阅读说明：本技术 复合层叠体的制造方法、纤维强化复合材料成形品及其制造方法 (Manufacturing method, fiber reinforced composite material formed products and its manufacturing method of compound stack body ) 是由 池田和久 古桥佑真 平川大希 于 2018-06-07 设计创作，主要内容包括：提供一种能够制造复杂形状的纤维强化复合材料成形品的层叠体的制造方法以及外观以及机械特性优秀的复杂形状的纤维强化复合材料成形品的制造方法。本发明的层叠体的制造方法包括,在具有由以使片状的预浸料的端部彼此彼此的侧端面相接的方式对接的对接部分,以及使片状的预浸料的端部彼此重合的重合部分构成的组中选择的至少一方的组装体(50)中的、所述对接部分以及所述重合部分的一方或双方的至少一部分,以使片状模塑料重合的方式层叠。(The manufacturing method of a kind of manufacturing method of the laminated body of fiber reinforced composite material formed products that can manufacture complicated shape and the fiber reinforced composite material formed products of appearance and the outstanding complicated shape of mechanical property is provided.The manufacturing method of laminated body of the invention includes, there is the butted part by docking in such a way that the end side end face that so must you for making the prepreg of sheet connects, and in the assembly (50) of at least one party selected in the group that constitutes of the intersection for making the end of the prepreg of sheet coincide with one another, at least part of one or both of the butted part and the intersection, be laminated in a manner of being overlapped sheet molding compound.)

复合层叠体的制造方法、纤维强化复合材料成形品及其制造 方法

技术领域

本发明涉及复合层叠体的制造方法、纤维强化复合材料成形品的制造方法以及纤维强化复合材料成形品。

本申请基于2017年6月14日在日本申请的专利2017-116621号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

近年，作为运动、汽车、飞机、产业用途等的部件，提出了使用碳纤维强化塑料(CFRP)的纤维强化复合材料成形品，特别在要求轻量并且高的力学特性的领域中被积极采用。

作为纤维强化复合材料成形品的制造方法，例如公知有通过将在强化纤维上层叠使未固化的基体树脂组成物浸渍而成片状的预浸料的层叠体在成形模具内加热、加压，而获得预定形状的纤维强化复合材料成形品的方法。另外，在制造三维形状的纤维强化复合材料成形品的情况下，公知有在主成形前，将层叠体在考虑了最终成形品的形状的预定形状上预备赋形而形成预成形件。但是，仅通过预浸料，难以制造具有肋、突起等的复杂形状的纤维强化复合材料成形品。

作为具有肋、突起等的纤维强化复合材料成形品的制造方法，例如，公知有使用层叠了片状模塑料(SMC)和预浸料的复合层叠体的方法。例如，可以举出在SMC上层叠无纺布预浸料，加压加热而获得纤维强化复合材料成形品的方法(专利文献1～3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2007-1298号公报

专利文献2：日本国特开2006-7492号公报

专利文献3：日本国特开平10-67026号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

但是，在专利文献1～3的方法中，由于预浸料有赋形界限，因此难以获得具有不是可展开面的曲面(包括多个平面的组合)的复杂的立体形状的纤维强化复合材料成形品。

本发明的目的在于提供一种能够制造复杂形状的纤维强化复合材料成形品的、复合层叠体的制造方法以及纤维强化复合材料成形品的制造方法，以及提供一种外观、强度优秀的由连续强化纤维和不连续强化纤维强化的纤维强化树脂成形体。

用于解决技术课题的技术方案

本发明具有以下构成。

[1]一种复合层叠体的制造方法，在具有由对接部分以及重合部分构成的组中选择的至少一方的组装体中的、所述对接部分以及所述重合部分的一方或双方的至少一部分，以使片状模塑料重合的方式层叠，所述对接部分以使片状的预浸料的端部彼此的侧端面相接的方式对接，所述重合部分使片状的预浸料的端部彼此重合。

[2]在[1]所述的复合层叠体的制造方法中，使所述对接部分以及所述重合部分的一方或双方的至少一部分的所述预浸料的端部在俯视时成为曲线状。

[3]在[1]或[2]所述的复合层叠体的制造方法中，使具有所述对接部分的组装体中的、所述对接部分的彼此的侧端面的至少一部分相接。

[4]在[1]～[3]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，使具有所述对接部分的组装体中的、所述对接部分的至少一部分的侧端面成为彼此互补的弯曲面。

[5]在[1]～[4]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，所述预浸料的端部的俯视时的边缘形状为圆弧状，该圆弧的直径R为90mm以上。

[6]在[5]所述的复合层叠体的制造方法中，位于所述组装体的所述端部的圆弧的两端侧的末端彼此的距离b(mm)与所述直径R满足R/b≥1的关系。

[7]在[1]～[6]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，所述预浸料为两个以上的片状的预浸料的层叠体。

[8]在[1]～[7]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，在使所述预浸料或其层叠体预备赋形后，使所述预浸料或其层叠体的端部彼此对接，或者在使所述预浸料或其层叠体预备赋形后，使所述预浸料或其层叠体的端部彼此重合。

[9]在[1]～[8]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，作为所述预浸料，使用将强化纤维向一方向拉齐的UD预浸料。

[10]在[1]～[9]中任一项所述的复合层叠体的制造方法中，作为所述预浸料，使用以使强化纤维正交的方式织造的交叉预浸料。

[11]一种纤维强化复合材料成形品的制造方法，利用成形模具对通过[1]～[10]中任一项所述的复合层叠体的制造方法制造的复合层叠体进行压缩成形而获得纤维强化复合材料成形品。

