(57)【要約】【課題】本発明は、３次元形状等を有する複雑形状であっても、優れた取扱性・樹脂含浸性・賦形性を有し、力学特性および品位の優れた繊維強化プラスチックおよび該繊維強化プラスチックを効率よく得ることができる製造方法を提供せんとするものである。【解決手段】多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料を成形してなる繊維強化プラスチックと、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形してなる繊維強化プラスチックとを、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化する。【選択図】図１
2008307692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料を成形してなる繊維強化プラスチックと、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形してなる繊維強化プラスチックとが、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化してなることを特徴とする繊維強化プラスチック。
【請求項２】
多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料と、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材とを同時に圧縮成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項３】
多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料を圧縮成形した後、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材を、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化するように成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと前記熱可塑性樹脂（Ｃ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＣとの差の絶対値が３以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項５】
前記各シートにおける強化繊維糸条の目付が５０〜３５０ｇ／ｍ２の範囲内であり、前記熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体の目付が１５〜２５０ｇ／ｍ２の範囲内であり、かつ、前記繊維強化熱可塑性樹脂基材の強化繊維の重量含有率が２５〜８０ｗｔ％であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと熱可塑性樹脂（Ｂ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＢとの差の絶対値が３以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点をＴｍＢとしたとき、ＴｍＡとＴｍＢとが、式（ＴｍＢ−１５０）≦ＴｍＡ≦（ＴｍＢ−２０）の関係を満足することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項８】
熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点をＴｍＢとしたとき、ＴｍＡとＴｍＢとが、式（ＴｍＢ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＢ＋２０）の関係を満足することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項９】
熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｃ）の融点をＴｍＣとしたとき、ＴｍＡとＴｍＣとが、式（ＴｍＣ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＣ＋２０）の関係を満足することを特徴とする請求項２〜８のいずれか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、力学特性および品位に優れた繊維強化プラスチックを、３次元形状等を有する複雑形状であっても、容易かつ効率よく得ることができる繊維強化プラスチックおよびその製造方法に関する。さらに詳しくは、連続の強化繊維からなる多軸成形材料と、不連続の強化繊維からなる繊維強化熱可塑性樹脂基材とを圧縮成形してなる繊維強化プラスチックおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より炭素繊維やガラス繊維を強化繊維とした繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略す）は、比強度、比弾性率に優れることから、様々な用途に使われている。
【０００３】
かかるＦＲＰの成形方法としては、強化繊維基材に予めマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを用い、これを型にセットしてバッグフィルムで覆い、オートクレーブ内で加熱・加圧し、熱硬化性樹脂を硬化させるオートクレーブ成形法や、ドライな状態の強化繊維基材を型内にセットし、型内を減圧した状態（真空状態）で液状の熱硬化性樹脂を注入する真空注入成形法が一般的に広く知られている。
【０００４】
しかしながら、オートクレーブ成形法や真空注入成形法では、基材を積層する必要や、バッグフィルムで覆い真空に減圧する必要があり、特に真空注入成形においては熱硬化性樹脂を注入する必要もあった。また、これらの方法では前述した工程を含めて一回あたりの成形時間（サイクルタイム）が長くなりすぎ、例えば生産台数の多い自動車部材などへの適応が困難であった。さらに、これらの方法はいずれも平面や二次曲面等といった割と単純形状に適した成形法であるが、リブやボスといった複雑形状を形成するためには、その形状に基材を賦形するのに非常に手間がかかり、その成形時間はさらに長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
成形時間の問題に対して、例えば、強化繊維基材を予め積層してステッチ糸により縫製、一体化した多軸ステッチ基材を用いることにより、ＦＲＰに成形する時の積層工程を省略する手法が提案されている（例えば、特許文献１など）。しかしながら、かかる技術では別に用意したマトリックス樹脂（熱硬化性樹脂）を注入し、さらに硬化させる工程が必要なため、その効果が十分とは言い難い。
【０００６】
一方、樹脂の注入・硬化の工程を省略する手段として、強化繊維にマトリックスとなる合成樹脂繊維を予め一体化して前記多軸ステッチ基材とした成形材料（例えば、特許文献２など）や、前記多軸ステッチ基材の層間にマトリックスとなるフィルムを挿入した成形材料（例えば、特許文献３など）が提案されている。
【０００７】
