JP2018165045A - 強化繊維積層シートおよび樹脂成形品の生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強化繊維積層シートにおいて、強化繊維層同士のずれの防止と、変形の容易さとの両立を図る。【解決手段】強化繊維積層シート（１００）は、積層された複数の強化繊維層（１０１１〜１０１３）を備える。複数の強化繊維層（１０１１〜１０１３）は、それぞれ一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を含んでおり、軟化点（Ｔｐ１，ｑ１，ｒ１）を有する第１の糸（１０４ｐ１，ｑ１，ｒ１）と、２以上の強化繊維層（１０１１〜１０１３）を通っており、第１の糸（１０４ｐ１，ｑ１，ｒ１）よりも高い軟化点（Ｔｐ２，ｑ２，ｒ２）を有するかまたは軟化点を有さない第２の糸（１０４ｐ２，ｑ２，ｒ２）と、によって、縫合されることにより、互いに拘束されている。【選択図】図３

Description

本開示は、強化繊維積層シートに関し、特にＲＴＭ成形に好適な強化繊維積層シートに関するものである。

従来、生産性に優れた繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：「ＦＲＰ」と称することがある。）の成形方法として、いわゆるＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）が知られている。ＲＴＭにおいては、複数の強化繊維布帛が積層されて構成される基材積層体を成形型内に配置し、成形型内にマトリックス樹脂を注入して、基材積層体に含浸させ、樹脂を硬化させた後、成形品を脱型させる。

成形型内に配置される基材積層体は、生成される成形品の形に合わせた３次元形状を有するように、あらかじめ形成されている。一般には、まず、基材積層体を平板状に形成し、その後、基材積層体を所定の３次元形状に賦形して、いわゆるプリフォームを作成する。このプリフォームが成形型内に配置される。

平板状の基材積層体を構成する強化繊維布帛として、主に織物やノンクリンプファブリック（Ｎｏｎ Ｃｒｉｍｐ Ｆａｂｒｉｃ：「ＮＣＦ」と称することがある。）がある。これらの強化繊維布帛は、織機もしくは経編機により、一定幅のものを連続的に生産されロールに巻き取られて保持され、搬送される。このため、基材積層体を製造する場合には、ロールから必要な量だけ強化繊維布帛が引き出され、所望の形状に裁断されて、積層され、基材積層体が生成される。

ところが、上記の方法においては、一定幅の（すなわち、略矩形の）強化繊維布帛から所望の形状の強化繊維布帛を切り出した後に残る端材が多く生成される。すなわち、強化繊維の廃棄量が多い。このため、あらかじめ一定幅の強化繊維布帛を生産しておく上記の方法は、製造コストが高いという課題があった。

そこで、一定幅の（すなわち、略矩形の）強化繊維布帛から製品形状の強化繊維布帛を切り出すのではなく、最初から製品形状に合わせた所望の形状となるように、必要な箇所のみに強化繊維束を順次配置していく、ファイバープレイスメント法が注目されている。ファイバープレイスメント法によれば、廃棄される端材の量を大幅に低減させることができる。

ファイバープレイスメント法を使用して３次元形状の基材積層体を得る方法としては、（ｉ）３次元形状を有する型に強化繊維束を貼り付けることにより、３次元形状の基材積層体を得る方法と、（ｉｉ）平面状の強化繊維積層シートを作成したのちに、これを積層して基材積層体を形成し、基材積層体を賦形して３次元形状の基材積層体（プリフォーム）を得る方法と、が知られている。

３次元形状を有する型に強化繊維束を直接貼り付ける場合には、例えば、タック性を有する強化繊維束を型上にダイレクトに配置し、強化繊維層を型に固着させながら成形品形状に形成していく。このため、平板状の基材積層体を３次元形状に賦形する工程が不要である。しかし、強化繊維束を型上に配置する際には、強化繊維束を配置するヘッドを、型の形状に沿わせて動かす必要がある。このため、以下のような課題がある。すなわち、型の形状が複雑な場合には、強化繊維束配置ヘッドと型が干渉することにより、強化繊維束を配置できないことがある。また、型に沿って強化繊維束を配置できる場合であっても、型の形状が複雑な場合には、強化繊維束を高速に配置することができず、生産性が低い。

一方、平面状の強化繊維積層シートを作成する場合においては、以下のような処理が行われる。タック性を有する強化繊維束もしくはドライの（タック性を有さない）強化繊維束を、一方向に沿って、平面状かつ所望の２次元形状に並べて、ひとつの強化繊維層を形成する。その後、複数の前記強化繊維層が積層され、層同士が少なくとも一部拘束されることで、平板状の強化繊維積層シートが形成される。なお、強化繊維束同士や強化繊維層同士の拘束手段としては、樹脂を用いた接着による拘束や、縫合糸を用いた縫合による拘束等が知られている。

製作した強化繊維積層シートを積層して基材積層体を製作する場合、所望の２次元形状に並べて形成された強化繊維積層シートの運搬時や積層時に、強化繊維層の端部から強化繊維が脱落するという課題があった。所望の２次元形状に並べて形成された強化繊維層の端部においては、端の強化繊維が隣接する他の強化繊維に接している距離が短い場合があるためである。

また、強化繊維層同士が厚み方向について拘束されていない場合には、強化繊維積層シートを３次元形状に変形する際に、強化繊維層と強化繊維層との間で大きなずれが生じるという課題があった。一方、強化繊維積層シートの厚み方向について、例えば、樹脂を用いた接着や縫合糸を用いた縫合により、強固に拘束した場合には、以下のような問題があった。すなわち、各強化繊維積層シートの端部において、輪郭線の長さおよび形状に適合した変形が、上記の拘束によって抑制されてしまい、結果としてしわが生じるという課題があった。

これらの課題を解決する手段として、例えば、積層された複数の基材がステッチ糸により厚み方向に一体化された多軸ステッチ基材において、ステッチ糸が一部切断されている技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、積層基材の厚み方向にステッチ糸で一定の拘束を与えつつ、ステッチ糸が一部切断されているため、基材の変形時には各強化繊維積層シートが輪郭線の長さおよび形状に適合した変形をすることができる。

また、複数積層された基材が係合糸により厚み方向に一体化された多軸ステッチ基材において、係合糸が融点温度以上に加熱されて溶融する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術では、係合糸を融点以上の温度に加熱して溶融することで、基材の変形時に各層の基材が周長に適した変形をすることができる。

特開２００７−０９２２３２号公報 特開２００７−１６０５８７号公報

上記の特許文献１の方法においては、ステッチ糸が一部切断されているため、基材端部の強化繊維がほつれて脱落しやすかった。また、ステッチ糸を切断する際に強化繊維を損傷してしまいやすく、強化繊維を損傷せずに高い生産性を維持することが困難であった。

上記の特許文献２の方法においては、積層された２軸ステッチ基材の層同士を縫合している係合糸として１種類の係合糸を用いている。このため、この係合糸の融点以上の温度にした際に層同士を縫合する全ての係合糸が溶融してしまう。その結果、積層基材の厚み方向の拘束が緩くなり、層と層との間でずれが生じることがある。

本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、強化繊維積層シートが提供される。この強化繊維積層シートは、積層された複数の強化繊維層を備える。前記複数の強化繊維層は：それぞれ一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を含んでおり；軟化点を有する第１の糸と、２以上の前記強化繊維層を通っており、前記第１の糸よりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない第２の糸と、によって、縫合されることにより、互いに拘束されている。
このような態様とすれば、強化繊維積層シートを変形させる前または変形させると同時に、第１の糸の軟化点よりも高い温度であって、第２の糸が軟化点を有する場合には第２の糸の軟化点よりも低い温度に、第１の糸を昇温させることによって、第１と第２の糸による複数の強化繊維層の拘束を緩和することができる。このため、第１と第２の糸による複数の強化繊維層の拘束を緩和し得ない強化繊維積層シートに比べて、容易に強化繊維積層シートを変形させることができる。また、その際、第２の糸は、依然として２以上の強化繊維層を通っている状態にある。このため、第２の糸により、２以上の強化繊維層は、それまでよりも緩やかに互いに拘束されている。このため、強化繊維層同士を拘束する手段が失われる態様に比べて、強化繊維積層シートを変形させる際に強化繊維層同士が大きくずれにくい。

