグ基材を配置したものである。
【００１２】
前記第１プリプレグ基材を構成する補強繊維はカーボン繊維であるとともに、第２プリプレグ基材を構成する繊維はガラス繊維であることが好ましい。
前記積層プリプレグの両外面及び積層プリプレグの中央部に配置された一対の切込みプリプレグ間には第２プリプレグ基材が配置されていることが好ましい。
【００１３】
前記樹脂は熱可塑性樹脂であることが好ましい。
前記プリプレグ積層体の製造方法は、切込みプリプレグを複数積層して積層プリプレグを形成するとともに、積層プリプレグの外面及び積層された複数の切込みプリプレグ間の少なくとも１つには前記第２プリプレグ基材を配置するものである。
【００１４】
前記第１プリプレグ基材を構成する補強繊維はカーボン繊維であるとともに、第２プリプレグ基材を構成する繊維はガラス繊維であることが好ましい。
前記積層プリプレグの両外面及び積層プリプレグの中央部に配置された一対の切込みプリプレグ間には第２プリプレグ基材が配置されていることが好ましい。
【００１５】
前記樹脂は熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプリプレグ積層体によれば、プリプレグを積層して厚肉化したとき、成形性を維持しつつ、強度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態におけるプリプレグ積層体を分解して示す斜視図。
【図２】プリプレグ積層体を示す斜視図。
【図３】積層プリプレグを分解して示す斜視図。
【図４】切込みプリプレグを示す斜視図。
【図５】図４の切込みプリプレグにおける織糸の方向を４５°変更した切込みプリプレグを示す斜視図。
【図６】第２プリプレグ基材を示す斜視図。
【図７】綾織した第１プリプレグ基材を示す平面図。
【図８】図７の第１プリプレグ基材に切込みを形成した切込みプリプレグを示す平面図。
【図９】実施例、対照例及び比較例におけるプリプレグ積層体の積層構成を示す説明図。
【図１０】プリプレグ積層体を半球状に成形した状態を示す斜視図。
【図１１】実施例１のプリプレグ積層体について引張強度を測定した後の状態を示す断面図。
【図１２】比較例２のプリプレグ積層体について引張強度を測定した後の状態を示す断面図。
【図１３】本発明の別例のプリプレグ積層体を分解して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３に示すように、本実施形態における積層プリプレグ１１においては、補強繊維よりなる織物にマトリックス材としての樹脂を含浸させた第１プリプレグ基材１２に切込み１３を形成した切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂが複数積層されている。この積層プリプレグ１１は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂが８層に積層されて構成されている。前記補強繊維としては、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維等の長繊維が用いられる。この補強繊維としては、引張強度、ヤング率等の特性に優れている点からカーボン繊維が好ましい。第１プリプレグ基材１２の厚さは通常０．２〜０．３ｍｍ程度であることから、第１プリプレグ基材１２を複数積層して積層プリプレグ１１の厚さが１〜２ｍｍ程度となるように厚肉化される。
【００１９】
図４に示すように、前記切込みプリプレグ１４ａは、補強繊維による織物を構成する織糸（経糸１６及び緯糸１７）が互いに直交し、第１プリプレグ基材１２（織物）の側縁１２ａに平行に延び、切込み１３が経糸１６及び緯糸１７に交差する方向に延びている。また、図５に示す切込みプリプレグ１４ｂは、経糸１６及び緯糸１７が第１プリプレグ基材１２の側縁１２ａに対して４５°斜め方向に延びるとともに、切込み１３がそれらの経糸１６及び緯糸１７に交差する方向に延びている。
【００２０】
そして、図１に示すように、４層に積層される切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂは、上下両端部に図４に示す切込みプリプレグ１４ａが配置され、それらの切込みプリプレグ１４ａ間に図５に示す一対の切込みプリプレグ１４ｂが配置される。
【００２１】
図１及び図２に示すように、前記積層プリプレグ１１の外面すなわち積層プリプレグ１１の上下両端面、及び積層プリプレグ１１の中央部に配置された一対の切込みプリプレグ１４ａ間には第２プリプレグ基材１５が配置されている。つまり、第２プリプレグ基材１５は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの４層毎に配置されている。
【００２２】