しかしながら、かかる特許文献２に記載の方法では、多軸ステッチ基材における強化繊維の層の中にマトリックスとなる合成樹脂繊維を配置している成形材料であるため樹脂含浸性に劣り、樹脂の含浸には高い圧力が必要であるという問題があり、また、特許文献３に記載の方法では、縫い糸がフィルムを貫通することが困難であったり、積層シートを特に二次曲面のような複雑形状に賦形するときに樹脂フィルムが形状に追従できずにシワが発生したりするという問題があった。さらに、これらはともに強化繊維の形態が連続繊維であるため、リブやボスといった複雑形状を形成することは非常に困難である。
【０００８】
すなわち、特許文献１〜３をはじめとした従来の技術では、優れた取扱性・樹脂含浸性・賦形性を有し、力学特性および品位の優れたＦＲＰを生産性よく得ることができる成形材料およびそれから得られるＦＲＰは見出されておらず、かかる技術が渇望されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００５９３０９号明細書
【特許文献２】特開２００１−０７３２４１号公報
【特許文献３】特開２００４−３４６１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、３次元形状等を有する複雑形状であっても、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有し、力学特性および品位の優れた繊維強化プラスチックおよび該繊維強化プラスチックを効率よく得ることができる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】
上記目的を達成するために、本発明は次の構成を採用するものである。すなわち、
（１）多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料を成形してなる繊維強化プラスチックと、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形してなる繊維強化プラスチックとが、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化してなることを特徴とする繊維強化プラスチック。
【００１１】
（２）多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料と、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材とを同時に圧縮成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１２】
（３）多数本の連続の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料を圧縮成形した後、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材を、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化するように成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１３】
（４）前記熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと前記熱可塑性樹脂（Ｃ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＣとの差の絶対値が３以下であることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１４】
（５）前記各シートにおける強化繊維糸条の目付が５０〜３５０ｇ／ｍ２の範囲内であり、前記熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体の目付が１５〜２５０ｇ／ｍ２の範囲内であり、かつ、前記繊維強化熱可塑性樹脂基材の強化繊維の重量含有率が２５〜８０ｗｔ％であることを特徴とする前記（２）〜（４）のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１５】
（６）熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと熱可塑性樹脂（Ｂ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＢとの差の絶対値が３以下であることを特徴とする前記（２）〜（５）のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１６】
（７）熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点をＴｍＢとしたとき、ＴｍＡとＴｍＢとが、式（ＴｍＢ−１５０）≦ＴｍＡ≦（ＴｍＢ−２０）の関係を満足することを特徴とする前記（２）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１７】
（８）熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点をＴｍＢとしたとき、ＴｍＡとＴｍＢとが、式（ＴｍＢ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＢ＋２０）の関係を満足することを特徴とする前記（２）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１８】
（９）熱可塑性樹脂（Ａ）の融点をＴｍＡとし、熱可塑性樹脂（Ｃ）の融点をＴｍＣとしたとき、ＴｍＡとＴｍＣとが、次式（ＴｍＣ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＣ＋２０）の関係を満足することを特徴とする前記（２）〜（８）のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、成形時において３次元形状等を有する複雑形状であっても、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有し、力学特性および品位の優れた繊維強化プラスチックを効率よく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、３次元形状等を有する複雑形状であっても、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有し、力学特性および品位の優れた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を効率よく得るための製造方法について鋭意検討した結果、連続の強化繊維と布帛状体がステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化された多軸成形材料と、不連続の強化繊維からなる繊維強化熱可塑性樹脂基材を連続した形態で一体化したところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００２１】
次に、実施例を用いて図面を参照しながら本発明をさらに説明する。
【００２２】
