JP2021041557A - 炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に炭素繊維が充填されたリブ部を有することで優れた機械的特性を付与された繊維強化樹脂複合材を提供する。【解決手段】炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法は、ベース部１２とベース部上に設けられたリブ部１４とを有し、リブ部が炭素繊維３４を含んでいる、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を製造する方法である。製造方法は、炭素繊維が一軸方向ＵＤに配向されたプリプレグ２０を炭素繊維の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように切断する工程と、複数のプリプレグを積層する工程と、複数の切断済みのプリプレグを含んだ積層体２５を加熱プレス成形する工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材およびその製造方法に関する。

繊維強化樹脂成形品である炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材（以下において、繊維強化樹脂複合材とも呼ぶ）の製造方法として、例えば、複数の連続強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維束に熱可塑性樹脂を含浸した一軸方向性プリプレグの２層以上からなる積層体を、金型を用いた加熱プレス成形によって、所定の形状に賦形する方法、いわゆるスタンピング成形法が知られている。

この方法によって得られた繊維強化樹脂複合材は、連続強化繊維を含むため、機械的強度が高い。また、連続強化繊維が規則的に配列しているため、所望の機械的強度を有する繊維強化樹脂複合材を設計することができ、機械的強度のばらつきも小さい。

しかし、連続強化繊維を含む積層体は、プレス成形の際の流動性が悪いため、複雑な形状に賦形することは難しい。そのため、スタンピング成形法によって得られる繊維強化樹脂複合材は、主として平面形状に近いものに限られる。

高さのあるリブ部を備える繊維強化樹脂複合材を製造するその他の方法として、例えば下記の方法（１）〜（４）が提案されている。
（１）樹脂および強化繊維を含む第１の樹脂材料をプレス成形して一次成形品を得た後、一次成形品と金型のキャビティ面との間に残った空間部に第２の樹脂材料を充填する、オーバーモールディングと呼ばれる方法（例えば、特許文献１）。
（２）複数の連続強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維束に熱可塑性樹脂を含浸した一軸方向性プリプレグに切れ込みを形成することによって連続強化繊維を不連続強化繊維に切断したプリプレグを用いる方法（例えば、特許文献２）。
（３）プレス射出ハイブリッド成形で製造されたリブ構造を有する繊維強化樹脂複合材であり、炭素繊維を含むリブ根元部と、熱可塑性樹脂からなるリブ部を有し、リブ根元部の平均高さＨａと前記リブ部の最大厚さＴｒとの比を特定範囲とする方法（例えば、特許文献３）。
（４）長繊維のランダムマットを加熱プレス成形することで、リブ部を有する衝突エネルギー吸収部材を製造する方法（例えば、特許文献４）。

特許第５０７２１３３号公報 特開昭６３−２４７０１２号公報 特開２０１７−０８０９３０号公報 国際公開２０１３−０８０９７４号公報

（１）の方法では、最初のプレス成形の後、一次成形品と金型のキャビティ面との間に、リブ等の複雑な形状に対応する空間部が残る。次いで、該空間部に第２の樹脂材料を充填することによって、第２の樹脂材料をリブ等の複雑な形状に賦形できる。しかし、（１）の方法では、一次成形品と第２の樹脂材料との界面における接合強度が低く、繊維強化樹脂成形品のリブ部における機械的強度が不十分である。

（２）の方法には、切れ込みをいれたプリプレグからなる積層体が開示されているのみで、リブ部を含む繊維強化樹脂成形品についての記載はない。

（３）の方法では、ベース部とリブ根元部には炭素繊維が含まれており、優れた強度を有するが、射出によって成形されるリブ先端部には炭素繊維が含まれておらず、リブ自体に十分な強度が得られない。特に、横方向からの応力に関してはリブ根元部の強度が重要だが、縦（リブの高さ）方向からの応力に対してはリブ全体の機械強度が重要となる。

（４）の方法では、ベース部及びリブ部にランダム配置された炭素繊維が含まれているが、ランダムマット材からなるリブ構造は炭素繊維含有量あたりの特定方向の機械強度を十分に改善することは難しい。

一方、本発明者等は、鋭意検討を行った結果として、一軸方向性プリプレグの炭素繊維を特定の平均繊維長に切断するとともに、切断後のプリプレグをランダム化せず多層積層した積層体を加熱プレス成形することで、十分に炭素繊維が充填されたリブ部を有する繊維強化樹脂複合材が得られることを見いだした。すなわち、本発明は、十分に炭素繊維が充填されたリブ部を有することで優れた機械的特性を付与された繊維強化樹脂複合材の提供を目的とする。

［１］ 本発明による炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法は、
炭素繊維が一軸方向に配向されたプリプレグを前記炭素繊維の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように切断する工程と、
複数のプリプレグを積層して積層体を形成する工程と、
複数の切断済みのプリプレグを含んだ積層体を加熱プレス成形して、ベース部と、前記ベース部と一体的に成形されて前記ベース部から突出し、前記炭素繊維を含んでいる炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製する工程と、を含む。

［２］ 前記積層する工程において、複数の切断済みのプリプレグを積層する、［１］に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［３］ 前記切断する工程において、積層された複数のプリプレグを含む積層体を切断する、［１］に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［４］ 前記積層体の積層方向に隣接する二つの切断済みのプリプレグの一方に含まれる任意の切断線が、前記積層方向への投影において、前記二つの切断済みのプリプレグの他方に含まれるすべての切断線から少なくとも部分的にずれている、［１］〜［３］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［５］ 前記積層体に含まれる前記複数のプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、１以上４以下の方向を向いている、［１］〜［４］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［６］ 前記リブ部の前記ベース部からの突出高さＨ〔ｍｍ〕の前記リブ部の厚みＴ〔ｍｍ〕に対する比（Ｈ／Ｔ）は、１０以上５００以下である、［１］〜［６］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［７］ 前記リブ部は、前記ベース部に沿った長手方向を有し、
前記積層体に含まれる少なくとも一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記リブ部の前記長手方向と平行または直交する、［１］〜［６］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［８］ 前記ベース部及び前記リブ部は一体成形される、［１］〜［７］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［９］ 前記切断する工程において、前記一軸方向と非平行な方向に沿った切断線に沿って前記プリプレグを切断し、前記切断線の少なくとも一方の端部は前記プリプレグの周縁部の内側に位置する、［１］〜［８］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１０］ 前記切断する工程において、複数のプリプレグ片に分断するように前記プリプレグを切断する、［１］〜［８］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１１］ 前記切断する工程において、一つのプリプレグ及び他の一つのプリプレグを、前記一軸方向に沿って同一の一定ピッチで切断し、
前記積層する工程において、前記一つのプリプレグ及び前記他の一つのプリプレグを、それぞれの前記炭素繊維の配向方向を揃え且つ切断位置が前記配向方向にずれるようにして、好ましくは前記一定ピッチの半分の長さだけ切断位置が前記配向方向にずれるようにして、積層する、［１］〜［１０］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１２］ 前記リブ部は、前記ベース部に沿った長手方向を有し、
前記積層体に含まれる少なくとも一つのプリプレグの切断線は、前記リブ部の前記長手方向に対して傾斜する、［１］〜［１１］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１３］ 前記炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、複数の板状のリブ部を有し、
前記炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材に含まれる一つリブ部は、前記ベース部に沿った長手方向を有し、
前記炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材に含まれる他の一つリブ部は、前記一つリブ部の前記長手方向と非平行であって前記ベース部に沿った長手方向を有し、
前記積層体に含まれる一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記一つリブ部の前記長手方向と平行であり、
前記積層体に含まれる他の一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記他の一つリブ部の前記長手方向と平行である、［１］〜［１２］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１４］ 前記炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、配列方向に離間して配置されて前記配列方向と非平行な長手方向に各々が延びる複数の板状のリブ部を有し、
前記切断済みプリプレグを作製する工程において、炭素繊維の平均繊維長が前記配列方向に沿って隣り合う二つのリブ部の離間間隔以下となるように、前記プリプレグを切断する、［１］〜［１３］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１５］ 前記炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、第１配列方向に離間して配置されて前記第１配列方向と非平行な第１長手方向に各々が延びる複数の板状の第１リブ部と、前記第１配列方向と非平行な第２配列方向に離間して配置されて前記第２配列方向と非平行な第２長手方向に各々が延びる複数の板状の第２リブ部と、を有し、
前記積層体に含まれる一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記第１長手方向と平行であり、前記一つのプリプレグの前記炭素繊維の平均繊維長が前記第２配列方向に沿って隣り合う二つの第２リブ部の離間間隔以下であり、
前記積層体に含まれる他の一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記第２長手方向と平行であり、前記他の一つのプリプレグの前記炭素繊維の平均繊維長が前記第１配列方向に沿って隣り合う二つの第１リブ部の離間間隔以下である、［１］〜［１４］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。