図６に示すように、これらの第２プリプレグ基材１５は、経糸１６及び緯糸１７が互いに直交するとともに、第２プリプレグ基材１５の側縁１５ａに対して４５°斜め方向に延びている。上記のように、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ及び第２プリプレグ基材１５が積層されて、図１及び図２に示すプリプレグ積層体１０が構成される。
【００２３】
なお、第２プリプレグ基材１５は、積層プリプレグ１１の外面のうち片面のみに配置されていてもよく、また積層プリプレグ１１の内部には、積層された複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の少なくとも１つに配置されておればよい。この第２プリプレグ基材１５は、前記補強繊維よりも延性を有する繊維により形成されている。
【００２４】
前記プリプレグ基材１２はシート状の複合材料であって、補強繊維の織糸を平織、綾織等の常法により形成された織物にマトリックス材としての樹脂を含浸させることによって形成される。
【００２５】
図７に示すように、例えば補強繊維の経糸１６と緯糸１７を綾織した場合には、経糸１６の延びる経方向に対して緯糸１７が９０°交差する緯方向に形成されるとともに、緯糸１７が経糸１６と一度交差したあと１本飛ばしに編み込まれている。なお、平織の場合には、経糸１６と緯糸１７は１本ずつ交互に編み込まれる。
【００２６】
マトリックス材である樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。これらの樹脂のうち、加熱プレス成形が容易で実用的な熱可塑性樹脂が好ましい。樹脂の含浸は、常法に従って補強繊維の織物を樹脂液中に浸漬した後引き上げたり、繊維に樹脂粉末を付着させてそれを溶融含浸させたりすることにより行われる。
【００２７】
図８に示すように、前記切込みプリプレグ１４ａは、第１プリプレグ基材１２に切込み１３を設けたものである。この切込み１３は、経糸１６及び緯糸１７に対して斜め方向に延び、平行に配列される断裂切断線１８上において間欠的に形成される。この切込み１３は、第１プリプレグ基材１２に例えばレーザ光を照射することにより形成される。切込み１３は、その切込み１３の長さを示す切込み長１９、切込み１３間の間隔を示す切込み間隔２０、断裂切断線１８の間隔を示す切込みピッチ２１及び断裂切断線１８と緯糸１７（又は経糸１６）の角度を示す切込み角度θがそれぞれ所定範囲に設定される。
【００２８】
前記切込み長１９は、プリプレグの強度の異方性を低減し、成形を容易にするために、織糸の配列周期である織目ピッチ２２の０．５〜１５倍が好ましい。切込み間隔２０は、プリプレグの成形を容易にし、かつ強度を維持するために、織目ピッチ２２の０．２５〜７．５倍が好ましい。切込みピッチ２１は、プリプレグの成形性と強度のバランスを図るために、織目ピッチ２２の０．５〜１５倍が好ましい。切込み角度θは、プリプレグの強度の異方性を低減し、成形性を高めるために、２０〜７０°が好ましい。
【００２９】
前記積層プリプレグ１１において、積層される各切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの補強繊維の織糸の配向方向は、積層プリプレグ１１の積層方向（上下方向）の中央位置を中心にして対称となるように切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを配置することが好ましい。この場合には、プリプレグ積層体１０を加熱、加圧して成形したとき、成形体の意図しない変形を抑制し、成形性を良好にすることができる。例えば、図１に示すように、第２プリプレグ基材１５間の４層の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂについて、積層方向の両端部には経糸１６及び緯糸１７が経方向と緯方向に延びる切込みプリプレグ１４ａが配置される。それらの切込みプリプレグ１４ａ間には、経糸１６及び緯糸１７が前記両端部の切込みプリプレグ１４ａの経糸１６及び緯糸１７に対して４５°斜め方向に延びる一対の切込みプリプレグ１４ｂが配置される。
【００３０】
前述のように、積層プリプレグ１１は切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを複数に積層して構成されるが、その積層数は特に限定されない。切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの積層数は、通常４〜１２層程度、好ましくは６〜１０層に設定され、例えば８層に設定される。この積層プリプレグ１１の外面すなわち片面又は両面、或いは複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の少なくとも１つには、補強繊維よりも伸びる（延性を有する）繊維による第２プリプレグ基材１５が配置されてプリプレグ積層体１０が構成される。ここで延性とは、ガラス繊維に荷重を加えて伸長させ、破断するまでのひずみが大きいことを意味する。なお、この第２プリプレグ基材１５には、切込み１３は形成されていない。
