(57)【要約】【課題】剛性を高めつつ優れた耐衝撃性を有する繊維強化複合体を提供する。【解決手段】繊維強化複合体１は、筒状またはリング状の形状を有した繊維強化複合体であって、繊維強化複合体１は、強化繊維と前記強化繊維に含浸された樹脂とを含む繊維強化樹脂からなる内側層１０および外側層３０を有しており、内側層１０と外側層３０との間には、発泡樹脂からなる発泡樹脂層２０が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状またはリング状の形状を有した繊維強化複合体であって、
前記繊維強化複合体は、強化繊維と前記強化繊維に含浸された樹脂とを含む繊維強化樹脂からなる内側層および外側層を有しており、
前記外側層と前記内側層との間には、発泡樹脂からなる発泡樹脂層が形成されていることを特徴とする繊維強化複合体。
【請求項２】
前記内側層および前記外側層の少なくとも一方の層は、前記強化繊維と前記強化繊維に含浸された前記樹脂とからなるシート層が巻回するように形成された層であり、
前記シート層の巻始めまたは巻終わりに位置する端縁部のうち、前記発泡樹脂層に隣接した位置に第１端縁部が形成され、前記繊維強化複合体の表面に第２端縁部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合体。
【請求項３】
前記第１端縁部は、その先端側に進むに従って、厚さが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の繊維強化複合体。
【請求項４】
前記第１端縁部と前記第２端縁部との間において、巻回により形成される前記シート層の積層数は、他の部分の前記シート層の積層数よりも多いことを特徴とする請求項２または３に記載の繊維強化複合体。
【請求項５】
前記繊維強化複合体は、円筒状または円形のリング状であり、
前記内側層の前記第１端縁部と前記外側層の前記第１端縁部とは、前記繊維強化複合体の周方向の異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
【請求項６】
前記発泡樹脂層の表面のうち、前記内側層または前記外側層に接触する表面には、前記発泡樹脂層よりも硬質の中間層がさらに形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項の記載の繊維強化複合体。
【請求項７】
前記繊維強化複合体は、機械用部材または構造用部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状またはリング状の形状を有した繊維強化複合体に係り、特に、繊維強化樹脂からなる内側層および外側層を有した繊維強化複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維により、樹脂（プラスチック）を強化した繊維強化樹脂（ＦＲＰ）が知られている。近年、ＦＲＰは、軽量で且つ優れた剛性を有していることから、航空機、自動車、船舶、および建築物などの様々な分野において、欠かせない構成部材となっている。
【０００３】
航空機、自動車、および船舶などの乗り物には、地球環境への負荷低減のために燃費向上が必要とされており、そのためＦＲＰにも更なる軽量化が求められている。このような点を鑑みて、繊維強化樹脂からなる内側層および外側層を有し、内側層と外側層との間に、ゴム層または樹脂層が形成されたパイプ成形体（繊維強化複合体）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６１８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、繊維強化複合体には、優れた耐衝撃性も求められている。繊維強化複合体の耐衝撃性を確保するためには、繊維強化複合体に外部からの衝撃が負荷された際に、衝撃エネルギーを吸収し、外側層および内側層の剛性によって変形を抑制して一定の形状を維持できることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の繊維強化複合体において、内側層と外側層との間に形成されるゴム層または樹脂層は、上述した衝撃エネルギーを十分に吸収できず、繊維強化複合体が変形することが想定される。
【０００７】
本発明の目的とするところは、その剛性を高めつつ優れた耐衝撃性を有する繊維強化複合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る繊維強化複合体は、筒状またはリング状の形状を有した繊維強化複合体であって、前記繊維強化複合体は、強化繊維と前記強化繊維に含浸された樹脂とを含む繊維強化樹脂からなる内側層および外側層を有しており、前記外側層と前記内側層との間には、発泡樹脂からなる発泡樹脂層が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る繊維強化複合体によれば、剛性を高めつつ優れた耐衝撃性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る繊維強化複合体の構造を説明するための模式的斜視図である。
【図２】図１に示す繊維強化複合体の軸心方向と直交する断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示す繊維強化複合体の内側層近傍の拡大断面図であり、（ｂ）は、図１に示す繊維強化複合体の外側層近傍の拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す繊維強化複合体の製造方法を説明するための図である。
【図５】繊維強化複合体の製造方法において、外側層の第１端縁部近傍の加熱前後の状態を説明するための図である。
【図６】図１に示す繊維強化複合体の変形例を示した模式的断面図である。
【図７】実施例２に係る繊維強化複合体の内側層の端縁部の拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の本発明に係る繊維強化複合体の実施形態を、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１２】
１．繊維強化複合体１について
図１に示すように、繊維強化複合体１は、内側層１０と、外側層３０との間に、発泡樹脂からなる発泡樹脂層２０が形成された繊維強化複合体である。なお、図１では、その内部構造が分かるように、繊維強化複合体１の右側の部分において、部分的に外側層３０および発泡樹脂層２０を取り除くことにより、内側層１０および発泡樹脂層２０を順に露出させている。本実施形態では、繊維強化複合体１は、円筒状（パイプ状）であるが、上述した層構成で形成されるのであれば、例えば、円形のリング状、三角形、四角形など多角形の筒状またはリング状、または楕円形の筒状またはリング状などであってもよい。
【００１３】