[12]一种纤维强化复合材料成形品，由连续纤维强化的纤维强化树脂成形体形成从由对接部以及重合部构成的组中选择的至少一方，所述对接部以使所述纤维强化树脂成形体的端部彼此的侧端面相接的方式对接，所述重合部使纤维强化树脂成形体的端部彼此重合，在所述对接部以及所述重合部的一方或双方的至少一部分层叠由不连续纤维强化的纤维强化树脂成形体。

[13]在[12]所述的纤维强化复合材料成形品中，在端部在俯视时为曲线状的所述对接部以及所述重合部的一方或双方的至少一部分层叠有由不连续强化纤维强化的纤维强化树脂成形体。

[14]在[12]或[13]所述的纤维强化复合材料成形品中，由连续纤维强化的所述纤维强化树脂成形体的表面的连续纤维的蛇行角度θ为15度以下。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够制造复杂形状的纤维强化复合材料成形品的复合层叠体，以及外观以及机械特性优秀的复杂形状的纤维强化复合材料成形品。

附图说明

图1A是表示本发明的纤维强化复合材料成形品的一例的立体图。

图1B是图1A所示的本发明的纤维强化复合材料成形品的一例的俯视图。

图2A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图2B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图3是表示层叠有图2的预浸料的层叠体的立体图。

图4A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图4B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图5是表示层叠有图4的预浸料的层叠体的立体图。

图6是表示将图3的层叠体与图5的层叠体组合后的组装体的立体图。

图7A是表示图6的组装体的俯视图。

图7B是图7A的A-A剖视图。

图8是表示在图6的组装体上层叠有SMC的复合层叠体的俯视图。

图9是表示用本发明的制造方法形成的组装体的其他例的剖视图。

图10A是表示层叠体的其他例的立体图。

图10B是表示组装体的其他例的立体图。

图11是说明测定强化纤维的蛇行角度的方法的概略图。

图12A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图12B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图13A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图13B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图14A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图14B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图15A是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图15B是表示本发明的复合层叠体的制造方法所使用的预浸料的一例的俯视图。

图16是表示图12A、图12B、图13A、图13B所示的预浸料的一例的一个边的形状的图。

图17是表示图14A、图14B、图15A、图15B所示的预浸料的一例的一个边的形状的图。

具体实施方式

在以下说明中，例示的图的尺寸等为一例，本发明不一定限定于此，在不变更其主旨的范围内能够适当变更而实施。

[复合层叠体的制造方法]

利用本发明的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体用于纤维强化复合材料成形品(以下，简单记为“成形品”)的制造。本发明的复合层叠体的制造方法例如图1(A)以及图1(B)所例示的纤维强化复合材料成形品100那样，能够获得适于制造具有肋、突起的复杂形状的成形品的复合层叠体。

纤维强化复合材料成形品100具有：俯视形状为正方形状的基板110、设置为沿着基板110的上表面的相对的两个边的多个突起112、形成为连结各边的对应的突起112彼此的板状的多个肋114。

此外，使用利用本发明的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体而制造的成形品不限于纤维强化复合材料成形品100。

(第一方式)

本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法为，在具有以片状的预浸料的端部彼此相接的方式对接而成的对接部分的组装体的对接部分的至少一部分重合片状模塑料(以下，也记作“SMC”)而层叠获得复合层叠体的方法。

作为具体的方式，能够举出以使层叠有片状的预浸料的多个层叠体的端部彼此的侧端面相接的方式对接而形成组装体，并以在使组装体的端部对接的部分上重合SMC的方式层叠而获得复合层叠体的方法。

此外，该对接的部分，可以使彼此的侧端面相接，也可以在彼此的侧端面之间设置一些间隙，但由于有使用该复合层叠体制造的成形品的外观、强度优秀的倾向，因此优选在该对接部分使彼此的侧端面的至少一部分相接。

这样，在本发明中，将目标成形品的立体形状分为几个部分，关于各个部分，将预浸料或预浸料的层叠体组合而形成组装体，并以在对接部分重合SMC的方式层叠，而成为复合层叠体。通过使用这样的复合层叠体，即便是具有不是可展开面的曲面(包括多个平面的组合)的复杂的立体形状的成形品也能够制造。

在本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法中，在组装体中，优选在俯视时，所述对接部分的至少一部分的所述预浸料的端部为曲线状，更优选对接的各个预浸料的至少一部分的侧端面成为彼此互补的弯曲面。

另外，在组装体中，优选在俯视时，相邻的层叠体的对接的各个端部的侧端面为曲线状的彼此互补的弯曲面。

通过使用这样的复合层叠体，能够抑制压缩成型时的强化纤维的蛇行，制造外观、强度优秀的复杂立体形状的成形品。

以下，参照图2～8对本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法的一例进行说明。本实施方式的复合层叠体的制造方法具有下述的工序(i)～(iii)。

(i)用于成为预浸料的层叠体片状，层叠预浸料(层叠片状的预浸料而成为层叠体)

(ii)用于成为组装体，组合层叠体彼此(组合层叠体彼此而成为组装体)

(iii)用于成为复合层叠体，层叠组装体与SMC(将组装体与SMC层叠而成为复合层叠体)

工序(i)：

在形成组装体的层叠体的形成中，使用包含连续纤维即强化纤维、基体树脂组成物的片状的预浸料。具体而言，在由连续纤维即强化纤维形成的强化纤维片中使用浸渍有基体树脂组成物的预浸料。

作为预浸料的形态，例如可以举出强化纤维在一个方向上拉齐的UD预浸料、强化纤维正交地织造的交叉预浸料、无纺布预浸料等。另外，也可以是将斜纹路交叉、3轴交叉、Multi-axial Warp Knit等强化纤维布帛作为强化纤维片的预浸料。其中，作为预浸料，基于机械物性良好的连续纤维制成的观点，优选UD预浸料、交叉预浸料。作为预浸料，可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。