図１は、本発明における多軸成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。また、図２は、本発明における繊維強化熱可塑性樹脂基材の一実施態様を示す概略斜視図である。図３は、本発明における多軸成形材料と繊維強化熱可塑性樹脂基材とを圧縮成形する前の概略断面図である。図４は、本発明のＦＲＰの一実施態様を示す概略断面図である。
【００２３】
本発明のＦＲＰは、図４に示すように、多数本の連続の強化繊維糸条Ｙが並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条が交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸６（または熱可塑性樹脂（Ａ）、図示せず）により一体化された多軸成形材料８を成形してなる繊維強化プラスチックと、単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材１２を成形してなる繊維強化プラスチックとが、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化してなる。
【００２４】
ここで、本発明において強化繊維の連続とは、強化繊維が繊維方向全長にわたって連続している態様を表し、不連続とは、連続との対比において用いられる概念であり、その繊維長に制限はないが、成形性の観点などから１〜１５ｍｍ程度が好ましく用いられる。次に、強化繊維糸条とは、多数本の強化繊維が束状になっている態様を表し、１つの糸条あたりの強化繊維の本数としては、１０００〜５００００本の範囲内であることが取扱性の観点などから好ましい。一方、単繊維状の強化繊維とは、強化繊維が束状ではなく１本ずつ独立している態様であるが、集束剤や絡み合いにより強化繊維同士が固着する場合があるため、本発明では１つの単繊維状の強化繊維あたり強化繊維の本数が１００本より少ない態様を表す。本発明における強化繊維糸条の交差とは、該強化繊維糸条が異なる方向に配向している態様を表し、その方向のなす角度の絶対値が１０〜１７０°であることを表す。また、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化とは、樹脂界面において、双方の樹脂が互いに物理的、あるいは化学的に吸着していることを表す。なお、物理的な吸着とは、樹脂同士が相溶し分子レベルで絡み合った状態や、分子間力により吸着した状態、アンカー効果により吸着した状態を表し、化学的な吸着とは、樹脂同士が共有結合していることを表す。さらに、本発明におけるランダムな分散とは、強化繊維の配向に偏りがない態様を表し、繊維強化熱可塑性樹脂基材の配向パラメータ（ｆｐ）が−０．２５〜０．２５の範囲内であることを表す。
【００２５】
繊維強化熱可塑性樹脂基材の配向パラメータ（ｆｐ）は、次の手法により測定する。繊維強化熱可塑性樹脂基材の一部を切り出し、厚みに対して垂直な断面を研磨し観察用試験片を作成する。繊維強化熱可塑性樹脂基材の表面から１００μｍ以下の深さ部分を研磨して得た該試験片を光学顕微鏡にて観察し、無作為に４００本の強化繊維を選び出す。研磨面において強化繊維は一般的に楕円形となっており、この楕円の長軸方向を繊維の配向方向とする。次に、角度の基準とする基準直線を任意に設定し、基準線に対する選び出した強化繊維の配向方向のなす角度（以下、配向角度αと略すことがある。）を全て測定する。配向角度αは、基準線に対して反時計回りの方向の角度を測定することとする。この配向角度αを用いて、次式により配向パラメータ（ｆｐ）を算出する。
・ｆｐ＝２×Σ（ｃｏｓ２αｉ×Ｎｉ／Ｎｔｏｔａｌ）−１
・αｉ：測定した配向角度（単位：°）（ｉ＝１、２、３、・・・、ｎ）
・Ｎｉ：配向角度αｉの繊維の頻度（単位：本）（ｉ＝１、２、３、・・・、ｎ）
・Ｎｔｏｔａｌ：配向角度を測定した繊維本数（４００本）
本発明のＦＲＰの製造方法は、図１に示すような多数本の連続の強化繊維糸条Ｙが並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条Ｙが交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体５が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸６（または熱可塑性樹脂（Ａ）、図示せず）により一体化された多軸成形材料８と、図２に示すような単繊維状かつ不連続の強化繊維１０が熱可塑性樹脂（Ｃ）１１中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材１２とを同時に圧縮成形するものである。
【００２６】
図１に示すとおり、多軸成形材料８は、強化繊維糸条Ｙが並行に配列されたシートが、少なくとも２枚、強化繊維糸条Ｙが交差するように積層されて積層体を構成している。シート１は、強化繊維糸条Ｙが多軸成形材料の長手方向に並行に配列された層で、シート２は、強化繊維糸条Ｙが多軸成形材料の長手方向に対して＋４５°に並行に配列された層で、シート３は、強化繊維糸条Ｙが多軸成形材料の長手方向に対して９０°に並行に配列された層で、シート４は、強化繊維糸条Ｙが多軸成形材料の長手方向に対して−４５°に並行に配列された層である。なお、ここで多軸成形材料の長手方向とは、巻取装置により多軸成形材料を巻き取る方向、もしくは、引取装置により引き取る方向をいう。
【００２７】
図１に示す多軸成形材料８において、強化繊維糸条のシートの積層枚数は４枚であるが、これらは本発明の多軸成形材料の一例を示したものであり、積層構成、積層枚数はこれに限定するものではない。本発明における好ましい積層構成としては、ＦＲＰに成形した際にそりを生じないように鏡面対称積層であり、また、好ましい積層枚数としては、取扱性と樹脂含浸性とのバランスから３〜１２枚の範囲内である。
【００２８】
本発明で用いられる多軸成形材料８における布帛状体５の形態としては、一枚として取り扱えるものであれば、その形態は特に制限されるものではなく、不織布、フィルム、マット、メッシュ、織物、編物、等の種々の形態から選択することができる。特に不織布の形態であると、材料として安価である点、適度な変形性を有する点、多軸成形材料の製造工程において取扱性に優れる点、ステッチ時のニードルへの負荷を小さくできる点、などから好ましい。不織布としては、例えば、カード法、メルトブロー法、スパンボンド法、抄紙法などにより製造されたものが挙げられる。かかる不織布は、離型紙やフィルムなどの支持体の上に形成されたものでも、単独で扱えるものでもよいが、単独で扱えるものの方が安価に入手できる。前記方法で製造された不織布は、不連続状の熱可塑性繊維を結合したものであるため、多軸成形材料に適用した場合に優れた賦形性や、ステッチにおけるスムーズなニードル貫通性（連続ステッチ性）を発現することができるのである。この他にも、連続繊維を引き揃えて不織組織化した布帛なども例として挙げられ、これらの１種または２種類以上を併用したものも使用することができる。中でも、材料コストの面からはメルトブロー法またはスパンボンド法により製造されたものが、賦形性の面からはカード法により製造されたものを用いるのが好ましい。
【００２９】
積層体は、熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸または熱可塑性樹脂（Ａ）により一体化される。熱可塑性樹脂（Ａ）のシートへの含浸を促進したい場合は樹脂の含浸流路を形成するステッチ糸を用いる前者の態様が好ましい。一方、極めて高い力学特性を発現させたい場合にはステッチ糸を用いて強化繊維糸条の損傷を最小限にできる後者の態様が好ましい。