［１６］ ［１］〜［１５］のいずれかに記載された製造方法によって製造された炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

［１７］ 複数の炭素繊維および熱可塑性樹脂を有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材であって、
ベース部と、
前記ベース部から突出したリブ部と、を備え、
少なくとも一部の炭素繊維が、前記ベース部と前記リブ部との間を跨がって延びている、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

［１８］ 複数の炭素繊維および熱可塑性樹脂を有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材であって、
ベース部と、
前記ベース部から突出したリブ部と、を備え、
前記リブ部は、前記ベース部に沿った長手方向を有し、
少なくとも一部の炭素繊維が、その全長に亘って、前記リブ部内に位置し前記長手方向に延びている、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

［１９］ 前記一軸方向に離間して配置された複数のリブ部が配置され、
前記少なくとも一部の炭素繊維の長さは、前記一軸方向に沿った前記複数のリブ部の離間間隔よりも短い、［１７］又は［１８］に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

［２０］ 前記少なくとも一部の炭素繊維の一方の端部が前記ベース部内に位置し、他方の端部が前記リブ部内に位置する、［１７］〜［１９］のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

本発明によれば、繊維強化樹脂複合材のリブ部に炭素繊維を十分に充填することができ、これにより、繊維強化樹脂複合材に優れた機械的特性を付与することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の一例を示す斜視図である。 図２は、図１の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を示す上面図である。 図３は、図１の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を示す縦断面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す。 図４は、図１に対応する図であって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の他の例を示す斜視図である。 図５は、図１に対応する図であって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の更に他の例を示す斜視図である。 図６は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の一例を説明するための図である。 図７は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の一例を説明するための図である。 図８は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の一例を説明するための図である。 図９は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における切断方法の一例を説明するための図である。 図１０は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における切断方法の他の例を説明するための図である。 図１１は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における切断方法の更に他の例を説明するための図である。 図１２は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における切断方法の更に他の例を説明するための図である。 図１３は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における積層方法の一例を説明するための図である。 図１４は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における積層方法の他の例を説明するための図である。 図１５は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法における積層方法の更に他の例を説明するための図である。 図１６は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の他の例を説明するための図である。 図１７は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の加熱プレス成形方法の一例を説明するための図である。 図１８は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の加熱プレス成形方法の一例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図１８は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１〜図３は、それぞれ、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の一具体例を示す斜視図、上面図および断面図である。図４及び図５は、それぞれ、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の別の例を示す斜視図である。図６〜図８は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の一例を説明するための図である。図９〜図１８は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法の詳細や変形例を説明するための図である。

以下に説明する一実施の形態では、繊維強化樹脂複合材のリブ部に炭素繊維を十分に充填するための工夫がなされている。結果として、得られた炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、炭素繊維に起因した十分な機械的特性、典型的には優れた引張強度や優れた曲げ剛性を有している。

以下、図面に示された具体例を参照しながら一実施の形態について説明する。なお、図面間での方向関係を明確化するため、いくつかの図面には、配向方向ＯＤ、配列方向ＡＤ、長手方向ＬＤ等を図面間で共通する方向として示している。

まず、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０について説明する。なお、以下の説明では、「炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材」を略して「繊維強化樹脂複合材」とも呼ぶ。

図１〜図５に示すように、繊維強化樹脂複合材１０は、ベース部１２と、ベース部１２から突出したリブ部１４と、を有している。ベース部１２及びリブ部１４は、母材としての熱可塑性樹脂３２と、熱可塑性樹脂３２に保持された炭素繊維３４と、を含んでいる。後述する製造方法により、リブ部１４は、ベース部１２と一体的に成形されている。熱可塑性樹脂３２及び炭素繊維３４に用いられる材料等の詳細については、繊維強化樹脂複合材１０の製造方法において後述する。

ベース部１２は、典型的には平板状の外形状を有している。ただし、この例に限られず、ベース部１２は、直方体状、回転体状、錐台状等の種々の外形状を有することができる。

図示された平板状のベース部１２を有する繊維強化樹脂複合材１０は、全体として偏平形状を有している。繊維強化樹脂複合材１０を全体的かつ大局的に見た場合において繊維強化樹脂複合材１０の平面方向と一致する面に直交する方向を、繊維強化樹脂複合材１０の法線方向ＮＤと呼ぶ。繊維強化樹脂複合材１０の法線方向ＮＤは、図示された例において、平板状のベース部１２の法線方向と一致する。

リブ部１４は、ベース部１２の表面から延び出している。リブ部１４は、ベース部１２を補強する。リブ部１４は、典型的には、ベース部１２の表面から法線方向ＮＤに延び出している。リブ部１４の形状や数量等は、特に限定されない。リブ部１４は、図示された例のようにベース部１２の一つの面上のみに設けられていてもよい。他の例として、リブ部１４は、ベース部１２の複数の面上に設けられていてもよいし、平板状からなるベース部１２の一対の主面上に設けられていてもよい。また、リブ部１４は、ベース部１２上に種々のパターンで設けられ得る。

リブ部１４は、棒状または平板状に形成されて、ベース部１２上を延びるようにしてもよい。棒状または平板状に形成されたリブ部１４によれば、繊維強化樹脂複合材１０の重量化を効果的に抑制しながら、繊維強化樹脂複合材１０の機械的特性を効果的に改善することができる。また、長手方向ＬＤを有する複数のリブ部１４がベース部１２上において交差するようにしてもよい。複数のリブ部１４がベース部１２上で交差することにより、種々の方向への機械的特性を効果的に改善することができる。通常、長手方向ＬＤを有するリブ部１４が設けられた繊維強化樹脂複合材１０では、長手方向ＬＤへの剛性および長手方向ＬＤに直交する軸線まわりの曲げ剛性を大幅に改善することができる。逆に言えば、引っ張り力を受ける繊維強化樹脂複合材１０では、通常、当該引っ張り力が加えられる方向に沿った長手方向ＬＤを有するリブ部１４が設けられる。また、曲げ力を受ける繊維強化樹脂複合材１０では、通常、当該曲げ力の曲げ軸線に直交する方向に沿った長手方向ＬＤを有するリブ部１４が設けられる。

図１〜図３に示された例において、リブ部１４は、ベース部１２上に格子状に設けられている。この繊維強化樹脂複合材１０において、リブ部１４は、複数の板状の第１リブ部１４Ａ及び複数の板状の第２リブ部１４Ｂを有している。各第１リブ部１４Ａは、複数の第２リブ部１４Ｂと交差している。各第２リブ部１４Ｂは、複数の第１リブ部１４Ａと交差している。複数のリブ部１４は、互いに一体的に成形されている。

図１〜図３に示された例において、複数の第１リブ部１４Ａは、ベース部１２に沿った第１配列方向ＡＤ１に配列されている。とりわけ図示された例において、複数の第１リブ部１４Ａは、第１配列方向ＡＤ１に一定の離間間隔ＤＡ１（図２参照）をあけて配列されている。各第１リブ部１４Ａは、ベース部１２に沿った第１長手方向ＬＤ１に線状に延びている。とりわけ図示された例において、各第１リブ部１４Ａは、第１配列方向ＡＤ１に直交する第１長手方向ＬＤ１に沿って直線状に延びている。

図１〜図３に示された例において、複数の第２リブ部１４Ｂは、ベース部１２に沿った第２配列方向ＡＤ２に配列されている。とりわけ図示された例において、複数の第２リブ部１４Ｂは、第２配列方向ＡＤ２に一定の離間間隔ＤＡ２（図２参照）をあけて配列されている。また、第２配列方向ＡＤ２は、第１配列方向ＡＤ１に直交している。各第２リブ部１４Ｂは、ベース部１２に沿った第２長手方向ＬＤ２に線状に延びている。とりわけ図示された例において、各第２リブ部１４Ｂは、第２配列方向ＡＤ２に直交する第２長手方向ＬＤ２に沿って直線状に延びている。また、第２長手方向ＬＤ２は、第１長手方向ＬＤ１に直交している。