【００３１】
前記補強繊維よりも伸びる（延性を有する）繊維としては、ガラス繊維、アラミド繊維等が用いられる。これらの繊維のうち、ヤング率が低く、延性に優れたガラス繊維が好ましい。このガラス繊維に樹脂を含浸して形成される第２プリプレグ基材１５は、前述したカーボン繊維による第１プリプレグ基材１２と同様にして調製される。
【００３２】
この第２プリプレグ基材１５は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの積層数が例えば８層である場合には、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの３層毎又は４層毎に配置されることが好ましい。このように、積層プリプレグ１１の内部に第２プリプレグ基材１５を配置することにより、プリプレグ積層体１０の成形性を損なうことなく、強度を高めることができる。
【００３３】
次に、前述したプリプレグ積層体１０の製造方法について説明する。
まず、補強繊維に樹脂を含浸して得た第１プリプレグ基材１２に対し、所定の切込み１３を形成して切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを複数枚調製する。続いて、得られた切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを複数層に積層して積層プリプレグ１１を形成する。次いで、その積層プリプレグ１１の外面すなわち積層プリプレグ１１の片面又は両面、及び積層された複数層の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の少なくとも１つに第２プリプレグ基材１５を配置することにより、プリプレグ積層体１０を製造することができる。
【００３４】
例えば、図３に示すように、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを８層に積層して積層プリプレグ１１を構成した場合には、図１に示すように、第２プリプレグ基材１５を積層プリプレグ１１の上下両端面及び積層プリプレグ１１内の４層間に配置する。このようにして、積層プリプレグ１１の両面及び積層プリプレグ１１内の中央位置に第２プリプレグ基材１５が配置されたプリプレグ積層体１０を製造することができる。得られたプリプレグ積層体１０は、ホットプレス成形法等の成形法により切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ及び第２プリプレグ基材１５が一体化された所定形状の成形物を得ることができる。
【００３５】
次に、前記のように構成された本実施形態のプリプレグ積層体１０について作用を説明する。
さて、図１に示すように、プリプレグ積層体１０は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂが８層に積層されて積層プリプレグ１１が構成され、その積層プリプレグ１１の両外面及び複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の中央部には第２プリプレグ基材１５が配置されて構成されている。
【００３６】
前記第１プリプレグ基材１２の補強繊維はカーボン繊維により形成され、第２プリプレグ基材１５の繊維はガラス繊維により形成されている。このため、プリプレグ積層体１０は、カーボン繊維により全体として繊維方向に高い強度を発現することができる。一方、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂは、それらの切込み１３がカーボン繊維の繊維方向と交差する方向に形成され、カーボン繊維の繊維方向への伸びを容易にさせ、プリプレグ積層体１０の成形性を良好にすることができる。
【００３７】
さらに、プリプレグ積層体１０の両外面及び内部には第２プリプレグ基材１５が配置されている。この第２プリプレグ基材１５を構成する繊維はガラス繊維であり、そのガラス繊維はカーボン繊維に比べて延性を有している。言い換えれば、ガラス繊維はカーボン繊維に比べてヤング率が非常に低く、かつ大きな弾性伸びを示す。このため、プリプレグ積層体１０が多層の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂにより厚肉化されていても、プリプレグ積層体１０の成形時に第２プリプレグ基材１５は成形に対する抵抗性が低いことから、プリプレグ積層体１０の成形性が損なわれることなく、第２プリプレグ基材１５を有しない場合と同様に成形を良好に行うことができる。
【００３８】
加えて、第２プリプレグ基材１５により、積層された各切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの切込み１３を起点として生ずる層間割れや亀裂伝播が抑制され、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの破断が抑えられる。その結果、プリプレグ積層体１０の強度が十分に維持される。
