(57)【要約】【課題】樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、別の部材に接合して用いることを容易にする複合材料成形方法及び複合材料を提供すること。【解決手段】複合材料成形方法は、第１材料準備ステップ（磁場回路形成材料ステップＳ１１）と、第２材料準備ステップ（磁場回路非形成材料ステップＳ１２）と、材料組立ステップＳ１３と、第１加熱ステップ（磁場加熱ステップＳ１４）と、を含む。第１材料準備ステップでは、第１樹脂を含む第１材料を準備する。第２材料準備ステップでは、第２樹脂を含む第２材料を準備する。材料組立てステップＳ１３では、第１材料と第２材料とを組み立てる。第１加熱ステップでは、組み立てた第１材料と第２材料とに対して、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第１材料と第２材料とを接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料を準備する第１材料準備ステップと、
第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料を準備する第２材料準備ステップと、
前記第１材料と前記第２材料とを組み立てる材料組立てステップと、
前記材料組立てステップで組み立てた前記第１材料と前記第２材料とに対して、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させて、前記第１材料と前記第２材料とを接合する第１加熱ステップと、
を含むことを特徴とする複合材料成形方法。
【請求項２】
前記第１材料準備ステップは、前記第１材料として磁場回路が形成された磁場回路形成材料を準備する磁場回路形成材料準備ステップであり、
前記第２材料準備ステップは、前記第２材料として磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料を準備する磁場材料非形成材料準備ステップであり、
前記第１加熱ステップは、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件として磁場を印加して加熱する磁場加熱ステップである、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合材料成形方法。
【請求項３】
前記第２材料に発熱材料を配置することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することを可能にする第２加熱準備ステップと、
前記第２加熱準備ステップで前記発熱材料を配置した前記第２材料に対し、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させて、前記第２材料を、前記第１材料と前記第２材料とは別の部材に沿って加工するとともに、前記部材に接合する第２加熱ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複合材料成形方法。
【請求項４】
前記第１材料準備ステップは、前記第１材料として磁場回路が形成された磁場回路形成材料を準備する磁場回路形成材料準備ステップであり、
前記第２材料準備ステップは、前記第２材料として磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料を準備する磁場材料非形成材料準備ステップであり、
前記第１加熱ステップは、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件として磁場を印加して加熱する磁場加熱ステップであり、
前記第２加熱準備ステップは、前記発熱材料として金属等の電磁場発熱体を配置することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件として電場を印加して加熱することを可能にする電場加熱準備ステップであり、
前記第２加熱ステップは、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件として電場を印加して加熱する電場加熱ステップである、
ことを特徴とする請求項３に記載の複合材料成形方法。
【請求項５】
前記第２材料準備ステップでは、前記第２樹脂が前記第１樹脂よりも反応温度が高い前記第２材料を準備し、
第１加熱ステップでは、前記第１樹脂の反応温度以上、かつ、前記第２樹脂の反応温度未満の温度で加熱する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の複合材料成形方法。
【請求項６】
前記材料組立ステップでは、前記第１材料と前記第２材料とが、長手方向に沿って配置されて組み立てられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の複合材料成形方法。
【請求項７】
第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料と、
第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料と、
を含み、
前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件を有し、
前記第１材料と前記第２材料とは、長手方向に沿って配置されて組み立てられて、前記長手方向に沿って接合されている、
ことを特徴とする複合材料。
【請求項８】
前記第１材料は、磁場回路が形成された磁場回路形成材料であり、
前記第２材料は、磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料である、
ことを特徴とする請求項７に記載の複合材料。
【請求項９】
第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料と、
第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料と、
前記第１材料と前記第２材料とは別の部材と、
を含み、
前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件を有し、
前記第１材料と前記第２材料とは、長手方向に沿って配置されて組み立てられて、前記長手方向に沿って接合されており、
前記第２材料と前記部材とは、前記長手方向に沿って接合されている、
ことを特徴とする複合材料。
【請求項１０】
前記第１材料は、磁場回路が形成された磁場回路形成材料であり、
前記第２材料は、磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料である、