図２に示すように、内側層１０と外側層３０は、発泡樹脂層２０の内側および外側に積層一体化されている。図３（ａ）に示すように、内側層１０は、強化繊維に樹脂（合成樹脂）が含浸された３つ（複数）のＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）１１，１２，１３が積層された層である。また、図３（ｂ）に示すように、外側層３０は、強化繊維に樹脂が含浸された３つ（複数）のＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）３１，３２，３３が積層された層である。
【００１４】
後述するように、内側層１０および外側層３０は、繊維強化複合体１の軸心Ｃの周りに、強化繊維と強化繊維に含浸された樹脂（合成樹脂）とからなるシート層（ＦＲＰシート層）１０ａ，３０ａが複数回巻回するように形成された層である。内側層１０および外側層３０には、シート層が巻回された回数に応じた層数のＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）が形成されている。本実施形態の内側層１０（外側層３０）では、シート層１０ａ（３０ａ）が軸心Ｃの周りを２回（２周）よりやや多く巻回されているので、部分的に３つのＦＲＰ層１１，１２，１３（３１，３２，３３）が積層されていることになる。なお、本明細書でいう「シート層」とは、シート材を巻回することにより形成された層のことをいう。
【００１５】
本実施形態では、発泡樹脂層２０に、コア発泡層２１が形成されている。コア発泡層２１は、発泡樹脂層２０の半径方向に沿った厚みの中央に位置する円周から発泡樹脂層２０の内側および外側に向かって発泡樹脂層２０の総厚みに対して５０％〜９９％の範囲で形成されている。コア発泡層２１の内側および外側には、発泡樹脂層２０の残りの厚さ分、表面発泡層２２、２２が形成されている。各表面発泡層２２は、コア発泡層２１と内側層１０（外側層３０）の間に形成された層である。なお、図１および後述する図面では、便宜上、表面発泡層２２の厚さを、実際の厚さよりも厚くなるように、図示している。
【００１６】
コア発泡層２１は、適度な弾性を発揮し、これにより繊維強化複合体１に衝撃が加わった際にコア発泡層２１が衝撃エネルギーを吸収する役割を有する。また、表面発泡層２２はコア発泡層２１より硬質な層であり、表面発泡層２２は、コア発泡層２１に比べて、発泡倍率が低い（樹脂の密度が高い）。このような表面発泡層２２の内周側および外周側には、内側層１０および外側層３０がそれぞれ積層一体化している。これにより、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に、表面発泡層２２が、内側層１０および外側層３０を支持して、内側層１０および外側層３０が変形して応力集中が発生することを高く低減する役割を有する。
【００１７】
したがって、発泡樹脂層２０が、コア発泡層２１およびこのコア発泡層２１より硬質な表面発泡層２２を含むことにより、優れた衝撃エネルギー吸収性を発揮できると共に内側層１０および外側層３０の変形による破壊を低減することができる。この結果、耐衝撃性が向上した繊維強化複合体１を提供することが可能となる。なお、本発明の効果が得られるメカニズムは明らかではなく、前記メカニズムは本発明者等の仮説である。以下、本実施形態に係る繊維強化複合体１について順を追って説明する。
【００１８】
２．発泡樹脂層２０について
繊維強化複合体１を構成する発泡樹脂層２０は、円筒状であり、素材として発泡した合成樹脂を含んでいる。合成樹脂は、シアノ基、ヒドロキシ基（水酸基）、カルボニル基、アミノ基、エポキシ基、ハロゲン原子、オキソ基、またはフェニル基などの極性基を有していることが好ましい。極性基を有している合成樹脂を用いることによって、これを含む発泡樹脂層２０と繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなる内側層１０および外側層３０とを強固に一体化させることができる。これにより、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に発泡樹脂層２０と内側層１０および外側層３０との剥離を低減させて、繊維強化複合体１の耐衝撃性をより向上させることが可能となる。
【００１９】
発泡樹脂層２０に用いられる合成樹脂として、具体的には、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、またはポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。なお、合成樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、発泡樹脂層２０と、内側層１０および外側層３０とをより強固に一体化することができることから、熱可塑性ポリエステル系樹脂またはポリアミド系樹脂が好ましく、熱可塑性ポリエステル系樹脂がより好ましい。
【００２０】
熱可塑性ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸と二価アルコールとが、縮合反応を行った結果得られた高分子量の線状ポリエステルである。熱可塑性ポリエステル系樹脂のなかでも、芳香族ポリエステル系樹脂が好ましい。
【００２１】
芳香族ポリエステル系樹脂とは、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とを含むポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、またはポリブチレンナフタレートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、芳香族ポリエステル系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２２】
なお、芳香族ポリエステル系樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分、またはジオール成分以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、またはペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成成分として含有していてもよい。
【００２３】
ポリエチレンテレフタレートは架橋剤によって架橋されていてもよい。架橋剤としては、公知のものが用いられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、またはオキサジン化合物などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２４】
２−１．コア発泡層２１について
発泡樹脂層２０を構成するコア発泡層２１中に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｃ）は、０．６５〜１であることが好ましく、０．７〜１がより好ましく、０．７５〜１がさらに好ましい。平均アスペクト比が前記範囲内である気泡を含むコア発泡層２１は、適度な弾性および硬度を有しており、これにより繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に、衝撃エネルギーをコア発泡層２１に拡散させながら吸収することが可能となる。