【００３０】
本発明で用いられる多軸成形材料８の布帛状体５を構成する熱可塑性樹脂（Ａ）としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮｐ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン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や、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）」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、さらにポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系、およびアクリロニトリル系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等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。本発明において、これらの少なくとも１種を好ましい熱可塑性樹脂（Ａ）として採用することができる。さらに好ましくは、炭素繊維間へ熱可塑性樹脂を含浸させる観点から、結晶性樹脂を用いた場合であって、ＦＲＰの力学特性を高めることができる。
【００３１】
本発明で用いられる多軸成形材料８におけるステッチ糸６の形態としては、フィラメントや紡績糸などいずれであってよいが、好ましくは基材表面の平滑性を得るためにマルチフィラメント糸である。マルチフィラメント糸であれば、賦形時や成形時に多軸成形材料を加圧することで、フィラメントの配列位置が移動し、マルチフィラメント糸の厚みを薄くできる。ステッチ糸６を構成する熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮｐ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）」などの結晶性樹脂、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、さらにポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系、およびアクリロニトリル系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等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００３２】
図２に示すとおり、繊維強化熱可塑性樹脂基材１２は、単繊維状でかつ不連続の強化繊維１０が熱可塑性樹脂１１中にランダムに分散されている。熱可塑性樹脂１１の形態としては、粒子状や繊維状などが挙げられ、あるいはそれらが溶融して凝集した状態のものであっても構わない。上記の多軸成形材料８と繊維強化熱可塑性樹脂基材１２とを図３に示すように重ね合わせた状態とし、同時に圧縮成形する。重ね合わせの形態としては、多軸成形材料８と繊維強化熱可塑性樹脂基材１２とが同じ大きさでも良いし、多軸成形材料８に対して繊維強化熱可塑性樹脂基材１２を部分的に配置した形態でも構わない。なお、圧縮成形の手段としては、特に制限しないが、成形時間の早さからプレス成形が好ましい。
【００３３】
本発明で用いられる繊維強化熱可塑性樹脂基材１２における熱可塑性樹脂（Ｃ）１１としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮｐ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン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や、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）」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、さらにポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系、およびアクリロニトリル系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等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。本発明において、これらの少なくとも１種を好ましい熱可塑性樹脂（Ｃ）１１として採用することができる。さらに好ましくは、炭素繊維間へ熱可塑性樹脂を含浸させる観点から、結晶性樹脂を用いた場合であって、ＦＲＰの力学特性を高めることができる。
【００３４】
さらに別の視点からは、本発明のＦＲＰの製造方法は、図１に示すような多数本の連続の強化繊維糸条Ｙが並行に配列されたシートを少なくとも２枚、該強化繊維糸条Ｙが交差するように、かつ、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体５が少なくとも前記シート間に配置されて積層体を構成し、該積層体が熱可塑性樹脂（Ｂ）からなるステッチ糸６（または熱可塑性樹脂（Ａ）、図示せず）により一体化された多軸成形材料８を圧縮成形した後、図２に示すような単繊維状でかつ不連続の強化繊維が熱可塑性樹脂（Ｃ）１１中にランダムに分散された繊維強化熱可塑性樹脂基材１２を、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）が連続した形態で一体化するように成形するものである。すなわち、多軸成形材料を成形する前工程と、繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形する後工程との２段階に分けて成形するというものである。成形の工程を２段階に分けているため、生産性にはやや劣るものの、例えば部分的に繊維強化熱可塑性樹脂基材からなるＦＲＰを配置する場合は、該部分のみに繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形することが容易となり、すなわち繊維強化熱可塑性樹脂基材の使用量が少なくて済みコスト面で優れる。なお、前工程で多軸成形材料を圧縮成形する手段としては、特に制限しないが、成形時間の早さからプレス成形が好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂基材を後から成形する方法としては、多軸成形材料と同様にプレス成形でも良いが、その他の成形方法を場合に応じて適宜選択することができる。より容易に、かつ効率よく得るには、前工程で成形した多軸成形材料からなるＦＲＰを射出成形機内に配置し、繊維強化熱可塑性樹脂基材を射出成形することにより一体化するように成形を行っても良い。その他に、予めリブなどに相当する形状に成形した繊維強化熱可塑性樹脂基材からなるＦＲＰを、振動融着、超音波融着、高周波融着、熱板融着、レーザー融着などにより多軸成形材料からなるＦＲＰに固着する手法が挙げられ、それらの手法を適宜用いても良い。
【００３５】