次に、図４に示された例において、リブ部１４は、ベース部１２上で格子状を形成する板状のリブ部と、格子によって形成された矩形形状の対角線に沿って延びる板状のリブ部と、を含んでいる。図５に示された例において、リブ部１４は、ベース部１２にハニカム配列にて配列されたリブ部を含んでいる。各リブ部は、板状に形成され、正六角形の一辺に沿って延びている。

なお、図３に示すように、リブ部１４は、その長手方向ＬＤに直交する断面において、ベース部１２から法線方向ＮＤに延び出している。リブ部１４の厚さＴは、法線方向ＮＤに沿った各位置において一定であってもよい。ただし、成形による製造方法を考慮すると、離型性を考慮して、ベース部１２の断面形状はベース部１２から離間するにつれて先細りすることが好ましい。具体的には、法線方向ＮＤに対して両側面が１°以上２°以下傾斜するように、ベース部１２が先細りするようにしてもよい。また、リブ部１４の断面形状は、図示された例のように長方形状や錐台形状に限られず、種々の形状とすることができる。

繊維強化樹脂複合材１０において、リブ部１４の高さＨは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。リブ部１４の高さＨを上記範囲にすることにより、繊維強化樹脂複合材１０を高い生産性で得ることができる。リブ部１４の高さＨは、より好ましくは２ｍｍ以上８０ｍｍ以下、更に好ましくは５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、特に好ましくは８ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

また、加熱プレス成形における成形性を確保する観点から、リブ部１４のベース部１２からの突出高さＨ〔ｍｍ〕のリブ部１４の高さに直交する厚みＴ〔ｍｍの〕に対する比（Ｈ／Ｔ）は、１０以上５００以下であることが好ましい。この比（Ｈ／Ｔ）は、１１以上１００以下であることがより好ましく、１２以上５０以下であることが更に好ましい。

繊維強化樹脂複合材１０において、ベース部１２の厚さＫは、０．０１ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。リブ部１４の高さＨと同様に、ベース部１２の厚さＫを上記範囲にすることにより、繊維強化樹脂複合材１０を高い生産性で得ることができる。ベース部１２の厚さＫは、より好ましくは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

ところで、繊維強化樹脂複合材１０のベース部１２及びリブ部１４は、母材としての熱可塑性樹脂３２と、熱可塑性樹脂３２に保持された炭素繊維３４と、を有している。リブ部１４は、ベース部１２と一体的に成形されている。とりわけ本実施の形態では、熱可塑性樹脂３２のみがベース部１２及びリブ部１４に跨がって連続的に設けられているだけでなく、炭素繊維３４もベース部１２及びリブ部１４に跨がって設けられている。このような繊維強化樹脂複合材１０によれば、ベース部１２とリブ部１４との接合強度を効果的に向上させることができ、繊維強化樹脂複合材１０に優れた機械的特性を付与することができる。

また、後述するように炭素繊維の平均繊維長が調整されることで、図３に示すように、少なくとも一部の炭素繊維３４の一方の端部はベース部１２内に位置し、当該炭素繊維３４の他方の端部がリブ部１４内に位置するようになる。このような繊維強化樹脂複合材１０によれば、ベース部１２とリブ部１４との接合強度を効果的に向上させることができ、繊維強化樹脂複合材１０に優れた機械的特性を付与することができる。

同様に、後述するように炭素繊維の平均繊維長が調整されることで、図３に示すように、少なくとも一部の炭素繊維３４が、リブ部１４の長手方向ＬＤに延びるようにして、その全長に亘って当該リブ部１４内に位置するようになる。上述したように、リブ部１４は補強を目的として通常設けられ、その長手方向に引っ張り応力を受けるようになる。したがって、リブ部１４の長手方向ＬＤに沿って延びる炭素繊維３４が存在することで、繊維強化樹脂複合材１０に所望の機械的特性を効果的に付与することができる。

なお、図３に二点鎖線で示すように、繊維強化樹脂複合材１０に、金属や樹脂からなる追加の層が積層されてもよい。図３に二点鎖線で示された例において、繊維強化樹脂複合材１０のベース部１２に、樹脂層１６及び金属層１７がこの順で積層されている。ただし、図３に示された例とは異なり、繊維強化樹脂複合材１０のベース部１２に金属層１７及び樹脂層１６がこの順番で積層されるようにしてもよいし、樹脂層１６及び金属層１７のいずれかのみがベース部１２に積層されるようにしてもよいし、或いは、更なる樹脂層１６や金属層１７が二層以上積層されるようにしてもよい。

次に、繊維強化樹脂複合材の製造方法について説明する。

以下に説明する繊維強化樹脂複合材の製造方法は、炭素繊維３４が一軸方向ＵＤに配向された一軸方向性炭素繊維プリプレグ２０を炭素繊維３４の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように切断する工程（図６参照）と、複数のプリプレグ２０を積層する工程（図７参照）と、複数の切断済みのプリプレグ２２を含んだ積層体２５を加熱プレス成形する工程（図８参照）と、を含んでいる。このような製造方法によれば、熱可塑性樹脂３２及び炭素繊維３４がベース部１２に十分に充填された繊維強化樹脂複合材１０を製造することができる。以下、各工程について説明する。

まず、プリプレグ２０を切断する切断工程について説明する。

切断対象となるプリプレグ２０は、熱可塑性樹脂３２と炭素繊維３４とを含んでいる。このプリプレグ２０は一軸方向性炭素繊維プリプレグであって、このプリプレグ２０において、炭素繊維３４は一軸方向ＵＤに配向されている。すなわち、炭素繊維３４は概ね一軸方向ＵＤに沿って延びている。プリプレグ２０において、多数の炭素繊維３４が一軸方向ＵＤに直交する方向に並べられている。結果として、プリプレグ２０に含まれる多数の炭素繊維３４は、シート状に配列されている。熱可塑性樹脂３２は、このように配列された炭素繊維３４の束にマトリックス樹脂として含浸している。プリプレグ２０は、シート状の外形状を有している。

一軸方向性プリプレグ２０は、次のようにして作製され得る。まず、一軸方向ＵＤに延びる複数の炭素繊維（単繊維）を含む炭素繊維束を一軸方向ＵＤに直交する方向に配列して、炭素繊維シート状物を作製する。一つの炭素繊維束を構成している炭素繊維の本数は、１０００本以上１０００００本以下とすることができる。炭素繊維シート状物における炭素繊維の目付は、７００ｇ／ｍ²以上７０００ｇ／ｍ²以下とすることができる。炭素繊維の目付が７００ｇ／ｍ²以上であると、炭素繊維束を用いて得られたプリプレグ２０の機械的強度を向上させることができる。炭素繊維の目付が７０００ｇ／ｍ²以下であると、炭素繊維間に熱可塑性樹脂を均一に含浸させることができ、炭素繊維束を用いて得られたプリプレグの機械的強度を向上させることができる。

次に、炭素繊維シート状物と熱可塑性樹脂フィルムとを積層する。その後、炭素繊維シート状物及び熱可塑性樹脂フィルムの積層物を加熱加圧することによって、炭素繊維シート状物中に熱可塑性樹脂を含浸させることで、プリプレグ２０が得られる。

プリプレグ２０に含まれる炭素繊維３４として、ポリプロピレン及びポリプロピレン酸変性物、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン塩ビ共重合体、酢酸ビニル塩ビ共重合体、αオレフィン塩ビ共重合体、マレイン酸塩ビ共重合体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族又は脂肪族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリーレンオキシド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリフェニレンサルファイド樹脂なる群から選択される樹脂が挙げられ、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。

一方、プリプレグ２０に含まれる炭素繊維３４として、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維、ＰＩＴＣＨ系炭素繊維等を用いることができる。炭素繊維３４の繊維径は、６μｍ以上が好ましく、７μｍ以上がより好ましい。炭素繊維３４の繊維径は、３０μｍ以下が好ましく、２７μｍ以下がより好ましい。なお、本発明において、繊維径とは、繊維の長さ方向に直交する方向に沿った断面において、この断面を包囲し得る最小径の真円の直径をいう。

プリプレグ２０の炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）が１０％以上７０％以下であってもよい。炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）を１０％以上７０％以下にすることにより、樹脂の含浸を十分にすることができ、繊維強化樹脂複合材１０を高い生産性で得ることができる。炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）の上限値は、好ましくは６０％以下であり、より好ましくは５５％以下である。一方、炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）の下限値は、好ましくは２０％以上であり、より好ましくは３０％以上である。