【００２５】
コア発泡層２１に含まれている気泡の平均長径は、０．０５〜０．８ｍｍが好ましく、０．０８〜０．７ｍｍがより好ましい。気泡の平均長径が短過ぎるコア発泡層２１では硬度が高過ぎ、そのためコア発泡層２１が衝撃エネルギーを十分に吸収することができないおそれがある。また、気泡の平均長径が長過ぎるコア発泡層２１では柔軟になり過ぎ、そのため繊維強化複合体１に強い衝撃が負荷された際に繊維強化樹脂からなる内側層１０および外側層３０が容易に変形して破壊するおそれがある。
【００２６】
なお、コア発泡層２１に含まれている気泡の平均長径は、上述の通りにして、コア発泡層２１にそれぞれ含まれている３０個の気泡について長径を測定し、その相加平均値を算出することにより求めることができる。
【００２７】
コア発泡層２１の見掛け密度は、０．０１〜０．９ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０２〜０．７ｇ／ｃｍ3がより好ましい。コア発泡層２１の見掛け密度が低過ぎると、繊維強化複合体１に強い衝撃が負荷された際に、コア発泡層２１に含まれている気泡の座屈によって、コア発泡層２１に応力集中が発生し、これにより内側層１０および外側層３０が容易に変形して破壊するおそれがある。また、見掛け密度が高過ぎるコア発泡層２１では、硬度が高過ぎて、衝撃エネルギーを十分に吸収することができないおそれがある。なお、コア発泡層２１の見掛け密度は、発泡樹脂層２０からコア発泡層２１のみを切り出し、ＪＩＳ Ｋ７２２２に準拠して測定された値とする。
【００２８】
コア発泡層２１のデュロメータ硬度は、５〜３５が好ましく、１０〜３５がより好ましい。コア発泡層２１のデュロメータ硬度が低過ぎると、繊維強化複合体１に強い衝撃が負荷された際に、コア発泡層２１に含まれている気泡の座屈によって、コア発泡層２１に応力集中が発生し、これにより内側層１０および外側層３０が容易に変形して破壊するおそれがある。また、デュロメータ硬度が高過ぎるコア発泡層２１では、衝撃エネルギーを十分に吸収することができないおそれがある。
【００２９】
なお、コア発泡層２１および後述する表面発泡層２２のデュロメータ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して、荷重１ｋｇｆで加圧してから５秒後に測定された値とする。発泡樹脂層２０からコア発泡層２１または表面発泡層２２のみを切り出し、コア発泡層２１または表面発泡層２２についてデュロメータ硬度を３０箇所測定し、その相加平均値をコア発泡層２１または表面発泡層２２のデュロメータ硬度とする。デュロメータ硬度の測定は、硬度計（例えば、テクロック社製  商品名「ＨＡＲＤＮＥＳＳ  ＴＥＳＴＥＲ  ＧＳ−７２０Ｎ  ＴＹＰＥ  Ｄ」など）を用いて行うことができる。
【００３０】
２−２．表面発泡層２２について
上述したコア発泡層２１の厚み方向における内周側および外周側には表面発泡層２２，２２が形成される。表面発泡層２２は、内側層１０および外側層３０に一体化されている。コア発泡層２１と、内側層１０および外側層３０と、の間に表面発泡層２２を介在させることによって、表面発泡層２２が、内側層１０および外側層３０を支持して、内側層１０および外側層３０の変形による破壊を低減することができる。
【００３１】
表面発泡層２２中に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｓ）は、０．５〜０．８に限定されるが、０．５〜０．７５が好ましく、０．５〜０．７がより好ましい。平均アスペクト比が小さ過ぎる気泡を含む表面発泡層２２は、硬過ぎて靱性が低下した脆い層となるおそれがある。表面発泡層２２は、繊維強化複合体１に衝撃エネルギーが加わった際に容易に割れるため、内側層１０および外側層３０の割れを十分に低減させることができないおそれがある。また、平均アスペクト比が大き過ぎる気泡を含む表面発泡層２２では、硬度が不足して、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に内側層１０および外側層３０を十分に支持することができず、内側層１０および外側層３０が容易に変形して割れるおそれがある。
【００３２】
発泡樹脂層２０において、コア発泡層２１に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｃ）は、表面発泡層に２２に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｓ）よりも大きいことが好ましい。特に、コア発泡層２１に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｃ）と、表面発泡層２２に含まれている気泡の平均アスペクト比（Ａｓ）との差（Ａｃ−Ａｓ）は、０．１４以上が好ましく、０．１４〜０．５がより好ましく、０．２〜０．４が特に好ましい。差（Ａｃ−Ａｓ）が前記範囲内であるコア発泡層２１によれば、繊維強化複合体１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３３】
表面発泡層２２に含まれている気泡の平均長径は、０．０５〜０．７ｍｍが好ましく、０．０５〜０．６ｍｍがより好ましい。気泡の平均長径が短過ぎる表面発泡層２２は、硬く脆い層となり、そのため繊維強化複合体１に強い衝撃が負荷された際に表面発泡層２２が破壊されるおそれがある。また、気泡の平均長径が長過ぎる表面発泡層２２では、硬度が不足して、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に、内側層１０および外側層３０を十分に支持することができず、内側層１０および外側層３０が容易に変形して割れるおそれがある。
【００３４】
表面発泡層２２の見掛け密度は、０．０４〜０．９ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０６〜０．８ｇ／ｃｍ3がより好ましい。見掛け密度が低過ぎる表面発泡層２２では、硬度が不足して、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に内側層１０および外側層３０が容易に変形して破壊するおそれがある。また、見掛け密度が高過ぎる表面発泡層２２では、硬く脆い層となり、繊維強化複合体１に衝撃エネルギーが加わった際に容易に割れ易くなり、結果として、繊維強化複合体１の耐衝撃性を低下させるおそれがある。
【００３５】
表面発泡層２２のデュロメータ硬度は、１０〜４５が好ましく、１５〜４０がより好ましい。デュロメータ硬度が低過ぎる表面発泡層２２では、硬度が不足して、繊維強化複合体１に衝撃が加わった際に内側層１０および外側層３０が容易に変形して破壊するおそれがある。また、デュロメータ硬度が高過ぎる表面発泡層２２では、硬く脆い層となり、繊維強化複合体１に衝撃エネルギーが加わった際に容易に割れ易くなり、結果として、繊維強化複合体１の耐衝撃性を低下させるおそれがある。
