(57)【要約】【課題】十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料及び引抜成形材料の製造方法を提供すること。【解決手段】引抜成形材料１０は、熱硬化性樹脂１２と、熱硬化性樹脂１２を含浸させた強化繊維１４と、を含む。熱硬化性樹脂１２は、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上である長鎖脂肪酸エステルと、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である添加剤と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂と、
前記熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維と、を含み、
前記熱硬化性樹脂は、
酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、
１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上である長鎖脂肪酸エステルと、
ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である添加剤と、
を含むことを特徴とする引抜成形材料。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記難燃化レジンを２０質量％以上７０質量％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の引抜成形材料。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記長鎖脂肪酸エステルを０．５質量％以上１０．０質量％以下含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の引抜成形材料。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記添加剤を０．０１質量％以上２．００質量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の引抜成形材料。
【請求項５】
前記添加剤は、シリカ系パウダーが用いられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の引抜成形材料。
【請求項６】
前記強化繊維は、炭素繊維であり、３００００本以上が束ねられてラージトウを形成していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の引抜成形材料。
【請求項７】
熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させた引抜成形材料の製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂を調製する熱硬化性樹脂調製ステップと、
前記熱硬化性樹脂を前記強化繊維に含浸させる含浸ステップと、
前記含浸ステップで前記熱硬化性樹脂を含浸させた前記強化繊維を、引抜成形型を用いて前記強化繊維の延在する方向に沿って引抜成形して引抜成形材料を形成する引抜成形ステップと、
を含み、
前記熱硬化性樹脂調製ステップで調製する前記熱硬化性樹脂は、
酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、
１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上であり、前記樹脂固形物の前記引抜成形型に対する離型性を付与する離型剤である長鎖脂肪酸エステルと、
ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、前記樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、
分子量の中央値が１７０以上１００００以下であり、前記樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、
を含むことを特徴とする引抜成形材料の製造方法。
【請求項８】
前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記パーオキサイド系硬化剤を０．５質量％以上５．０質量％以下含むことを特徴とする請求項８に記載の引抜成形材料の製造方法。
【請求項９】
前記パーオキサイド系硬化剤は、ジアシルパーオキサイド系有機化合物が用いられることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の引抜成形材料の製造方法。
【請求項１０】
前記引抜成形ステップでは、温度が一定に保持できる熱源を用いて前記引抜成形型を加熱することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の引抜成形材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引抜成形材料及び引抜成形材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量性及び高い強度を有する材料には、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料が知られている。複合材料は、航空機、自動車及び船舶等に用いられている。複合材料を成形する方法としては、複合材料の基材を引抜成形する方法が知られている。複合材料の基材の引抜成形材料の内部品質、強度特性等に応じて、複合材料の基材に用いる熱硬化性樹脂の成分を変更する方法が知られている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６０１４号公報
【特許文献２】特開２００８−０３８０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載の成分の熱硬化性樹脂を含む、従来の成分の熱硬化性樹脂を用いる方法では、近年の難燃化への要求水準を満足する複合材料を引抜成形により成形することが困難であった。具体的には、難燃化への要求に応えるために難燃化レジンを含有させた熱硬化性樹脂は粘度が高く、特に強化繊維への含浸が困難であったため、十分な含浸時間をかけることなく連続的に引き抜くことで成形する引抜成形により、従来の剛性水準やコスト水準を満足する複合材料を成形することが困難となっていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料及び引抜成形材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、引抜成形材料は、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維と、を含み、前記熱硬化性樹脂は、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上である長鎖脂肪酸エステルと、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である添加剤と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の引抜成形型に対する離型性を付与する離型剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルの揮発性が低いことに伴いボイドを低減するボイド低減剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の粘度を低下させる粘度低下剤として機能し、添加剤が樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤として機能するため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【０００８】
