(57)【要約】【課題】強化繊維として有機繊維を用い、マトリクスとして非晶性高分子化合物を用いながら、強化繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難い有機繊維強化プラスチックの製造方法を提供すること。【解決手段】シート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）を含有してなる繊維強化プラスチックの製造方法であって、前記シート状マトリクス（Ａ）が非晶性高分子化合物（Ａ１）を含有し、且つ、前記強化有機繊維（Ｂ）として結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用い、前記強化有機繊維（Ｂ）とシート状マトリクス（Ａ）との織物を作製する工程［ｉ］及び前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程［ii］を有する、有機繊維強化プラスチックの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）を含有してなる繊維強化プラスチックの製造方法であって、前記シート状マトリクス（Ａ）が非晶性高分子化合物（Ａ１）を含有し、且つ、前記強化有機繊維（Ｂ）として結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用い、
前記強化有機繊維（Ｂ）とシート状マトリクス（Ａ）との織物を作製する工程［ｉ］及び
前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程［ii］
を有する、有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項２】
前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）として、ポリエステル繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリアセタール繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維及びポリエーテルエーテルケトン繊維からなる群から選択される少なくとも１種を用いる、請求項１に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項３】
前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）として、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンナフタレート繊維及びポリアリレート繊維からなる群から選択される少なくとも１種のポリエステル繊維を用いる、請求項１又は２に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項４】
前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）の平均繊維径が３〜５００μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項５】
前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）が実質的に無撚りである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項６】
前記非晶性高分子化合物（Ａ１）が、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びポリアミドイミド（ＰＡＩ）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項７】
前記シート状マトリクス（Ａ）の厚みが１０〜３００μｍであり、幅が１〜１０ｍｍである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項８】
さらに、シート状マトリクス（Ａ’）と前記工程［ii］で作製したシートとを、最外層がシート状マトリクス（Ａ’）となるように交互に積層する工程［iv］を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項９】
前記シート状マトリクス（Ａ’）が前記シート状マトリクス（Ａ）と同じ材質である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機繊維強化プラスチックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック［Fiber  Reinforced  Plastics（以下、ＦＲＰと略称することがある。）］は、弾性率の高い強化繊維を骨材とし、その骨材を、プラスチックのようなマトリクスの中に入れて強度を向上させた複合材料である。該ＦＲＰは、その特性に応じて、土木建築分野、輸送分野、電気電子機器分野、航空宇宙分野等の幅広い分野で利用されている。
ＦＲＰに使用される強化繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維及びセラミックス繊維等の無機繊維と、アラミド繊維等の有機繊維が広く知られており、これらの中でも、無機繊維、特にガラス繊維及びカーボン繊維が多用されている。しかし、無機繊維はリサイクルの困難性の問題を有しており、廃棄の際にはＦＲＰを埋め立てる必要があるため環境問題が懸念される。