【００３６】
発泡樹脂層２０の総厚みは、繊維強化複合体１が用いられる用途に応じて適宜設定すればよいが、０．３〜２０ｍｍが好ましく、０．５〜１０ｍｍがより好ましい。
【００３７】
３．内側層１０および外側層３０について
繊維強化複合体１を構成する内側層１０および外側層３０は、強化繊維に樹脂（合成樹脂）を含浸させてなるものである。図３（ａ）に示すように、内側層１０は、強化繊維に樹脂が含浸された３つ（複数）の強化繊維樹脂層（ＦＲＰ層）１１，１２，１３が、外周側から順に積層された層である。一方、図３（ｂ）に示すように、外側層３０は、強化繊維に樹脂が含浸された３つ（複数）の強化繊維樹脂層（ＦＲＰ層）３１，３２，３３が、内周側から順に積層された層である。
【００３８】
内側層１０および外側層３０は、繊維強化複合体１の軸心Ｃの周りに、強化繊維と強化繊維に含浸された合成樹脂とからなる１つのシート層１０ａ，３０ａが複数回巻回するように形成された層である。内側層１０および外側層３０には、巻回された回数に応じた複数のＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）が形成されている。内側層１０および外側層３０は、見かけ上、複数の層が形成されているが、内側層１０および外側層３０のそれぞれのＦＲＰ層は、１つのシート層１０ａ，３０ａにより連続している。これにより、内側層１０および外側層３０の強度を高めることができる。
【００３９】
さらに、内側層１０の３つのＦＲＰ層１１，１２，１３のうち、少なくとも発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層１１は、繊維強化複合体１の内部に、第１端縁部１５が形成されるように、積層されている。一方、３つのＦＲＰ層１１，１２，１３のうち、発泡樹脂層２０と反対側に位置するＦＲＰ層１３は、繊維強化複合体１の内周面１ａに、第２端縁部１６が形成されるように積層されている。
【００４０】
すなわち、内側層１０では、第２端縁部１６は、シート層１０ａの巻始めとなる繊維強化複合体１の内周面１ａに、形成されている。一方、第１端縁部１５は、シート層１０ａの巻終わりとなる発泡樹脂層２０に隣接した位置に、形成されている。なお、内側層１０では、「巻始め」は、巻回されたシート層１０ａの最も内側に位置し、「巻終わり」は、巻回されたシート層１０ａの最も外側に位置する。
【００４１】
同様に、外側層３０の３つのＦＲＰ層３１，３２，３３のうち、発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層３１は、繊維強化複合体１の内部に、第１端縁部３５が形成されるように、積層されている。一方、３つのＦＲＰ層３１，３２，３３のうち、発泡樹脂層２０と反対側に位置するＦＲＰ層３３は、繊維強化複合体１の外周面１ｂに、第２端縁部３６が形成されるように積層されている。
【００４２】
すなわち、外側層３０では、第１端縁部３５が、シート層３０ａの巻始めとなる発泡樹脂層２０に隣接した位置に、形成されている。一方、第２端縁部３６は、シート層３０ａの巻終わりとなる繊維強化複合体１の外周面１ｂに、形成されている。なお、外側層３０も内側層１０と同様に、「巻始め」は、巻回されたシート層３０ａの最も内側に位置し、「巻終わり」は、巻回されたシート層３０ａの最も外側に位置する。本実施形態では、第１端縁部１５，３５および第２端縁部１６，３６は、繊維強化複合体１の長手方向に沿って延在している。
【００４３】
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、内側層１０の発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層１１の第１端縁部１５は、先端側に進むに従って、厚さが薄くなるように形成されている。同様に、図３（ｂ）に示すように、外側層３０の発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層３１の第１端縁部３５は、その先端側に進むに従って、厚さが薄くなるように形成されている。なお、先端側は、周方向に沿った方向の先端側をいう。より具体的には、本実施形態では、第１端縁部１５，３５が、これらの端面が傾斜するように、他の部分に比べて薄肉に形成されている。これにより、内側層１０と発泡樹脂層２０の界面に段差がなく、外側層３０の発泡樹脂層２０との界面にも段差がない。
【００４４】
第１端縁部１５，３５をこのように構成することにより、発泡樹脂層２０と、内側層１０および外側層３０との間に、応力集中の起点となる段差が形成され難くなるため、繊維強化複合体１の強度を高めることができる。なお、本実施形態では、好ましい態様として、内側層１０および外側層３０の双方に、このような第１端縁部１５，３５を形成したが、強度を確保すべきと判断される一方の層に第１端部が形成されていてもよい。また、後述する製造方法により、第１端縁部１５，３５をこのような形状にすることができるが、繊維強化複合体１の強度を十分確保できるのであれば、第１端縁部１５，３５の肉厚は、その先端まで同じであってもよい。
【００４５】
さらに、図３（ａ）に示すように、内側層１０の第１端縁部１５と第２端縁部１６との間（具体的には区間Ｌ１）に形成されるＦＲＰの層数は３層であり、他の部分の強化繊維樹脂層の層数は２層である。したがって、第１端縁部１５と第２端縁部１６との間（具体的には区間Ｌ１）において、巻回により形成されるシート層１０ａの積層数は、他の部分のシート層１０ａの積層数よりも多くなっている。
【００４６】
これにより、内側層１０の第１端縁部１５および第２端縁部１６の近傍は、他の部分に比べて強度が低下し易いところ、これらの間のＦＲＰ層の層数（積層数）は、他の部分のＦＲＰ層の層数（積層数）よりも多いので、この部分の強度低下を回避することができる。
【００４７】
同様に、図３（ｂ）に示すように、外側層３０の第１端縁部３５と第２端縁部３６との間（具体的には区間Ｌ２）に形成されるＦＲＰの層数は３層であり、他の部分の強化繊維樹脂層の層数は２層である。したがって、第１端縁部３５と第２端縁部３６との間（具体的には区間Ｌ１）において、巻回により形成されるシート層３０ａの積層数は、他の部分のシート層３０ａの積層数よりも多くなっている。
【００４８】
これにより、外側層３０の第１端縁部３５および第２端縁部３６の近傍は、他の部分に比べて強度が低下し易いところ、これらの間のＦＲＰ層の層数（積層数）は、他の部分のＦＲＰ層の層数（積層数）よりも多いので、この部分の強度低下を回避することができる。なお、本実施形態でいう、第１端縁部１５（３５）と第２端縁部１６（３６）の区間Ｌ１（Ｌ２）は、周方向における短い方の区間のである。
【００４９】