【００３９】
以上の実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）この実施形態のプリプレグ積層体１０では、前記切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを複数積層した積層プリプレグ１１の外面及び積層された複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の少なくとも１つには、第２プリプレグ基材１５が配置されている。この第２プリプレグ基材１５を構成する繊維は補強繊維よりも弾性率がかなり低く、大きな弾性伸びを有していることから、プリプレグ積層体１０の成形性を低下させることなく、プリプレグ積層体１０内における損傷を抑えてその強度を保持することができる。
【００４０】
従って、この実施形態のプリプレグ積層体１０によれば、プリプレグを積層して厚肉化したとき、成形性を維持しつつ、強度を向上させることができるという効果を奏する。
（２）前記第１プリプレグ基材１２を構成する補強繊維はカーボン繊維であるとともに、第２プリプレグ基材１５を構成する繊維はガラス繊維である。このため、カーボン繊維が優れた強度を発揮できると同時に、ガラス繊維が成形性を良好に維持し、かつ強度を十分に向上させることができる。
【００４１】
（３）前記積層プリプレグ１１の両外面及び積層プリプレグ１１の中央部に配置された一対の切込みプリプレグ１４ａ間には第２プリプレグ基材１５が配置されている。そのため、これらの第２プリプレグ基材１５によりプリプレグ積層体１０の成形性を保持できるとともに、プリプレグ積層体１０内の中央部に配置された第２プリプレグ基材１５により強度の向上を図ることができる。
【００４２】
（４）前記樹脂はポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂である。このため、加熱時における溶融性や流動性が良く、プリプレグ積層体１０の成形性や取扱性を向上させることができる。
【００４３】
（５）プリプレグ積層体１０の製造方法は、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを複数積層して積層プリプレグ１１を形成するとともに、積層プリプレグ１１の外面及び積層された複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂ間の少なくとも１つには第２プリプレグ基材１５を配置するものである。従って、複数の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを用意し、それらの切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを積層するとともに、第２プリプレグ基材１５を積層プリプレグ１１の外面及び内部に配置するという簡単な方法でプリプレグ積層体１０を得ることができる。
【００４４】
よって、本実施形態のプリプレグ積層体１０の製造方法によれば、厚肉化されたプリプレグ積層体１０であっても、所定の積層構成に従ってプリプレグ積層体１０を速やかに製造することができる。
【実施例】
【００４５】
以下に、実施例、比較例及び対照例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
図７に示すように、補強繊維としてカーボン繊維を用いるとともに、熱可塑性樹脂として熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）を用い、常法に従って第１プリプレグ基材１２を調製した。この第１プリプレグ基材１２は、経糸１６と緯糸１７による綾織材である。また、繊維としてガラス繊維を用いるとともに、熱可塑性樹脂として熱可塑性ポリウレタン樹脂を用い、常法に従って第２プリプレグ基材１５を調製した。この第２プリプレグ基材１５も経糸１６と緯糸１７による綾織材である。
【００４６】
図８に示すように、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂは、第１プリプレグ基材１２において、織糸に対して斜め方向に延び、平行に配列される断裂切断線１８上において間欠的に形成したものである。前記切込み長１９を３．５ｍｍ、切込み間隔２０を１．５ｍｍ、切込みピッチ２１を２．５ｍｍ及び切込み角度θを４５°に設定した。
【００４７】
図３に示すように、これらの切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを８層に積層して積層プリプレグ１１を構成した。そして、図１及び図２に示すように、積層プリプレグ１１の両外面及び中央部に第２プリプレグ基材１５を配置して、実施例１のプリプレグ積層体１０を得た。
【００４８】