一枚のプリプレグ２０の厚みは、製造すべき繊維強化樹脂複合材１０に応じて種々選択することができ、リブ部１４の高さＨ及びベース部１２の厚さＫにも依存するが、０．０３ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下とすることができる。プリプレグ２０の厚さの上限値は、好ましくは０．５０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．４０ｍｍ以下である。一方、プリプレグ２０の厚さの下限値は、好ましくは０．０４ｍｍ以上であり、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。

プリプレグ２０を切断する工程においては、以上に説明したプリプレグ２０を切断する。この工程では、プリプレグ２０内における炭素繊維３４の一軸方向ＵＤへの配向を維持しながら、炭素繊維３４の長さを短くする。具体的には、炭素繊維３４の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように、より好ましくは１．２ｃｍ以上１０ｃｍ以下となるように、さらに好ましくは２ｃｍ以上５ｃｍ以下となるように、プリプレグ２０を切断する。炭素繊維３４を短くすることで、加熱プレス工程における炭素繊維３４の流動性が向上し、これにより、リブ部１４に炭素繊維３４を十分に充填することが可能となる。
平均繊維長は、例えば、以下の方法で測定することができる。
（ｉ）成形品から、幅５ｍｍ，厚さ３ｍｍ、長さ１５ｍｍの試験片を切り出す。
（ｉｉ）試験片を溶剤（例：硝酸、トリフルオロ酢酸等）に浸漬し、炭素繊維３４以外の成分を溶解し、試験片から炭素繊維３４のみを取り出す。
（ｉｉｉ）取り出した繊維状強化材を、必要に応じて水等に分散させ、光学顕微鏡（倍率５０倍程度）等で観察して、視野内の繊維状強化材５００本の繊維長を測定する。

炭素繊維３４の長さを短くするため、プリプレグ２０は、配向方向ＯＤに対して非平行な切断線ＣＴに沿って切断される。配向方向ＯＤは、炭素繊維３４が延びる方向であって、当該プリプレグ２０における炭素繊維３４が延びる一軸方向ＵＤと一致する。典型的には、図６に示すように、プリプレグ２０は、当該プリプレグ２０における炭素繊維３４の配向方向ＯＤに直交する切断線ＣＴに沿って切断される。ただし、切断線ＣＴは、少なくとも一部分において配向方向ＯＤに対して直交していればよく、さらには図９に示すように、少なくとも一部分において配向方向ＯＤに対して傾斜していればよい。

図６に示された例において、プリプレグ２０は、配向方向ＯＤに直交する三つの切断線ＣＴに沿って切断されている。プリプレグ２０を切断してなる切断済みプリプレグ２２は、分断された四つのプリプレグ片２３を含んでいる。切断対象となる一つのプリプレグ２０において、複数の切断線ＣＴは、等間隔をあけていてもよいし、一定でない間隔を開けるようにしてもよい。すなわち、得られた複数のプリプレグ片２３が、配向方向ＯＤに沿って同一寸法を有するようにしてもよいし、配向方向ＯＤに沿って異なる寸法を有するようにしてもよい。

図９に示された例において、プリプレグ２０は、配向方向ＯＤに対して傾斜する三つの切断線ＣＴに沿って切断されている。プリプレグ２０を切断してなる切断済みプリプレグ２２は、分断された四つのプリプレグ片２３を含んでいる。切断対象となる一つのプリプレグ２０において、複数の切断線ＣＴが配向方向ＯＤに対してなす角度は、同一であってもよいし、互いに異なるようにしてもよい。得られた複数のプリプレグ片２３が配向方向ＯＤに沿って同一寸法を有するようにしてもよいし、配向方向ＯＤに沿って異なる寸法を有するようにしてもよい。

ただし、全ての切断線ＣＴが、プリプレグ２０における炭素繊維３４の配向方向ＯＤと非平行である必要はない。少なくとも一部の切断線ＣＴが、プリプレグ２０における炭素繊維３４の配向方向ＯＤと非平行になっていればよい。このような場合にも、炭素繊維３４の平均繊維長を調整することができる。例えば、図１０に示すように、一部の切断線ＣＴが、切断対象となるプリプレグ２０における炭素繊維３４の配向方向ＯＤと平行になっていてもよい。プリプレグ２０をより小片に切断すること自体によっても、加熱プレス成形工程における炭素繊維３４の流動を促進することができる。図１０に示された例において、プリプレグ２０は、配向方向ＯＤと平行な切断線ＣＴに沿って切断され、且つ、配向方向ＯＤと直交する切断線ＣＴに沿っても切断されている。結果として、図１０に示されたプリプレグ２０を切断してなる切断済みプリプレグ２２は、四つのプリプレグ片２３を含んでいる。

また、図６、図９及び図１０に示された例において、切断線ＣＴはプリプレグ２０の全幅に亘っており、切断済みプリプレグ２２が複数のプリプレグ片２３を含んでいる。分断された切断済みプリプレグ２２は、後述の積層工程や加熱プレス工程において、炭素繊維３４の配向方向ＯＤを維持しながら、すなわち、各プリプレグ片２３の炭素繊維３４が共通する一軸方向ＵＤに延びるようして、取り扱われる。さらに言い換えると、複数のプリプレグ片２３を含む切断済みプリプレグ２２は、複数のプリプレグ片２３の向きを一定の関係に保ちながら、つまり複数のプリプレグ片２３の配向方向ＯＤを互いに平行としながら、取り扱われる。

その一方で、図１１及び図１２に示す例のように、切断線ＣＴがプリプレグ２０の全幅に亘らないようにしてもよい。例えば、切断線ＣＴの少なくとも一方の端部はプリプレグ２０の周縁部の内側に位置していてもよい。図１１及び図１２に示された例において、切断済みプリプレグ２２は、複数のプリプレグ片２３に分断されておらず、取り扱い性に優れる。図１１に示された例において、切断線ＣＴは、対向する一対の縁部の一方から延び出しており、他方の縁部まで到達していない。図１２に示された例において、切断線ＣＴは、対向する一対の縁部の一方および他方から交互に延び出している。

また、炭素繊維３４の長さを調節することができれば、プリプレグ２０の切断は、プリプレグ２０の全厚み分を切り込む必要はない。例えば、プリプレグ２０の切断は、厚み方向において、炭素繊維３４を分断する深さまで切り込むが、熱可塑性樹脂３２の部分を分断しないようにしてもよい。

以上に説明した、プリプレグ２０の切断は、特に限定されず、はさみ、カッター、打ち抜き機等の種々の切断装置を用いて実施される。

次に、積層する工程について説明する。加熱プレス加工の原材料となる積層体２５は、複数のプリプレグ２０を積層することで作製される。積層体２５に含まれるプリプレグ２０の枚数は、作製されるべき繊維強化樹脂複合材１０に応じて種々選択される。積層体２５に含まれるプリプレグ２０の枚数は、例えば、２枚以上４８枚以下の積層されたプリプレグ２０を含むようにしてもよいし、さらには６枚以上２０枚以下の積層されたプリプレグ２０を含むようにしてもよい

図７に示された例において、積層工程は、切断工程の後に実施されている。図７に示すように、複数の切断済みプリプレグ２２を積層することで、積層体２５を作製している。この積層工程において取り扱う各プリプレグ２０は、切断済みプリプレグ２２であって、切断線ＣＴにより複数のプリプレグ片２３に分断されている。各切断済みプリプレグ２２は、当該切断済みプリプレグ２２に含まれる複数のプリプレグ片２３内の炭素繊維３４が一定の配列方向ＡＤに配向されるようにして、他のプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）と積層される。

図７に示すように、積層体２５内に含まれる複数の切断済みプリプレグ２２の間で、切積層方向ＤＤへの投影における断線ＣＴが互い一致していなくてもよい。積層体２５内に含まれる切断済みプリプレグ２２の間で切断線ＣＴの位置をずらすことにより、最終的に得られる繊維強化樹脂複合材１０において、炭素繊維３４の分布バラツキを抑制することができる。