连续纤维为比后述短纤维的纤维长度长的强化纤维。

作为强化纤维，例如可以举出碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、高强度聚酯纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、尼龙纤维等。其中，由于比强度以及比弹性优秀，因此优选碳纤维。作为强化纤维，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。

作为基体树脂组成物，例如可以举出含有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、苯并噁嗪树脂等中的任意一种或多种的树脂组合物。其中，由于固化后的强度高，因此优选包含环氧树脂的树脂组成物。

在基体树脂组成物中，也可以根据需要包含固化剂、固化促进剂、增稠剂、聚合引发剂、无机填充剂等助剂。

在工序(i)中，作为在形成组装体的层叠体中使用的预浸料，制作多个与其他层叠体组合的一侧的端部的俯视下的边缘形状优选为曲线状的预浸料。然后，将这些多个预浸料层叠，形成用于形成组装体的多个层叠体。相邻的层叠体的对接的各个端部的侧端面在俯视时，优选为曲线状的彼此互补的弯曲面。

层叠体的对接的端部的侧端面的俯视形状优选为曲线状，能够举出圆弧状、波状等。即，作为层叠体的对接的端部的侧端面，能够举出俯视时圆弧状的弯曲面、俯视时波状的弯曲面等优选方式。

基于容易抑制强化纤维的蛇行的观点，优选层叠体的对接的端部的侧端面在俯视时为圆弧状的弯曲面，更优选在俯视时为形成正圆的圆周的一部分的圆弧状的弯曲面。

在层叠体的对接的端部的侧端面的俯视形状为圆弧状的情况下，圆弧的直径R能够根据目标成形品的尺寸等适当设定。圆弧的直径优选为90mm以上，更优选为100～2000mm，进一步优选为150～1000mm。通过将圆弧的直径R设定为上述范围，有抑制强化纤维的蛇行的发生，成形品的外观良好的倾向。

具体而言，例如，将片状的预浸料裁断，来制作图2A所示的预浸料10、图2B所示的预浸料10A。另外，将片状的预浸料裁断，来制作图4A所示的预浸料30、图4B所示的预浸料30A。

预浸料10的俯视形状由圆弧状的边a1、与边a1相对的直线状的边a2、将边a1与边a2的两端连结起来的直线状的边b1、b2构成，矩形的一个边a1成为以圆弧状凸出的形状。在边a2的长度方向上，边a1的顶点的位置与边a2的中点的位置对应。边b1与边b2平行。在预浸料10，强化纤维12的纤维方向为与边a2的长度方向垂直的方向。

本例的预浸料10和预浸料10A为相同形状，大小也相同。在预浸料10A，强化纤维12的纤维方向与边a2的长度方向平行。

此外，预浸料10、10A的强化纤维12的纤维方向不限于与边a2的长度方向平行，或者与边a2的长度方向垂直的方向，例如，也可以使纤维方向为相对于边a2的长度方向为45°。

预浸料30的俯视形状由圆弧状的边a3、与边a3相对的直线状的边a4、将边a3与边a4的两端连结起来的直线状的边b3、b4构成，矩形的一个边a3为以圆弧状凹入的形状。在边a4的长度方向上，边a3的顶点的位置与边a4的中点的位置对应。边b3与边b4平行。在预浸料30中，强化纤维32的纤维方向为与边a4的长度方向垂直的方向。

本例的预浸料30与预浸料30A为相同形状，大小也相同。在预浸料30A中，强化纤维32的纤维方向与边a4的长度方向平行。

此外，预浸料30、30A的强化纤维32的纤维方向不限于与边a4的长度方向平行，或者与边a4的长度方向垂直的方向，例如，纤维方向也可以相对于边a4的长度方向为45°。

例如，如图3所示，使预浸料10和预浸料10A从下方以预浸料10/预浸料10A/预浸料10/预浸料10A/预浸料10的层叠结构层叠而成为层叠体20。另外，如图5所示，使预浸料30和预浸料30A从下方以预浸料30/预浸料30A/预浸料30/预浸料30A/预浸料30的层叠结构层叠而成为层叠体40。

预浸料10、10A的边a1的边缘形状、预浸料30、30A的边a3的边缘形状为对应的圆弧状，并彼此互补。因此，层叠体20的预浸料10、10A的边a1侧的侧端面22、层叠体40的预浸料30、30A的边a3侧的侧端面42为俯视形状为圆弧状的彼此互补的弯曲面。

此外，各层叠体的预浸料的层叠结构不限于所述结构。例如，预浸料的层叠数可以为4层以下，也可以为6层以上。另外，层叠体所使用的预浸料的种类在本例中为两种，也可以是一种，也可以是三种以上。

在本发明中，基于容易抑制在成形品形成空隙而会使机械特性降低的观点，优选尽可能减少层叠体的各预浸料间残存的空气量。

作为减少层叠体内部的空气的方法，例如，可以举出用平面模具夹压层叠体的方法，用槽膜覆盖层叠体，并使槽膜内真空脱气的方法(以下，记作“真空袋法”)，基于能够有效除去空气的观点，优选真空袋法。

工序(ii)：

利用在工序(i)中获得的各层叠体，以层叠体的端部彼此的侧端面相接的方式对接而形成组装体。

例如，如图6以及图7所示，使层叠体20的侧端面22侧的端部24和层叠体40的侧端面42侧的端部44以层叠体20的侧端面22和层叠体40的侧端面42相接的方式对接而形成组装体50。此时，由于层叠体20的侧端面22与层叠体40的侧端面42彼此互补而密合。