（２）上記形態の強化繊維積層シートにおいて、前記複数の強化繊維層は、前記強化繊維積層シートの外周の少なくとも一部に沿って、前記第１の糸と前記第２の糸とによって、縫合されている、態様とすることができる。このような態様とすれば、強化繊維積層シートの端部からの強化繊維の脱落を効果的に防止することができる。

（３）上記形態の強化繊維積層シートにおいて、前記第１の糸の軟化点は、６０〜１２０℃である、態様とすることができる。このような態様とすれば、強化繊維積層シートを運搬したり積層したりする際に、第１の糸が軟化して、想定していない相対位置で複数の強化繊維層が接着してしまう可能性を低減することができる。また、強化繊維積層シートに熱硬化性樹脂を含浸させて、硬化させ、樹脂成形品を生成する場合に、流動性を有する温度範囲が第１の糸の軟化点以上である熱硬化性樹脂を、容易に選択することができる。

（４）上記形態の強化繊維積層シートにおいて、前記第２の糸の軟化点は、１２０〜２００℃である、態様とすることができる。このような態様とすれば、強化繊維積層シートに熱硬化性樹脂を含浸させて、硬化させ、樹脂成形品を生成する場合に、以下のような利点がある。すなわち、流動性を有する温度範囲が第２の糸の軟化点より低く、かつ、硬化温度が第２の糸の軟化点より高い熱硬化性樹脂を、容易に選択することができる。

（５）上記形態の強化繊維積層シートにおいて、前記第２の糸は前記強化繊維層を構成する強化繊維によって構成される、態様とすることができる。このような態様においては、第１と第２の糸を昇温させて複数の強化繊維層の拘束を緩和し、強化繊維積層シートを変形させた後に、強化繊維積層シート内に残留する第２の糸は、強化繊維層を構成する強化繊維によって構成される。このため、変形させた強化繊維積層シートの構造が外部から視認できる場合にも、第２の糸が他の素材で構成される態様に比べて、美観を美しくすることができる。また、積層方向に強化繊維が残存するため、第２の糸が他の素材で構成される態様に比べて、積層方向の物性を強化することができる。

（６）上記形態の強化繊維積層シートにおいて、前記強化繊維は、炭素繊維である、態様とすることができる。このような態様とすれば、上記強化繊維積層シートを使用して、強化繊維が他の繊維である場合に比べて軽量で剛性の高い樹脂成形品を、製造することができる。

（７）本発明の他の形態によれば、樹脂成形品の生産方法が提供される。
この樹脂成形品の生産方法は：（ａ）強化繊維積層シートを準備する工程であって；前記強化繊維積層シートは、積層された複数の強化繊維層を備え；前記複数の強化繊維層は；それぞれ一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を含んでおり；軟化点を有する第１の糸と、２以上の前記強化繊維層を通っており、前記第１の糸よりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない第２の糸と、によって、縫合されることにより、互いに拘束されている、強化繊維積層シートの準備工程と；（ｂ）前記第１の糸の軟化点よりも高い温度に前記第１の糸を昇温させる工程であって、前記第２の糸が軟化点を有する場合には、前記昇温の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも低い温度である、工程と；（ｃ）前記工程（ｂ）を実行しつつ、または前記工程（ｂ）の後に、前記強化繊維積層シートを変形させる工程と；（ｄ）変形後の前記強化繊維積層シートに樹脂を含浸させて固化させる工程と、を備える。
このような態様とすれば、強化繊維積層シートを変形させる前または変形させると同時に、第１の糸の軟化点よりも高い温度であって、第２の糸が軟化点を有する場合には第２の糸の軟化点よりも低い温度に、第１の糸を昇温させることによって、第１と第２の糸による複数の強化繊維層の拘束を緩和することができる。このため、第１と第２の糸による複数の強化繊維層の拘束を緩和し得ない強化繊維積層シートに比べて、容易に強化繊維積層シートを変形させることができる。また、その際、第２の糸は、依然として２以上の強化繊維層を通っている状態にある。このため、第２の糸と、各強化繊維層の摩擦力により、２以上の強化繊維層は、それまでよりも緩やかに互いに拘束されている。このため、強化繊維層同士を拘束する手段が失われる態様に比べて、強化繊維積層シートを変形させる際に強化繊維層同士が大きくずれにくい。このため、高品質な樹脂成形品を生産することができる。

（８）上記形態の樹脂成形品の生産方法において、前記工程（ｄ）において、前記樹脂を固化させる際の前記樹脂の温度は、前記第１の糸の軟化点よりも高い、態様とすることができる。このような態様とすれば、生成された樹脂成形品において、昇温工程においてとけ残った第１の糸がある場合に、その第１の糸が目に付く可能性を低減することができる。

（９）上記形態の樹脂成形品の生産方法において、前記第２の糸は軟化点を有し；前記工程（ｄ）において：前記強化繊維積層シートに前記樹脂を含浸させる際の前記樹脂の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも低く；前記樹脂を固化させる際の前記樹脂の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも高い、態様とすることができる。このような態様とすれば、強化繊維積層シートに樹脂を含浸させる際には、強化繊維層同士の拘束が第２の糸とによって維持されているため、含浸される樹脂の流動によって、強化繊維層がずれることがない。一方、固化工程の後には、第２の糸も溶けているため、生成された樹脂成形品において、第２の糸が目に付く可能性を低減することができる。

本発明は、強化繊維積層シートや樹脂成形品の生産方法以外の種々の形態で実現することも可能である。たとえば、（ｉ）強化繊維層、プリフォーム、および樹脂成形品、ならびに、（ｉｉ）強化繊維層、プリフォーム、強化繊維積層シート、および樹脂成形品の製造方法、それらを製造する装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

本開示によれば、強化繊維の廃棄量を低減することができ、シートの運搬時や積層時に端部の強化繊維が脱落することなく、かつ賦形時に型の形状に沿って変形することが可能な、生産性に優れた強化繊維積層シートが得られる。

さらに、本開示に係る強化繊維積層シートによれば、強化繊維束に大きな乱れがなくしわも存在しない滑らかな表面を有する繊維強化樹脂成形体を得ることができる。

本開示の強化繊維積層シートの用途としては、ＲＴＭ成形方法による繊維強化樹脂成形体の作成が挙げられる。繊維強化樹脂成形体の用途は、例えば、自動車のフード、ルーフ、ドア、フェンダ、トランクリッド、サイドパネル、リアエンドパネル、アッパーバックパネル、フロントボディー、アンダーボディー、各種ピラー、各種メンバ、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、各種レール、各種ヒンジなどの、自動車外板、自動車ボディー部品、および自動車構造材などが挙げられる。

本開示に係る強化繊維積層シート１００の一実施態様を示す斜視図である。 強化繊維積層シート１００の外周近傍の部位Ｐを縫合している縫合糸１０４ｐ１，１０４ｐ２の構成を模式的に表している透視図である。 図２における３−３断面の状態を模式的に示す断面図である。 縫合糸１０４ｐ１の軟化点Ｔｐ１より高い温度に図３の強化繊維積層シート１００の一部Ｐが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。 強化繊維積層シート１００の一部Ｑを縫合している縫合糸１０４ｑ２の構成を模式的に表している透視図である。 図５における６−６断面の状態を模式的に示す断面図である。 縫合糸１０４ｑ１の軟化点Ｔｑ１より高い温度に図６の強化繊維積層シート１００の一部Ｑが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。 強化繊維積層シート１００の一部Ｒを縫合している縫合糸１０４ｒ１，１０４ｒ２の構成を模式的に表している透視図である。 図８における９−９断面の状態を模式的に示す断面図である。 縫合糸１０４ｒ１の軟化点Ｔｒ１より高い温度に図９の強化繊維積層シート１００の一部Ｒが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。 強化繊維積層シート１００を使用した樹脂成形品の生産方法を示すフローチャートである。 強化繊維層の目標形状Ｆｍｉと、強化繊維層１０１１Ｎを構成する複数の強化繊維束１００ＦＢＮの配置と、の関係を説明するための平面図である。 強化繊維層の目標形状Ｆｍｉと、強化繊維層１０１１Ｗを構成する複数の強化繊維束１００ＦＢＷの配置と、の関係を説明するための平面図である。 強化繊維積層シート１００Ｓにおける位置に応じた縫合の方法を示す説明図である。 図１１のステップＳ２００およびＳ３００の処理を経た後の強化繊維積層シート１００Ｓの状態を示す図である。