この構成において、前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記難燃化レジンを２０質量％以上７０質量％以下含むことが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを高い割合で含有させた熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する場合でも、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、並びに、添加剤の揺変性付与剤としての機能が発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【０００９】
これらの構成において、前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記長鎖脂肪酸エステルを０．５質量％以上１０．０質量％以下含むことが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１０】
これらの構成において、前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記添加剤を０．０１質量％以上２．００質量％以下含むことが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１１】
これらの構成において、前記添加剤は、シリカ系パウダーが用いられることが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１２】
これらの構成において、前記強化繊維は、炭素繊維であり、３００００本以上が束ねられてラージトウを形成していることが好ましい。この構成によれば、より難燃化レジンの含浸が困難な炭素繊維のラージトウに、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を含浸させて引抜成形して製造する場合でも、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、並びに、添加剤の揺変性付与剤としての機能が発揮されるため、炭素繊維のラージトウが持ち合わせているさらに十分な剛性水準及びさらに高いコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、引抜成形材料の製造方法は、熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させた引抜成形材料の製造方法であって、前記熱硬化性樹脂を調製する熱硬化性樹脂調製ステップと、前記熱硬化性樹脂を前記強化繊維に含浸させる含浸ステップと、前記含浸ステップで前記熱硬化性樹脂を含浸させた前記強化繊維を、引抜成形型を用いて前記強化繊維の延在する方向に沿って引抜成形して引抜成形材料を形成する引抜成形ステップと、を含み、前記熱硬化性樹脂調製ステップで調製する前記熱硬化性樹脂は、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上であり、前記樹脂固形物の前記引抜成形型に対する離型性を付与する離型剤である長鎖脂肪酸エステルと、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、前記樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、分子量の中央値が１７０以上１００００以下であり、前記樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の引抜成形型に対する離型性を付与する離型剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルの揮発性が低いことに伴いボイドを低減するボイド低減剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の粘度を低下させる粘度低下剤として機能し、添加剤が樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤として機能し、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度が適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１５】
この構成において、前記熱硬化性樹脂は、前記樹脂固形物を１００質量％とした場合において、前記パーオキサイド系硬化剤を０．５質量％以上５．０質量％以下含むことが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１６】
この構成において、前記パーオキサイド系硬化剤は、ジアシルパーオキサイド系有機化合物が用いられることが好ましい。この構成によれば、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【００１７】
この構成において、前記引抜成形ステップでは、温度が一定に保持できる熱源を用いて前記引抜成形型を加熱することが好ましい。この構成によれば、引抜成形型の温度を保持した状態で樹脂固形物を熱硬化させることができるため、より十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る引抜成形材料の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１の引抜成形材料を製造する引抜成形材料の製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る引抜成形材料の製造方法のフローの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２０】
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る引抜成形材料１０の一例を示す概略構成図である。引抜成形材料１０は、図１に示すＹＺ平面に対して直交する方向である長手方向に沿って引抜成形されたものであり、長手方向に延びた形状を有する。引抜成形材料１０は、図１に示すＹＺ平面内、すなわち長手方向に直交する平面内に所定の形状を有する。引抜成形材料１０は、本実施形態ではＴ字状に成形されているが、本発明はこれに限定されることなく、Ｉ字状、Ｈ字状、コの字状及び円筒形状等、いかなる形状に成形されていてもよい。
【００２１】
引抜成形材料１０は、図１に示すように、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１２と、熱硬化性樹脂１２を含浸した長手方向に沿って延びる強化繊維１４と、を含む、難燃化レジン含有の複合材料である。引抜成形材料１０は、熱硬化性樹脂１２が難燃化レジンを含むため、難燃化への要求水準を満足するものとなっている。
【００２２】
熱硬化性樹脂１２は、引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において原材料として使用される熱硬化性樹脂１１（図２参照）が、同じく引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において強化繊維１４に対応する原材料として使用される強化繊維１３（図２参照）に含浸して、熱硬化反応したものである。
【００２３】