そこで、現在は強化繊維として有機繊維が注目されている。これまでに、強化繊維として有機繊維を使用したＦＲＰとしては、強化繊維−マトリクスの組み合わせとして、ポリプロピレン系樹脂繊維−ポリプロピレン系樹脂という組み合わせのＦＲＰ（特許文献１参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者がさらなる検討を行ったところ、強化繊維として有機繊維を使用した場合、マトリクスとしてポリカーボネート樹脂等の非晶性高分子化合物を用いると、ときに強化繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じることがあり、これが物性低下の原因となることが判明した。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑み、強化繊維として有機繊維を用い、マトリクスとして非晶性高分子化合物を用いながら、強化繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難い有機繊維強化プラスチック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】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す構成を採用することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は［１］〜［９］に関する。
［１］シート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）を含有してなる繊維強化プラスチックの製造方法であって、前記シート状マトリクス（Ａ）が非晶性高分子化合物（Ａ１）を含有し、且つ、前記強化有機繊維（Ｂ）として結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用い、
前記強化有機繊維（Ｂ）とシート状マトリクス（Ａ）との織物を作製する工程［ｉ］及び
前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程［ii］
を有する、有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［２］前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）として、ポリエステル繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリアセタール繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維及びポリエーテルエーテルケトン繊維からなる群から選択される少なくとも１種を用いる、上記［１］に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［３］前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）として、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンナフタレート繊維及びポリアリレート繊維からなる群から選択される少なくとも１種のポリエステル繊維を用いる、上記［１］又は［２］に記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［４］前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）の平均繊維径が３〜５００μｍである、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［５］前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）が実質的に無撚りである、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［６］前記非晶性高分子化合物（Ａ１）が、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びポリアミドイミド（ＰＡＩ）からなる群から選択される少なくとも１種である、上記［１］〜［５］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［７］前記シート状マトリクス（Ａ）の厚みが１０〜３００μｍであり、幅が１〜１０ｍｍである、上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［８］さらに、シート状マトリクス（Ａ’）と前記工程［ii］で作製したシートとを、最外層がシート状マトリクス（Ａ’）となるように交互に積層する工程［iv］を有する、上記［１］〜［７］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
［９］前記シート状マトリクス（Ａ’）が前記シート状マトリクス（Ａ）と同じ材質である、上記［１］〜［８］のいずれかに記載の有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、強化繊維として有機繊維を用い、マトリクスとして非晶性高分子化合物を用いながら、強化繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難い有機繊維強化プラスチックの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１におけるシート状マトリクス（Ａ）のポリカーボネートシートと強化有機繊維（Ｂ）のポリアリレート繊維との織物を作製する様子の写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
［有機繊維強化プラスチックの製造方法］
本実施形態は、シート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）を含有してなる繊維強化プラスチックの製造方法であって、前記シート状マトリクス（Ａ）が非晶性高分子化合物（Ａ１）を含有し、且つ、前記強化有機繊維（Ｂ）として結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用い、