本開示の強化繊維積層シートは、一方向に引き揃えられた複数の強化繊維束がひとつの層を形成し、前記の層が複数層積層された強化繊維積層シートであって、前記の強化繊維積層シートは縫合糸Ａと縫合糸Ｂによって一体化され、縫合糸Ａと縫合糸Ｂとの軟化点が異なる、強化繊維積層シートである。

次に、本開示の強化繊維積層シートを実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

Ａ．強化繊維積層シートの構成：
図１は、本開示に係る強化繊維積層シート１００の一実施態様を示す斜視図である。強化繊維積層シート１００は、複数の強化繊維層１０１が積層されることにより形成される。それぞれの強化繊維層１０１は、一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を備える。各強化繊維束は、複数の強化繊維で構成される強化繊維の束である。それぞれの強化繊維層１０１は、強化繊維積層シート１００が最終的に形成される成形品に合わせた適切な形状となるようように、適切な長さに切断されて配置されている。なお、ここでは、技術の理解を容易にするため、すべての強化繊維層１０１が同じ形状を有している例を示している。

強化繊維層１０１の片面には、粉末状の樹脂バインダ１０２が付着されている。樹脂バインダ１０２は、加熱されることにより、または加熱されつつ加圧されることにより、溶融する。溶融した樹脂バインダ１０２が、隣接する二つの強化繊維層１０１に浸透し、その後、固化することにより、隣接する二つの強化繊維層１０１は、互いに固定される。

なお、加熱および加圧は、必ずしも強化繊維層１０１の全体に対して行う必要はない。すなわち、積層された強化繊維層１０１の一部について、加熱や加圧を行って、その部分に存在する樹脂バインダ１０２のみを溶融させ、その後、固化させることができる。図１においては、そのようにして溶融され固化された樹脂バインダを樹脂バインダ１０３として不定形の形状で示す。図１において、まだ溶融されていない樹脂バインダを樹脂バインダ１０２として円形の形状で示す。

前記の強化繊維積層シート１００の層間および表層に存在する樹脂バインダ１０２の付与量は、強化繊維積層シート１００が１００質量部であるのに対して、０．１〜２０質量部の範囲であることが好ましい。樹脂バインダ１０２の付与量が０．１質量部より小さい場合は、最終的にすべての樹脂バインダ１０２を使用して隣接する強化繊維を固定した場合でも、強化繊維シートとして形状保持することが困難となる。一方、樹脂バインダ１０２の付与量が２０質量部よりも大きい場合、樹脂バインダ１０２の拘束が強いため、強化繊維積層シート１００を３次元形状に変形させる際に、型の形状に追従しにくくなる可能性がある。特に、樹脂バインダ１０２の付与量が２〜１０質量部の範囲であるとき、シートの形状を保ちつつ型への形状追従性が比較的良好なため、より好ましい態様である。

強化繊維積層シート１００に含まれる複数の強化繊維層１０１は、さらに、縫合糸１０４による縫合によって、互いに拘束されている。すなわち、強化繊維積層シート１００は、樹脂バインダ１０３と縫合糸１０４とによって、その形態を安定的に維持している。なお、図１においては、強化繊維積層シート１００の一部Ｑ，Ｒに示す縫合糸１０４の配置は、技術の理解を容易にするための例示的な配置であり、実際の強化繊維積層シート１００における縫合糸１０４の位置を正確に反映するものではない。

ここで、強化繊維束を構成するために用いられる強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、金属繊維、アルミナ繊維および窒化珪素繊維などが挙げられる。特に、より成形体を軽量化することができることから、炭素繊維が好ましく用いられる。

強化繊維束は、複数種類の強化繊維を使用して構成されることもできる。また、強化繊維束は、強化繊維と有機繊維の合繊糸から構成されることもできる。

強化繊維とともに強化繊維束に用いられる有機繊維としては、例えば、ポリアミド系合成繊維、ポリオレフィン系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、ポリフェニルスルフォン系合成繊維、ポリベンゾオキサジン系合成繊維、アセテート、アクリロニトリル系合成繊維、モダクリル繊維、ポリ塩化ビニル系合成繊維、ポリ塩化ビニリデン系合成繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリウレタン繊維、ポリクラール繊維、タンパク−アクリロニトリル共重合系繊維、フッ素系繊維、ポリグリコール酸繊維、フェノール繊維、およびパラ系アラミド繊維などが挙げられる。

縫合糸１０４は、例えば、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルサルホン等からなる繊維や、無機繊維（例えば炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維）からなる繊維糸条、あるいはこれらの繊維の混紡糸条等から構成され得る。

樹脂バインダ１０２は、強化繊維層１０１の表層に固着させることができ、強化繊維積層シート１００の層間を固着する作用を得ることができるものであればよい。樹脂バインダ１０２としては、たとえば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を採用することができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミドおよびポリアミドイミドなどの樹脂が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。

図２は、強化繊維積層シート１００の外周近傍の部位Ｐ（図１参照）を縫合している縫合糸１０４ｐ１，１０４ｐ２の構成を模式的に表している透視図である。図２において、強化繊維積層シート１００を構成する複数の強化繊維層１０１を、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３として区別して示す。強化繊維層１０１１は、強化繊維積層シート１００表面を構成する強化繊維層である。強化繊維層１０１３は、強化繊維積層シート１００の裏面を構成する強化繊維層である。強化繊維層１０１２は、強化繊維層１０１１と強化繊維層１０１３との間に配される複数の強化繊維層である。

なお、図２においては、技術の理解を容易にするため、中間の強化繊維層１０１２を１枚の強化繊維層として示す。後に言及する図５および図８においても、同様である。

図２において、強化繊維積層シート１００を貫通して両側に表れる縫合糸１０４を、縫合糸１０４ｐ２として示す。そして、強化繊維層１０１３側に配される縫合糸１０４を、縫合糸１０４ｐ１として示す。縫合糸１０４ｐ１，１０４ｐ２は、いわゆるミシン縫いによって、強化繊維積層シート１００の強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を縫合している。

強化繊維積層シート１００は、その外周近傍の位置Ｐにおいて、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｐ２によって、外周に沿って内部を囲むように縫合されている（図１参照）。このため、強化繊維積層シート１００を運搬する際や、複数の強化繊維積層シート１００をさらに積層して基材積層体を構成する際に、強化繊維積層シート１００の端部から強化繊維が脱落する可能性を低減できる。

図３は、図２における３−３断面の状態を模式的に示す断面図である。図３において、最表層の強化繊維層１０１１を構成する強化繊維束を強化繊維束１０１１ＦＢとして示す。最下層の強化繊維層１０１３を構成する強化繊維束を強化繊維束１０１３ＦＢとして示す。中間層の強化繊維層１０１２を構成する強化繊維束を強化繊維束１０１２ＦＢとして示す。図３において、強化繊維束の長手方向に垂直な断面における形状を楕円で示す。接する強化繊維層を構成する強化繊維束は互いに９０度の角度をなすように配される。