なお、本実施形態では、強化繊維１３が長手方向に沿って延びる一方向材について記載しているが、本発明はこれに限定されることなく、強化繊維１３が長手方向以外のその他の方向に沿って延びる形態であってもよく、第１方向に沿って延びる強化繊維１３と第１方向とは異なる第２方向に沿って延びる強化繊維１３とを含む形態であってもよい。
【００２４】
熱硬化性樹脂は、軟化状態と、硬化状態と、半硬化状態となることができる。軟化状態は、熱硬化性樹脂を熱硬化させる前の状態である。軟化状態は、自己支持性を有さない状態であり、支持体に支持されていない場合に形状を保持できない状態である。軟化状態は、加熱されて、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をすることができる状態である。硬化状態は、熱硬化性樹脂を熱硬化させた後の状態である。硬化状態は、自己支持性を有する状態であり、支持体に支持されていない場合でも形状を保持できる状態である。硬化状態は、加熱されても、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をすることができない状態である。半硬化状態は、軟化状態と硬化状態との間の状態である。半硬化状態は、硬化状態よりも弱い程度の熱硬化を熱硬化性樹脂にさせた状態である。半硬化状態は、自己支持性を有する状態であり、支持体に支持されていない場合でも形状を保持できる状態である。半硬化状態は、加熱されて、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をすることができる状態である。引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において原材料として使用される熱硬化性樹脂１１は、軟化状態または緩やかな半硬化状態である。製造された引抜成形材料１０に含まれる熱硬化性樹脂１２は、熱硬化性樹脂１１が熱硬化反応をして、硬化状態またはほぼ硬化状態に近い半硬化状態になったものである。
【００２５】
熱硬化性樹脂１１は、主剤である樹脂固形物と、樹脂固形物の引抜成形型２６（図２参照）に対する離型性を付与する離型剤と、樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含んで構成される。
【００２６】
熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物は、ラジカル重合可能な化合物であり、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む。また、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物に含まれる難燃化レジンは、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上について酸素指数が２６以上であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上について酸素指数が２６以上であることがより好ましい。ここで、酸素指数とは、材料が燃焼を持続するのに必要な最低酸素濃度［単位；容量％］のことであり、より詳細には、材料が１８０秒以上の時間に渡って燃焼を継続するか、または、材料が接炎後に５０ｍｍ以上の長さに渡って燃焼を継続するのに必要な最低の酸素濃度のことである。すなわち、本実施形態に係る難燃化レジンは、酸素濃度が空気中の約２１％よりも約５％以上も高い環境下でなければ燃焼を持続できない樹脂材料である。このため、熱硬化性樹脂１１は、強化繊維１３に含浸して熱硬化反応して得られる熱硬化性樹脂１２が、所望の難燃化への要求水準を満足するものとなる。
【００２７】
また、熱硬化性樹脂１１は、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、難燃化レジンを２０質量以上７０質量％以下含むことが好ましく、この場合、強化繊維１３に含浸して熱硬化反応して得られる熱硬化性樹脂１２が、さらに高い難燃化への要求水準を満足するものとなる。なお、このような熱硬化性樹脂１１が難燃化レジンを２０質量以上７０質量％以下と高い割合で含有する場合でも、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、後述する長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、後述する添加剤の揺変性付与剤としての機能、並びに、後述するパーオキサイド系硬化剤による適切な熱硬化反応促進機能が発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００２８】
熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物に用いられるラジカル重合可能な化合物のうち、難燃化レジン以外の化合物は、具体的には、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦ等の派生体・エポキシアクリレート（ビニルエステル）・イソ系不飽和ポリエステル・オルソ系不飽和ポリステル・その他ラジカル重合可能な物質を好適に用いることができる。
【００２９】
熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物に用いられるラジカル重合可能な化合物のうち、難燃化レジンは、具体的には、臭素化エポキシ・臭素化不飽和ポリステル・臭素化ビニルエステル等を用いることができる。
【００３０】
熱硬化性樹脂１１の離型剤は、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上である長鎖脂肪酸エステルを含む。また、熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上について炭素数が３以上１０００以下であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上について炭素数が３以上１０００以下であることがより好ましい。また、熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上について引火点が１５０℃以上であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上について引火点が１５０℃以上であることがより好ましい。なお、炭素数が１０００より大きい有機化合物、並びに、分子量が１００００より大きい有機化合物については、離型剤に限らず、その性状から、熱硬化性樹脂１１の中に混ぜ込んで使用することが困難である。このため、熱硬化性樹脂１１及び熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸して熱硬化反応して得られる熱硬化性樹脂１２は、引抜成形型２６に対する離型性を得るので、引抜成形材料１０を製造する際の引抜成形に係る抵抗が過大に上昇してしまうことを低減することができ、引抜成形型２６の内壁によって形成される引抜成形材料１０の外周形状の品質を向上させることができる。熱硬化性樹脂１１の離型剤は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、このように熱硬化性樹脂１１及び熱硬化性樹脂１２に、引抜成形型２６に対する離型性を付与するので、引抜成形材料１０の剛性を向上させ、引抜成形材料１０の製造コストを低減することができる。
【００３１】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、分子量が大きいこと及び引火点が高いことに起因して揮発性が低いため、熱硬化性樹脂１１が熱硬化反応して熱硬化性樹脂１２になる際に内部に発生するボイドを低減するボイド低減剤として機能することができる。熱硬化性樹脂１１の離型剤は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、このように熱硬化性樹脂１１及び熱硬化性樹脂１２に対してボイド低減剤として機能するので、引抜成形材料１０の剛性を向上させ、引抜成形材料１０の製造コストを低減することができる。