本発明のＦＲＰの製造方法では、前記熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと前記熱可塑性樹脂（Ｃ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＣとの差の絶対値が３以下であることが好ましい。ＳＰ値の差の絶対値が３よりも大きい場合、両成分の相溶性は低く、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）との界面の接着性が低くなり、該界面で剥離を生じる場合がある。上記の絶対値のより好ましい範囲は、２．５以下であり、さらに好ましくは２以下である。本発明におけるＳＰ値は、フェダーズ（Ｆｅｄｏｒｓ）の方法により決定される２５℃の温度におけるポリマーの繰り返し単位の値により求められる。当該方法は、Ｆ．Ｆｅｄｏｒｓ，Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，１４（２），１４７（１９７４）に記載されている。
【００３６】
本発明のＦＲＰの製造方法では、多軸成形材料の各シートにおける強化繊維糸条の目付が５０〜３５０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは９０〜１９０ｇ／ｍ２の範囲内である。各シートにおける強化繊維糸条の目付が５０ｇ／ｍ２未満であると、隣り合う強化繊維糸条同士の間に隙間ができてＦＲＰにしたときの品位が劣ってくるようになるばかりか、前記隙間が力学特性低下の原因を引き起こすようになる。また、各シートにおける強化繊維糸条の目付が３５０ｇ／ｍ２を越えると、隣り合う強化繊維糸条同士が重なる箇所ができるため、多軸成形材料の表面に凹凸ができる上に、層が厚くなるため賦形性が劣るようになる。さらには、層が厚くなると、熱可塑性樹脂で構成される布帛状体を溶融させて完全に含浸させる際に過大な外圧を加える必要があり、その過大な外圧により強化繊維糸条に目曲がりが生じてくる。
【００３７】
また、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる布帛状体の目付が１５〜２５０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは４０〜１００ｇ／ｍ２の範囲内である。布帛状体の目付が１５ｇ／ｍ２未満であると熱可塑性樹脂の量が強化繊維糸条の量に対して相対的に不足して十分に含浸ができにくくなる。なお、この問題を避けるために強化繊維糸条のシートの目付を上記の範囲を超えて低くすると、強化繊維糸条同士の間に隙間ができるためＦＲＰにしたときの強度が低下するばかりか品位も悪くなる場合がある。一方、布帛状体の目付が２５０ｇ／ｍ２を越えると、強化繊維糸条の含有量が相対的に少なくなり、ＦＲＰにしたときに十分な強度が発現できない。なお、この問題を避けるために強化繊維糸条のシートの目付を本発明の範囲を超えて高くすると強化繊維糸条同士が重なり合うため表面に凸凹が発生し、賦形性や品位が劣るようになるだけでなく、樹脂を含浸させるときに過大な外圧が必要となり、強化繊維糸条の目曲がりが発生する場合がある。なお、各シートの強化繊維糸条および布帛状体の目付は、ＪＩＳ  Ｒ７６０２（１９８９）５．５項に準拠してサンプルを切り出し、局所的な融着を開放して多軸成形材料を分解して各シートの強化繊維糸条および布帛状体について測定した値とする。
【００３８】
さらに、繊維強化熱可塑性樹脂基材の強化繊維の重量含有率が２５〜８０ｗｔ％であることが好ましい。さらに好ましくは３５〜７５ｗｔ％の範囲内である。不連続の強化繊維の重量含有率が２５ｗｔ％未満であると、強化繊維の補強効果が小さくなり、ＦＲＰにしたときに十分な強度が発現できない場合がある。一方、不連続の強化繊維の重量含有率が８０ｗｔ％を越えると、強化繊維間への熱可塑性樹脂の含浸が不十分となり、力学特性が極度に低下する場合があり、また、成形時の流動性が低下するため、未充填部分が生じる場合もあり好ましくない。
【００３９】
本発明のＦＲＰの製造方法においてステッチ糸を用いる場合では、前記熱可塑性樹脂（Ａ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＡと前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の溶解度パラメータ（ＳＰ値）δＢとの差の絶対値が３以下であることが好ましい。前述の熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｃ）との関係と同様に、ＳＰ値の差の絶対値が３よりも大きい場合、両成分の相溶性は低く、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）との界面の接着性が低くなる。ＦＲＰに荷重付加をかけた場合、該界面の接着性が低いため該界面に微少な剥離を生じ、繰り返しの荷重付加により該剥離が起点となり破壊へと至ることがあり好ましくない。上記の絶対値のより好ましい範囲は、２．５以下であり、さらに好ましくは２以下である。
【００４０】
また、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点ＴｍＡと熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点ＴｍＢとが、（ＴｍＢ−１５０）≦ＴｍＡ≦（ＴｍＢ−２０）の関係を満足することが好ましい（以下、態様Ａと呼称する）。上記融点とは、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いてＪＩＳ  Ｋ７１２１（１９８７）にしたがい絶乾状態で２０℃／ｍｉｎの昇温速度にて測定した値を指す。なお、本発明においては、融点を示さないもの（例えば非晶性ポリマー）について、上記測定方法により得られるガラス転移温度＋１００℃を簡易的に融点とみなす。
【００４１】
ステッチ糸を用いる場合は、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点が態様Ａの関係であると、ＦＲＰに成形するときに布帛状体を先に溶融させることができる。このことにより、布帛状体を溶融させて熱可塑性樹脂（Ａ）を強化繊維糸条の層内に含浸させている最中に、強化繊維糸条で構成された各層は溶融していないステッチ糸によって強化繊維糸条の配向の乱れを防ぐことができるうえに、ステッチ糸により形成された強化繊維糸条のシート厚み方向の貫通孔が樹脂の含浸流路となって、溶融した熱可塑性樹脂（Ａ）の含浸性を格段に向上させるという予想外の効果を奏する。さらに、布帛状体を先に溶融させて樹脂を各層に含浸させるため、布帛状体が挿入されていた層間厚みが薄くなってステッチ糸による拘束がゆるみ、各層がせん断変形し易くなり、シワの発生を抑制できる。このため、強化繊維糸条の配向が整った、すぐれた力学特性を発現できる品位のよいＦＲＰを得ることができるのである。
【００４２】
また、熱可塑性樹脂（Ａ）で構成される布帛状体が多軸成形材料の最外層の少なくとも一方にも配置されている場合には、複数枚の多軸成形材料を積層するにあたって、ステッチ糸を溶融させずに布帛状体を部分的に溶融させて多軸成形材料同士を一体化（例えばプリフォームの態様）することが可能となるため、本発明において好ましい態様といえる。
【００４３】