ここで、実施例１、比較例１、２及び対照例１におけるプリプレグ積層体１０の積層構成を図９に示した。この図９において、第１プリプレグ基材１２の経糸１６及び緯糸１７の延びる配向方向を細線で示し、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの切込み１３を太線で示した。また、第２プリプレグ基材１５の経糸１６及び緯糸１７の延びる配向方向を細線で示した。
【００４９】
得られた実施例１のプリプレグ積層体１０を２００℃でホットプレス成形して一体化したものについて、引張強度を測定した。
引張強度は、（株）島津製作所製のオートグラフＡＧＳ−Ｘ（最大負荷荷重１０ｋＮ）を使用し、常温にて引張速度２mm/minの条件で測定した。引張強度を測定する際の荷重方向は、図２の矢印方向である。この引張強度の値は、後述する対照例１のプリプレグ積層体の引張強度を１とした場合の比率（強度比）で示した。
【００５０】
その結果、実施例１のプリプレグ積層体１０の引張強度の強度比は０．８５であった。このとき、図１１に示すように、実施例１のプリプレグ積層体１０では、その内部の中央部で層間剥離や縦割れが抑えられ、強度が維持されることが認められた。
【００５１】
また、図１０に示すように、プリプレグ積層体１０の成形性は、プリプレグ積層体１０を直径５０ｍｍの半球形状の膨出部２３を有するように成形したときの成形性を目視により判断した。すなわち、ホットプレス成形装置を用い、プリプレグ積層体１０を２５０℃に加熱した後、図示しないシリコーンゴム製の雌型とアルミニウム製の雄型とに挟み込んで型締めすることにより行った。
【００５２】
その結果、実施例１のプリプレグ積層体１０の成形性は、その内部に第２プリプレグ基材１５を配置しない場合（比較例２）と同様に良好であり、成形体の表面に目立った皺や荒れは生じなかった。
【００５３】
（対照例１）
前記第１プリプレグ基材１２を８層に積層して対照例１のプリプレグ積層体とした。この対照例１のプリプレグ積層体を引張強度の基準とした。
【００５４】
（比較例１）
図３に示すように、切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂを８層に積層して比較例１のプリプレグ積層体とした。この比較例１のプリプレグ積層体について引張強度を測定した結果、強度比は０．３であり、極めて低い強度であった。
【００５５】
（比較例２）
前記実施例１のプリプレグ積層体１０において、その内部に配置した第２プリプレグ基材１５を省略した以外は実施例１のプリプレグ積層体１０と同様に構成して比較例２のプリプレグ積層体とした。すなわち、第２プリプレグ基材１５を、積層プリプレグ１１の両外面にのみ配置して比較例２のプリプレグ積層体を調製した。
【００５６】
そして、この比較例２のプリプレグ積層体について、引張強度及び成形性を実施例１と同様にして測定した。
その結果、比較例２のプリプレグ積層体の引張強度の強度比は０．４５であり、実施例１に比べて引張強度が大きく低下した。このとき、図１２に示すように、比較例２のプリプレグ積層体については、プリプレグ積層体内の中央部付近を中心にして大きな層間剥離や縦割れが認められるとともに、亀裂伝播も認められた。
【００５７】
但し、比較例２のプリプレグ積層体の成形性は良好であった。
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・図１３に示すように、第２プリプレグ基材１５を、積層プリプレグ１１の上下両端面及び積層プリプレグ１１の内部において切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂの３層毎に配置してもよい。前記第２プリプレグ基材１５間の切込みプリプレグ１４ａ、１４ｂは、上下一対の切込みプリプレグ１４ａ間に切込みプリプレグ１４ｂが配置される。この場合には、プリプレグ積層体１０の強度や成形性を良好に維持しつつ、厚肉化を図ることができる。
【００５８】
・第１プリプレグ基材１２の厚みと第２プリプレグ基材１５の厚みを、プリプレグ積層体１０に必要とされる成形性及び強度に応じて変更してもよい。
・前記第２プリプレグ基材１５を構成する経糸１６及び緯糸１７の太さと、第１プリプレグ基材１２を構成する補強繊維による経糸１６及び緯糸１７の太さを、プリプレグ積層体１０に必要とされる強度に応じて適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０…プリプレグ積層体、１１…積層プリプレグ、１２…第１プリプレグ基材、１３…切込み、１４ａ、１４ｂ…切込みプリプレグ、１５…第２プリプレグ基材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１２】
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【図１３】
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