なお、図７に示された例において、積層体２５は、図示された第１〜第４のプリプレグを含む四以上のプリプレグ２０を有している。図７においては、順に積層される第１〜第４のプリプレグ２０に設けられた切断線ＣＴを、それぞれ、第１切断線ＣＴ１〜第４切断線ＣＴ４として示している。同様に後に参照する図１３〜図１５においては、順に積層されて一つの積層体２５を形成するようになる第１〜第４のプリプレグ２０を示している。図１３〜図１５において、第１〜第４のプリプレグ２０に設けられた切断線ＣＴを、それぞれ、第１切断線ＣＴ１〜第４切断線ＣＴ４として示している。また、図１３〜図１５において、第１〜第４のプリプレグ２０での炭素繊維３４の配列方向ＡＤを、それぞれ、第１配列方向ＡＤ１〜第４配列方向ＡＤ４として示している。

図７及び図１３に示す例において、積層体２５の積層方向ＤＤに隣接する二つのプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）の間で、積層方向ＤＤへの投影における断線ＣＴが重ならないようになっている。とりわけ、積層体２５の積層方向ＤＤに隣接する二つのプリプレグ２０の一方に含まれる任意の切断線ＣＴが、前記二つのプリプレグ２０の他方に含まれる任意の切断線ＣＴと全長に亘って積層方向ＤＤに重なっていない。言い換えると、積層体２５の積層方向ＤＤに隣接する二つのプリプレグ２０の一方に含まれる任意の切断線ＣＴが、積層方向ＤＤへの投影において、前記二つのプリプレグ２０の他方に含まれるすべての切断線ＣＴから少なくとも部分的にずれている。このような例によれば、最終的に得られる繊維強化樹脂複合材１０において、炭素繊維３４の分布バラツキをより効果的に抑制することができる。とりわけ、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４が充填されていない領域の発生や、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４の密度が低くなる領域の発生を効果的に抑制することができる。

さらに図１３に示された例では、積層体２５に含まれる一つのプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）及び他の一つのプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）が、配向方向ＯＤに沿って一定ピッチで切断されている。より具体的には、プリプレグ２０が切断されている複数の切断線ＣＴは、配向方向ＯＤに一定のピッチＰＰで配置されている。そして、一つのプリプレグ２０及び他の一つのプリプレグ２０は、それぞれの炭素繊維３４の配向方向ＯＤを揃え且つ切断線ＣＴが配向方向ＯＤにずれるようにして、積層されている。とりわけ、一つのプリプレグ２０及び他の一つのプリプレグ２０は、積層方向ＤＤに隣接して配置されている。このような例によれば、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４が充填されていない領域の発生や、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４の密度が低くなる領域の発生を効果的に抑制することができる。同時に、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４の分布を効果的に均一化することができる。

とりわけ図１３に示された例において、一つのプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）及び他の一つのプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）が、配向方向ＯＤに沿って同一の一定ピッチで切断されている。一つのプリプレグ２０及び他の一つのプリプレグ２０は、それぞれの炭素繊維３４の配向方向ＯＤを揃え且つ切断線ＣＴが前記一定ピッチの半分の長さだけ配向方向ＯＤにずれるようにして、積層されている。このような例によれば、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４の分布をより効果的に均一化することができる。

さらに、図１４に示された例においては、積層体２５に含まれる任意のプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）の間で、積層方向ＤＤへの投影における断線ＣＴが重ならないようになっている。とりわけ、積層体２５に含まれる任意のプリプレグ２０に含まれる任意の切断線ＣＴが、他のプリプレグ２０に含まれる任意の切断線ＣＴと全長に亘って積層方向ＤＤに重なっていない。言い換えると、積層体２５に含まれる任意のプリプレグ２０に含まれる任意の切断線ＣＴが、積層方向ＤＤへの投影において、他のプリプレグ２０に含まれる任意の切断線ＣＴから少なくとも部分的にずれている。このような例によれば、最終的に得られる繊維強化樹脂複合材１０において、炭素繊維３４の分布バラツキをより効果的に抑制することができる。とりわけ、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４が充填されていない領域の発生や、繊維強化樹脂複合材１０内における炭素繊維３４の密度が低くなる領域の発生を効果的に抑制することができる。

図１３や図１４に示された例とは異なり、積層体２５に含まれる複数のプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）の間で、配向方向ＯＤが異なるようにしてもよい。例えば、積層体２５に含まれる複数のプリプレグの炭素繊維３４の配向方向ＯＤは、１以上４以下の方向を向いているようにしてもよい。一例として、図１５に示された例では、第１〜第４のプリプレグ２０の配向方向ＯＤは、互いに異なる四つの第１配向方向ＯＤ１〜第４配向方向ＯＤ４を向いている。積層体２５に含まれる複数のプリプレグ２０（切断済みプリプレグ２２）の間で炭素繊維３４の配向方向ＯＤをずらすことにより、最終的に作製される繊維強化樹脂複合材１０の複数の方向における機械的特性を向上させることができる。

ところで、積層工程は、図７に示すように切断工程の後に実施されてもよいし、図１６に示すように切断工程の前に実施されてもよい。切断工程の後に積層工程を実施する場合、積層される複数のプリプレグ２０の間で、切断線ＣＴの配置を調整することができる。

また、積層体２５の取り扱い性を向上させるため、積層体２５を予備加熱することで、積層体２５に含まれる複数のプリプレグ２０や複数のプリプレグ片２３を互いに固定するようにしてもよい。予備加熱温度は、積層体２５に含まれる熱可塑性樹脂が溶融する温度であれば特に限定はされないが、１８０℃以上４００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１８５℃以上３１５℃以下であり、更に好ましくは１９０℃以上３００℃以下であり、下記で説明する加熱プレス成形における加熱温度と同じ温度であることが特に好ましい。また、予備加熱の際に、積層物を加圧してもよい。加圧することにより、効率的に積層物を加熱することができる。加圧する場合、圧力は０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、更に好ましくは１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。予備加熱の時間は、積層体２５を一体化させることができる時間であれば特に限定されないが、１分以上であることが好ましく、より好ましくは３分以上であり、更に好ましくは５分以上である。

次に、加熱プレス成形工程について説明する。加熱プレス成形は、積層体２５を加熱し且つプレスすることによって賦型し、繊維強化樹脂複合材１０を作製する工程である。

図示された例のように、作製対象となる繊維強化樹脂複合材１０がベース部１２を基部とする偏平形状である場合、図８に示すように、作製されるべき繊維強化樹脂複合材１０の全体形状に沿うようにして、積層体２５を金型４０のキャビティ４１内に配置する。図８に示された例では、ベース部１２を賦型する金型４０の第１金型片４０Ａ上に積層体２５を配置する。そして、第１金型片４０Ａ及び第２金型片４０Ｂを互いに向けて接近および押圧することで、金型４０のキャビティ４１内で積層体２５をプレスする。このとき、積層体２５は、加熱源を内蔵した金型４０によって加熱される。これにより、積層体２５を圧縮してベース部１２を形成することができる。また、ベース部１２から突出するように積層体２５を塑性変形させることで、リブ部１４を形成することができる。図８に示された例では、積層体２５の一部を第２金型片４０Ｂの凹部４１Ａ内に流動させることで、リブ部１４を形成することができる。このとき、第２金型片４０Ｂの凹部４１Ａ内に熱可塑性樹脂３２及び炭素繊維３４が流動することで、リブ部１４が熱可塑性樹脂３２及び炭素繊維３４を含むようになる。このようにして、ベース部１２及びリブ部１４を有した繊維強化樹脂複合材１０が得られる。

以上のような加熱プレス成形によれば、積層体２５内に含まれるプリプレグ２０が事前に切断されることで、プリプレグ２０内の炭素繊維３４の長さが短くなっている。したがって、加熱プレス成形時における炭素繊維３４の流動性を確保することができる。これにより、炭素繊維３４によって熱可塑性樹脂３２の流動が阻害されることもなく、熱可塑性樹脂３２の流動性も確保される。これにより、ベース部１２及びベース部１２から突出したリブ部１４を含む繊維強化樹脂複合材１０を、高精度に加熱プレス成形することができる。また、加熱プレス成形によって得られた繊維強化樹脂複合材１０は、積層体２５に含まれる各プリプレグ２０の配向方向ＯＤに起因した方向に炭素繊維３４の配向を有するようになる。したがって、繊維強化樹脂複合材１０は、積層体２５内における炭素繊維３４の配向に対応する方向に優れた機械的特性を有するようになる。

加熱プレス成形における加熱温度は、積層体２５に含まれる熱可塑性樹脂３２が溶融する温度であれば特に限定はされないが、１８０℃以上４００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１８５℃以上３５０℃以下であり、更に好ましくは１９０℃以上３００℃以下である。ここで「加熱温度」とは、金型の温度を意味する。