かかる関係を満たす態様Ａの具体的な組合せとしては、例えば、熱可塑性樹脂（Ａ）がポリアミド１１、ポリアミド１２または共重合ポリアミド（例えば、ポリアミド６／６６／１２、ポリアミド６１０／１２、ポリアミド６／６６／６１０／１２、など）であり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリアミド６またはポリアミド６６である組合せや、熱可塑性樹脂（Ａ）がポリアミド６であり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリアミド６６である組合せ、熱可塑性樹脂（Ａ）が共重合ポリエステルであり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリエステルである組合せ、熱可塑性樹脂（Ａ）が共重合ポリオレフィンであり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリエチレンまたはポリプロピレンである組合せ、熱可塑性樹脂（Ａ）がポリエチレンであり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリプロピレンである組合せ等が挙げられる。前記組合せであると、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とに類似の樹脂を使用すると両者の接着性が優れるため、優れた力学特性を発現することができる。
【００４４】
また、熱可塑性樹脂（Ａ）がポリオレフィンであり、熱可塑性樹脂（Ｂ）がポリエステルである組合せ等であると、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）との融点の差を大きくでき、含浸が容易にできるため成形性に優れる利点がある。
【００４５】
さらに別の視点からは、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点ＴｍＡと熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点ＴｍＢとが、（ＴｍＢ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＢ＋２０）の関係を満足する、すなわち、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点ＴｍＡと熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点ＴｍＢとが実質的に同一であるものをそれぞれ使用するのが好ましい（以下、態様Ｂと呼称する）。
【００４６】
さらに、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点ＴｍＡと熱可塑性樹脂（Ｃ）の融点ＴｍＣとが、（ＴｍＣ−２０）＜ＴｍＡ＜（ＴｍＣ＋２０）の関係を満足する、すなわち、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点ＴｍＡと熱可塑性樹脂（Ｃ）の融点ＴｍＣとが実質的に同一であるものをそれぞれ使用するのが好ましい。熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｃ）の融点が実質的に同一であると、２つの樹脂が連続した形態で一体化しやすくなる。融点が上記の範囲外であると、多軸成形材料と繊維強化熱可塑性樹脂基材とを同時に圧縮成形する場合は、片側の樹脂が先に溶融してしまい成形がうまくいかないことがあり、多軸成形材料を成形する前工程と、繊維強化熱可塑性樹脂基材を成形する後工程との２段階に分けて成形する場合は、樹脂同士が相溶しないことがあり、好ましくない。
【００４７】
本発明で用いる連続および不連続の強化繊維としては、例えば、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、および、アラミド、パラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアリレートおよびポリイミド等の有機繊維等が挙げられ、これらの１種または２種類以上を併用したものを使用することができる。中でも、炭素繊維は、比強度・比弾性率に優れており、好ましく用いられる。炭素繊維は、その糸条の引張強度が４ＧＰａ以上７ＧＰａ以下、好ましくは４．５ＧＰａ以上６．５ＧＰａ以下、引張弾性率が２００ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが、特に構造材に好適である。
【００４８】
なお、該糸条の引張強度は、炭素繊維糸条に下記組成の樹脂を含浸させ、１３０℃で３５分間硬化させた後、ＪＩＳ  Ｒ−７６０１に規定する引張試験方法に従って求めることができる。
（樹脂組成）
・脂環式エポキシ樹脂（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−シクロヘキシル−カルボキシレート）                      １００重量部
・３フッ化ホウ素モノエチルアミン                          ３重量部
・アセトン                                                ４重量部
また、該糸条の引張弾性率は、上記引張強度測定方法と同様の方法で引張試験を行い、荷重−伸び曲線の傾きから求めることができる。
【００４９】
多軸成形材料に用いる強化繊維糸条としては、無撚でも有撚でも使用することができるが、引張強度や圧縮強度等の力学特性の面からは、実質的に無撚（１ターン／ｍ未満）のものが好ましい。かかる観点から、本発明における多軸成形材料の製造においては、強化繊維糸条を縦取解舒して解舒撚を混入させてもよいが、横取解舒して解舒撚が入らないようにし、多軸成形材料中に強化繊維糸条を実質的に無撚（１ターン／ｍ未満）の状態で存在させるのが好ましい。横取解舒することにより、本発明の範囲内の目付においても高品位のＦＲＰを確実に得ることが容易になるだけでなく、強化繊維体積配合率Ｖｆや力学特性を高めることができる。特に各シートにおける強化繊維糸条の目付が１９０ｇ／ｍ２以下であると、シート中に強化繊維糸条同士の隙間（ギャップ）が形成され易く、ＦＲＰの品位に劣る場合があるので横取解舒が好ましい。上記効果は、強化繊維糸条の繊度が以下の範囲内である場合に顕著に発現する。また、強化繊維糸条の繊度は、好ましくは５００〜７，０００ｔｅｘであり、より好ましくは１，０００〜２，０００ｔｅｘである。繊度が小さすぎると、繊維糸条がねじれる問題がほとんどなく、本発明の効果が発揮されない場合がある。また、繊維糸条が高価であり、このような細繊度の繊維糸条を多数本使用することになるので、多軸成形材料そのものも高価になってしまう。一方、繊度が大きすぎると、例えば、１層当たりの強化繊維糸条の目付が１００ｇ／ｍ２以下の低目付の多軸成形材料を得る際に僅かな力で糸条幅が変動しやすく、安定した糸条幅の維持が困難な場合がある。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、特にこれに限定されるものではない。
【００５１】
実施例および比較例における原材料、およびそれら原材料からなる中間材料は以下の通りである。
＜多軸成形材料＞
強化繊維糸条
・ＰＡＮ系炭素繊維糸条：１２，０００フィラメント、繊度８００ｔｅｘ、引張強度４，９００ＭＰａ、引張弾性率２４０ＧＰａ、０ターン／ｍ、集束剤０．５重量％。