【００３２】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、分子量が大きいことに起因して、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物との間で高い相溶性と高い分散性とを有する。すなわち、この長鎖脂肪酸エステルは、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物と非常に混ざりやすい。このため、この長鎖脂肪酸エステルは、熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸して熱硬化反応して熱硬化性樹脂１２を得る際に、塊となって析出することが低減されるので、引抜成形材料１０の剛性を向上させ、引抜成形材料１０の製造コストを低減することができる。
【００３３】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物との間で高い相溶性と高い分散性とを有するため、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物の粘度を低下させる粘度低下剤として機能する。従来では、難燃化レジンを含む樹脂固形物を強化繊維に含浸させることは極めて困難であったが、本発明に係る実施形態では、離型剤として熱硬化性樹脂１１に含ませた長鎖脂肪酸エステルが粘度低下剤として機能するため、仮に強化繊維１３が含浸の難易度が上がる後述する炭素繊維である場合、さらには、含浸の難易度がさらに上がる後述するラージトウである場合であっても、強化繊維１３に対して容易に含浸させることができる。熱硬化性樹脂１１の離型剤は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、このように熱硬化性樹脂１１及び熱硬化性樹脂１２に対して粘度低下剤として機能するので、引抜成形材料１０の剛性を向上させ、引抜成形材料１０の製造コストを低減することができる。
【００３４】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、０．５質量％以上１０．０質量％以下含むことが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。なお、熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、含有量の上限が設けられているのは、樹脂固形物の熱硬化反応を阻害する要因にもなるからである。
【００３５】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、分子量の大きさ、引火点の高さ及び揮発性の低さを要求される仕様のものが用いられることが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００３６】
熱硬化性樹脂１１の離型剤に含まれる長鎖脂肪酸エステルは、上述したように揮発性が低いため、熱硬化反応を経て得られる熱硬化性樹脂１２にも、熱硬化性樹脂１１に比して含有質量割合がほとんど変化しない状態で残存する。すなわち、熱硬化性樹脂１１を熱硬化反応させて得られる熱硬化性樹脂１２は、熱硬化性樹脂１１と同様に、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、離型剤として機能する長鎖脂肪酸エステルを０．５質量％以上１０．０質量％以下含むことが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００３７】
熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤であり、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である微粉末を含む。ここで、ベット比表面積は、ベット（Brunauer  Emmett  Teller、ＢＥＴ）法に基づいて算出される吸着に寄与する比表面積のことである。また、一次粒子径は、この比表面積及び密度から求められる粒子の大きさを表すパラメータである。また、熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上についてベット比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上についてベット比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。また、熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上について一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上について一次粒子径が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましい。熱硬化性樹脂１１の添加剤は、ベット比表面積及び一次粒子径が大きいことに起因して、熱硬化反応する前の軟化状態の熱硬化性樹脂１１と接する表面積が大きいため、長鎖脂肪酸エステルを含む離型剤を含有するために粘度が低下した熱硬化性樹脂１１の揺変性を少量で向上させて、熱硬化性樹脂１１が強化繊維１３に含浸させる前に滴り落ちることを低減することができ、これにより、硬化後の熱硬化性樹脂１２の表面性状によって決まる引抜成形材料１０の表面品質を向上させることができる。
【００３８】
熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、０．０１質量％以上２．００質量％以下含むことが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、熱硬化性樹脂１１が強化繊維１３に含浸させる前に滴り落ちることを低減することができ、これにより、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。なお、熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、含有量の上限が設けられているのは、樹脂固形物の熱硬化反応を阻害する要因にもなるからである。
【００３９】
熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、揮発性が極めて低いため、熱硬化反応を経て得られる熱硬化性樹脂１２にも、熱硬化性樹脂１１に比して含有質量割合がほとんど変化しない状態で残存する。すなわち、熱硬化性樹脂１１を熱硬化反応させて得られる熱硬化性樹脂１２は、熱硬化性樹脂１１と同様に、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、添加剤を０．０１質量％以上２．００質量％以下含むことが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４０】
熱硬化性樹脂１１に含まれる添加剤は、シリカ系パウダーが用いられることが好ましく、この場合、比重が低く、なおかつ、シリカ系パウダーの表面に水酸基が多く存在するために、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物との間で高い分散性を有するので、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４１】
熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、分子量の中央値が１７０以上１００００以下であり、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物の熱硬化反応を促進するものであり、パーオキサイド系有機化合物、すなわち有機過酸化物を含む。熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、全体を１００質量％としたときの９０質量％以上について分子量が１７０以上１００００以下であることが好ましく、全体を１００質量％としたときの９５質量％以上について分子量が１７０以上１００００以下であることがより好ましい。熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、より詳細には、約９０℃以下の低温度領域では熱硬化反応の促進反応をほとんどせず、約９０℃以上の中温度領域に至ると急激に熱硬化反応の促進反応を起こして、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物の熱硬化反応を急激に進行させて急激に発熱する中温度領域硬化速効タイプの硬化剤である。熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、熱硬化性樹脂１１が上記したように樹脂固形物の熱硬化反応を阻害する要因にもなる離型剤としての長鎖脂肪酸エステル及び揺変性付与剤としての添加剤を含むため、上記した中温度領域硬化速効タイプの硬化剤としての性質と相まって、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物の熱硬化反応速度が適切な領域に至り、この熱硬化反応に伴う発熱も適切な領域に至るので、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物の低粘度保持時間を適切に長くしつつ、なおかつ、熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物を中温度領域で素早く硬化させることができ、これに伴い、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４２】
熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、樹脂固形物の全体を１００質量％とした場合において、０．５質量％以上５．０質量％以下含むことが好ましく、この場合、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４３】
熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、熱硬化反応に伴って変化するため、熱硬化反応を経て得られる熱硬化性樹脂１２には、ほとんど残存しない。このため、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造した引抜成形材料１０は、パーオキサイド系硬化剤をほとんど含有しない状態となっている。
【００４４】
熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤は、ジアシルパーオキサイド系有機化合物が用いられることがより好ましく、この場合にも、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４５】
熱硬化性樹脂１１に用いられるパーオキサイド系硬化剤は、具体的には、ヒドロペルオキシド類、ジアルキルパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ペルオキシエステル類、ケトンペルオキシド類を好適に用いることができる。
【００４６】
熱硬化性樹脂１１に用いられるパーオキサイド系硬化剤のうち、ジアシルパーオキサイド系有機化合物は、具体的には、ジベンゾイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキシヘキサン、ジラウロイルペルオキシドを用いることができる。
【００４７】
熱硬化性樹脂１１は、このように、樹脂固形物の引抜成形型２６（図２参照）に対する離型性を付与する離型剤と、樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含んで構成されるので、消泡剤を添加する必要がなく、低収縮剤を添加する必要がないため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることを可能にする。
【００４８】
引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において強化繊維１４に対応する原材料として使用される強化繊維１３は、５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内の基本繊維を数１００本から数１００００本程度束ねたものが例示される。強化繊維１３を構成する基本繊維は、いずれも炭素繊維であることが好ましい。強化繊維１３は、構成する基本繊維が炭素繊維である場合、本発明の実施形態で得られる引抜成形材料１０の剛性を高めることができる。強化繊維１３を構成する基本繊維は、これに限定されず、その他のプラスチック繊維、ガラス繊維又は金属繊維でもよい。
【００４９】
強化繊維１４は、引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において原材料として使用される強化繊維１３が、同じく引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法において原材料として使用される熱硬化性樹脂１１を含浸して、含浸した熱硬化性樹脂１１が熱硬化反応して熱硬化性樹脂１２となった状態のものである。強化繊維１４は、熱硬化性樹脂１２を含浸している状態であることを除いては、強化繊維１３と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
炭素繊維は、表面に水酸基を有するガラス繊維と比較して、難燃化レジンを含む樹脂固形物を含浸しにくい。また、基本繊維の本数が多ければ多いほど、例えば、基本繊維の３０００本以上１２０００本以下が束ねられて形成されたレギュラートウよりも基本繊維の３００００本以上が束ねられて形成されたラージトウの方が、難燃化レジンを含む樹脂固形物を含浸しにくい。このため、従来では、炭素繊維に難燃化レジンを含む樹脂固形物を含浸させることは極めて困難であり、さらに、炭素繊維のラージトウに難燃化レジンを含む樹脂固形物を含浸させることはさらに極めて困難であった。そこで、本発明に係る本実施形態では、上述したように、離型剤としてだけでなく粘度低下剤としても優秀な機能を有する長鎖脂肪酸エステルが含まれた熱硬化性樹脂１１を、引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造方法における原材料に選定したので、強化繊維１３が炭素繊維であっても、強化繊維１３が炭素繊維のラージトウであっても、容易に熱硬化性樹脂１１を含浸させることができる。
【００５１】
強化繊維１３は、炭素繊維であることが好ましく、この場合、熱硬化性樹脂１２を含浸した状態の強化繊維１４となった際に、引抜成形材料１０の剛性を高めることができる。また、強化繊維１３は、炭素繊維のラージトウであることがより好ましく、この場合、炭素繊維のレギュラートウを用いる場合よりも製造コストを大幅に低減することができる。
【００５２】
図２は、図１の引抜成形材料１０を製造する引抜成形材料の製造装置２０の一例を示す概略構成図である。引抜成形材料の製造装置２０は、図２に示すように、強化繊維１３を供給する繊維供給部２２と、強化繊維１３に熱硬化性樹脂１１を含浸させる樹脂プール２４と、熱硬化性樹脂１１を含浸させた強化繊維１３を図２に示すＸ軸方向である長手方向に引抜成形する引抜成形型２６と、を備える。
【００５３】