ことを特徴とする請求項９に記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料成形方法及び複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量性及び高い強度を有する材料には、強化繊維と樹脂とを含む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。複合材料を製造する方法としては、強化繊維と樹脂とを含む複合材料のシートを積層し、積層したシートを加圧した状態で磁場を印加して加熱して樹脂を反応させる方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複合材料は、積層した複合材料のシートを加圧及び加熱して、樹脂を反応させて成形した後、別の部材に接合して用いられる場合が多い。このような場合、複合材料は、この別の部材に接合するために、成形するために反応させた樹脂とは異なる別の一部の樹脂を反応させる。しかしながら、特許文献１の方法では、反応させる樹脂を選択することができないので、このように、樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、別の部材に接合して用いることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、別の部材に接合して用いることを容易にする複合材料成形方法及び複合材料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、複合材料成形方法は、第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料を準備する第１材料準備ステップと、第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料を準備する第２材料準備ステップと、前記第１材料と前記第２材料とを組み立てる材料組立てステップと、前記材料組立てステップで組み立てた前記第１材料と前記第２材料とに対して、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させて、前記第１材料と前記第２材料とを接合する第１加熱ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、所定の条件で反応する第１樹脂を含む第１材料と、同じ所定の条件であまり反応しない第２樹脂を含む第２材料とを用いて、この所定の条件で加熱することで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができる。さらに、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、成形に係る型を容易化することができる。
【０００８】
この構成において、前記第１材料準備ステップは、前記第１材料として磁場回路が形成された磁場回路形成材料を準備する磁場回路形成材料準備ステップであり、前記第２材料準備ステップは、前記第２材料として磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料を準備する磁場材料非形成材料準備ステップであり、前記第１加熱ステップは、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件として磁場を印加して加熱する磁場加熱ステップである、ことが好ましい。この構成によれば、磁場で加熱される磁場回路形成材料と、磁場で加熱されない磁場回路非形成材料とを用いて、磁場を印加して加熱することで、好適に、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができる。さらに、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、成形に係る型を容易化することができる。
【０００９】
また、最初に記載した構成において、前記第２材料に発熱材料を配置することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することを可能にする第２加熱準備ステップと、前記第２加熱準備ステップで前記発熱材料を配置した前記第２材料に対し、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させて、前記第２材料を、前記第１材料と前記第２材料とは別の部材に沿って加工するとともに、前記部材に接合する第２加熱ステップと、をさらに含むことが好ましい。この構成によれば、第２材料に発熱材料を配置してから、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、第１材料に含まれる第１樹脂をあまり反応させないようにしながら、第１材料に含まれる第１樹脂に比して第２材料に含まれる第２樹脂を主として反応させて、第２材料を別の部材と接合することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることをさらに容易にすることができる。さらに、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００１０】
直前に記載した構成において、前記第１材料準備ステップは、前記第１材料として磁場回路が形成された磁場回路形成材料を準備する磁場回路形成材料準備ステップであり、前記第２材料準備ステップは、前記第２材料として磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料を準備する磁場材料非形成材料準備ステップであり、前記第１加熱ステップは、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件として磁場を印加して加熱する磁場加熱ステップであり、前記第２加熱準備ステップは、前記発熱材料として金属等の電磁場発熱体を配置することで、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件として電場を印加して加熱することを可能にする電場加熱準備ステップであり、前記第２加熱ステップは、前記第１樹脂に比して前記第２樹脂を主として反応させる条件として電場を印加して加熱する電場加熱ステップである、ことが好ましい。この構成によれば、磁場回路非形成材料に金属等の電磁場発熱体を配置して、電場を印加して加熱することで、好適に、磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂をあまり反応させないようにしながら、磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料を別の部材と接合することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料の部分で別の部材に接合して用いることをさらに容易にすることができる。さらに、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００１１】