前記強化有機繊維（Ｂ）とシート状マトリクス（Ａ）との織物を作製する工程［ｉ］及び
前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程［ii］
を有する、有機繊維強化プラスチックの製造方法。
【００１１】
本実施形態によって得られる強化有機繊維プラスチックは、強化有機繊維とマトリクスとの界面にて剥離が生じ難く、物性を長期間維持することができる傾向にあるため、該強化有機繊維プラスチックは幅広い用途に利用可能である。
以下、本実施形態について詳述する。
【００１２】
（シート状マトリクス（Ａ））
本実施形態では、シート状マトリクス（Ａ）は非晶性高分子化合物（Ａ１）を含有する。
非晶性高分子化合物（Ａ１）としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）及びポリアミドイミド（ＰＡＩ）からなる群から選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。これらの中でも、ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリアリレート（ＰＡＲ）からなる群から選択される少なくとも１種を用いることがより好ましく、機械強度、耐熱性、寸法安定性及び難燃性の観点から、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることがさらに好ましい。該ポリカーボネート（ＰＣ）について以下に詳述する。
【００１３】
−ポリカーボネート（ＰＣ）−
ポリカーボネート（ＰＣ）としては、主鎖にカーボネート結合を有するものであれば特に制限はなく、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート及び芳香族−脂肪族ポリカーボネート等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
ポリカーボネートは、例えば、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとをエステル交換する方法、ジヒドロキシ化合物とホスゲンとをアルカリ触媒存在下に界面重縮合させる方法で得られるものである。代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称、ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【００１４】
前記ジヒドロキシ化合物としては、分子内にヒドロキシ基を２つ有する化合物であればよく、ビスフェノールＡ、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ブタン等の芳香族ジヒドロキシ化合物；エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール等の脂肪族ジヒドロキシ化合物などが挙げられる。
これらのジヒドロキシ化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、ポリカーボネートはジヒドロキシ化合物以外にも、モノヒドロキシ化合物、トリヒドロキシ化合物等に由来する構造単位を含有していてもよい。
【００１５】
ポリカーボネートの重量平均分子量は、特に制限されるものではないが、成形性の観点から、１０，０００〜１００，０００が好ましく、２０，０００〜７０，０００がより好ましく、３０，０００〜５０，０００がさらに好ましい。なお、本明細書中における重量平均分子量は、溶離液としてテトラヒドロフランを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法（標準ポリスチレン換算）で測定された値である。
ポリカーボネートのメルトボリュームフローレート（ＭＶＲ）（測定３００℃、荷重１１．８Ｎ）は、特に制限されるものではないが、成形性の観点から、３〜１５ｃｍ３／１０ｍｉｎが好ましい。なお、ポリカーボネートのメルトボリュームフローレートは、ＩＳＯ  １１３３に準拠して測定される値である。
ポリカーボネートの軟化点は、特に制限されるものではないが、成形性の観点から、１００〜１８０℃が好ましく、１４０〜１７０℃がより好ましく、１５０〜１６０℃がさらに好ましい。なお、ポリカーボネートの軟化点は、ＩＳＯ  ３０６（Ｂ５０法）に準拠して測定される値である。
【００１６】
（その他の成分）
前記シート状マトリクス（Ａ）は、本発明の効果が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の添加剤を含有することができる。添加剤としては、滑剤、収縮防止剤、充填材、難燃剤、気泡核剤、結晶核剤、可塑剤、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、補強剤、収縮防止剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、表面処理剤、架橋剤、滴下防止用ポリテトラフルオロエチレン樹脂等が挙げられる。
【００１７】
また、前記シート状マトリクス（Ａ）は、各種樹脂（但し、非晶性高分子化合物（Ａ１）を除く。）を含有していてもよい。
前記各種樹脂としては、例えば、ハイインパクトポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−（エチレン／プロピレン／ジエン）−スチレン共重合樹脂（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−アクリル酸エステル−スチレン共重合樹脂（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