与预浸料10、10A的边a2的长度B1、预浸料30、30A的边a4的长度B2相同，在边a1的顶点与边a2的距离L1和边a3的顶点与边a4的距离L2的合计与长度B1以及长度B2一致的情况下，组装体50的俯视形状为正方形。

在本发明中，在相邻的层叠体的对接的端部的侧端面的俯视形状为圆弧状的情况下，圆弧的直径R和位于组装体的侧端面的圆弧的两端侧的末端彼此的距离b(mm)优选满足R/b≥1的关系。由此，容易抑制强化纤维的蛇行，容易获得外观以及机械特性优秀的成形品。

R/b优选为1以上，更优选为1～10，更优选1～3。通过使R/b成为上述范围，有能够抑制强化纤维的蛇行的倾向。

例如组装体50的情况下，如图7A所示，位于组装体50的层叠体20、40的侧端面22、42的圆弧的两端侧的末端彼此的距离b和预浸料10、10A的边b1与边b2的距离，以及预浸料30、30A的边b3与边b4的距离一致。即，组装体50的距离b与预浸料10、10A的边a2的长度B1以及预浸料30、30A的边a4的长度B2一致。后述组装体60的情况与组装体50的情况相同。

工序(iii)：

在工序(ii)中获得的组装体的层叠体的端部彼此的对接部分上层叠SMC而成为复合层叠体。例如，如图8所示，组装体50的层叠体20的端部24与层叠体40的端部44的对接部分上层叠SMC70而成为复合层叠体80。

作为层叠组装体与SMC的方式不做特别限定，可以仅在组装体的一方的面侧层叠SMC，也可以在组装体的两面层叠SMC。另外，在仅在组装体的一方的面侧层叠SMC的情况下，可以仅在组装体的上表面侧层叠SMC，也可以在组装体的下表面侧层叠SMC，但基于形状保持的观点，优选在层叠体的上表面侧层叠SMC。

层叠的组装体和SMC的俯视形状配合目标成形品的形状适当设计即可，可以是彼此相同的形状，可以是彼此相似形状的，可以是不同的形状。基于完成的成形品的品质稳定性的观点，优选是与层叠的组装体相似的形状。

SMC是包括由强化纤维构成的短纤维(以下，记作“不连续强化纤维”)和基体树脂组成物的片状的成形材料。具体而言，例如，由强化纤维构成的短纤维使用在纤维方向随机地分散而形成的强化纤维片上浸渍基体树脂组成物而形成的SMC。

短纤维表示纤维长为100mm以下的强化纤维，优选具有10～30mm的纤维长的强化纤维。

作为用于SMC的强化纤维以及基体树脂组成物，举出在预浸料中举出的物质相同的物质。作为用于SMC的强化纤维，基于比强度以及比弹性优秀的观点，优选碳纤维。作为用于SMC的基体树脂组成物，基于成形性等优秀的观点，能够适用包含乙烯基酯树脂的树脂组成物，基于能够提高固化后的强度的观点，能够使用包含环氧树脂的树脂组成物。

如以上说明，在本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法中，在使多个预浸料或预浸料的层叠体的端部彼此以侧端面相接的方式对接而成为组装体时，能够使相邻的预浸料或该层叠体的对接的端部的侧端面在俯视时成为曲线状的彼此互补的弯曲面。由此，在使SMC层叠于组装体的复合层叠体压缩成形而成为成形品时，由于在预浸料的固化部分中减少强化纤维的蛇行，因此能够获得外观以及机械特性优秀的成形品。

根据本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法，在预浸料的固化部分能够使强化纤维的蛇行降低的原因不一定明确，考虑以下方式。

在使复合层叠体成形时，利用成形时的热降低SMC的基体树脂组成物的粘度，使SMC流动。在组装体的相邻的层叠体的对接的端部的侧端面的俯视形状为直线状的平面时，SMC的流动导致的应力集中在使组装体的层叠体对接的部分，预浸料中的强化纤维容易蛇行。

与此相对，在本发明中，通过使组装体的相邻的层叠体的对接的端部的侧端面成为在俯视时曲线状的彼此互补的弯曲面，SMC的流动导致的应力难以集中在使层叠体对接的部分。因此，能够抑制预浸料中的强化纤维的蛇行。

此外，本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法不限于所述方法。例如，在本发明的第一方式中，也可以在形成组装体的各层叠体的对接的端部的侧端面形成彼此啮合的互补的台阶。

具体而言，例如，举出使在图10A例示的层叠体20A与层叠体40A组合，而形成在图10B中例示的组装体50A的方法。

层叠体20A除了预浸料10、10A以外，使用除了距离L1比预浸料10长以外与预浸料10相同的预浸料10B，除了距离L1比预浸料10A长以外与预浸料10A相同的预浸料10C。层叠体20A使预浸料10、10A～10C从下以预浸料10B/预浸料10C/预浸料10B/预浸料10A/预浸料10的层叠结构层叠而形成。由此，在层叠体20A的侧端面22A形成有下侧突出的台阶。

层叠体40A除了预浸料30、30A以外，使用除了距离L2比预浸料30短以外与预浸料30相同的预浸料30B，除了距离L2比预浸料30A短以外与预浸料30A相同的预浸料30C。层叠体40A使预浸料30、30A～30C从下以预浸料30B/预浸料30C/预浸料30B/预浸料30A/预浸料30的层叠结构层叠而形成。由此，在层叠体40A的侧端面42A形成有上侧突出的台阶。

层叠体20A的侧端面22A和层叠体40A的侧端面42A成为各自的台阶彼此啮合的互补形状。在组装体50A中，以层叠体20A的侧端面22A与层叠体40A的侧端面42A相接的方式，层叠体20A的端部24A与层叠体40A的端部44A对接而组合。