加熱プレス成形の圧力は、０．５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは１ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であり、更に好ましくは２ＭＰａ以上１０Ｍａ以下である。また、加熱プレス成形時の圧力は、上記圧力範囲内で段階的に変えてもよい。更に、加熱プレス成形は、予備加熱よりも高い圧力で行われることが好ましい。

加熱プレス成形の保持時間は、積層体２５に含まれる熱可塑性樹脂３２が溶融し、リブ部を形成することができる時間であれば特に限定はされないが、好ましい保持時間は、１分以上であり、より好ましくは３分以上であり、更に好ましくは５分以上である。

加熱プレス成形においては、金型４０のキャビティ４１内に、事前に成形した金属層１７を配置し、ベース部１２及びリブ部１４の成形と同時に、リブ部１４と金属層１７との接合を行う、所謂、インサート成形より、金属層１７を備える繊維強化樹脂複合材１０を得ることができる。

ところで、加熱プレス成形の対象となる積層体２５は複数のプリプレグ２０を含んでおり、各プリプレグ２０は炭素繊維３４が配向された配向方向ＯＤを有している。一方、繊維強化樹脂複合材１０は、その使用状況等に鑑みて機械的特性を向上させたい方向を有しており、通常、リブ部１４は当該方向に沿った長手方向ＬＤを有するようになる。そこで、加熱プレス成形工程では、形成されるべきリブ部１４の長手方向ＬＤに対して、積層体２５に含まれるプリプレグ２０の配列方向ＡＤを位置決めすることが有効である。実際の加熱プレス成形では、リブ部１４に対応する凹部４１Ａ有した金型４０に対して、積層体２５に含まれるプリプレグ２０の配列方向ＡＤを位置決めすることになる。より具体的には、対象となるリブ部１４を形成するための金型４０（第２金型片４０Ｂ）の凹部４１Ａの長手方向に対して、積層体２５に含まれるプリプレグ２０の配列方向ＡＤを位置決めすることになる。

まず、積層体２５に含まれる少なくとも一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤがリブ部１４の長手方向ＬＤと平行になるようにしてもよい。つまり加熱プレス成形時において、積層体２５に含まれる少なくとも一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤが金型４０の凹部４１Ａの長手方向と平行になるようにしてもよい。このような例によれば、金型４０の凹部４１Ａ内に流動した炭素繊維３４が、繊維強化樹脂複合材１０のリブ部１４の配向方向ＯＤに沿って延びるようにすることができる。配向方向ＯＤに沿って延びる炭素繊維３４は、リブ部１４の配向方向ＯＤに沿った機械的特性を効果的に強化することができる。

また、積層体２５に含まれる少なくとも一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤがリブ部１４の長手方向ＬＤと直交するようにしてもよい。つまり加熱プレス成形時において、積層体２５に含まれる少なくとも一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤが金型４０の凹部４１Ａの長手方向と直交するようにしてもよい。このような例によれば、金型４０の凹部４１Ａ内に流動する炭素繊維３４が、繊維強化樹脂複合材１０のベース部１２及びリブ部１４に跨がるようにすることができる。ベース部１２及びリブ部１４に跨がる炭素繊維３４によれば、リブ部１４のベース部１２への接合強度を効果的に強化することができる。これにより、繊維強化樹脂複合材１０の使用中に外力等に起因してリブ部１４がベース部１２から脱落等することを効果的に防止することができる。

とりわけ、図３に示すように、一方の端部がベース部１２内に位置し他方の端部がリブ部１４内に位置する炭素繊維３４は、リブ部１４の先端近傍まで流入し易くなる傾向がある。したがって、このような炭素繊維３４を有する繊維強化樹脂複合材１０によれば、ベース部１２に対するリブ部１４の接合強度をより効果的に強化することができる。

なお、プリプレグ２０の切断線ＣＴは、リブ部１４の長手方向ＬＤに対して直交ではなく、傾斜していることが好ましい。特に、積層体２５に含まれる少なくとも一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤをリブ部１４の長手方向ＬＤと直交させる場合、図９に示すように、プリプレグ２０の切断線ＣＴは、リブ部１４の長手方向ＬＤに対して傾斜していることが好ましい。つまり、加熱プレス成形時において、プリプレグ２０の切断線ＣＴが、金型４０の凹部４１Ａの長手方向に対して直交ではなく、傾斜していることが好ましい。この場合、切断線ＣＴがリブ部１４（厳密には、リブ部１４を形成するための金型４０の凹部４１Ａ）に沿って延びることを抑制することができる。切断線ＣＴがリブ部１４に沿って延びていると、炭素繊維３４が当該リブ部１４の全長に亘って当該リブ部１４内に流入しにくくなる可能性がある。リブ部１４に対して切断線ＣＴを傾斜させることで、このような不具合を解消することができる。

ここで、図１７は、図１５に示された複数のプリプレグ２０を含む積層体２５を用いて図１〜図３に示された繊維強化樹脂複合材１０を作製する場合における、第１のプリプレグ２０の作製されるべき繊維強化樹脂複合材１０に対する向きを示す平面図である。同様に、図１８は、図１５に示された複数のプリプレグ２０を含む積層体２５を用いて図１〜図３に示された繊維強化樹脂複合材１０を作製する場合における、第２のプリプレグ２０の作製されるべき繊維強化樹脂複合材１０に対する向きを示す平面図である。

図１〜図３に示された繊維強化樹脂複合材１０のリブ部１４は、第１長手方向ＬＤ１に直線状に延びる第１リブ部１４Ａと、第２長手方向ＬＤ２に直線状に延びる第２リブ部１４Ｂと、を含んでいる。図１７に示されたプリプレグ２０の第１配向方向ＯＤ１は、第２リブ部１４Ｂの第２長手方向ＬＤ２と平行になっている。つまり、図１７に示されたプリプレグ２０の第２配向方向ＯＤ２は、第２リブ部１４Ｂを形成するための金型４０の凹部の長手方向と平行になっている。したがって、図１７に示されたプリプレグ２０内の炭素繊維３４の一部は、図３に示すように第２リブ部１４Ｂ内に流入して第２長手方向ＬＤ２に延びるようになる。図１７に示されたプリプレグ２０内の炭素繊維３４の他の一部は、図３に示すように、一端がベース部１２内に位置し他端が第１リブ部１４Ａ内に位置するようになる。すなわち、図１７に示されたプリプレグ２０は、第２リブ部１４Ｂの第２長手方向ＬＤ２に沿った機械的特性を効果的に強化し、且つ、第１リブ部１４Ａのベース部１２への接合強度を効果的に強化することができる。

同様に、図１８に示されたプリプレグ２０の第２配向方向ＯＤ２は、第１リブ部１４Ａの第１長手方向ＬＤ１と平行になっている。つまり、図１８に示されたプリプレグ２０の第２配向方向ＯＤ２は、第１リブ部１４Ａを形成するための金型４０の凹部の長手方向と平行になっている。したがって、図１８に示されたプリプレグ２０内の炭素繊維３４の一部は、第１リブ部１４Ａ内に流入して第１長手方向ＬＤ１に延びるようになる。図１８に示されたプリプレグ２０内の炭素繊維３４の他の一部は、一端がベース部１２内に位置し他端が第２リブ部１４Ｂ内に位置するようになる。すなわち、図１８に示されたプリプレグ２０は、第１リブ部１４Ａの第１長手方向ＬＤ１に沿った機械的特性を効果的に強化し、且つ、第２リブ部１４Ｂのベース部１２への接合強度を効果的に強化することができる。

すなわち、図１７及び図１８を参照して説明した例によれば、積層体２５に含まれる一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤ（第１配向方向ＯＤ１）は、一つのリブ部１４（第２リブ部１４Ｂ）の長手方向ＬＤ（第２長手方向ＬＤ２）と平行になっている。加えて、積層体２５に含まれる他の一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤ（第２配向方向ＯＤ２）は、他の一つのリブ部１４（第１リブ部１４Ａ）の長手方向ＬＤ（第１長手方向ＬＤ１）と平行になっている。このような例によれば、一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４によって、一つのリブ部１４（第２リブ部１４Ｂ）の長手方向ＬＤ（第２長手方向ＬＤ２）に沿った機械的特性を効果的に強化することができ、且つ、他の一つのリブ部１４（第１リブ部１４Ａ）のベース部１２への接合強度を効果的に強化することができる。加えて、他の一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４によって、他の一つのリブ部１４（第１リブ部１４Ａ）の長手方向ＬＤ（第１長手方向ＬＤ１）に沿った機械的特性を効果的に強化することができ、且つ、一つのリブ部１４（第２リブ部１４Ｂ）のベース部１２への接合強度を効果的に強化することができる。