引抜成形材料の製造装置２０は、引抜成形材料１０の形状に応じて、引抜成形材料１０の部位ごとに、複数組の繊維供給部２２及び樹脂プール２４を備えている。引抜成形材料の製造装置２０は、図２に示す形態では４組の繊維供給部２２及び樹脂プール２４を備えているが、これに限定されることなく、引抜成形材料１０の形状に応じて、適切な組数の繊維供給部２２及び樹脂プール２４を備えていてもよい。
【００５４】
繊維供給部２２は、強化繊維１３として基本繊維の本数が多く束ねられたトウを供給することが好ましく、この場合、繊維供給部２２の構成を単純化することができ、引抜成形材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【００５５】
樹脂プール２４は、貯留されている熱硬化性樹脂１１が、樹脂固形物との間で高い相溶性と高い分散性とを有する長鎖脂肪酸エステルが離型剤及び粘度低下剤として用いられていることが好ましく、また、樹脂固形物との間で高い分散性を有するシリカ系パウダーが揺変性付与剤として用いられていることが好ましく、これらの場合、熱硬化性樹脂１１の分散状態を保持する撹拌系の設備を簡易化または省略することができ、引抜成形材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【００５６】
引抜成形型２６は、複数組の繊維供給部２２及び樹脂プール２４から導入される、熱硬化性樹脂１１及び熱硬化性樹脂１１を含浸させた強化繊維１３を、長手方向である図２のＸ軸方向に沿って引抜成形加工することにより、熱硬化性樹脂１２及び熱硬化性樹脂１２を含浸させた強化繊維１４を含む長手方向に沿って延びて形成された引抜成形材料１０を得る。
【００５７】
引抜成形型２６は、加熱部を有し、強化繊維１３に含浸させた熱硬化性樹脂１１を熱硬化反応させる。引抜成形型２６の加熱部は、引抜成形型２６の外周部に設けられ、外周部を温度が一定に保持できる熱源を用いて加熱する形態が好適に用いられ、この場合、引抜成形型２６の温度を保持した状態で熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物を熱硬化させることができる。ここで、温度が一定に保持できる熱源は、熱容量が大きく、引抜成形型２６を接触して覆うことができる加熱された流体が例示され、蒸気が好適なものとして用いられる。なお、各樹脂プール２４と引抜成形型２６との各間に加熱部を有し、熱硬化性樹脂１１を適宜加熱してもよい。
【００５８】
図３は、本発明の実施形態に係る引抜成形材料の製造方法のフローの一例を示すフローチャートである。引抜成形材料の製造装置２０によって実行される処理方法である本発明の実施形態に係る引抜成形材料の製造方法について、図３を用いて説明する。本発明の実施形態に係る引抜成形材料の製造方法は、図３に示すように、熱硬化性樹脂調製ステップＳ１１と、含浸ステップＳ１２と、引抜成形ステップＳ１３と、を含む。
【００５９】
熱硬化性樹脂調製ステップＳ１１は、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを含む樹脂固形物と、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上１０００以下であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上であり、樹脂固形物の引抜成形型２６に対する離型性を付与する離型剤である長鎖脂肪酸エステルと、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、分子量の中央値が１７０以上１００００以下であり、樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含む熱硬化性樹脂１１を調製するステップである。なお、熱硬化性樹脂調製ステップＳ１１では、熱硬化性樹脂１１を、樹脂固形物の引抜成形型２６（図２参照）に対する離型性を付与する離型剤と、樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤である添加剤と、樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含んで調製するので、消泡剤を添加する必要がなく、低収縮剤を添加する必要がないため、比較的容易に調製を実行することができる。
【００６０】
含浸ステップＳ１２は、熱硬化性樹脂調製ステップＳ１１で調製した熱硬化性樹脂１１を、強化繊維１３に含浸させるステップである。含浸ステップＳ１２では、具体的には、熱硬化性樹脂１１が貯留されている樹脂プール２４に、繊維供給部２２から供給される強化繊維１３を浸すことで、熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させる。
【００６１】
引抜成形ステップＳ１３は、含浸ステップＳ１２で熱硬化性樹脂１１を含浸させた強化繊維１３を、引抜成形型２６を用いて強化繊維１３の延びる方向、すなわち延在する方向に沿って引抜成形して引抜成形材料１０を形成するステップである。引抜成形ステップＳ１３では、温度が一定に保持できる熱源を用いて引抜成形型２６を加熱することが好ましく、この場合、熱硬化性樹脂１１に含まれるパーオキサイド系硬化剤によって樹脂固形物の熱硬化反応が促進した場合でも、温度が一定に保持できる熱源によって急激に温度が上がってしまうことを回避することができるので、高い品質を保持した状態で熱硬化性樹脂１１の樹脂固形物を熱硬化させることができる。引抜成形ステップＳ１３では、熱硬化性樹脂１１が熱硬化反応をすることで熱硬化性樹脂１２となり、これに伴って強化繊維１３が強化繊維１４となり、熱硬化性樹脂１２が含浸された強化繊維１４を含む引抜成形材料１０が得られる。
【００６２】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の引抜成形型２６に対する離型性を付与する離型剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルの揮発性が低いことに伴いボイドを低減するボイド低減剤として機能し、長鎖脂肪酸エステルが樹脂固形物の粘度を低下させる粘度低下剤として機能し、添加剤が樹脂固形物に揺変性を付与する揺変性付与剤として機能するため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。また、引抜成形材料の製造方法は、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度が適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６３】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、熱硬化性樹脂１１，１２が、樹脂固形物を１００質量％とした場合において、難燃化レジンを２０質量％以上７０質量％以下含んでいる。引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、このように難燃化レジンを高い割合で含有させた熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する場合でも、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、並びに、添加剤の揺変性付与剤としての機能が発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６４】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、熱硬化性樹脂１１，１２が、樹脂固形物を１００質量％とした場合において、長鎖脂肪酸エステルを０．５質量％以上１０．０質量％以下含んでいる。