如组装体50A那样，即便在相邻的层叠体的组合的端部的侧端面形成有台阶的情况下，通过使这些侧端面在俯视时成为曲线状的彼此互补的弯曲面，抑制在预浸料的固化部分，强化纤维蛇行，而获得外观以及机械特性优秀的成形品。

在本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法中，不限于使两个层叠体的端部彼此对接而成为组装体的方法，只要在各自的对接部分满足所述条件，使三个以上的层叠体的端部彼此对接而成为组装体的方法即可。

(第二方式)

本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法为，使第一方式的复合体的制造方法中的预浸料或预浸料的层叠体在预备赋形后将端部彼此对接的方法(将使预浸料或预浸料的层叠体预备赋形后的结构记作“预成形件”)。即，本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法为，形成以使片状的预浸料或预浸料的层叠体预备赋形后的多个预成形件的端部彼此的侧端面相接的方式对接的组装体，在使组装体的端部对接的部分上以重合SMC的方式层叠而获得复合层叠体的方法。本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法与本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法同样地，将目标成形品的立体形状分为几个部分，针对各个部分分别制作预成形件，将这些预成形件组合形成组装体，并层叠SMC，成为复合层叠体。通过使用这样的复合层叠体，即便是复杂的立体形状的成形品也能够制造。

在本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法中，使相邻的预成形件的对接的各个端部的侧端面在俯视时优选为曲线状的彼此互补的弯曲面。

本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法为，除了使本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法的预浸料或预浸料的层叠体预备赋形而成为预成形件之后，形成组装体以外，能够与第一方式同样地进行。

作为预成形件的形状，不做特殊限定，能够根据目标成形品的形状设定。作为预成形件的形状，可以是从平板状的层叠体的赋形时，在各层伴随切断变形的、不是可展开面的曲面(包括多个平面的组合)的形状，即，可以是三维曲面形状，也可以是不进行切断变形而通过弯折而能够赋形的可平面展开的曲面形状。本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法在预成形件为三次元曲面形状的情况下特别有效。

作为形成预成形件的方法，例如可以举出以通过人手使层叠体向赋形模具按压的方式通过按压来预备赋形的方法，在将层叠体配置在赋形模具并从其上部配置橡胶膜等后，将橡胶膜等内侧抽真空而使层叠体向赋形模具压接而进行预备赋形的方法，在简单的成形机中设置由阳阴模构成的赋形模具，在打开的阳阴模之间配置层叠体，通过利用阳阴模夹压而进行预备赋形的方法。在此阴阳模具表示，一个模具的凸部或凹部与另一个凹部或凸部对应的一对模具。

作为形成预成形件的方法，由于能够以短时间赋形，因此优选利用阳阴模夹压层叠体而预备赋形的方法。

作为赋形模具的材质，不做特殊限定，例如，举出金属、化学木材等，基于廉价并且加工容易的观点，优选化学木材。

在预备赋形时，优选根据需要，对层叠体加热，以使得能够软化层叠体。作为对层叠体加热的方式，例如，举出热风式、红外线式等，基于能够迅速加热层叠体的观点，优选红外线式。

利用本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体与利用本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体同样地，在本成形时，由于在预浸料的固化部分使强化纤维的蛇行减少，因此能够获得外观以及机械特性优秀的成形品。

(第三方式)

本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法为，形成具有使片状的预浸料或预浸料的层叠体的端部彼此重合的重合部分的组装体，以在重合组装体的端部的重合部分上重合SMC的方式层叠而获得复合层叠体的方法。本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法与本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法同样，将目标成形品的立体形状分为几个部分，针对各个部分分别制作预浸料或预浸料的层叠体，将这些预浸料或预浸料的层叠体组合而形成组装体，并层叠SMC，成为复合层叠体。通过使用这样的复合层叠体，即便是复杂的立体形状的成形品也能够制造。

在本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法中，优选使相邻的层叠体的重合的各个端部的侧端面在俯视时成为曲线状的弯曲面。

在本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法中，相邻的层叠体的重合的各个端部的侧端面只要是俯视时为曲线状的弯曲面，不一定必须彼此互补。基于容易获得外观以及机械特性优秀的成形品的观点，优选相邻的层叠体的重合的各个端部的侧端面在俯视时成为曲线状的彼此互补的弯曲面。

本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法除了不一定使相邻的层叠体的重合的各个端部的侧端面必须彼此互补这一点，以及不使端部彼此对接而使其重合这一点以外，能够与本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法同样地进行。

例如，举出形成层叠体20、层叠体40，并如图9所示，使层叠体20的端部24与层叠体40的端部44重合而形成组装体60，在使组装体60的层叠体20的端部24与层叠体40的端部44重合的部分上层叠SMC的方法。

在使层叠体的端部彼此重合的情况下，重合部分的宽度D能够根据目标成形品的尺寸等适当设定。重合部分的宽度D优选为5～40mm，更优选为10～15mm。在宽度D为所述范围的下限值以上时，能够精度良好地重合层叠体。在宽度D为所述范围的上限值以下时，能够维持成形品形状的自由度。

(第四方式)

本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法为，在使本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法的预浸料或预浸料的层叠体预备赋形后使端部彼此重合的方法。即，本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法形成具有使片状的预浸料或预浸料的层叠体预备赋形的多个预成形件的端部彼此重合的重合部分的组装体，并以在使组装体的端部重合的重合部分上重合SMC的方式层叠而获得复合层叠体的方法。本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法与本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法同样，将目标成形品的立体形状分为几个部分，针对各个部分分别制作预成形件，使这些预成形件组合而形成组装体，并层叠SMC而成为复合层叠体。通过使用这样的复合层叠体，即便是复杂的立体形状的成形品也能够制造。