縫合糸１０４ｐ２は、縫製方向に沿って、強化繊維層１０１１の表面と強化繊維層１０１３の表面とに交互に表れ、それぞれループを構成する。ただし、強化繊維層１０１１の表面側のループの両端点（縫合糸１０４ｐ２が強化繊維層１０１１に没入する点）の間隔は、強化繊維層１０１３の表面側のループの両端点（縫合糸１０４ｐ２が強化繊維層１０１３に没入する点）の間隔に比べて、長い。強化繊維層１０１３の表面側のループの両端点は、実質的に同じ位置にある。縫合糸１０４ｐ１は、縫合糸１０４ｐ２の強化繊維層１０１３側の連続するループの内側を通り抜けて配されている。

縫合糸１０４ｐ１は、軟化点Ｔｐ１を有する。縫合糸１０４ｐ２は、軟化点Ｔｐ１よりも高い軟化点Ｔｐ２を有する。ただし、縫合糸１０４ｐ２の軟化点Ｔｐ２は、強化繊維積層シート１００を使用した樹脂成形品の製造において強化繊維積層シート１００に含浸される熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い。ここでは、Ｔｐ１は８５℃であり、Ｔｐ２は１４０℃であるものとする。

なお、本明細書において、「軟化点」とは、縫合糸がその温度以上の温度になったときに縫合糸が軟化／溶融する温度を指す。具体的には、縫合糸が結晶性ポリマーである場合には融点を指すものとし、縫合糸が非晶性ポリマーである場合にはガラス転移点を指すものとする。

図４は、縫合糸１０４ｐ１の軟化点Ｔｐ１より高い温度に図３の強化繊維積層シート１００の一部Ｐが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。縫合糸１０４ｐ１の軟化点Ｔｐ１より高く、縫合糸１０４ｐ２の軟化点Ｔｐ２より低い温度に、図３の強化繊維積層シート１００が加熱されると、縫合糸１０４ｐ１が溶融する。一方、縫合糸１０４ｐ２は溶融しない。すなわち、縫合糸１０４ｐ２の強化繊維層１０１３側の連続するループを強化繊維層１０１３側に拘束する縫合糸が存在しなくなる。

その結果、図４の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３は、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を貫通している縫合糸１０４ｐ２と、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３と、の摩擦力と、層間の一部に配された樹脂バインダ１０３によって、拘束されることとなる。言い換えれば、図４の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を拘束する力は、図３の状態よりも弱くなる。

図５は、強化繊維積層シート１００の一部Ｑ（図１参照）を縫合している縫合糸１０４ｑ２の構成を模式的に表している透視図である。図５において、強化繊維積層シート１００を貫通して両側に表れる縫合糸１０４を、縫合糸１０４ｑ１，１０４ｑ２として示す。縫合糸１０４ｑ１，１０４ｑ２は、それぞれ、いわゆる鎖編縫合パターンで、強化繊維積層シート１００を縫合している。

図６は、図５における６−６断面の状態を模式的に示す断面図である。縫合糸１０４ｑ２は、縫製方向に沿って、強化繊維層１０１１の表面と強化繊維層１０１３の表面とに交互に表れ、それぞれループを構成する。ただし、強化繊維層１０１１の表面側のループは、互いに交わらないのに対して、強化繊維層１０１３の表面側のループは、互いに交わる。すなわち、縫合糸１０４ｑ２は、強化繊維層１０１３側においては、直前のループ内を通って、新たなループを構成する。縫合糸１０４ｑ２は、縫製方向に沿って、一部の区間のみを縫合する。そして、他の一部の区間は、縫合糸１０４ｑ１によって縫合される。

縫合糸１０４ｑ１による縫合の態様は、縫合糸１０４ｑ２と同じである。縫合糸１０４ｑ１，１０４ｑ２は、縫製方向に沿って交互に一部の区間を縫合している。その結果、縫合糸１０４ｑ１，１０４ｑ２は、縫製方向に沿って、強化繊維積層シート１００の強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を縫合している。

縫合糸１０４ｑ１は、軟化点Ｔｑ１を有する。縫合糸１０４ｑ２は、軟化点Ｔｑ１よりも高い軟化点Ｔｑ２を有する。ただし、縫合糸１０４ｑ２の軟化点Ｔｑ２は、強化繊維積層シート１００を使用した樹脂成形品の製造において強化繊維積層シート１００に含浸される熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い。ここでは、縫合糸１０４ｑ１と縫合糸１０４ｐ１（図２〜図４参照）は、同じ材料から構成されており、Ｔｑ１＝Ｔｐ１であるものとする。また、縫合糸１０４ｑ２と縫合糸１０４ｐ２（図２〜図４参照）は、同じ材料から構成されており、Ｔｑ２＝Ｔｐ２であるものとする。

図７は、縫合糸１０４ｑ１の軟化点Ｔｑ１より高い温度に図６の強化繊維積層シート１００の一部Ｑが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。縫合糸１０４ｑ１の軟化点Ｔｑ１より高く、縫合糸１０４ｑ２の軟化点Ｔｑ２より低い温度に、図６の強化繊維積層シート１００が加熱されると、縫合糸１０４ｑ１が溶融する。一方、縫合糸１０４ｑ２は溶融しない。

その結果、図６の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３は、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を貫通している縫合糸１０４ｑ２と、層間の一部に配された樹脂バインダ１０３と、によって、拘束されることとなる。そして、縫合糸１０４ｑ１によって拘束されていた部位においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３は、互いにずれることができる。言い換えれば、図６の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を拘束する力は、図５の状態よりも弱くなる。

図８は、強化繊維積層シート１００の一部Ｒ（図１参照）を縫合している縫合糸１０４ｒ１，１０４ｒ２の構成を模式的に表している透視図である。図８において、隣り合う２列の縫合糸を縫合糸１０４ｒ１，１０４ｒ２として示す。縫合糸１０４ｒ１，１０４ｒ２は、いわゆる１／１トリコット編縫合パターンによって、強化繊維積層シート１００を縫合している。

図９は、図８における９−９断面の状態を模式的に示す断面図である。縫合糸１０４ｒ２は、縫製方向に沿って、ジグザグに強化繊維積層シート１００を縫合している（図８参照）。縫合糸１０４ｒ２は、強化繊維層１０１１の表面上の屈曲点において、強化繊維層１０１３の表面側に貫通し、強化繊維層１０１３の表面においてループを形成して、再び強化繊維層１０１１の表面上に表れる。

縫合糸１０４ｒ１も、縫合糸１０４ｒ２と同様な構成によって、縫製方向に沿って、ジグザグに強化繊維積層シート１００を縫合している。縫合糸１０４ｒ１は、縫合糸１０４ｒ２と隣り合う位置に配される（図８参照）。より具体的には、縫合糸１０４ｒ１のジグザグの屈曲点のうち縫合糸１０４ｒ２に近い側の屈曲点と、縫合糸１０４ｒ２のジグザグの屈曲点のうち縫合糸１０４ｒ１に近い側の屈曲点とが、縫製方向に沿った所定幅の領域内（たとえば、一直線上）に位置するように配される。

各屈曲点における強化繊維層１０１３の表面側のループは、連結している。すなわち、縫合糸１０４ｒ２による強化繊維層１０１３の表面側のループの内側を通って、縫合糸１０４ｒ１が次の強化繊維層１０１３の表面側のループを形成する。その結果、縫合糸１０４ｒ１，１０４ｒ２は、縫製方向に沿って、強化繊維積層シート１００の強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を縫合している。

縫合糸１０４ｒ１は、軟化点Ｔｒ１を有する。縫合糸１０４ｒ２は、軟化点Ｔｒ１よりも高い軟化点Ｔｒ２を有する。ただし、縫合糸１０４ｒ２の軟化点Ｔｒ２は、強化繊維積層シート１００を使用した樹脂成形品の製造において強化繊維積層シート１００に含浸される熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い。ここでは、縫合糸１０４ｒ１と縫合糸１０４ｐ１（図２〜図４参照）は、同じ材料から構成されており、Ｔｒ１＝Ｔｐ１であるものとする。また、縫合糸１０４ｒ２と縫合糸１０４ｐ２（図２〜図４参照）は、同じ材料から構成されており、Ｔｒ２＝Ｔｐ２であるものとする。