このため、引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６５】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、長鎖脂肪酸エステルとして分子量の大きさ、引火点の高さ及び揮発性の低さを要求される仕様のものが用いられている。このため、引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、並びに、添加剤の揺変性付与剤としての機能が発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６６】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、熱硬化性樹脂１１，１２が、樹脂固形物を１００質量％とした場合において、添加剤を０．０１質量％以上２．００質量％以下含んでいる。このため、引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６７】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、添加剤としてシリカ系パウダーが用いられている。このため、引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、添加剤の揺変性付与剤としての機能がより効果的に発揮されるため、十分な剛性水準及びコスト水準をより満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６８】
引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、強化繊維１３，１４が炭素繊維であり、３００００本以上が束ねられてラージトウを形成している。このため、引抜成形材料１０及びこの引抜成形材料の製造方法は、より難燃化レジンの含浸が困難な炭素繊維のラージトウに、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を含浸させて引抜成形して製造する場合でも、長鎖脂肪酸エステルの離型剤、ボイド低減剤及び粘度低下剤としての機能、並びに、添加剤の揺変性付与剤としての機能が発揮されるため、炭素繊維のラージトウが持ち合わせているさらに十分な剛性水準及びさらに高いコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００６９】
引抜成形材料の製造方法は、熱硬化性樹脂１１が、樹脂固形物を１００質量％とした場合において、パーオキサイド系硬化剤を０．５質量％以上５．０質量％以下含んでいる。このため、引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００７０】
引抜成形材料の製造方法は、パーオキサイド系硬化剤としてジアシルパーオキサイド系有機化合物が用いられている。このため、引抜成形材料の製造方法は、難燃化レジンを含む熱硬化性樹脂１１を強化繊維１３に含浸させて引抜成形して製造する際に、長鎖脂肪酸エステル及び添加剤が添加されているために樹脂固形物の熱硬化反応が阻害される中でパーオキサイド系硬化剤が樹脂固形物の熱硬化反応促進剤として機能することで熱硬化反応速度がより適切な領域に至るため、十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料１０を得ることができる。
【００７１】
引抜成形材料の製造方法は、引抜成形ステップＳ１３では、温度が一定に保持できる熱源を用いて引抜成形型２６を加熱している。このため、引抜成形材料の製造方法は、引抜成形型の温度を保持した状態で樹脂固形物を熱硬化させることができるため、より十分な剛性水準及びコスト水準を満足する難燃化レジン含有の引抜成形材料を得ることができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００７３】
本実施例では、実験１から実験１８までの１８種類の実験を行った。実験１から実験１８までの１８種類の実験について、各実験の条件と、引抜成形材料１０の製造に関する評価結果とを、以下に示す表１にまとめた。なお、各実験で使用する材料の分子量、炭素数、引火点、ベット比表面積、及び一次粒子径などは、標準的な分布を有するので、以下に示す表１では、分子量、炭素数、引火点、ベット比表面積、及び一次粒子径については中央値を記載しており、以下の各実験についての説明では、分子量、炭素数、引火点、ベット比表面積、及び一次粒子径については、適宜、中央値を記載する。
【００７４】
【表１】
2020090645.tif 000003
【００７５】
（実験１）
実験１として、上記した引抜成形材料の製造装置２０を用いて、以下に述べる組成の熱硬化性樹脂１１及び強化繊維１３を用いて、上記の引抜成形材料の製造方法のフローに従って、引抜成形材料１０を製造した。熱硬化性樹脂１１として、樹脂固形物を１００質量％とした場合において、酸素指数の中央値が２６以上の難燃化レジンを２０質量％含み、分子量の中央値が２００のパーオキサイド系硬化剤を３．０質量％含み、離型剤としての炭素数の中央値が２０で引火点の中央値が３００℃の長鎖脂肪酸エステルを５．０質量％含み、添加剤としてベット比表面積の中央値が２００ｍ２／ｇで一次粒子径の中央値が１５ｎｍのシリカ系パウダーを１．００質量％含む組成のものを用いた。強化繊維１３として基本繊維である炭素繊維が５００００本束ねられて形成されたラージトウを用いた。
【００７６】
実験１において、引抜成形材料１０の製造に関する４種類の評価を行った。１つ目の評価項目は、製造された引抜成形材料１０の表面状態であり、ゲルの付着もなく、凹凸も小さく、そのまま製品として十分に使用可能な水準である「〇」と、ゲルの付着または凹凸が見られるが、軽い表面処理を施すことで製品として使用可能な水準である「△」と、ゲルの付着または凹凸が一定以上見られるために製品として使用可能な水準に至っていない「×」と、の３段階で評価した。
【００７７】
２つ目の評価項目は、製造された引抜成形材料１０のボイド状態であり、ボイドが概ね見られず、そのまま製品として十分に使用可能な水準である「〇」と、ボイドが見られるが、そのまま製品として使用可能な水準である「△」と、ボイドが一定以上見られるために、製品として使用可能な水準に至っていない「×」と、の３段階で評価した。
【００７８】
３つ目の項目は、製造された引抜成形材料１０における単位体積当たりの強化繊維１３の含有率である体積繊維含有率であり、強化繊維１３の密度が十分に高く、高水準が要求される製品として十分に使用可能な水準である「〇」と、強化繊維１３の密度が平均程度であり、平均程度の水準が要求される製品として使用可能な水準である「△」と、強化繊維１３の密度が低く、製品として使用可能な水準に至っていない「×」と、の３段階で評価した。
【００７９】
４つ目の項目は、引抜成形ステップＳ１３において引抜成形材料１０を１５０［ｍｍ／ｍｉｎ］程度で引き抜いた際の引抜成形材料１０の引抜力安定性であり、引抜力の変化が十分に小さく、引抜成形ステップＳ１３を十分に安定して実行可能な水準である「〇」と、引抜力の変化が平均程度であり、所定の制御により引抜成形ステップＳ１３を実行可能な水準である「△」と、引抜力の変化が大きく、引抜成形ステップＳ１３を安定に実行するには困難が伴う「×」と、の３段階で評価した。
【００８０】
実験１は、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「〇」の評価結果が得られた。
【００８１】
（実験２）
実験２は、実験１において難燃化レジンの含有割合を２０質量％から５０質量％に変更したものである。実験２は、実験１と同様に、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「〇」の評価結果が得られた。
【００８２】
（実験３）