本実施形態では、内側層１０および外側層３０のいずれも、第１端縁部１５，３５と第２端縁部１６，３６との間に形成されるＦＲＰ層の層数を、他の部分のＦＲＰ層の層数よりも多くした。しかしながら、内側層１０および外側層３０の強度が確保されているのであれば、第１端縁部１５，３５と第２端縁部１６，３６との間に形成されるＦＲＰ層の層数（積層数）は、他の部分のＦＲＰ層の層数（積層数）よりも少なくてもよい。
【００５０】
さらに、図２および図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１端縁部１５（３５）は、シート層１０ａ（３０ａ）の厚み分、発泡樹脂層２０に入り込むように形成されている。これにより、第１端縁部１５（３５）近傍を補強することができる。第１端縁部１５（３５）に隣接した発泡樹脂層２０の部分の層厚みＴ１（Ｔ３）は、第１端縁部１５（３５）から外れた位置（上述した他の部分）の発泡樹脂層２０の部分の層厚みＴ２（Ｔ４）よりも薄くなっている。さらに、後述する製造方法からも明らかなように、第１端縁部１５（３５）に隣接した発泡樹脂層２０の部分の密度は、発泡樹脂層２０の他の部分の密度よりも高くなっている。これにより、応力集中し易い第１端縁部１５（３５）近傍の強度を高めることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、内側層１０の第１端縁部１５と、外側層３０の第１端縁部３５とは、繊維強化複合体１の周方向の異なる位置に形成されている。これにより、強度が低下し易い第１端縁部１５，３５を繊維強化複合体１の周方向にオフセットすることができるので、繊維強化複合体１の強度を均一にすることができる。
【００５２】
ここで、内側層１０および外側層３０の各ＦＲＰ層（シート層）を構成している強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維；ステンレス繊維やスチール繊維などの金属繊維；アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール（ＰＢＯ）繊維などの有機繊維；またはボロン繊維などが挙げられる。強化繊維は、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。なかでも、炭素繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。これらの強化繊維は、軽量であるにも関わらず優れた機械的強度を有している。
【００５３】
強化繊維は、所望の形状に加工された強化繊維基材として用いられることが好ましい。強化繊維基材としては、強化繊維を用いてなる織物、編物、不織布、または強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる面材などが挙げられる。織物の織り方としては、平織、綾織、朱子織などが挙げられる。また、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、またはガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。
【００５４】
繊維強化基材は、一枚の繊維強化基材のみを積層せずに用いてもよく、複数枚の繊維強化基材を積層して積層繊維強化基材として用いてもよい。複数枚の繊維強化基材を積層した積層繊維強化基材としては、（１）一種のみの繊維強化基材を複数枚用意し、これらの繊維強化基材を積層した積層繊維強化基材、（２）複数種の繊維強化基材を用意し、これらの繊維強化基材を積層した積層繊維強化基材、（３）強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる面材を複数枚用意し、これらの面材を繊維束の繊維方向が互いに相違した方向を指向するように重ね合わせ、重ね合わせた面材同士を糸で一体化（縫合）してなる積層繊維強化基材などが用いられる。
【００５５】
各シート層１０ａ（３０ａ）は強化繊維に合成樹脂が含浸されてなるものである。含浸させた合成樹脂によって、強化繊維同士を結着一体化させることができる。強化繊維に含浸させる合成樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、マレイミド系樹脂、ビニルエステル系樹脂、シアン酸エステル系樹脂、またはマレイミド系樹脂とシアン酸エステル系樹脂を予備重合した樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、エポキシ系樹脂、またはビニルエステル系樹脂が好ましい。これらの合成樹脂によれば、弾性に優れたシート層１０ａ（３０ａ）を形成することができ、得られる繊維強化複合体の耐衝撃性を向上させることができる。また、熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤などの添加剤が含有されていてもよい。
【００５６】
各シート層１０ａ（３０ａ）における熱硬化性樹脂の含有量は、２０〜７０重量％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が少な過ぎると、強化繊維同士の結着性やシート層１０ａ（３０ａ）と発泡樹脂層２０との接着性が不十分となり、シート層１０ａ（３０ａ）の機械的強度や繊維強化複合体の耐衝撃性を十分に向上することができないおそれがある。また、熱硬化性樹脂の含有量が多過ぎると、シート層１０ａ（３０ａ）の機械的強度が低下して、繊維強化複合体の耐衝撃性を十分に向上させることができないおそれがある。
【００５７】
シート層１０ａ（３０ａ）の厚みは、０．０２〜２ｍｍが好ましく、０．０５〜１ｍｍがより好ましい。厚みが前記範囲内であるシート層１０ａ（３０ａ）は、軽量であるにも関わらず機械的強度に優れている。
【００５８】
シート層１０ａ（３０ａ）の目付は、５０〜４０００ｇ／ｍ2が好ましく、１００〜１０００ｇ／ｍ2がより好ましい。目付が前記範囲内であるシート層１０ａ（３０ａ）は、軽量であるにも関わらず機械的強度に優れている。
【００５９】
本実施形態に係る繊維強化複合体１では、芯材となる発泡樹脂層２０が上述したコア発泡層２１および表面発泡層２２を有していることによって、内側層１０および外側層３０の剛性を維持したまま、耐衝撃性が向上されている。したがって、このような繊維強化複合体１は、特に制限されないが、航空機、自動車、船舶などの一部となる機械用部材、および建築物などの一部となる構造用部材として好適に用いられる。
【００６０】
４．繊維強化複合体１の製造方法について
本実施形態に係る繊維強化複合体１の製造方法を、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す繊維強化複合体１の製造方法を説明するための図であり、図５は、繊維強化複合体１の製造方法において、外側層３０’（３０）の第１端縁部３１’（３１）近傍の加熱前後の状態を説明するための図である。
【００６１】