在本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法中，优选使相邻的预成形件的重合的各个端部的侧端面在俯视时为曲线状的弯曲面。

本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法除了在使本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法的预浸料或预浸料的层叠体预备赋形而成为预成形件之后形成组装体以外，能够与本发明的第三方式的复合层叠体的制造方法同样地进行。

预成形件的形状以及预成形件的形成方法能够举出与本发明的第二方式的复合层叠体的制造方法说明的方式相同的方式，优选方式也相同。

利用使相邻的预成形件的重合的各个端部的侧端面在俯视时成为曲线状的弯曲面的、本发明的第四方式的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体与利用使组装体的相邻的层叠体的对接的端部的侧端面在俯视时成为曲线状的彼此互补的弯曲面的、本发明的第一方式的复合层叠体的制造方法获得的复合层叠体同样地，由于在本成形时，在预浸料的固化部分，强化纤维的蛇行减少，因此能够获得外观以及机械特性优秀的成形品。

[纤维强化复合材料成形品的制造方法]

本发明的纤维强化复合材料成形品的制造方法为利用成形模具使由本发明的复合层叠体的制造方法制造的复合层叠体压缩成形而获得纤维强化复合材料成形品的方法。本发明的纤维强化复合材料成形品的制造方法除了使用由本发明的复合层叠体的制造方法制造的复合层叠体以外，能够采用公知的方式。

例如，优选在成形模具内设置复合层叠体，利用冲压机以所期望的温度、压力进行加热加压而使复合层叠体固化，从而获得纤维强化复合材料成形品。此时，成形模具调温为预定的温度，在压缩成形后，保持该温度地去除纤维强化复合材料成形品。由此，由于不需要使成形模具升降温，因此能够减少成形周期，提高生产率。

成形温度能够根据所使用的基体树脂组成物适当设定，例如，能够设为130～150℃。

成形压力能够适当设定，例如，能够设为3～10MPa。

[纤维强化复合材料成形品]

本发明的纤维强化复合材料成形品为，由连续纤维强化的纤维强化树脂成形体形成从由以其端部彼此相接的方式对接的对接部，以及使其端部彼此重合的重合部构成的组中选择的至少一方的纤维强化复合材料成形品，在使对接部以及重合部的一方或双方的至少一部分层叠由不连续纤维强化的纤维强化树脂成形体。本发明的纤维强化复合材料成形品由连续纤维和不连续纤维强化，因此能够同时获得复杂的形状与优秀的机械特性。

另外，上述对接部以及重合部的一方或双方的至少一部分的端部在俯视时为曲线状的、本发明的纤维强化复合材料成形品由于比连续纤维的纤维蛇行少，因此优选。另外，在纤维强化树脂成形体的表面的连续纤维的蛇行角度θ为15度以下，进而为10度以下时，由于尤其具有优秀的外观和机械特性，因此优选。

本发明的纤维强化复合材料成形品例如能够按照上述方法制造。

实施例

以下，利用实施例对本发明进行具体说明，本发明不被以下的记载限定。

[原料]

预浸料片(A)：在使碳纤维向一方向拉齐的强化纤维片中浸渍环氧树脂组成物的片状的UD预浸料(三菱化学株式会社，产品名：TR368E250S)。

预浸料片(B)：在使碳纤维向一方向拉齐的强化纤维片中浸渍环氧树脂组成物的片状的UD预浸料(三菱化学株式会社，产品名：TR361E250S)。

SMC(C)：在以纤维方向随机的方式使由碳纤维构成的短纤维分散的强化纤维片中浸渍乙烯基酯树脂组成物的片状的SMC(三菱化学株式会社，产品名：STR120N131)。

SMC(D)：在以纤维方向随机的方式使由碳纤维构成的短纤维分散的强化纤维片中浸渍乙烯基酯树脂组成物的片状的SMC(三菱化学株式会社，产品名：STR101J129)。

[实施例1]

按照以下的步骤(1)～(3)制造层叠体(E1)。

步骤(1)：如图2A所示，将预浸料片(A)裁断成在俯视时，矩形的一个边以圆弧状凸出的形状而成为预浸料片(A1)。预浸料片(A1)的圆弧状的边a1的顶点的位置与相对于边a1的边a2的中点对应。边a1的顶点与边a2的距离L1为90mm，边a2的长度B1为180mm，边a1的圆弧的直径R为1800mm。另外，使强化纤维的纤维方向相对于边a2的长度方向为90°。

步骤(2)：如图2B所示，除了使强化纤维的纤维方向相对于边a2的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A2)。

步骤(3)：利用预浸料片(A1)、预浸料片(A2)，从下按照[A1/A2/A1/A2/A1]的顺序将四个边的位置重合而层叠，成为图3所示的层叠体。将层叠体放置在平面上，用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，将层叠体的内部空气排除而获得层叠体(E1)。

按照以下的步骤(4)～(6)制作层叠体(E2)。

步骤(4)：如图4A所示，将预浸料片(A)裁断成在俯视时矩形的一个边以圆弧状凹入的形状而成为预浸料片(A3)。预浸料片(A3)的圆弧状的边a3的顶点的位置与相对于边a3的边a4的中点对应。边a3的顶点与边a4的距离L2为90mm，边a4的长度B2为180mm，边a3的圆弧的直径R为1800mm。另外，强化纤维的纤维方向相对于边a4的长度方向为90°。

步骤(5)：如图4B所示，除了强化纤维的纤维方向相对于边a4的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A4)。