シート状マトリクス（Ａ）が当該各種樹脂を含有する場合、その含有量は、機械強度、耐熱性、寸法安定性及び難燃性の観点から、シート状マトリクス（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以下、特に好ましくは３質量部以下である。また、当該各種樹脂は、本実施形態の有機繊維強化プラスチックに含まれていなくてもよい。
【００１８】
シート状マトリクス（Ａ）の厚みは、強化有機繊維（Ｂ）と織ることが可能な範囲であれば特に制限されるものではないが、好ましくは１０〜３００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍ、さらに好ましくは３０〜２００μｍ、特に好ましくは３０〜１５０μｍ、最も好ましくは３０〜１００μｍである。
また、シート状マトリクス（Ａ）の幅は、強化有機繊維（Ｂ）と織ることが可能な範囲であれば特に制限されるものではないが、好ましくは１〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍ、さらに好ましくは１．５〜４ｍｍ、特に好ましくは２〜４ｍｍである。
【００１９】
（強化有機繊維（Ｂ））
本実施形態では、強化有機繊維（Ｂ）として結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用いる。一般的には、該界面剥離を抑制するために強化繊維を表面処理するが、本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法によれば、たとえ強化有機繊維（Ｂ）が表面処理されていなくても、界面剥離が効果的に抑制される。
【００２０】
強化有機繊維（Ｂ）の平均繊維径に特に制限はないが、工程［ii］のシート作製時におけるシート状マトリクス（Ａ）の含浸し易さの観点から、好ましくは３〜５００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。また、後述するように、強化有機繊維（Ｂ）は、単繊維（繊維１本１本のことを言う。）が複数本束ねられた繊維束であってもよい。
【００２１】
前記強化有機繊維（Ｂ）としては、シート状マトリクス（Ａ）と織るという観点から、単繊維が複数本（必要に応じて集束材によって）束ねられた繊維束であることが好ましく、集束材を用いて束ねられている場合には必要に応じて該繊維束は少なくとも一部が開繊されていてもよい。また、前記強化有機繊維（Ｂ）としては、特に制限されるものではないが、実質的に無撚りの結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を用いことが好ましく、また、該結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）は実質的に無交絡であるものを用いることが好ましい。実質的に無撚りである（さらには、実質的に無交絡である）結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）を使用する場合、シート状マトリクス（Ａ）が強化有機繊維（Ｂ）へより一層含浸し易くなる。
ここで、実質的に無撚りとは、解舒等に伴う意図しない撚り以外の撚りが入っていない状態を意味し、撚り数が１０ターン／ｍ以下のことであり、好ましくは５ターン／ｍ以下、より好ましくは１ターン／ｍ以下である。また、実質的に無交絡とは、流体交絡等の通常の交絡手段による意図的な交絡が取扱い性を維持する最低限の回数である状態を意味し、交絡数が５回／ｍ以下のことであり、好ましくは３回／ｍ以下である。
なお、繊維束の少なくとも一部が開繊されている場合、特に制限されるものではないが、シート状マトリクス（Ａ）と織るという観点から、例えば厚みとして、好ましくは５０〜１５０μｍ、より好ましくは６０〜１２０μｍであり、幅が好ましくは２〜６ｍｍ、より好ましくは３〜５ｍｍである繊維束となっていることが好ましい。また、特に制限されるものではないが、シート状マトリクス（Ａ）と織るという観点から、該厚み及び該幅の範囲内に、単繊維が１００〜３００本存在している態様が好ましく、単繊維が１５０〜２８０本存在している態様がより好ましく、単繊維が２３０〜２８０本存在している態様がさらに好ましい。
【００２２】
本実施形態で使用する前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）は剛性に優れる。
本実施形態で使用する前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）は、工程［ｉ］にてシート状マトリクス（Ａ）と織るため、一方向に（好ましくは略平行に）延在して使用することになる。ここで、「一方向に（好ましくは略平行に）延在」する態様は、平織等の様に、縦横に編まれた態様を含まない。また、「延在して使用する」点で、本実施形態で得られる強化有機繊維プラスチックは、強化繊維としての短繊維とマトリクスとしての熱可塑性樹脂とを溶融混練してコンパウンドを形成してから作製する繊維強化プラスチックとは、構造及び物性が共に異なる。
なお、本明細書において、略平行とは、完全に平行である状態と、完全ではなくともおおよそ平行である状態とを含む意味である。また、全体的におおよそ平行と言える状態を示し、細部に平行ではない所があったとしても、巨視的に平行であれば、「略平行」に含まれる。
【００２３】