ステッチ糸
・ステッチ糸Ａ：ポリアミド６６、１０フィラメント、繊度３３ｄｔｅｘ、融点２５５℃、ＳＰ値１３．６。
・ステッチ糸Ｂ：ポリテトラフルオロエチレン、１０フィラメント、繊度５６ｄｔｅｘ、融点３２７℃、ＳＰ値６．２
布帛状体
・不織布Ａ：ポリアミド６、目付８０ｇ／ｍ２、融点２２０℃、ＳＰ値１３．５。
・不織布Ｂ：ポリアミド１２、目付８０ｇ／ｍ２、融点１７８℃、ＳＰ値１３．０。
・フィルムＣ：ポリアミド６、目付８０ｇ／ｍ２、融点２２０℃、ＳＰ値１３．５。
【００５２】
次の手順で１．３ｍ幅の多軸成形材料を作製した。すなわち、強化繊維糸条で構成された各シート間、および、最外層の何れにも不織布Ａを有する積層体を形成した。
（１）最外層に配置する不織布Ａを連続的にベルトコンベア上に、不織布Ａとベルトコンベアとの長手方向が平行になるように配置した。かかるベルトコンベアは、以降の強化繊維糸条の層および不織布を積層する間も一定速度（本実施例では１ｍ／ｍｉｎ）で、その長手方向（０°方向）に移動し続け、後述の接着手段へ連続的に搬送するものであった。
（２）前記不織布Ａの上に、解舒撚を混入させないように横取解舒した強化繊維糸条を、長手方向（ベルトコンベアが搬送する方向、０°方向）に対して−４５°に並行に、かつ、１５０ｇ／ｍ２となるように配列して−４５°シートを形成した。なお、−４５°シートの強化繊維糸条の配置はキャリッジ装置により行った。本工程におけるキャリッジ装置は、−４５°方向に往復運動するもので、その内の往運動（または復運動）する時に強化繊維糸条をベルトコンベア上に配置する装置で、ベルトコンベアが長手方向へ搬送している速度に同調して強化繊維糸条同士が重ならず、順番に隣り合うように並ぶように制御した。
（３）前記−４５°シートの上に２枚目の不織布Ａを配置し、その上に、−４５°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して＋９０°に並行に、かつ、１５０ｇ／ｍ２となるように配列し、＋９０°シートを形成した。
（４）前記＋９０°シートの上に３枚目の不織布Ａを配置し、その上に、−４５°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して＋４５°に並行に、かつ、１５０ｇ／ｍ２となるように配列し、＋４５°シートを形成した。
（５）前記＋４５°シート層の上に４枚目の不織布Ａを配置し、その上に、−４５°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して０°に並行に、かつ、１５０ｇ／ｍ２となるように配列し、０°シートを形成した。
（６）前記０°シートの上に５枚目の不織布Ａを配置し、積層体を形成した。
【００５３】
続いて、上記の通り形成したベルトコンベア上の積層体を、ステッチ糸Ａにてステッチして一体化させた。かかるステッチにおいては、ステッチ糸Ａを巻出装置により巻き出し、ニードルを積層体に貫通させながら編成した。ステッチ糸の編組織は鎖編と１／１トリコット編とを複合した変則１／１トリコット編とした。不織布Ａはニードル貫通性に優れ、不織布の繊維がニードルに絡まることはなかった。
＜繊維強化熱可塑性樹脂基材＞
強化繊維糸条
・ＰＡＮ系炭素繊維糸条、１２，０００フィラメント、繊度８００ｔｅｘ、引張強度４，２００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ、集束剤１．５重量％。
熱可塑性樹脂
・樹脂Ａ：ポリアミド６、融点２２０℃、ＳＰ値１３．５。
・樹脂Ｂ：ポリプロピレン、融点１６５℃、ＳＰ値８．０。
【００５４】
次の手順で２種類の繊維強化熱可塑性樹脂基材を作製した。
（１）ＰＡＮ系炭素繊維糸条をカートリッジカッターでカットし、繊維長６．４ｍｍのチョップド糸を得た。
（２）ペレット状のポリアミド６樹脂を液体窒素中に３分間浸積し、粉砕機にて凍結粉砕した。得られた粉砕粒子を１４ｍｅｓｈ（開孔径１．１８ｍｍ）のふるいにより分級し、１４ｍｅｓｈのふるいを通過した粉砕粒子をさらに６０ｍｅｓｈ（開孔径０．２５ｍｍ）のふるいにより分級し、６０ｍｅｓｈのふるい上に残った粉砕粒子を採取し、１４〜６０ｍｅｓｈの粒子Ａを得た。
（３）界面活性剤（和光純薬工業（株）社製、「ｎ−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム」（製品名））の１．５ｗｔ％水溶液１０リットルを攪拌し、予め泡立てた分散液を作製した。
（４）この分散液に、得られたチョップド糸４３０ｇと、粒子Ａ６３０ｇを投入し、１０分間攪拌した後、長さ１０００ｍｍ×幅１０００ｍｍの抄紙面を有する抄紙機に流し込み、吸引、脱泡して、繊維強化熱可塑性樹脂ウェブを得た。
（５）この繊維強化熱可塑性樹脂ウェブを１００℃の温度で２時間乾燥した後、この繊維強化熱可塑性樹脂ウェブ全体を２８０℃の温度に予熱し、２８０℃の温度に保持された熱盤間に配置し、１ＭＰａでプレスした。
（６）３０℃の温度に温度制御された冷却盤間に配置し、１ＭＰａで冷却プレスし、長さ１０００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、厚み１ｍｍの繊維強化熱可塑性樹脂基材Ｐを得た。炭素繊維の重量含有率は４０ｗｔ％であり、配向パラメータ（ｆｐ）は０．０５であった。
（１）ペレット状の樹脂Ａを１軸押出機にてその先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に十分溶融・混練された状態で押し出しながら、ＰＡＮ系炭素繊維糸条を前記クロスヘッドダイ中に供給し、樹脂Ａを、炭素繊維糸条中に十分含浸させた。ここでクロスヘッドダイとは、そのダイ中で連続した繊維束を開繊させながら溶融樹脂等をその中に含浸させる装置のことをいう。
（２）このようにして得られた連続繊維状のストランドを冷却後、カッターで７ｍｍに切断して、繊維強化熱可塑性樹脂基材Ｑを得た。炭素繊維の重量含有率は２０ｗｔ％であり、配向パラメータ（ｆｐ）は０．１９であった。
【００５５】
（実施例１）
多軸成形材料：４枚を０°シートが中央となるように鏡面対称積層し、繊維強化熱可塑性樹脂基材Ａ１：２枚とを重ね合わせ、図５に示すような半球状の二次曲面を有する金型１３に対して多軸成形材料が球面外側となるように配置した。該金型の凸型は図５の点線に示す位置に、図６に示す形状のリブ溝１４を備えている。２３０℃に加熱した状態で不織布および繊維強化熱可塑性樹脂基材中の樹脂を溶融させながら発生したシワを伸ばして型に追従させ、２５ＭＰａで２４０秒間加圧（プレス）した。加圧したまま金型温度を５０℃に冷却してから放圧・脱型してリブを有するＦＲＰを得た。
なお、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値と繊維強化熱可塑性樹脂基材の樹脂のＳＰ値との差の絶対値は０、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値とステッチ糸のＳＰ値との差の絶対値は０．１である。
得られたＦＲＰはリブ先端まで繊維および樹脂が充填しており、断面を光学顕微鏡で観察したところ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸し、ボイドの発生もほとんどなかった。また、表面品位に関しても、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したが、シワの発生はみられず、概ね良好であった。