これらの構成において、前記第２材料準備ステップでは、前記第２樹脂が前記第１樹脂よりも反応温度が高い前記第２材料を準備し、第１加熱ステップでは、前記第１樹脂の反応温度以上、かつ、前記第２樹脂の反応温度未満の温度で加熱する、ことが好ましい。この構成によれば、さらに、磁場を印加して加熱することで、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することが容易になる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料の部分で別の部材に接合して用いることをさらに容易にすることができる。
【００１２】
これらの構成において、前記材料組立ステップでは、前記第１材料と前記第２材料とが、長手方向に沿って配置されて組み立てられることが好ましい。この構成によれば、第１樹脂を含む第１材料が配置された部分のみに対して加熱することが困難な形状の複合材料についても、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができるとともに、成形に係る型を容易化することができる。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、複合材料は、第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料と、第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料と、を含み、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件を有し、前記第１材料と前記第２材料とは、長手方向に沿って配置されて組み立てられて、前記長手方向に沿って接合されている、ことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１材料に含まれる第１樹脂を主として反応させて、第２材料に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができるとともに、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００１５】
この構成において、前記第１材料は、磁場回路が形成された磁場回路形成材料であり、前記第２材料は、磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料である、ことが好ましい。この構成によれば、好適に、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができるとともに、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、複合材料は、第１強化繊維と第１樹脂とを含む第１材料と、第２強化繊維と第２樹脂とを含む第２材料と、前記第１材料と前記第２材料とは別の部材と、を含み、前記第２樹脂に比して前記第１樹脂を主として反応させる条件を有し、前記第１材料と前記第２材料とは、長手方向に沿って配置されて組み立てられて、前記長手方向に沿って接合されており、前記第２材料と前記部材とは、前記長手方向に沿って接合されている、ことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１材料に含まれる第１樹脂を２度も主として反応させていない状態で、第１材料に含まれる第１樹脂に比して第２材料に含まれる第２樹脂を主として反応させて、第２樹脂を含む第２材料を別の部材と接合した状態とすることができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができるとともに、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００１８】
この構成において、前記第１材料は、磁場回路が形成された磁場回路形成材料であり、前記第２材料は、磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料である、ことが好ましい。この構成によれば、好適に、磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂を２度も主として反応させていない状態で、磁場回路形成材料に含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料に含まれる第２樹脂を主として反応させて、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料を別の部材と接合した状態とすることができる。このため、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができるとともに、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、別の部材に接合して用いることを容易にする複合材料成形方法及び複合材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る複合材料成形方法のフローチャートである。
【図２】図２は、図１の磁場回路形成材料準備ステップ、磁場回路非形成材料準備ステップ、材料組立ステップ及び磁場加熱ステップを説明する説明図である。
【図３】図３は、図１の磁場加熱ステップまでを経て成形される本発明の実施形態に係る複合材料の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、電場加熱準備ステップ及び電場加熱ステップを説明する説明図である。
【図５】図５は、図１の電場加熱ステップまでを経て成形される本発明の実施形態に係る複合材料の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る複合材料成形方法のフローチャートである。本発明の実施形態に係る複合材料成形方法は、図１に示すように、第１材料準備ステップとしての磁場回路形成材料準備ステップＳ１１と、第２材料準備ステップとしての磁場回路非形成材料準備ステップＳ１２と、材料組立ステップＳ１３と、第１加熱ステップとしての磁場加熱ステップＳ１４と、第２加熱準備ステップとしての電場加熱準備ステップＳ１５と、第２加熱ステップとしての電場加熱ステップＳ１６と、を有する。
【００２３】
図２は、図１の磁場回路形成材料準備ステップＳ１１、磁場回路非形成材料準備ステップＳ１２、材料組立ステップＳ１３及び磁場加熱ステップＳ１４を説明する説明図である。第１材料準備ステップは、第１強化繊維と第１樹脂とを含む複合材料である第１材料を準備するステップである。磁場回路形成材料準備ステップＳ１１は、第１材料として、さらに、発熱機構としての磁場回路が形成された磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂを準備するステップである。