步骤(6)：利用预浸料片(A3)、预浸料片(A4)，从下按照[A3/A4/A3/A4/A3]的顺序将四个边的位置重合而层叠，成为图5所示的层叠体。将层叠体防止在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，将层叠体的内部空气排除而获得层叠体(E2)。

按照以下的步骤(7)～(9)制作复合层叠体(F1)。

步骤(7)：如图6、图7(A)以及图7(B)所示，以层叠体(E1)的由凸状的弯曲面构成的侧端面与层叠体(E2)的由凹状的弯曲面构成的侧端面密合的方式，将这些端部彼此对接而获得组装体(F1)。组装体(F1)的边a1以及边a3的圆弧的两端侧的末端彼此的距离b与B1以及B2一致，为R/b＝10。

步骤(8)：将SMC(C)裁断为纵170mm×横170mm的矩形，成为SMC(C1)。

步骤(9)：如图8所示，在以组装体(F1)的层叠体(E1)与层叠体(E2)的端部彼此对接的部分上重叠SMC(C1)的方式层叠而成为复合层叠体(G1)。SMC(C1)的层叠位置为，在复合层叠体(G1)的四个边，距离SMC(C1)的边缘与组装体(F1)的边缘的距离d为5mm的位置。

将用于形成在平板的一面具有肋的成形品的压缩成形用成形模具加热到140℃并投入复合层叠体(G1)，关闭模具，以设定压力4MPa冲压加压并保持5分钟，进行加热加压，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例2]

将边a1以及边a3的圆弧的直径R设为900mm，在组装体(F1)中，除了R/b＝5以外，与实施例1同样而制作复合层叠体，获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例3]

除了边a1以及边a3的圆弧的直径R为360mm，并在组装体(F1)中，R/b＝2以外，与实施例1同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例4]

除了边a1以及边a3的圆弧的直径R为180mm，并在组装体(F1)中，R/b＝1以外，与实施例1同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例5]

除了与实施例1同样地制作层叠体(E1)、(E2)，并如图9所示，使层叠体(E1)的边a1侧的端部与层叠体(E2)的边a3侧的端部彼此重合10mm而成为组装体以外，与实施例1同样地获得复合层叠体。

[实施例6]

按照以下的步骤(a)～(c)制作层叠体(E3)。

步骤(a)：除了长度L1为95mm以外，与步骤(1)同样地制成预浸料片(A5)。另外，除了长度L1为95mm以外，与步骤(2)同样地制成预浸料片(A6)。

步骤(b)：除了长度L2为85mm以外，与步骤(1)同样地制成预浸料片(A7)。另外，除了长度L2为85mm以外，与步骤(2)同样地制成预浸料片(A8)。

步骤(c)：利用预浸料片(A5)～(A8)，从下按照[A5/A6/A5/A7/A8]的顺序将边a2的位置重合而层叠，成为层叠体(E3)。将层叠体防止在平面上，利用槽膜覆盖，并将槽膜内真空脱气45分分钟，将层叠体的内部空气排除而获得层叠体(E3)。

按照以下的步骤(d)～(f)制作层叠体(E4)。

步骤(d)：除了长度L2为85mm以外，与步骤(4)同样地制成预浸料片(A9)。另外，除了长度L2为85mm以外，与步骤(5)同样地制成预浸料片(A10)。

步骤(e)：除了长度L2为95mm以外，与步骤(4)同样地制成预浸料片(A11)。另外，除了长度L2为95mm以外，与步骤(5)同样地制成预浸料片(A12)。

步骤(f)：利用预浸料片(A9)～(A12)，从下按照[A9/A10/A9/A11/A12]的顺序将边a4的位置重合而层叠，成为层叠体(E4)。将层叠体放置在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，将层叠体的内部空气排除而获得层叠体(E4)。

按照以下的步骤(g)～(h)制作复合层叠体(F2)。

步骤(g)：如图10(A)以及图10(B)所示，以使层叠体(E3)的具有台阶的由凸状的弯曲面构成的的侧端面与层叠体(E4)的具有台阶的由凹状的弯曲面构成的侧端面密合的方式，将这些端部对接而获得组装体(F2)。组装体(F2)的边a1以及边a3的圆弧的两端侧的末端彼此的距离b与B1以及B2一致，为R/b＝10。

步骤(h)：除了代替组装体(F1)而使用组装体(F2)以外，与步骤(8)、(9)同样地获得复合层叠体(G2)。

除了代替复合层叠体(G1)而使用复合层叠体(G2)以外，与实施例1同样地获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例7]

除了代替SMC(C)而使用SMC(D)以外，与实施例6同样地制作复合层叠体，获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例8]

除了代替预浸料片(A)而使用预浸料片(B)以外，与实施例6同样地制作复合层叠体，获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例9]

除了代替预浸料片(A)而使用预浸料片(B)，并且代替SMC(C)而使用SMC(D)以外，与实施例6同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例10]

除了在组装体(F2)的两面层叠SMC(C1)以外，与实施例6同样地制作复合层叠体，获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例11]

步骤(1)：如图12A所示，将预浸料片(A)裁断为在俯视时矩形的一个边为图16的正弦波形状而制成预浸料片(A13)。预浸料片(A13)的正弦波的边a10的底边的位置与相对于边a10的边a20的中点对应。在边a10的底边与边a20的距离L1为90mm，边a2的长度B5为180mm，边a10的正弦波为图16，式为“高度(H)＝宽度(W)sin2π/周期(T)的情况下，W＝12.5mm，T＝90mm”。另外，使强化纤维的纤维方向相对于边a20的长度方向为90°。

步骤(2)：图12B所示，除了使强化纤维的纤维方向相对于边a20的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A14)。