まず、図４（ａ）に示すように、上述した強化繊維に、未硬化の合成樹脂を含浸されたプリプレグのシート材１０Ａを、金属製のマンドレル９に複数回（具体的には２回より少し多く）巻き付ける。これにより、合成樹脂が未硬化の状態の内側層１０’を形成することができる。強化繊維は、上述した材料および強化繊維基材を挙げることができる。なお、強化繊維中に合成樹脂を含浸させる方法としては、強化繊維を合成樹脂中に浸漬する方法、強化繊維に合成樹脂を塗布する方法等挙げることができ、特に限定されるものではない。なお、シート材１０Ａの表面に、半硬化の樹脂フィルムをさらに積層してもよい。
【００６２】
合成樹脂が含浸される強化繊維の基材としては、例えば、三菱レイヨン社製の商品名「パイロフィル」を挙げることができる。また、合成樹脂が含浸されている強化繊維基材を含むシート材は、例えば、三菱レイヨン社製の商品名「パイロフィルプリプレグ」にて市販されている。
【００６３】
次に、図４（ｂ）に示すように、予備発泡させた発泡樹脂シート材２０Ａを、合成樹脂が未硬化の状態の内側層１０’に、一周巻き付ける。これにより、予備発泡させた発泡樹脂層２０’を成形する。なお、本実施形態では、予備発泡させた発泡樹脂シート材２０Ａを、合成樹脂が未硬化の状態の内側層１０’に巻き付けたが、予備発泡させた帯状の発泡樹脂材を、内側層１０に螺旋状に巻き付けてもよい。
【００６４】
発泡樹脂シート材２０Ａの製造方法としては、たとえば、以下の方法（１）〜（３）などに示す方法を利用することができる。方法（１）は、合成樹脂発泡粒子を金型内に充填し、熱水や水蒸気などの熱媒体によって合成樹脂発泡粒子を加熱して発泡させ、合成樹脂発泡粒子の発泡圧によって発泡粒子同士を融着一体化させて所望形状を有する発泡樹脂シート材２０Ａを製造する方法（型内発泡成形法）である。方法（２）は、合成樹脂を押出機に供給して化学発泡剤または物理発泡剤などの発泡剤の存在下にて溶融混練し押出機から押出発泡させて発泡樹脂シート材２０Ａを製造する方法（押出発泡法）である。方法（３）は、合成樹脂および化学発泡剤を押出機に供給して化学発泡剤の分解温度未満にて溶融混練し押出機から発泡性樹脂成形体を製造し、この発泡性樹脂成形体を発泡させて発泡樹脂シート材２０Ａを製造する方法である。
【００６５】
前記方法（１）の型内発泡成形法で用いられる合成樹脂発泡粒子の製造方法としては、たとえば、以下の方法（Ｉ）〜（III)などに示す方法を利用することができる。方法（Ｉ）は、合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から合成樹脂押出物を押出発泡させながら切断した後に、これを冷却して合成樹脂発泡粒子を製造する方法である。方法（II）は、合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から押出発泡してストランド状の合成樹脂押出物を製造し、この合成樹脂押出物を所定間隔毎に切断して合成樹脂発泡粒子を製造する方法である。方法（III）は、合成樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けた環状ダイまたはＴダイから押出発泡して発泡シート材を製造し、この発泡シート材を切断することによって合成樹脂発泡粒子を製造する方法である。
【００６６】
前記方法（２）の押出発泡法の製造方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を押出機に供給して発泡剤の存在下にて溶融混練した後に押出機の先端に取り付けたダイから押出発泡させて押出発泡シートを製造する方法が挙げられる。なお、前記ダイとしては、押出発泡において汎用されているものであれば、特に限定されず、例えば、Ｔダイ、サーキュラダイなどが挙げられる。
【００６７】
前記製造方法において、ダイとしてＴダイを用いた場合には、押出機からシート状に押出発泡することによって発泡シートを製造することができる。一方、ダイとしてサーキュラダイを用いた場合には、サーキュラダイから円筒状に押出発泡して円筒状体を製造し、この円筒状体を徐々に拡径した上で冷却マンドレルに供給して冷却する。その後、円筒状体をその押出方向に連続的に内外周面間に亘って切断し、切り開いて展開することによって発泡シートを製造することができる。
【００６８】
化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどが挙げられる。なお、化学発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００６９】
物理発泡剤は、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、物理発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００７０】
次に、図４（ｃ）に示すように、上述した強化繊維に、未硬化の合成樹脂を含浸されたプリプレグのシート材３０Ａを、予備発泡させた発泡樹脂層２０’に複数回（具体的には２回より少し多く）巻き付ける。これにより、合成樹脂が未硬化の状態の外側層３０’を成形することができる。シート材３０Ａは、内側層１０’で用いたシート材１０Ａと同様の材料であるので詳細な説明は省略する。
【００７１】
次に、図４（ｄ）に示すように、成形された外側層３０’の上から、加圧シート（加圧テープ）８を螺旋状に巻き付けて、内側層１０’、発泡樹脂層２０’、および外側層３０’が順次成形された積層体１’を加圧する。この際、予備発泡させた発泡樹脂層２０’の圧縮変形率が１〜４５％となるように、加圧シート８で、発泡樹脂層２０’を圧縮することが好ましい。
【００７２】
その後、積層体１’を、内側層１０’および外側層３０’の合成樹脂のガラス転移温度より２０℃低い温度以上で且つ合成樹脂のガラス転移温度より６０℃高い温度以下で加熱する。外側層３０’は、直接加熱され、内側層１０’は、マンドレル９を介して加熱される。
【００７３】
ここで、図５に示すように、積層体１’を加熱する前は、外側層３０’の第１端縁部３５’近傍には、シート材３０Ａの厚み分、外側層３０’の内周側に段差が形成されている。また、図示していないが、内側層１０’も同様に、その外周側に段差が形成されている。しかしながら、積層体１’を加熱することにより、予備発泡させた発泡樹脂層２０’がさらに発泡し、その発泡力で、外側層３０’の第１端縁部３５’を押圧する。これにより、外側層３０の発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層３１の第１端縁部３５は、先端側に進むに従って、厚さが薄くなるように成形される。同様に、図３（ａ）に示す如く、内側層１０の発泡樹脂層２０に隣接したＦＲＰ層１１の第１端縁部１５は、先端側に進むに従って、厚さが薄くなるように成形される。
【００７４】