図１０は、縫合糸１０４ｒ１の軟化点Ｔｒ１より高い温度に図９の強化繊維積層シート１００の一部Ｒが加熱された場合の、強化繊維積層シート１００の状態を示す断面図である。縫合糸１０４ｒ１の軟化点Ｔｒ１より高く、縫合糸１０４ｒ２の軟化点Ｔｒ２より低い温度に、図６の強化繊維積層シート１００が加熱されると、縫合糸１０４ｒ１が溶融する。一方、縫合糸１０４ｒ２は溶融しない。

その結果、図１０の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３は、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を貫通している縫合糸１０４ｒ２と、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３と、の摩擦力と、層間の一部に配された樹脂バインダ１０３によって、拘束されることとなる。言い換えれば、図１０の状態においては、強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３を拘束する力は、図９の状態よりも弱くなる。

なお、本実施形態の強化繊維層１０１１，１０１２，１０１３が、［課題を解決するための手段］における「複数の強化繊維層」に対応する。強化繊維束１０１１ＦＢ，１０１２ＦＢ，１０１３ＦＢが、「強化繊維束」に対応する。１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１が、「第１の糸」に対応する。１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２が、「第２の糸」に対応する。

Ｂ．樹脂成形品の製造方法：
図１１は、強化繊維積層シート１００を使用した樹脂成形品の生産方法を示すフローチャートである。ステップＳ１００においては、軟化点の異なる縫合糸の組み合わせによって縫合されている状態の強化繊維積層シート１００（図１〜図３、図５、図６、図８および図９参照）が準備される。より具体的には、製品の形に合わせた好ましい形状をそれぞれ有する複数の強化繊維積層シート１００が用意される。そして、各強化繊維積層シート１００は、適切な相対位置に配されて積層され基材積層体が構成される。この段階においては、強化繊維積層シート１００は、それぞれ縫合糸の組み合わせによって強固に縫合されている。このため、取り扱いが容易である。言い換えれば、運搬および積層の際に、強化繊維層の端部から強化繊維が脱落しにくい。

なお、ステップＳ１００において、積層された複数の強化繊維積層シート１００同士が、さらに、図１〜図９で説明した方法で縫製されてもよい。そのようにして構成された基材積層体も、本明細書においては、広義の「強化繊維積層シート」に含まれる。

ステップＳ２００においては、積層された複数の強化繊維積層シート１００（基材積層体）は、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１の軟化点Ｔｐ１（＝Ｔｑ１＝Ｔｒ１）より高く、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２のＴｐ２（＝Ｔｑ２＝Ｔｒ２）より低い温度に昇温される。すると、各強化繊維積層シート１００は、図４、図７、および図１０に示す状態となる。すなわち、各強化繊維積層シート１００内の強化繊維層１０１同士を拘束する力は、ステップＳ１００の状態よりも弱くなる。ただし、残された縫合糸と強化繊維層との摩擦力によって、強化繊維層１０１同士の相対位置は緩やかに拘束されている。

ステップＳ３００においては、積層された複数の強化繊維積層シート１００（基材積層体）が、製品の３次元形状に合わせて３次元形状に変形される。ステップＳ２００において、強化繊維層１０１同士を拘束する力が弱められているため、ステップＳ３００においては、各強化繊維積層シート１００は、変形しやすい。たとえば、各強化繊維積層シート１００の端部において（図１のＰ参照）、輪郭線の長さおよび形状に適合した変形が、過度に抑制されることがない。その結果、変形による強化繊維積層シート１００の端部のしわが生じにくい。一方で、縫合糸と強化繊維層との摩擦力によって、強化繊維層１０１同士の相対位置は緩やかに拘束されているため（図４、図７、および図１０参照）、強化繊維積層シート１００内の強化繊維層１０１同士の相対位置ずれも生じにくい。

ステップＳ４００においては、積層され３次元形状に成形された複数の強化繊維積層シート１００（プリフォーム）が、３次元形状を有する型の空隙内に配されて、マトリックス樹脂が含浸される。強化繊維積層シート１００に含浸されるマトリックス樹脂として、熱硬化性樹脂が使用される。この熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔｒｃは、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１の軟化点Ｔｐ１（＝Ｔｑ１＝Ｔｒ１）および縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２の軟化点Ｔｐ２（＝Ｔｑ２＝Ｔｒ２）より高い。また、温度Ｔｒｃは、樹脂バインダ１０２が溶融される温度Ｔｍ１０２より高い。

ステップＳ４００において、強化繊維積層シート１００に樹脂が含浸される際の樹脂および型の温度は、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２の軟化点Ｔｐ２（＝Ｔｑ２＝Ｔｒ２）よりも低い。このため、強化繊維積層シート１００に樹脂が含浸される際には、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２は、溶けない。その結果、複数の強化繊維積層シート１００（プリフォーム）においては、強化繊維層１０１同士の相対位置は緩やかに拘束されている（図４、図７、および図１０参照）。よって、樹脂の流動によって、強化繊維層１０１同士の相対位置ずれが生じる可能性は、層間を縫合する縫合糸がすべて溶けてしまう場合に比べて低い。

ステップＳ４００で強化繊維積層シートに含浸されるマトリックス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。

ステップＳ５００においては、樹脂が含浸された複数の強化繊維積層シート１００が、型内において熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔｒｃ以上の温度に昇温されて、樹脂が硬化される。その後、樹脂が含浸された複数の強化繊維積層シート１００は、冷却され、樹脂成形品として、型から取り出される。

熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔｒｃは、樹脂バインダ１０２が溶融される温度Ｔｍ１０２より高い。このため、樹脂バインダ１０２は、ステップＳ５００において溶融する。また、温度Ｔｒｃは、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２の軟化点Ｔｐ２（＝Ｔｑ２＝Ｔｒ２）より高い。このため、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２もステップＳ５００において溶融する。さらに、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１の一部がステップＳ２００において溶けずに残っていた場合には、それらもステップＳ５００において溶融する。その結果、熱硬化性樹脂が透明または半透明である場合にも、生成される樹脂成形品において、樹脂バインダ１０２、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２、および縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１が視認されない。

なお、本実施形態における図１１のステップＳ１００が、［課題を解決するための手段］における「強化繊維積層シートを準備する工程」に対応する。ステップＳ２００が、「前記第１の糸の軟化点よりも高い温度に前記第１の糸を昇温させる工程」に対応する。ステップＳ３００が、「前記強化繊維積層シートを変形させる工程」に対応する。ステップＳ４００，Ｓ５００が、「変形後の前記強化繊維積層シートに樹脂を含浸させて固化させる工程」に対応する。

Ｃ．強化繊維層の形状と強化繊維束：
図１２は、強化繊維層の目標形状Ｆｍｉと、強化繊維層１０１１Ｎを構成する複数の強化繊維束１００ＦＢＮの配置と、の関係を説明するための平面図である。図１３は、強化繊維層の目標形状Ｆｍｉと、強化繊維層１０１１Ｗを構成する複数の強化繊維束１００ＦＢＷの配置と、の関係を説明するための平面図である。図１３に示される形状Ｆｍｉは、図１２に示される形状Ｆｍｉと同じである。

図１３の強化繊維束１００ＦＢＷを構成する強化繊維は、図１２の強化繊維束１００ＦＢＮを構成する強化繊維と同じである。強化繊維束１００ＦＢＷの厚さも、強化繊維束１００ＦＢＮの厚さと同じである。強化繊維束１００ＦＢＷの幅は、強化繊維束１００ＦＢＮの幅よりも大きい。なお、強化繊維束の厚さは、強化繊維層の積層方向（図１２，図１３において紙面に垂直な方向）についての強化繊維束の寸法である。強化繊維束の幅は、強化繊維束の長手方向および強化繊維層の積層方向に垂直な方向ついての強化繊維束の寸法である。