前記結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリアセタール繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維及びポリエーテルエーテルケトン繊維からなる群から選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。これらの中でも、強化有機繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難くする観点から、ポリエステル繊維がより好ましく、特に、前記シート状マトリクス（Ａ）をポリカーボネート（ＰＣ）とした場合に結晶性高分子化合物繊維（Ｂ１）としてポリエステル繊維を使用することで、強化有機繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難くなる傾向が大きい。該ポリエステル繊維について以下に詳述する。
【００２４】
−ポリエステル繊維−
ポリエステル繊維としては、主鎖にエステル結合を有するものであれば特に制限はなく、公知のポリエステルを使用することができる。ポリエステル繊維としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンナフタレート繊維及びポリアリレート繊維等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中から、加工性の観点で、ポリエチレンテレフタレート繊維を選択してもよいし、高強度という観点で、ポリアリレート繊維を選択してもよい。
【００２５】
ポリアリレート繊維としては、構成成分が主として芳香族化合物からなるもの（全芳香族ポリエステル繊維）であることが好ましく、下記一般式（ｂ）で表される構造単位を含有することが好ましい。
【化１】
2020132742.tif 000003
（上記式（ｂ）中、Ａｒは芳香族炭化水素基を表す。）
【００２６】
一般式（ｂ）中のＡｒが表す芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数６〜１４の芳香族炭化水素基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基等が挙げられる。これらの中でも、フェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
【００２７】
また、ポリアリレート繊維としては、下記一般式（ｂ１）で表される構造単位と下記一般式（ｂ２）で表される構造単位とを含有することが好ましい。
【化２】
2020132742.tif 000004
【００２８】
強化有機繊維（Ｂ）としては、市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、ベクトラン（登録商標）（株式会社クラレ製）、ゼクシオン（登録商標）（ＫＢセーレン株式会社製）、テトロン（登録商標）（東レ株式会社製）、ソルーナ（登録商標）（三菱ケミカル株式会社製）等のポリエステル繊維；イザナス（登録商標）（東洋紡株式会社製）等のポリエチレン系繊維；東レナイロン（登録商標）（株式会社東レ）等のポリアミド繊維；トルコン（登録商標）（株式会社東レ）、プロコン（登録商標）（東洋紡株式会社製）等のポリフェニレンスルフィド繊維などが挙げられる。
【００２９】
＜シート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）の使用量＞
本実施形態で使用するシート状マトリクス（Ａ）及び強化有機繊維（Ｂ）の使用量は特に制限されるものではないが、剛性、機械強度、耐熱性、寸法安定性及び難燃性の観点から、作製されるシート中の全マトリクス［つまりシート状マトリクス（Ａ）のみならず、シート状マトリクス（Ａ’）を含む。］に対する強化有機繊維（Ｂ）の含有比率［強化有機繊維（Ｂ）／全マトリクス］が、質量比で、好ましくは１５／８５〜６０／４０、より好ましくは２０／８０〜６０／４０、さらに好ましくは２５／７５〜５０／５０となるように調整することが好ましい。
【００３０】
本実施形態で得られる有機繊維強化プラスチックの厚みは、特に制限されるものではなく、用途に応じて適宜調整すればよいが、例えば０．０５〜５ｍｍにすることもできるし、０．１〜３ｍｍにすることもできるし、０．３〜２．０ｍｍにすることもできるし、０．５〜１．５ｍｍにすることもできる。
本実施形態の有機繊維強化プラスチックの比重は、特に制限されるものではないが、１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３となる傾向にあり、１．１〜１．３ｇ／ｃｍ３にもなり得る。
【００３１】
（有機繊維強化プラスチックの製造方法）
本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法は、前述の通り、前記強化有機繊維（Ｂ）とシート状マトリクス（Ａ）との織物を作製する工程［ｉ］及び前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程［ii］を有する。
本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法は、工程［ii］の後に、冷却工程［iii］を有することが好ましい。また、本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法において、特に工程［ii］及び工程［iv］は、マトリクスの強化有機繊維への含浸し易さの観点から、真空環境下で実施することが好ましい。
なお、本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法は、マトリクスの強化有機繊維への含浸し易さの観点から、強化有機繊維（Ｂ）に実質的に撚りを与える工程を含まないことが好ましい。
本実施形態の有機繊維強化プラスチックの製造方法において使用する各材料は前述のとおりである。以下、各工程について詳述する。
【００３２】
（工程［ｉ］）