予備発泡させた発泡樹脂層２０’は発泡時に膨張しようとするが、発泡樹脂層２０’の内周側および外周側の部分は、内側層１０’および外側層３０’に押し潰される。これにより、発泡樹脂層２０のコア発泡層２１の内周側および外周側にそれぞれ表面発泡層２２が形成される。さらに、第１端縁部１５（３５）は、シート材３０Ａの厚み分、発泡樹脂層２０に入り込むように成形されるため、第１端縁部１５（３５）に隣接した発泡樹脂層２０の部分は、発泡樹脂層２０の他の部分に比べて、より押し潰され易い。この結果、第１端縁部１５（３５）に隣接した発泡樹脂層２０の部分の密度を、発泡樹脂層２０の他の部分の密度よりも高くすることができる。さらに、発泡樹脂層２０の内周側および外周側の部分に含まれている気泡は、僅かに押し潰されて扁平化するので、発泡樹脂層２０の表面発泡層２２に所望の平均アスペクト比を有する気泡を形成することができる。
【００７５】
特に、強化繊維に含浸させる合成樹脂として未硬化の熱硬化性樹脂を用いた場合、積層体１’を加熱する際に加熱時間を調整して熱硬化性樹脂の硬化反応を進行させることによって、熱硬化性樹脂を硬化させて強化繊維同士を結着一体化させることができる。これにより発泡樹脂層２０に強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸されてなる内側層１０および外側層３０を成形することができる。
【００７６】
一方、強化繊維に含浸させる合成樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、必要に応じて加熱により軟化させた熱可塑性樹脂をシート材１０Ａ，３０Ａを巻き付ける。そして加圧シート８が巻かれた積層体１’を加熱することで発泡樹脂層２０’をさらに発泡させ、積層体１’をその後冷却する。これにより、熱可塑性樹脂を冷却硬化させ、熱可塑性樹脂によって強化繊維同士を結着一体化させて、発泡樹脂層２０上に強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸されてなる内側層１０および外側層３０を成形することができる。
【００７７】
なお、積層体１’に使用した発泡樹脂シート材２０Ａおよびシート材１０Ａ，３０Ａの合成樹脂(樹脂）および強化繊維は、これらに対応する繊維強化複合体１の発泡樹脂層２０、内側層１０、および外側層３０の合成樹脂（樹脂）および強化繊維と同様であるため、ここではこれらの詳細な説明を省略する。
【００７８】
積層体１’に用いられる発泡樹脂シート材２０Ａの発泡倍率は、１．３〜６０倍が好ましく、１．５〜３０倍がより好ましく、５〜２０倍がより好ましい。発泡倍率が前記範囲内である発泡樹脂シート材２０Ａは、適度な熱伝動性を有しており、発泡樹脂層の表面部に所望のアスペクト比を有する気泡を含む表面発泡層を形成することが容易となる。なお、本実施形態において、発泡樹脂シート材２０Ａの発泡倍率の測定はＪＩＳ  Ｋ７２２２に準拠して測定された値とする。
【００７９】
なお、上述した加熱の前に、積層体１’を、強化繊維に含浸されている合成樹脂のガラス転移温度より１２０℃低い温度以上で且つ前記合成樹脂のガラス転移温度よりも２０℃低い温度未満で加熱する予備加熱工程を実施することが好ましい。このような予備加熱工程を実施することによって、強化繊維に含まれている合成樹脂も適度に軟化させて、合成樹脂と強化繊維との馴染み性を向上させて、これにより合成樹脂によって強化繊維同士が強固に結着一体化された機械的強度に優れる内側層１０および外側層３０を成形することもできる。
【００８０】
さらに本実施形態では、シートワインディング法を利用したが、例えば、内圧成型法で、繊維強化複合体１を製造してもよい。内圧成型法では、マンドレルに熱可塑性樹脂製のチューブなどの内圧付与体を用い、上述した積層体１’をマンドレルに形成した後、これを金型中に設置し、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力をかけると共に金型を加熱して成形する。
【００８１】
図６は、図１に示す繊維強化複合体１の変形例を示した模式的断面図である。この変形例では、図５に示すように、発泡樹脂層２０の表面のうち、内側層１０および外側層３０接触する表面に、発泡樹脂層２０よりも硬質の中間層２５がさらに形成されている。中間層２５は、金属シートやセラミックスシートなどの無機シートにより形成されてもよいが、繊維強化複合体１の軽量性を考慮すると樹脂層とすることが好ましい。本実施形態における中間層２５は、発泡樹脂層２０よりも発泡倍率の低い低発泡樹脂層または非発泡樹脂層である。
【００８２】
中間層２５を形成する樹脂としては、単に硬質であるばかりでなく、発泡樹脂層２０を構成する樹脂発泡体や内側層１０および外側層３０を構成する繊維強化樹脂材との接着性に優れたものであることが好ましい。
【００８３】
硬質で且つ多くの種類の樹脂に対して優れた接着性を示す樹脂で、中間層２５を形成するのに好ましい樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。
【００８４】
中間層２５は、通常、発泡樹脂層２０を構成する発泡樹脂よりも高密度なものとなるため繊維強化複合体１の軽量性を考えると厚みが薄い方が好ましい。一方で内側層１０および外側層３０に外力が加わった際の撓みを抑制して内側層１０および外側層３０に割れが生じることを防ぐ上においては中間層２５に一定以上の厚みを持たせることが好ましい。
【００８５】
このようなことから中間層２５は、０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の平均厚みを有することが好ましく、０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の平均厚みを有することがより好ましく、０．０２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の平均厚みを有することが特に好ましい。繊維強化複合体１を軽量性と強度とを共に優れたものにする観点からは、中間層２５の厚さは、内側層１０および外側層３０よりも薄いことが好ましい。なお、この「平均厚み」とは、単位面積当たりの中間層２５の体積を求め、この体積を単位面積で除した値を意味する。
【００８６】
また、中間層２５は、発泡樹脂層２０に比べて高い硬度を有することが好ましく非発泡樹脂層となっていることが好ましい。中間層２５のデュロメータ硬度は、１８以上が好ましく、２５以上がさらに好ましく、３５以上が特に好ましく、表面発泡層２２より１０以上高いことが好ましく、２０以上高いことがより好ましい。
【００８７】
繊維強化複合体１を製造する際には、図４（ｂ）に示す発泡樹脂層２０’を成形する発泡樹脂シート材２０Ａの両面に、中間層２５を構成する樹脂シート材を、熱ラミネート法、押出ラミネート法、または、共押出法の何れかによって積層一体化したものを用いればよい。
【００８８】
例えば、熱ラミネート法では、中間層２５に対応する２枚の非発泡樹脂シート材の間に発泡樹脂シート材２０Ａを挟んで積層体を成形し、１対の加熱ローラーで積層体を加圧しながら樹脂シート材と発泡樹脂シート材２０Ａとを熱融着させる。
【００８９】
押出ラミネート法にでは、サーキュラダイやフラットダイを装着した押出機を使って押出発泡を実施する。このとき、帯状の押出発泡シート材を連続的に作製しつつフラットダイを装着した押出機を使って発泡樹脂シート材２０Ａの両面に、中間層２５を成形するための樹脂シート材を溶融状態で積層する。さらに、共押出法においては、２層同時押出し、または、３層同時押出しを実施して、発泡樹脂シート材２０Ａの両面に中間層２５を成形する。