図１２のように強化繊維束１００ＦＢＮが細い場合には、図１３のように強化繊維束１００ＦＢＷが太い場合に比べて、並べて配された複数の強化繊維束１００ＦＢＮの外形形状を、製品に合わせた形状Ｆｍｉにより近づけることができる。このため、強化繊維層１０１１Ｎ，１０１１Ｗを目標とする形状Ｆｍｉに加工する際、すなわち、強化繊維層１０１１Ｎ，１０１１Ｗの端部を切断して整形する際の、強化繊維の廃棄量を減少させることができる。その結果、製造コストが低減される。この点より、一つの強化繊維層を構成する強化繊維束の数は、３０００本以上であることが好ましく、１００００本以上であることがより好ましい。

一方、図１２のように強化繊維束１００ＦＢＮが細い場合には、図１３のように強化繊維束１００ＦＢＮが太い場合に比べて、並べて配すべき強化繊維層１０１１Ｎの数が多くなる。このため、目標とする形状Ｆｍｉを内部に含む形状および大きさの強化繊維層１０１１Ｎを、強化繊維束１００ＦＢＮを並べて構成する際に要する時間が、同様に強化繊維束１００ＦＢＷを並べて強化繊維層１０１１Ｗを構成する際に要する時間よりも、長くなる。この点より、一つの強化繊維層を構成する強化繊維束の数は、６００００本以下であることが好ましく、４００００本以下であることがより好ましい。

Ｄ．強化繊維積層シートにおける縫合の位置と方法：
図１４は、強化繊維積層シート１００Ｓにおける位置に応じた縫合の方法を示す説明図である。強化繊維積層シートにおいては、図１〜図１０で示した強化繊維層１０１１〜１０１３のように、各強化繊維層の外形形状が、互いに一致するとは限らない。強化繊維積層シート１００Ｓにおいては、一部の領域Ａ１においてすべての強化繊維層１０１が重なっており、他の一部の領域Ａ２，Ａ３において一部の強化繊維層１０１のみが重なってる。

強化繊維積層シート１００Ｓにおいては、外輪郭の近傍の部位Ｐ１は、図１１のステップＳ２００における加熱によって一方が溶融する一対の縫合糸１０４ａ（図２〜図１０参照）で縫合される。一方、より内側の部位Ｐ２、すなわち、部位Ｐ１を挟んで強化繊維積層シート１００Ｓの外輪郭とは逆の側に位置する部位Ｐ２は、図１１のステップＳ２００における加熱によって溶融しない縫合糸１０４ｂで縫合される。

図１５は、図１１のステップＳ２００およびＳ３００の処理を経た後の強化繊維積層シート１００Ｓの状態を示す図である。図１１のステップＳ２００において、強化繊維積層シート１００Ｓの部位Ｐ１を縫合する縫合糸１０４ａの一方は、溶融している。その結果、部位Ｐ１において複数の強化繊維層を拘束する力は弱くなっている。この状態の縫合糸１０４ａを図１５において破線で示す。その結果、図１１のステップＳ３００においては、強化繊維積層シート１００Ｓの端部において、輪郭線の長さおよび形状に適合した変形が、縫合糸１０４ａによって過度に抑制されることがない。その結果、強化繊維積層シート１００Ｓの端部において、変形によってしわが生じにくい。

一方、強化繊維積層シート１００Ｓにおいて、より内側の部位Ｐ２を縫合する縫合糸１０４ｂは、図１１のステップＳ２００の処理を経ても溶融していない。このため、部位Ｐ２において複数の強化繊維層を拘束する力は、部位Ｐ１と比べて弱くなっていない。その結果、図１１のステップＳ３００において、強化繊維積層シート１００Ｓの中央部近傍の部位において、複数の強化繊維層は端部に比べて強く拘束される。よって、樹脂の含浸によって複数の強化繊維層の相対位置がずれることがない。

Ｅ．実施例：
本開示の強化繊維積層シートについて、実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
＜強化繊維＞
強化繊維束として、予めサイジング処理を施した、東レ株式会社製炭素繊維「トレカ」（登録商標）Ｔ８００ＳＣを使用した。強化繊維束の幅が６．５ｍｍで、強化繊維束の単繊維数が２４０００本の強化繊維束を使用した。

＜樹脂バインダ付与＞
散布装置を用いて、エポキシ樹脂粒子（Ｈｕｎｔｓｍａｎ社製ＬＴ３３６６、粒径：１００μｍ、融点：８０℃）を強化繊維束に散布し、赤外線ヒータを用いて、表層の強化繊維層が１３０℃の温度の状態で３０秒間加熱して、エポキシ樹脂粒子を強化繊維束上に付着した。

＜強化繊維層＞
ファイバープレイスメントヘッドを用いて、架台上に樹脂バインダを付与した強化繊維束を一方向に隙間なく引き揃え、２００ｍｍ×３００ｍｍの長方形形状となるように強化繊維層を２層作成した。

＜積層と固着＞
まず、用意した２層の強化繊維層のうち１層の上に、他の１層の強化繊維層を、強化繊維層の強化繊維束の配向角度が、下層の強化繊維層の強化繊維束の配向角度に対して９０°となるように配置した。その後、赤外線ヒータを用いて、表層の強化繊維層が１３０℃の温度の状態で３０秒間加熱し、層間を固着して強化繊維シートを製作した。同様の処理により、４枚の強化繊維シートを製作した。同様にして別途作成した強化繊維シートについて、表層の強化繊維層を剥がして層間の固着状態を観察したところ、溶融した樹脂バインダが強化繊維層の面上に離散的に存在し、層間を固着している様子が確認できた。

＜縫合＞
４枚の強化繊維シートの外輪郭が一致するように、４枚の強化繊維シートを積層し、端から１０ｍｍ内側の位置を、ミシンを用いて縫合して、強化繊維積層シートを作成した。ミシンの上糸にはポリアミド繊維糸（融点：１４０℃、繊度：７５ｄｔｅｘ）を用いた。ミシンの下糸にはポリアミド繊維糸（融点：８５℃、繊度：７５ｄｔｅｘ）を用いた。このようにして４枚の強化繊維シートを積層して作成された強化繊維積層シートが、図１の強化繊維積層シート１００に対応する。

＜賦形＞
１００℃に加熱した湾曲形状型(幅：１００ｍｍ、高さ：１００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、曲率：３０００ｍｍ)の上に、作成した強化繊維積層シートを配置して、下糸を溶融させた。型の温度が４０℃まで下がったのを確認した後、プレス賦形を実施した。その結果、強化繊維積層シートは、繊維束同士の相対位置関係を崩すことなく型形状に沿うことができ、良好な賦形性能を有することが確認できた。その後、型を１１０℃に加熱し、５０ｋＰａで加圧、３０秒間保持することにより、プリフォームを作成した。

＜成形＞
プリフォームを１１０℃の温度に保ったＲＴＭ成形用両面型の下型に載置し、上型を閉じ、真空ポンプによって型内の空気を排出した。次いで、型内に２液性エポキシ樹脂（主剤：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製、硬化剤：東レ株式会社製、酸無水物系硬化剤）を、注入圧０．５ＭＰａで注入し、プリフォームに含浸させ、１０分間放置した。このようにして、繊維強化樹脂成形品を得た。