步骤(3)：利用预浸料片(A13)、预浸料片(A14)，从下按照[A13/A14/A13/A14/A13]的顺序将四个边的位置重合而层叠。将层叠体放置在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，排除层叠体的内部空气而获得层叠体。

步骤(4)：如图13A所示，将预浸料片(A)裁断为，在俯视时矩形的一个边为图16的正弦波形状而制成预浸料片(A15)。预浸料片(A15)的正弦波的边a30的峰值的顶点的位置与相对于边a40的边a30的中点对应。在边a30的顶点与边a40的距离L1为115mm，边a30的长度B6为180mm，边a30的正弦波为图16，式为“高度(H)＝宽度(W)sin2π/周期(T)的情况下，W＝12.5mm，T＝90mm”。另外，使强化纤维的纤维方向相对于边a40的长度方向为90°。

步骤(5)：如图13B所示，除了使强化纤维的纤维方向相对于边a40的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A16)。

步骤(6)：利用预浸料片(A15)、预浸料片(A16)，从下按照[A15/A16/A15/A16/A15]的顺序将四个边的位置重合而层叠。将层叠体放置在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，将层叠体的内部空气排除而获得层叠体。

利用在上述步骤(3)以及步骤(6)中获得的层叠体，与实施例1同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例12]

步骤(1)：如图14A所示，将预浸料片(A)裁断为在俯视时矩形的一个边为图17的锯齿形状而制成预浸料片(A17)。预浸料片(A17)的锯齿形状的边a50的底边的位置与相对于边a60的边a50的中点对应。使边a50的底边与边a60的距离L1为90mm，边a2的长度B7为180mm，边a50的锯齿形状为图17那样。另外，使强化纤维的纤维方向相对于边a60的长度方向为90°。

步骤(2)：如图14B所示，除了使强化纤维的纤维方向相对于边a60的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A18)。

步骤(3)：利用预浸料片(A17)、预浸料片(A18)，从下按照[A17/A18/A17/A18/A17]的顺序将四个边的位置重合而层叠。将层叠体放置在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，层叠体的内部空气を排除して层叠体を得た。

步骤(4)：如图15A所示，将预浸料片(A)裁断为在俯视时矩形的一个边成为图17的锯齿形状而制成预浸料片(A19)。预浸料片(A19)的锯齿形状的边a70的峰值的顶点的位置与相对于边a80的边a70的中点对应。边a70的顶点与边a80的距离L1为90mm，边a70的长度B8为180mm，边a70的锯齿形状为图17那样。另外，使强化纤维的纤维方向相对于边a80的长度方向为90°。

步骤(5)：如图15B所示，除了使强化纤维的纤维方向相对于边a80的长度方向为0°以外，与步骤(1)同样地裁断而制成预浸料片(A20)。

步骤(6)：利用预浸料片(A19)、预浸料片(A20)，从下按照[A19/A20/A19/A20/A19]的顺序将四个边的位置重合而层叠。将层叠体放置在平面上，利用槽膜覆盖，将槽膜内真空脱气45分钟，排除层叠体的内部空气而获得层叠体。

利用在上述步骤(3)以及步骤(6)获得的层叠体，与实施例1同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例13]

除了使预浸料片(A1)～(A4)的圆弧状的边a1以及边a3成为直线状，并使组合的层叠体的俯视形状成为矩形状以外，利用与实施例1同样的方法形成组装体(F3)。除了代替组装体(F1)而使用组装体(F3)以外，与实施例1同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[实施例14]

除了代替组装体(F1)而使用组装体(F3)以外，与实施例5同样地制作复合层叠体，而获得纤维强化复合材料成形品。

[外观(纤维蛇行)评价]

确认在各例中获得的纤维强化复合材料成形品的外观，预浸料的固化部分的表面的强化纤维的蛇行角度按照以下的方法算出，并以以下的基准评价。

(蛇行角度的算出方法)

如图11所示，将蛇行的强化纤维90的峰值的部分的顶点设为P，将顶点的相邻的谷值设为Q，R，将从顶点P向直线QR的垂线与直线QR的交点设为S，将直线PQ与直线QR所成的角度设为θ。用标尺或者量尺测定直线QS的长度x和直线PS的长度y，根据tanθ＝y/x算出θ值，将θ作为蛇行角度。

(评价基准)

A：强化纤维的蛇行角度为10°以下。

B：强化纤维的蛇行角度为10°以上且15°以下。

C：强化纤维的蛇行角度为15°以上且30°以下。

D：强化纤维的蛇行角度为30°以上。

此外，在实施例10中，由于在组装体的两面配置有SMC，因此难以评价预浸料的固化部分的纤维蛇行，因此将成形品的SMC的固化部分切除来评价预浸料的固化部分的纤维蛇行。结果如表1所示。

表1

此外，表中，在“组合方法”中，“X”表示使预浸料的层叠体对接而组合，“Y”表示使预浸料的层叠体重合而组合。

在利用本发明的制造方法制造的实施例1～14中，成形性都优秀，具有能够充分对应复杂形状的成形的成形性。

另外，如表1所示，利用本发明的制造方法制造的实施例1～11的纤维强化复合材料成形品抑制强化纤维的蛇行，并且外观优秀。在使各层叠体的对接或重合的端部的边缘形状成为直线状的实施例12～14中，虽然外观稍微逊色，也有能够实用的外观。

附图标记说明

10、10A～10C、12、12A、14、14A、16、16A、18、18A、30、30A～30C 预浸料

20、20A、40、40A 层叠体

22、22A、42、42A 侧端面

24、24A、44、44A 端部

50、50A、60 组装体

70 SMC

80 复合层叠体

100 纤维强化复合材料成形品

110 基板

112 突起

114 肋