実験３は、実験２において難燃化レジンの含有割合を５０質量％から７０質量％に変更したものである。実験３は、実験２と同様に、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「〇」の評価結果が得られた。
【００８３】
（実験４）
実験４は、実験２において硬化剤のパーオキサイド系硬化剤の分子量の中央値を２００から１５０に変更したものである。実験４は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「△」、「〇」、「〇」、「×」の評価結果が得られた。
【００８４】
（実験５）
実験５は、実験２において硬化剤の化合物の系列をパーオキサイド系硬化剤から紫外線硬化剤に変更したものである。実験５は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「×」の評価結果が得られた。
【００８５】
（実験６）
実験６は、実験２において離型剤の化合物の系列を長鎖脂肪酸エステルから脂肪酸エステルに変更し、その炭素数の中央値を２０から２に変更したものである。実験６は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「×」の評価結果が得られた。
【００８６】
（実験７）
実験７は、実験２において離型剤の長鎖脂肪酸エステルの引火点の中央値を３００から１２０に変更したものである。実験７は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「×」の評価結果が得られた。
【００８７】
（実験８）
実験８は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーのベット比表面積の中央値を２００ｍ２／ｇから１３５ｍ２／ｇに変更したものである。実験８は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「×」、「〇」、「×」、「×」の評価結果が得られた。
【００８８】
（実験９）
実験９は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーのベット比表面積の中央値を２００ｍ２／ｇから３００ｍ２／ｇに変更したものである。実験９は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「×」、「〇」、「×」、「×」の評価結果が得られた。
【００８９】
（実験１０）
実験１０は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーの一次粒子径の中央値を１５ｎｍから３ｎｍに変更したものである。実験１０は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「×」、「〇」、「×」、「×」の評価結果が得られた。
【００９０】
（実験１１）
実験１１は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーの一次粒子径の中央値を１５ｎｍから２５ｎｍに変更したものである。実験１１は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「×」、「〇」、「×」、「×」の評価結果が得られた。
【００９１】
（実験１２）
実験１２は、実験２において硬化剤のパーオキサイド系硬化剤の含有割合を３．０質量％から０．３質量％に変更したものである。実験１２は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「△」の評価結果が得られた。
【００９２】
（実験１３）
実験１３は、実験２において硬化剤のパーオキサイド系硬化剤の含有割合を３．０質量％から１０．０質量％に変更したものである。実験１２は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「△」、「〇」、「〇」、「△」の評価結果が得られた。
【００９３】
（実験１４）
実験１４は、実験２において離型剤の長鎖脂肪酸エステルの含有割合を５．０質量％から０．３質量％に変更したものである。実験１４は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「△」の評価結果が得られた。
【００９４】
（実験１５）
実験１５は、実験２において離型剤の長鎖脂肪酸エステルの含有割合を５．０質量％から１２．０質量％に変更したものである。実験１５は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「△」の評価結果が得られた。
【００９５】
（実験１６）
実験１６は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーの含有割合を１．００質量％から０．００５質量％に変更したものである。実験１６は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「△」、「〇」、「△」、「△」の評価結果が得られた。
【００９６】
（実験１７）
実験１７は、実験２において添加剤のシリカ系パウダーの含有割合を１．００質量％から２．３０質量％に変更したものである。実験１７は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「△」、「〇」、「△」、「△」の評価結果が得られた。
【００９７】
（実験１８）
実験１８は、実験２において添加剤の化合物の系列をシリカ系パウダーから炭酸カルシウム系に変更したものである。実験１８は、実験２とは異なり、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性のそれぞれにおいて、「△」、「〇」、「〇」、「△」の評価結果が得られた。
【００９８】
以上の実験１から実験１８までの１８種類の実験から、熱硬化性樹脂１１が樹脂固形物に難燃化レジンを含み、かつ、基本繊維である炭素繊維が５００００本束ねられて形成されたラージトウを強化繊維１３として用いた場合において、引抜成形材料１０の製造に、１分子あたりの炭素数の中央値が３以上であり、かつ、引火点の中央値が１５０℃以上の長鎖脂肪酸エステルと、ベット比表面積の中央値が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下であり、一次粒子径の中央値が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である揺変性付与剤である添加剤と、分子量の中央値が１７０以上であり、樹脂固形物の熱硬化反応を促進するパーオキサイド系硬化剤と、を含む熱硬化性樹脂１１を用いた場合、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「△」以上、すなわち、「△」または「〇」の評価結果が得られることが分かった。
【００９９】
また、上記した１８種類の実験から、さらに、引抜成形材料１０の製造に用いた熱硬化性樹脂１１において、長鎖脂肪酸エステルを０．５質量％以上１０．０質量％以下含む場合、添加剤を０．０１質量％以上２．００質量％以下含む場合、シリカ系パウダーが用いられる場合、パーオキサイド系硬化剤を０．５質量％以上５．０質量％以下含む場合がより好ましく、表面状態、ボイド状態、体積繊維含有率、及び、引抜力安定性の全てにおいて「〇」の評価結果が得られることが分かった。
【符号の説明】
【０１００】
１０  引抜成形材料
１１，１２  熱硬化性樹脂
１３，１４  強化繊維
２０  引抜成形材料の製造装置
２２  繊維供給部
２４  樹脂プール
２６  引抜成形型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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