工程［ｉ］は、シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）との織物を作製する工程である。シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）とを織る方法に特に制限はなく、織り機によって実施することができる。また、織り方にも特に制限はなく、例えば、平織、綾織、朱子織等のいずれであってもよいが、強化有機繊維（Ｂ）がシート状マトリクス（Ａ）中になるべく均等に配置されるようにする観点及びどの方向における引張り強度も同等なものとする観点から、図１に示すように、平織が好ましい。
シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）のいずれを縦糸又は横糸にしてもよいが、横糸の切断工程における切断容易性の観点及び強化有機繊維（Ｂ）の開繊をし易くするという観点から、強化有機繊維（Ｂ）を縦糸にし、シート状マトリクス（Ａ）を横糸にすることが好ましい。なお、シート状マトリクス（Ａ）は糸状ではなくシート状であるが、本明細書では便宜上、「横糸」という表現を用いている。
織り速度、縦糸のテンション及び横糸のテンション等の条件は、特に制限されるものではなく、適宜調整することで実施できる。
【００３３】
強化有機繊維（Ｂ）は、該強化有機繊維（Ｂ）の素材である結晶性高分子化合物から得られる単繊維又は該単繊維から無撚りで形成された繊維束を、無撚りのまま一方向に（好ましくは略平行に）延在して使用することが好ましい。該繊維束は集束材で接着されていることがあるため、必要に応じて少なくとも一部を開繊してから無撚りのまま一方向に（好ましくは略平行に）延在して使用してもよい。
【００３４】
（工程［ii］）
工程［ii］は、前記工程［ｉ］で作製した織物を熱圧着することによりシートを作製する工程である。織物の熱圧着は、真空プレス機で実施してもよいし、加熱加圧ローラによって実施してもよい。
加熱温度は、シート状マトリクス（Ａ）が含浸可能な粘度になる温度及び溶融破壊しない温度であり、且つ前記強化有機繊維（Ｂ）が溶融しない温度が好ましい。つまり、前記シート状マトリクス（Ａ）の軟化点以上の温度、且つ前記強化有機繊維（Ｂ）の融点未満の温度で熱圧着するのが好ましい。
例えば、シート状マトリクス（Ａ）としてポリカーボネートを使用する場合、加熱温度は、好ましくは１５０〜２２０℃、より好ましくは１６０〜２００℃、さらに好ましくは１７０〜２００℃である。また、加圧条件としては、好ましくは１〜１０ＭＰａ、より好ましくは２〜８ＭＰａ、さらに好ましくは３〜８ＭＰａである。
【００３５】
（工程［iii］）
工程［iii］は、工程［ii］の後、シートを冷却して有機繊維強化プラスチックを得る工程であり、当該工程［iii］を経ることが好ましい。
冷却温度としては、溶融したマトリクスが固化する温度であれば特に制限はなく、適宜調整すればよいが、通常は、好ましくは４０℃以下、より好ましくは０〜３０℃、さらに好ましくは１０〜３０℃である。
以上のようにして、本実施形態の有機繊維強化プラスチックを製造することができる。得られた有機繊維強化プラスチックは、適宜、所望の大きさにカットすることができる。
【００３６】
（工程［iv］）
またさらに、以上のようにして得られた有機繊維強化プラスチックと、シート状マトリクス（Ａ’）とを、好ましくは最外層がシート状マトリクス（Ａ’）となるように交互に積層し、好ましくは真空下において加熱加圧し、その後、冷却することによって、厚みを大きくした有機繊維強化プラスチックを製造することができる。
該シート状マトリクス（Ａ’）は、有機繊維強化プラスチックの物性及び特性を所望のものとする観点から、前記シート状マトリクス（Ａ）と同じ材料であることが好ましい。但し、シート状マトリクス（Ａ’）の形状は特に制限されず、前記工程［ii］又は前記工程［iii］で得られた有機繊維強化プラスチックのサイズに合わせればよい。シート状マトリクス（Ａ’）の厚みにも特に制限はないが、全マトリクス［つまりシート状マトリクス（Ａ）及びシート状マトリクス（Ａ’）］に対する強化有機繊維（Ｂ）の含有比率［強化有機繊維（Ｂ）／全マトリクス］が前記範囲となるように適宜調整することが好ましい。
加熱温度としては、前記工程［ii］における加熱温度を採用できる。また、加圧条件としては、前記工程［ii］の加圧条件を採用できるが、好ましくは１〜６ＭＰａ、より好ましくは２〜４ＭＰａである。
冷却温度としては、工程［iii］の冷却温度を採用できる。
【００３７】
（用途）
本実施形態で得られる有機繊維強化プラスチックは、剛性、機械強度、耐熱性、寸法安定性及び難燃性に優れており、且つ、強化有機繊維とマトリクスとの間で界面剥離が生じ難いために、前記特性を長期間維持することができる。そのため、本実施形態の有機繊維強化プラスチックは、義手、義足等の補強用品；靴のインナーソール等の補助用品；補助用ロボット等のロボットの一部として有用である。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、各例における各特性の測定方法は以下の通りである。
【００３９】
［１．界面剥離の有無の観察］
各例で得られた有機繊維強化プラスチックを１８０度折り曲げた後、有機繊維強化プラスチックの断面を切断して光学顕微鏡（倍率：４００倍）で繊維とマトリクスとの界面を観察し、下記評価基準に従って評価した。
Ａ：剥離が観察されなかった。
Ｃ：剥離が観察された。
【００４０】
［２．引張り強度及び引張り弾性率の測定］
有機繊維強化プラスチックの曲げ強度は、「オートグラフ（登録商標）ＡＧ−５０ｋＮＸＰｌｕｓ」（株式会社島津製作所製、商品名）を用い、３点曲げ試験により評価した。なお、幅１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの試験片を用い、支点間距離２５ｍｍ、試験速度１ｍｍ／分で測定した。
【００４１】
［３．曲げ強度及び曲げ弾性率の測定］