得られた繊維強化樹脂成形品は、表面に見える強化繊維束に大きな乱れはなくしわも存在しない滑らかな表面を有しており、繊維強化樹脂成形品として特に優れたものであった。

（実施例２）
＜強化繊維＞
実施例１と同じ強化繊維束を使用した。

＜樹脂バインダ付与＞
実施例１と同じ強化繊維束を使用した。

＜強化繊維層＞
実施例１と同じ強化繊維層を使用した。

＜積層と固着＞
実施例１と同じ方法で、４枚の強化繊維シートを製作した。

＜縫合＞
各強化繊維シートの外輪郭が一致するように、４枚の強化繊維シートを積層し、積層した強化繊維シート層の端から１０ｍｍ内側の位置を、ハンディステッチ装置を用いて鎖編縫合パターンで縫合して、強化繊維積層シートを作成した。縫合糸として、ポリアミド繊維糸（融点：１４０℃、繊度：７５ｄｔｅｘ）と、ポリアミド繊維糸（融点：６０℃、繊度：１１０ｄｔｅｘ）を用いた。

＜賦形＞
１００℃に加熱した湾曲形状型(幅：１００ｍｍ、高さ：１００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、曲率：３０００ｍｍ)の上に、作成した強化繊維積層シートを配置して、下糸を溶融させた。型の温度が４０℃まで下がったのを確認した後、プレス賦形を実施した。その結果、強化繊維積層シートは、繊維束同士の相対位置関係を崩すことなく型形状に沿うことができ、良好な賦形性能を有することが確認できた。その後、型を１１０℃に加熱し、５０ｋＰａで加圧、３０秒間保持することにより、プリフォームを作成した。

＜成形＞
上記プリフォームを使用して、実施例１と同じ手法で繊維強化樹脂成形品を得た。

得られた繊維強化樹脂成形品は、表面に見える強化繊維束に大きな乱れはなくしわも存在しない滑らかな表面を有しており、繊維強化樹脂成形品として特に優れたものであった。

Ｆ．変形例：
Ｆ１．変形例１：
上記実施形態の説明においては説明を省略したが、強化繊維束（図３の１０１１ＦＢ，１０１２ＦＢ，１０１３ＦＢ参照）は、例えば、事前にサイジング処理、開繊処理およびバインダ付与等の前処理を施した強化繊維束を用いることができる。サイジング処理を施すことにより、強化繊維束の集束性を向上させ、毛羽の発生を抑制させることができる。開繊処理を施すことにより、強化繊維束の厚みと幅の比（アスペクト比）を調整して、後工程のプリフォーム工程、ＲＴＭ成形工程の条件に適したアスペクト比に設定することができる。バインダ付与等の前処理を施すことにより、強化繊維束間の固着状態を均一なものにすることができる。

Ｆ２．変形例２：
上記実施形態においては、一つの強化繊維層１０１は、１層の強化繊維束によって構成され、隣り合う強化繊維層１０１は、互いに強化繊維束の向きが９０度をなすように積層されている。しかし、一つの強化繊維層は、平行に配され２段以上重ねられた強化繊維束を含んでいてもよい。

Ｆ３．変形例３：
（１）上記実施形態においては、粉末状の樹脂バインダ１０２が使用される（図１参照）。しかし、強化繊維層同士を拘束するための樹脂バインダの形態は、例えば、線状や、不織布形態など、他の形態とすることもできる。

（２）樹脂バインダを強化繊維に付着させる場合の付着方法は、例えば、強化繊維層を構成する前に、強化繊維束に樹脂バインダを散布して付着させてもよく、ファイバープレイスメント法で強化繊維束を並べて強化繊維層を構成した後に、樹脂バインダを散布して付着させてもよい。

（３）樹脂バインダによって強化繊維積層シートの強化繊維層同士を固着する方法としては、例えば、強化繊維層の間に樹脂バインダが存在する状態で、赤外線ヒータを用いて樹脂バインダを加熱し溶融する方法や、加熱した金属平板で強化繊維積層シートの全面を加熱し加圧する方法が挙げられる。

（４）樹脂バインダの溶融温度は、昇温によって溶融される第１の糸の軟化点より高くてもよいし、低くてもよい。また、樹脂バインダの溶融温度は、昇温によって溶融されない第２の糸の軟化点より高くてもよいし、低くてもよい。

ただし、樹脂バインダの溶融温度は、樹脂成形品の製造において強化繊維積層シートに含浸される樹脂の注入時の温度よりも、高いことが好ましい。そのような態様とすれば、樹脂の注入時に強化繊維層同士がずれる可能性を樹脂バインダにより低減することができる。また、樹脂成形品の製造において強化繊維積層シートに含浸される樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、樹脂バインダの溶融温度は、その熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低いことが好ましい。そのような態様とすることにより、樹脂成形品において樹脂バインダが悲観を損ねる可能性を低減することができる。

Ｆ４．変形例４：
（１）上記実施形態においては、異なる部位を縫合する縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２が、同一の素材で構成される。そのため、それらの軟化点は同一である。また、異なる部位を縫合する縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１が、同一の素材で構成される。そのため、それらの軟化点は同一である。しかし、異なる部位を縫合する縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２、ならびに縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１は、互いに異なる軟化点温度を有していてもよい。

ただし、強化繊維積層シートの一つの部位を、または強化繊維積層シートを一つの縫製方向に沿って、共同で縫合する一対の糸は、軟化点を有する糸と、それよりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない糸であることが好ましい。そして、同一の強化繊維積層シートにおいて、他方よりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない糸（図２〜図９の１０４ｐ２，ｑ２，ｒ２参照）の軟化点のうち最も低い軟化点は、他方の糸（同、１０４ｐ１，ｑ１，ｒ１参照）の軟化点のうち最も高い軟化点よりも、高い温度であることが好ましい。

（２）上記実施形態においては、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２は、縫合糸１０４ｐ１（１０４ｑ１，１０４ｒ１）の軟化点Ｔｐ１よりも高く、強化繊維積層シート１００に含浸される熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔｒｃより低い軟化点Ｔｐ２を有する。ただし、縫合糸１０４ｐ２の軟化点Ｔｐ２は、強化繊維積層シートに含浸される熱硬化性樹脂の硬化温度より高くてもよい。また、縫合糸１０４ｐ２は、軟化点を有さない態様とすることもできる。

たとえば、第２の糸としての縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２は、強化繊維層１０１１〜１０１３を構成する強化繊維によって構成することもできる。そのような態様にとすれば、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｑ１，１０４ｒ１と縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２を昇温させて強化繊維層１０１１〜１０１３の拘束を緩和し、強化繊維積層シート１００を変形させた後に、強化繊維積層シート１００内に残留する縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２は、強化繊維層１０１１〜１０１３を構成する強化繊維によって構成される。このため、変形させた強化繊維積層シート１００の構造が外部から視認できる場合にも、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２が他の素材で構成される態様に比べて、美観を美しくすることができる。また、強化繊維積層シート１００の積層方向に強化繊維が残存するため、縫合糸１０４ｐ２，１０４ｑ２，１０４ｒ２が他の素材で構成される態様に比べて、積層方向の物性を強化することができる。

（３）上記実施例１においては、縫合糸として、融点が８５℃のポリアミド繊維糸と、融点が１４０℃のポリアミド繊維糸とが用いられた。そして、１００℃に加熱した湾曲形状型で強化繊維積層シートが変形された。また、上記実施例２においては、融点が６０℃のポリアミド繊維糸と、融点が１４０℃のポリアミド繊維糸とが用いられた。そして、１００℃に加熱した湾曲形状型で強化繊維積層シートが変形された。しかし、縫合糸の軟化点は、他の温度とすることもできる。

ただし、２種類の縫合糸のうち軟化点が低い第１の糸の軟化点は、６０℃〜１２０℃であることが好ましい。第１の糸の軟化点が６０℃より低いと、強化繊維シートを運搬したり、積層したりする際に、第１の糸が軟化して、想定していない相対位置関係で、強化繊維シート同士が接着してしまう可能性がある。

一方、第１の糸の軟化点が１２０度より高いと、樹脂成形品の製造において、樹脂を強化繊維積層シートに含浸させる際に、１２０度より高い温度で、樹脂を注入および含浸させることが好ましいこととなる。そのような態様は、必要なエネルギーが大きくなるため、生産コストも高くなる。ただし、２種類の縫合糸のうち軟化点が低い第１の糸の軟化点は、６０℃より低くてもよいし、１２０度より高くてもよい。