また、図１〜図３に示された繊維強化樹脂複合材１０において、複数の第１リブ部１４Ａは第１配列方向ＡＤ１に間隔をあけて配列され、各第１リブ部１４Ａは第１長手方向ＬＤ１に延びている。そして、図１７に示された積層体２５の一つのプリプレグ２０に含まれた炭素繊維３４は、第１長手方向ＬＤ１と非平行な（とりわけ直交した）第１配向方向ＯＤ１に延び、当該炭素繊維３４の平均繊維長は第１配列方向ＡＤ１に隣り合う二つの第１リブ部１４Ａの離間間隔ＤＡ１（図２参照）以下となっている。第１配向方向ＯＤ１に配向された炭素繊維３４の平均繊維長を第１リブ部１４Ａの離間間隔ＤＡ１以下とすることで、第１リブ部１４Ａ内に炭素繊維３４の端部が流入しやすくすることができる。これにより、繊維強化樹脂複合材１０における第１リブ部１４Ａのベース部１２への接合強度を効果的に強化することが可能となる。

さらに、図１〜図３に示された繊維強化樹脂複合材１０において、複数の第１リブ部１４Ａは第１配列方向ＡＤ１に間隔をあけて配列され、各第１リブ部１４Ａは第１長手方向ＬＤ１に延びている。また、複数の第２リブ部１４Ｂは第２配列方向ＡＤ２に間隔をあけて配列され、各第２リブ部１４Ｂは第２長手方向ＬＤ２に延びている。そして、積層体２５に含まれる図１８に示された一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤ（第２配向方向ＯＤ２）は第１リブ部１４Ａの第１長手方向ＬＤ１と平行であり、当該プリプレグ２０の炭素繊維３４の平均繊維長は第２配列方向ＡＤ２に沿って隣り合う二つの第２リブ部１４Ｂの離間間隔ＤＡ２以下となっている。また、積層体２５に含まれる図１７に示された他の一つのプリプレグ２０の炭素繊維３４の配向方向ＯＤ（第１配向方向ＯＤ１）は第２リブ部１４Ｂの第２長手方向ＬＤ２と平行であり、当該プリプレグ２０の炭素繊維３４の平均繊維長は第１配列方向ＡＤ１に沿って隣り合う二つの第１リブ部１４Ａの離間間隔ＤＡ１以下となっている。

このような例によれば、図１８に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４の端部が第２リブ部１４Ｂ内に流入し易くすることができ、図１７に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４の端部が第１リブ部１４Ａ内に流入し易くすることができる。加えて、図１８に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４が、第１リブ部１４Ａ内に流入して第１長手方向ＬＤ１に延び易くすることができ、図１７に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４が、第２リブ部１４Ｂ内に流入して第２長手方向ＬＤ２に延び易くすることができる。とりわけ、図示された例では、第１配列方向ＡＤ１及び第１長手方向ＬＤ１が直交し、第２配列方向ＡＤ２及び第２長手方向ＬＤ２が直交し、且つ、第１長手方向ＬＤ１及び第２長手方向ＬＤ２が直交している。したがって、図１８に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４は第１リブ部１４Ａ内に流入して第１長手方向ＬＤ１に延びることをより効果的に促進され、図１７に示されたプリプレグ２０の少なくとも一部の炭素繊維３４は第２リブ部１４Ｂ内に流入して第２長手方向ＬＤ２延びることをより効果的に促進される。これにより、繊維強化樹脂複合材１０におけるリブ部１４の機械的特性を効果的に強化することが可能となる。

以上に説明してきた一実施の形態において、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０は、複数の炭素繊維３４および熱可塑性樹脂３２を有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材であって、ベース部１２と、ベース部１２から突出したリブ部１４と、を有している。この炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０において、少なくとも一部の炭素繊維３４が、ベース部１２とリブ部１４との間を跨がって延びている。このような炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０によれば、ベース部１２とリブ部１４との接合強度を効果的に向上させることができ、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０に優れた機械的特性を付与することができる。

また、以上に説明してきた一実施の形態において、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０は、複数の炭素繊維３４および熱可塑性樹脂３２を有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材であって、ベース部１２と、ベース部１２から突出したリブ部１４と、を有している。リブ部１４はベース部１２に沿った長手方向ＬＤを有しており、少なくとも一部の炭素繊維３４が、その全長に亘って、リブ部１４内に位置し長手方向ＬＤに延びている。通常、リブ部１４は補強を目的として設けられ、その長手方向に引っ張り応力を受けるようになる。したがって、リブ部１４の長手方向ＬＤに沿って延びる炭素繊維３４が存在することで、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０に所望の機械的特性を効果的に付与することができる。

さらに、以上に説明してきた一実施の形態において、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法は、ベース部１２とベース部１２上に設けられたリブ部１４とを有し、リブ部１４が炭素繊維３４を含んでいる、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材１０を製造する方法である。この製造方法は、炭素繊維３４が一軸方向ＵＤに配向されたプリプレグ２０を一以上の切断線ＣＴに沿って炭素繊維３４の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように切断する工程と、複数のプリプレグ２０を積層する工程と、複数の切断済みのプリプレグ２０を含んだ積層体２５を加熱プレス成形する工程と、を含んでいる。以上のような加熱プレス成形によれば、積層体２５内に含まれるプリプレグ２０が事前に切断されることで、プリプレグ２０内の炭素繊維３４の長さが短くなっている。したがって、熱プレス成形時における炭素繊維３４の流動性を確保することができる。これにともない、炭素繊維３４によって熱可塑性樹脂３２の流動が阻害されることもなく、熱可塑性樹脂３２の流動性も確保される。これにより、ベース部１２及びベース部１２から突出したリブ部１４を含む繊維強化樹脂複合材１０を、高精度に加熱プレス成形することができる。また、加熱プレス成形によって得られた繊維強化樹脂複合材１０は、積層体２５に含まれる各プリプレグ２０の配向方向ＯＤに起因した方向に炭素繊維３４の配向を有するようになる。したがって、繊維強化樹脂複合材１０は、積層体２５内における炭素繊維３４の配向に対応する方向に優れた機械的特性を有するようになる。

一実施の形態を複数の具体例により説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。

例えば、加熱プレス成形された繊維強化樹脂複合材１０に対して、更に冷却プレス成形を行うようにしてもよい。冷却プレス成形を行うことにより、加熱プレス成形によって形成されたリブ部１４の形状を安定化させることができる。冷却プレス成形の圧力は、０．５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは１ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であり、更に好ましくは２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。冷却プレス成形における冷却方法は特に限定されないが、例えばプレス板内に流水を流し、そのプレス板で加熱プレス成形によって得られた繊維強化樹脂複合材１０を加圧する水冷方法が挙げられる。この場合、冷却温度の上限値はリブ部１４の形状を安定化させることができるという観点から、１２０℃以下が好ましく、より好ましくは１００℃以下である。冷却温度の下限値は成形後の繊維強化樹脂複合材１０を離型しやすくする観点から、５０℃以上が好ましく、より好ましくは６０℃以上である。なお、冷却プレスの保持時間は、上記温度範囲に冷却するまでの時間とすることができる。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
次のようにして実施例１に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

フィラメント数２４０００本の炭素繊維束（台湾プラスチックス社製、製品名：ＴＣ−３５）に、塩化ビニル樹脂（ロンシール社製、製品名：ロンエースNP）を含浸した一軸方向性炭素繊維プリプレグを、平面視形状を２１０ｍｍ×２１０ｍｍとして、合計で１２枚用意した。用意した１２枚のプリプレグを順に積層していくことで、積層体を作製した。１２枚のプリプレグは、積層方向に沿って隣り合うプリプレグにおける炭素繊維の配列方向が直交するようにして、積層した。次に、積層体の各辺を七等分するようにしてプレス裁断機で切断して、積層体を４９個の積層体小片に分断した。各積層体小片は、３０ｍｍ×３０ｍｍの平面形状を有するようにした。ただし、４９個の積層体小片の位置や向きは変更せずに維持した。すなわち、各積層体小片のその他の積層体小片に対する位置や向きは、積層体の切断前後で変化しないようにした。その後、１９５℃に設定した金型を用いて７分間の加熱プレス成形を行い、図１〜図３と同様の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