【００５６】
（実施例２）
多軸成形材料：６枚を０°シートが中央となるように鏡面対称積層し、実施例１で用いた金型と同様の形状で、かつリブ溝を備えていない金型に配置した後、実施例１と同じ条件でＦＲＰを得た。続けて、得られたＦＲＰを実施例１で用いた金型と同様のリブ溝を備えた金型に配置した後、バレル温度２６０℃、金型温度８０℃にて繊維強化熱可塑性樹脂基材Ａ２を射出成形することにより、リブを有するＦＲＰを得た。
なお、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値と繊維強化熱可塑性樹脂基材の樹脂のＳＰ値との差の絶対値は０、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値とステッチ糸のＳＰ値との差の絶対値は０．１である。
得られたＦＲＰはリブ先端まで繊維および樹脂が充填しており、断面を光学顕微鏡で観察したところ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸し、ボイドの発生もほとんどなかった。また、表面品位に関しても、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したが、シワの発生はみられず、概ね良好であった。
【００５７】
（実施例３）
多軸成形材料の布帛状体を不織布Ｂ、繊維強化熱可塑性樹脂基材の熱可塑性樹脂を樹脂Ｂとし、金型温度を２００℃とした以外は、実施例１と同様にしてリブを有するＦＲＰを得た。繊維強化熱可塑性樹脂基材の炭素繊維の重量含有率は４０ｗｔ％であり、配向パラメータ（ｆｐ）は−０．０６であった。
なお、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値と繊維強化熱可塑性樹脂基材の樹脂のＳＰ値との差の絶対値は５、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値とステッチ糸のＳＰ値との差の絶対値は０．６である。
得られたＦＲＰはリブ先端まで繊維および樹脂が充填しており、断面を光学顕微鏡で観察したところ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸し、ボイドの発生もほとんどなかった。また、表面品位に関しても、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したが、シワの発生はみられず、概ね良好であった。ただし、得られたＦＲＰに荷重負荷をかけたところ、多軸成形材料からなるＦＲＰと繊維強化熱可塑性樹脂基材からなるＦＲＰとの界面において一部剥離が確認された。
【００５８】
（実施例４）
多軸成形材料のステッチ糸をステッチ糸Ｂとした以外は、実施例１と同様にしてリブを有するＦＲＰを得た。
なお、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値と繊維強化熱可塑性樹脂基材の樹脂のＳＰ値との差の絶対値は０、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値とステッチ糸のＳＰ値との差の絶対値は７．３である。
得られたＦＲＰはリブ先端まで繊維および樹脂が充填しており、断面を光学顕微鏡で観察したところ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸し、ボイドの発生もほとんどなかったが、ステッチ糸と樹脂との界面において剥離が観察された。また、表面品位に関しても、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したが、シワの発生はみられず、概ね良好であった。
【００５９】
（実施例５）
多軸成形材料の布帛状体をフィルムＣとした以外は、実施例１と同様にしてリブを有するＦＲＰを得た。
なお、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値と繊維強化熱可塑性樹脂基材の樹脂のＳＰ値との差の絶対値は０、多軸成形材料の布帛状体のＳＰ値とステッチ糸のＳＰ値との差の絶対値は０．１である。
得られたＦＲＰはリブ先端まで繊維および樹脂が充填しており、断面を光学顕微鏡で観察したところ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸し、ボイドの発生もほとんどなかった。また、表面品位に関しては、概ね良好であったが、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生し、実施例１では見られなかったシワが僅かに発生した。
【００６０】
（比較例１）
繊維強化熱可塑性樹脂基材を用いず、多軸成形材料：６枚のみを０°シートが中央となるように鏡面対称積層した以外は実施例１と同様にしてリブを有するＦＲＰを得た。
得られたＦＲＰはリブの２０％程度しか繊維および樹脂が充填していなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の製造方法にて得られたＦＲＰの用途としては、強度、剛性、軽量性が要求される、自転車用品、ゴルフのヘッド等のスポーツ部材、ドアやシート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、複雑な形状の成形追従性が要求されるシートパネルやシートフレーム等の自動車部品に好ましく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明における多軸成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】本発明における繊維強化熱可塑性樹脂基材の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図３】本発明における圧縮成形前における多軸成形材料および繊維強化熱可塑性樹脂基材の一実施態様を示す概略断面図である。
【図４】本発明の繊維強化複合材料の一実施態様を示す概略断面図である。
【図５】金型形状の一例を示す概略図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図である。
【図６】リブを形成するために金型に備えられた溝形状の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ｙ：強化繊維糸条
１：強化繊維糸条が長手方向に並行に配列されたシート
２：強化繊維糸条が長手方向に対して＋４５°に並行に配列されたシート
３：強化繊維糸条が長手方向に対して９０°に並行に配列されたシート
４：強化繊維糸条は長手方向に対して−４５°に並行に配列されたシート
５：層間の布帛状体
６：ステッチ糸
７：ニードル
８：多軸成形材料
９：最外層の布帛状体
１０：単繊維状かつ不連続の強化繊維
１１：熱可塑性樹脂
１２：繊維強化熱可塑性樹脂基材
１３：金型
１４：リブ溝
【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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