【実施例】
【００９０】
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９１】
（実施例１）
図１（ａ）に示すような繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。プリプレグとなるシート材（三菱レイヨン社製  商品名「ＵＤプリプレグ  ＴＲ３９５Ｇ１００Ｓ」）を複数回（２回より少し多く）巻回し、内側層を形成した。シート材は一定方向に（９０°、０°の方向に）引き揃えた強化繊維に合成樹脂を含侵したプリプレグであり、シート材を巻回する際、強化繊維は、周方向および軸心方向のいずれかに引き揃えられ配向される。
【００９２】
次に、６０±１０℃に予め加熱した発泡樹脂シート材（ポリエステル系樹脂発泡シート）をマンドレルに１周巻き付けて、発泡樹脂層を成形した。さらに、内側層と同様のシート材を複数回（２回と少し多く）巻回し、外側層を成形した。これにより、図４（ｄ）に示すような積層体を得た。さらに、積層体の外周面に加圧テープを螺旋状に巻き付けて、熱処理を１３０℃で３０分実施し、４０℃になるまで自然冷却し、その後、加圧テープを取り除いた。
【００９３】
得られた繊維強化複合体は、外径１７．５ｍｍ、長さ３３０ｍｍであり、発泡樹脂層の厚みは、１．６５ｍｍであり、発泡樹脂層２０の平均密度は、０．３ｇ／ｃｍ3であった。内側層の厚みは、０．５ｍｍであり、外側層の厚みは、０．７５ｍｍであった。さらに、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌは８ｍｍであり、その区間の積層数は、３層であり、他の部分の積層数（２層）よりも多かった。
【００９４】
（実施例２）
実施例１と同じように、繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。実施例１と相違する点は、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌを３ｍｍにした点である。なお、図７に、実施例２に係る繊維強化複合体の内側層の端縁部の拡大写真を示す。
【００９５】
（実施例３）
実施例１と同じように、繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。実施例１と相違する点は、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌを３ｍｍにし、発泡樹脂シート材にポリアミド系樹脂発泡シート材を用いた点である。
【００９６】
（実施例４）
実施例１と同じように、繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。実施例１と相違する点は、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌは４ｍｍであるが、その区間の積層数は、１層であり、他の部分の積層数（２層）よりも少ない。なお、実施例４の積層状態は、実施例１〜３のものと異なることから、表１では、実施例４の距離Ｌを、マイナスで表記している。
【００９７】
（実施例５）
実施例１と同じように、繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。実施例１と相違する点は、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌは１ｍｍであるが、その区間の積層数は、他の部分の積層数（２層）よりも少ない。なお、実施例５の距離Ｌも、実施例４と同様に、マイナスで表記している。
【００９８】
（実施例６）
実施例１と同じように、繊維強化複合体を、シートワインディング法により作製した。実施例１と相違する点は、内側層および外側層における第１端縁部および第２端縁部の距離Ｌを０．５ｍｍにした点である。
【００９９】
実施例１〜６に係る繊維強化複合体に対して、曲げ強度を測定した。繊維強化複合体の曲げ強度は、小型卓上試験機（日本電産シンポ社製  商品名「ＦＧＳ−１０００ＴＶ／１０００Ｎ＋ＦＧＰ−１００」）および小型卓上試験機用ソフトウェア「ＦＧＳ−ＴＶ  Ｖｅｒ２」を用いて測定した。また、冶具は日本電産シンポ社製の「ＦＧＴＴ−５３１」を用いた。
【０１００】
試料を支持台に載置し、ロードセル１０００Ｎ、試験速度５ｍｍ／分、支持台の先端治具５Ｒ、開き幅３００ｍｍの条件下にて最大点荷重を測定し、最大点荷重を試験片の質量で除して得られた値を質量効率とした。得られた曲げ強度に対して、各繊維強化複合体の重量で除算した値を、重量効率として算出した。この結果を、表１に示す。なお、重量効率は、単位重量あたりの強度であり、この強度が高いほど、機械的強度に優れている。
【０１０１】
【表１】
2018027653.tif 000003
【０１０２】
＜結果＞
表１に示すように、実施例１〜３は、実施例４に比べて重量効率は高かった。これは、実施例１〜３では、内側層の第１端縁部と第２端縁部との区間の積層数が、他の部分の積層数よりも多いことによると考えられる。なお、内側層の第１端縁部と第２端縁部との区間の積層数が、他の部分の積層数より少ない場合であっても、実施例５の如く、その区間の距離Ｌが短ければ、重量効率は許容範囲となる。さらに、内側層の第１端縁部と第２端縁部との区間の積層数が、他の部分の積層数よりも多い条件を満たせば、実施例６の如く、第１端縁部と第２端縁部の距離Ｌが短くても、その効果は十分発揮される。このような点から、第１端縁部と第２端縁部の距離Ｌは、−１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、第１端縁部と第２端縁部との区間の積層数が、他の部分の積層数よりも多いことがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
【０１０３】
以上、本発明のいくつか実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１，：繊維強化複合体、１ａ：内周面、１ｂ：外周面、８：加圧シート、１０：内側層、１０ａ：シート層、１１〜１３：ＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）、１５：第１端縁部、１６：第２端縁部、２０：発泡樹脂層、２１：コア発泡層、２２：表面発泡層、３０：外側層、３０ａ：シート層、３１〜３３：ＦＲＰ層（強化繊維樹脂層）、３５：第１端縁部、３６：第２端縁部、Ｃ：軸心
【図１】
2018027653.tif 000004
【図２】
2018027653.tif 000005
【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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