製造対象とした炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の形状は以下の通りとした。ベース部の平面形状は２１４ｍｍ×２１４ｍｍの正方形状とし、厚みは０．８ｍｍとした。リブ部は、ベース部の一辺と平行な第１配列方向に５０ｍｍの離間間隔で配列された三つの第１リブ部と、第１配列方向に直交してベース部の他の一辺と平行な第２配列方向に５０ｍｍの離間間隔で配列された三つの第２リブ部とを有するようにした。各第１リブ部は第１配列方向に直交する第１長手方向に直線状に延び、各第２リブ部１４Ｂは第２配列方向に直交する第２長手方向に直線状に延びるようにした。リブ部は、その長手方向に直交する断面において、両側面が法線方向に対して１°傾斜するようにして、先細りする形状とした。リブ部のベース部から最も離間する先端（末端）での幅を１ｍｍとした。

［実施例２］
次のようにして実施例２に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

実施例１と同様のプリプレグを１２枚用意した。次に、プリプレグの各辺を七等分するようにしてプレス裁断機で切断して、４９個のプリプレグ片に分断した。各プリプレグ片は、３０ｍｍ×３０ｍｍの平面形状を有するようにした。ただし、４９個のプリプレグ片の位置や向きは変更せずに維持した。すなわち、各プリプレグ片のその他のプリプレグ片に対する位置や向きは、プリプレグの切断前後で変化しないようにした。

その後、１２枚の切断済みプリプレグを順に積層していくことで、積層体を作製した。なお、積層体に含まれた各切断済みプリプレグにおいて、任意のプリプレグ片のその他のプリプレグ片に対する位置や向きは、当該プリプレグの切断前と同様とした。１２枚のプリプレグは、積層方向に沿って隣り合うプリプレグにおける炭素繊維の配列方向が直交するようにした。ただし、各切断済みプリプレグを積層する際、直前に載置（積層）した切断済みプリプレグに対して、積層方向への投影における外形状の位置を直交する二方向のそれぞれに１５ｍｍずつずらすようにした。具体的には、一枚目の切断済みプリプレグの各辺が縦および横に延びるようにして配置し、次に一枚目の切断済みプリプレグの外形状に対して右および上の両方に１５ｍｍずつ外形状をずらすようにして、二枚目の切断済みプリプレグを一枚目の切断済みプリプレグに積層した。その後、三枚目から十二枚目の切断済みプリプレグを積層するにあたり、奇数枚目の切断済みプリプレグについては一枚目の切断済みプリプレグと積層方向への投影において外形状の位置が一致するように積層した。一方、四枚目、六枚目、八枚目、十枚目、十二枚目の切断済みプリプレグは、奇数枚目の切断済みプリプレグに対して、積層方向への投影において、それぞれ、右および下、左および下、左および上、右および上、右および下の両方に１５ｍｍずつ外形状をずらすようにして、積層していった。

以上のようにして得られた積層体を、実施例１と同様に加熱プレス成形して、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

［比較例１］
切断しなかったことを除き実施例１と同様にして作製した積層体を、実施例１と同様に加熱プレス成形して、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

［比較例２］
次のようにして比較例２に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

実施例１と同様のプリプレグを１２枚用意した。用意した１２枚のプリプレグを順に積層していくことで、積層体を作製した。この積層体において、１２枚のプリプレグにおける炭素繊維の配列方向が平行となるようにした。次に、積層体の各辺を七等分するようにして切断して、４９個の積層体小片にプレス裁断機で分断した。５８８（＝４９×１２）個に分断されたプリプレグ片を含む積層体を、高さ３０ｃｍの位置から落としてプリプレグ片をランダムに配置した後、手動で厚みが均一となるようにプリプレグ片の配置を均し、ランダム配列された多数のプリプレグ片を含む被加工体を作製した。以上のようにして得られた被加工体を、実施例１と同様に加熱プレス成形して、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製した。

［評価１：４点曲げ試験］
ＪＩＳ Ｋ ７１７１及びＪＩＳ Ｋ ７０１７に準拠し、精密万能試験機（株式会社島津製作所製 ＡＧ-ＩＳ １００ｋＮ）を用い、４点曲げ試験を行った。５ｋＮのロードセルを使用した。試験片寸法については、大たわみ時の試験片の曲げ治具からのずり落ちを考慮し全長を１００ｍｍとし、また、ＣＦＲＴＰチョップのカット長３０ｍｍを考慮し、試験片の幅を２０ｍｍとした。支点間距離は規格通り板厚の１６倍とした。このような方法により、実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のそれぞれについて５試験体の評価を行い、試験結果として得られた曲げ強度（ＭＰａ）の平均値を表１の「曲げ強度（ＭＰａ）」の欄に示す。

［評価２：目視による外観評価］
得られた炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材に対し、リブ部の末端（先端）まで樹脂によって十分に成形されているか、及び、炭素繊維が充填されずに樹脂特有の色が残る部位が存在しているかの二点で目視確認を行った。塩ビ樹脂特有の乳白色のみの箇所が確認された場合、炭素繊維の含浸不十分と判断した。実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のそれぞれの外観評価が、次の「○」、「△」および「×」のいずれに該当するかを確認した結果を、表１の「外観評価」の欄に示す。
○：リブ部の末端まで炭素繊維を含む樹脂が含浸されている。リブ部にワレ、カケ等が無く、樹脂のみの色も確認されない。
△：リブ部の末端まで樹脂が含浸されているが、一部炭素繊維の含浸が不十分な箇所が確認される。
×：リブ部にワレ、カケが確認される。

ＵＤ 一軸方向
ＮＤ 法線方向
ＤＤ 積層方向
ＯＤ 配向方向
ＯＤ１ 第１配向方向
ＯＤ２ 第２配向方向
ＯＤ３ 第３配向方向
ＯＤ４ 第４配向方向
ＣＴ 切断線
ＣＴ１ 第１切断線
ＣＴ２ 第２切断線
ＣＴ３ 第３切断線
ＣＴ４ 第４切断線
ＡＤ 配列方向
ＡＤ１ 第１配列方向
ＡＤ２ 第２配列方向
ＬＤ 長手方向
ＬＤ１ 第１長手方向
ＬＤ２ 第２長手方向
ＤＡ１ 離間間隔
ＤＡ２ 離間間隔
１０ 炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材（繊維強化樹脂複合材）
１２ ベース部
１４ リブ部
１４Ａ 第１リブ部
１４Ｂ 第２リブ部
１６ 樹脂層
１７ 金属層
２０ プリプレグ
２２ 切断済みプリプレグ
２３ プリプレグ片
２５ 積層体
３２ 熱可塑性樹脂
３４ 炭素繊維
４０ 金型
４０Ａ 第１金型片
４０Ｂ 第２金型片
４１ キャビティ

Claims (7)

1. 炭素繊維が一軸方向に配向されたプリプレグを前記炭素繊維の平均繊維長が１ｃｍ以上２０ｃｍ以下となるように切断する工程と、
   複数のプリプレグを積層して積層体を形成する工程と、
   複数の切断済みのプリプレグを含んだ積層体を加熱プレス成形して、ベース部と、前記ベース部と一体的に成形されて前記ベース部から突出し、前記炭素繊維を含んでいる炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を作製する工程と、を含む、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
2. 前記積層体の積層方向に隣接する二つの切断済みのプリプレグの一方に含まれる任意の切断線が、前記積層方向への投影において、前記二つの切断済みのプリプレグの他方に含まれるすべての切断線から少なくとも部分的にずれている、請求項１に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
3. 前記積層体に含まれる前記複数のプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、１以上４以下の方向を向いている、請求項１又は２に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
4. 前記リブ部の前記ベース部からの突出高さＨ〔ｍｍ〕の前記リブ部の厚みＴ〔ｍｍ〕に対する比（Ｈ／Ｔ）は、１０以上５００以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
5. 前記リブ部は、前記ベース部に沿った長手方向を有し、
   前記積層体に含まれる少なくとも一つのプリプレグの前記炭素繊維の配向方向は、前記リブ部の前記長手方向と平行または直交する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
6. 前記ベース部及び前記リブ部は一体成形される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製造方法。
7. 複数の炭素繊維および熱可塑性樹脂を有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材であって、
   ベース部と、
   前記ベース部から突出したリブ部と、を備え、
   少なくとも一部の炭素繊維が、前記ベース部と前記リブ部との間を跨がって延びている、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材。

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