有機繊維強化プラスチックの曲げ強度は、「オートグラフ（登録商標）ＡＧ−５０ｋＮＸＰｌｕｓ」（株式会社島津製作所製、商品名）を用い、３点曲げ試験により評価した。なお、１３０ｍｍ×１３ｍｍ×３ｍｍの試験片を用い、支点間距離４８ｍｍ、試験速度１ｍｍ／分で測定した。
【００４２】
［４．有機繊維強化プラスチックの比重の測定］
「電子比重計  ＭＤＳ-３００（水中置換式）（アルファーミラージュ株式会社製）を用いて有機繊維強化プラスチックの比重を測定した。
【００４３】
実施例１（有機繊維強化プラスチックの作製；ポリアリレート繊維／シート状ポリカーボネートマトリクス）
（工程［ｉ］）
ポリアリレート繊維（株式会社クラレ製の「ベクトラン（登録商標）ＨＴ」、平均繊維径２４μｍの単繊維を２６０本束ねた繊維束。繊維束の厚み：７０〜１００μｍ、繊維束の幅：３〜４ｍｍ、実質的に無撚り及び実質的に無交絡の繊維束。）を縦糸として準備した。
さらに、市販のポリカーボネートシート（厚み：１００μｍ、重量平均分子量４０，０００、ＡＧＣ株式会社製）を幅３ｍｍに切断して細長いシートとし、これを横糸として準備した。
小型レピア試織機「織華」（株式会社トヨシマビジネスシステム製、型名：ＴＮＹ１０１Ａ−２０Ｔ）を使用し、前記ポリアリレート繊維を縦糸とし、前記ポリカーボネートシートを横糸として、図１に示す平織の織物を作製した。
得られた織物を１５ｃｍ角に切り取り、次工程に用いた。
（工程［ii］〜［iii］）
上記工程［ｉ］で得た１５ｃｍ角の織物を室温下にて真空プレス機の熱盤上に置き、１〜２ＭＰａで加圧して試料を軽く固定した後、真空プレス機内の減圧を開始した。
真空プレス機内を真空にした後、プレス圧を５ＭＰａへ上げ、昇温速度２０℃／分で熱盤の昇温を開始した。１９０℃に到達後、３０分保持し、ポリカーボネートシートをポリアリレート繊維へ熱圧着した。その後、真空プレス機内の真空とプレス圧力を維持したまま、室温まで冷却した。こうして得られた有機繊維強化プラスチックａの厚みは、約２００μｍであった。得られた有機繊維強化プラスチックａについて、前記評価方法に従って界面剥離の有無を観察した。結果を表１に示す。また、得られた有機繊維強化プラスチックａを折り曲げても、ポリカーボネートシートからポリアリレート繊維が剥離する現象は観察されなかった。
（工程［iv］）
次に、１５ｃｍ角のポリカーボネートシート（厚み：３０μｍ、重量平均分子量４０，０００、エスカーボシート株式会社製）合計７枚と上記有機繊維強化プラスチックａ合計６枚を、最外層がポリカーボネートシートとなるように１枚ずつ交互に真空プレス機熱板上に積層した後、１〜２ＭＰａで加圧し、試料を軽く固定した後、プレス機内の減圧を開始した。真空にした後、プレス圧を３ＭＰａへ上げ、昇温速度２０℃／分で熱盤の昇温を開始した。１８０℃に到達後、１０分保持した。その後、プレス機内の真空とプレス圧力を維持したまま、室温まで冷却し、有機繊維強化プラスチックＡを得た。こうして得られた有機繊維強化プラスチックＡの厚みは、約１．２ｍｍであった。有機繊維強化プラスチックＡについて、前記方法に従って各評価（界面剥離の有無を除く。）を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
実施例２（有機繊維強化プラスチックの作製；ＰＥＴ繊維／シート状ポリカーボネートマトリクス）
実施例１において、ポリアリレート繊維をＰＥＴ繊維（東レ株式会社製の「テトロン」、単繊維の平均繊維径２０μｍのフィラメント。繊維束の厚み：５０〜７０μｍ、繊維束の幅：３〜４ｍｍのフィラメント。）に変更したこと以外は同様にして、有機繊維強化プラスチックｂ及び有機繊維強化プラスチックＢを作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
比較例１（有機繊維強化プラスチックの作製；平織アラミド繊維／シート状ポリカーボネートマトリクス）
実施例１において、工程［ｉ］を実施せず、代わりに平織アラミド繊維とポリカーボネートシート（厚み：１００μｍ、重量平均分子量４０，０００、ＡＧＣ株式会社製）とを積層し、該積層シートを用いて工程［ii］及び［iii］を実施することにより有機繊維強化プラスチックｃを作製し、界面剥離の有無を観察した。結果を表１に示す。
さらに、該有機繊維強化プラスチックｃを用いたこと以外は同様にして工程［iv］を実施することにより、有機繊維強化プラスチックＣを作製した。
【００４６】
比較例２（有機繊維強化プラスチック；平織ポリアリレート繊維／ポリカーボネートマトリクス）
比較例１において、平織アラミド繊維の代わりに平織ポリアリレート繊維を用いたこと以外は同様にして、有機繊維強化プラスチックｄ及び有機繊維強化プラスチックＤを作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１より、実施例の方法で作製した有機繊維強化プラスチックは、シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）との界面において剥離が発生せず、引張り強度、引張り弾性率、曲げ強度及び曲げ弾性率が高かった。
一方、シート状マトリクス（Ａ）であるポリカーボネートシートに対して、強化有機繊維（Ｂ）として平織アラミド繊維を用いた比較例１では、シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）との界面において剥離が観察されたため、長期間の使用に耐えられないと言える。また、ポリカーボネートシートに対して、強化有機繊維（Ｂ）として平織ポリアリレート繊維を用いた比較例２では、引張り強度、引張り弾性率、曲げ強度及び曲げ弾性率が低下し、且つ、シート状マトリクス（Ａ）と強化有機繊維（Ｂ）との界面において剥離が観察されたため、長期間の使用に耐えられないと言える。
【図１】
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