２種類の縫合糸のうち軟化点が高い第２の糸の軟化点は、１２０℃〜２００℃であることが好ましい。樹脂成形品の製造における樹脂の注入および含浸（図１１のＳ４００参照）は、第２の糸の軟化点未満の温度で行われる。このため、第２の糸の軟化点が１２０℃未満であると、ステップＳ４００における樹脂の注入および含浸も１２０℃未満で行われることとなる。すると、その後の樹脂の硬化工程（図１１のＳ５００参照）において、樹脂を
注入した際の温度から樹脂の硬化温度まで樹脂を昇温させ、硬化させるのに必要な時間が長くなる。

また、第２の糸の軟化点が２００℃より高いと、ステップＳ５００で樹脂の硬化温度まで樹脂を昇温させても、第２の糸が溶融せずに、残ってしまう可能性が高くなる。第２の糸が溶融せずに樹脂成形品内に残ると、第２の糸が外部から視認され、樹脂成形品の外観が損なわれる可能性がある。一方、樹脂成形品内に第２の糸が残らないように、第２の糸を溶融させる場合には、２００℃より高い第２の糸の軟化点まで樹脂を含浸させた強化繊維積層シートを昇温する必要が生じる。このため、樹脂成形品を製造するのに必要なエネルギーが大きくなり、生産コストが高くなる。ただし、２種類の縫合糸のうち軟化点が高い第２の糸の軟化点は、１２０℃より低くてもよいし、２００℃よりも高くてもよい。

Ｆ５．変形例５：
上記実施形態では、ミシン編み（図２〜図４参照）、鎖編み（図５〜図７参照）、１／１トリコット編（図８〜図１０）の縫合パターンを例に挙げて、強化繊維層の縫合方法について説明した。しかし、強化繊維層の縫合方法は、他の方法であってもよい。強化繊維層の縫合方法は、たとえば、鎖編と１／１トリコット編を複合した変則１／１トリコット編や、ワンサイドステッチマシンを用いた縫合パターン（鎖編、１／１トリコット編、変則１／１トリコット編、ブラインドステッチ、ダブルニードル、タフティング）、あるいはこれらを複合した縫合パターンであってもよい。

Ｆ６．変形例６：
上記実施形態においては、強化繊維積層シート１００は、その外周近傍の位置Ｐにおいて、縫合糸１０４ｐ１，１０４ｐ２によって、外周に沿って内部を囲むように縫合されている（図１参照）。しかし、強化繊維積層シートは、外周に沿って、外周の一部においてのみ、２種類の縫合糸によって縫合されていてもよい。

Ｆ７．変形例７：
上記実施形態においては、図１１のステップＳ２００において、強化繊維積層シート１００（基材積層体）を昇温させた後に、ステップＳ３００において、強化繊維積層シート１００（基材積層体）を３次元形状に変形させている。しかし、第１の糸による拘束を緩和または解除するために強化繊維積層シートを昇温する処理と、強化繊維積層シートとは、同時に、または一部を平行して、行ってもよい。そのような態様とすれば、それらの処理を異なる時間区間で行う態様に比べて、樹脂成形品の製造リードタイムを短縮することができる。

Ｆ８．変形例８：
上記実施形態においては、図１１のステップＳ４００で使用される樹脂は、熱硬化性樹脂である。しかし、強化繊維積層シートに含浸させ固化させる樹脂としては、アクリル樹脂やポリアミド樹脂、およびポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用することができる。そのような態様においては、熱可塑性樹脂を強化繊維積層シートに含浸させる際の熱可塑性樹脂の温度は、第１の糸の軟化点よりも高いことが好ましい。そして、第２の糸が軟化点を有する場合には、熱可塑性樹脂を強化繊維積層シートに含浸させる際の熱可塑性樹脂の温度は、第２の糸の軟化点よりも高いことが好ましい。

本開示は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、課題を解決するための手段の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００，１００Ｓ…強化繊維積層シート
１００ＦＢＮ，１００ＦＢＷ…強化繊維束
１０１…強化繊維層
１０２…溶融前の樹脂バインダ
１０３…溶融後の樹脂バインダ
１０４…縫合糸
１０４ａ，１０４ｂ…一対の縫合糸
１０４ｐ１，ｑ１，ｒ１…軟化点が低い縫合糸
１０４ｐ２，ｑ２，ｒ２…軟化点が高い縫合糸
１０１１〜１０１３…強化繊維層
１０１１ＦＢ〜１０１３ＦＢ…強化繊維束
１０１１Ｎ，１０１１Ｗ…強化繊維層
Ａ１…強化繊維積層シートのうち内側の領域
Ａ２，Ａ３…強化繊維積層シートのうち外側の領域
Ｆｍｉ…強化繊維層の目標形状
Ｐ…強化繊維積層シートの外周近傍の部位
Ｐ１…強化繊維積層シートの外周近傍の位置
Ｐ２…強化繊維積層シートの内側の位置
Ｑ…強化繊維積層シートの一部
Ｒ…強化繊維積層シートの一部

Claims (9)

1. 強化繊維積層シートであって、
   積層された複数の強化繊維層を備え、
   前記複数の強化繊維層は、
   それぞれ一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を含んでおり、
   軟化点を有する第１の糸と、２以上の前記強化繊維層を通っており、前記第１の糸よりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない第２の糸と、によって、縫合されることにより、互いに拘束されている、強化繊維積層シート。
2. 請求項１記載の強化繊維積層シートであって、
   前記複数の強化繊維層は、前記強化繊維積層シートの外周の少なくとも一部に沿って、前記第１の糸と前記第２の糸とによって、縫合されている、強化繊維積層シート。
3. 請求項１または２記載の強化繊維積層シートであって、
   前記第１の糸の軟化点は、６０〜１２０℃である、強化繊維積層シート。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の強化繊維積層シートであって、
   前記第２の糸の軟化点は、１２０〜２００℃である、強化繊維積層シート。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の強化繊維積層シートであって、
   前記第２の糸は前記強化繊維層を構成する強化繊維によって構成される、強化繊維積層シート。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の強化繊維積層シートであって、
   前記強化繊維は、炭素繊維である、強化繊維積層シート。
7. 樹脂成形品の生産方法であって、
   （ａ）強化繊維積層シートを準備する工程であって、
   前記強化繊維積層シートは、積層された複数の強化繊維層を備え、
   前記複数の強化繊維層は、
   それぞれ一方向に沿って並べられた複数の強化繊維束を含んでおり、
   軟化点を有する第１の糸と、２以上の前記強化繊維層を通っており、前記第１の糸よりも高い軟化点を有するかまたは軟化点を有さない第２の糸と、によって、縫合されることにより、互いに拘束されている、強化繊維積層シートの準備工程と、
   （ｂ）前記第１の糸の軟化点よりも高い温度に前記第１の糸を昇温させる工程であって、前記第２の糸が軟化点を有する場合には、前記昇温の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも低い温度である、工程と、
   （ｃ）前記工程（ｂ）を実行しつつ、または前記工程（ｂ）の後に、前記強化繊維積層シートを変形させる工程と、
   （ｄ）変形後の前記強化繊維積層シートに樹脂を含浸させて固化させる工程と、を備える、樹脂成形品の生産方法。
8. 請求項７記載の方法であって、
   前記工程（ｄ）において、
   前記樹脂を固化させる際の前記樹脂の温度は、前記第１の糸の軟化点よりも高い、方法。
9. 請求項７または８記載の方法であって、
   前記第２の糸は軟化点を有し、
   前記工程（ｄ）において、
   前記強化繊維積層シートに前記樹脂を含浸させる際の前記樹脂の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも低く、
   前記樹脂を固化させる際の前記樹脂の温度は、前記第２の糸の軟化点よりも高い、方法。

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