【００２４】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１強化繊維は、電気伝導性を有し、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂの内部で回路を形成している。このため、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１強化繊維は、後述する磁場加熱ステップＳ１４で磁場を印加することにより、内部に渦電流が誘起されることで、第１強化繊維自体の電気抵抗によって発熱が生じる。すなわち、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂは、内部に渦電流が誘起されることが可能な磁場回路が第１強化繊維により形成されており、磁場に応じて内部に発熱を生じさせる。磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに形成されている磁場回路で生じた発熱は、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に伝達され、第１樹脂の反応に寄与する。
【００２５】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂは、軽量性及び高い強度を有する。磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１強化繊維は、実施形態では炭素繊維が例示されるが、これに限定されることはなく、その他の金属繊維でもよい。また、第１強化繊維は、磁場回路に関係のない部分については、ガラス繊維及びプラスチック繊維等の非金属繊維が用いられてもよい。
【００２６】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、加熱されることで熱溶融反応する熱可塑性樹脂と、加熱されることで軟化状態または半硬化状態から硬化状態に熱硬化反応する熱硬化性樹脂と、が例示される。以下において、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを区別しない場合には、熱可塑性樹脂の熱溶融反応と熱硬化性樹脂の熱硬化反応とを、単に反応と称する。
【００２７】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、実施形態では、熱可塑性樹脂である場合、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile  Butadiene  Styrene）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、及びポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が例示される。
【００２８】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、実施形態では、熱硬化性樹脂である場合、エポキシ系樹脂を有する樹脂が例示される。磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる樹脂がエポキシ系樹脂を有する場合、さらに軽量性及びさらに高い強度を有するので、好ましい。磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、実施形態では、熱硬化性樹脂である場合、他には、ポリエステル樹脂及びビニルエステル樹脂が例示される。ただし、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂は、これらに限定されず、その他の樹脂でもよい。
【００２９】
磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂは、より具体的には、強化繊維を３次元形状に編んだプリフォームに熱可塑性樹脂を含浸させたプリフォーム材、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維との混紡であるコミングル材、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とをニット状に織り込んだコミングルニット材、強化繊維に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ、及び、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化または硬化させた材料等が例示される。なお、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂは、強化繊維の配置形態や編み方等に応じて、磁場回路の形態を調整することができるので、これにより、磁場に応じた発熱量を調整することができる。
【００３０】
第２材料準備ステップは、第２強化繊維と第２樹脂とを含む複合材料である第２材料を準備するステップである。磁場回路非形成材料準備ステップＳ１２は、第２材料として、さらに、磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料１４を準備する磁場回路非形成材料１４を準備するステップである。
【００３１】
磁場回路非形成材料１４に含まれる第２強化繊維は、電気伝導性を有さないものであるか、または、電気伝導性を有するものの磁場回路非形成材料１４の内部で回路を形成していない状態となっている。このため、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２強化繊維は、後述する磁場加熱ステップＳ１４で磁場を印加しても、内部に渦電流が誘起されることが第１材料に比して少ないので、発熱が生じても、第１材料に比して少ない発熱しか生じない。すなわち、磁場回路非形成材料１４は、内部に渦電流が誘起されることが可能な磁場回路が第２強化繊維により形成されておらず、磁場に応じて内部に第１材料に比して少ない発熱しか生じさせない。
【００３２】
磁場回路非形成材料１４は、軽量性及び高い強度を有する。磁場回路非形成材料１４に含まれる第２強化繊維は、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１強化繊維と同様の繊維材料が好適に用いられるが、これに限定されることなく、電気伝導性を有さない繊維材料、例えば、非金属繊維であるガラス繊維及びプラスチック繊維等が用いられてもよい。
【００３３】
磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂は、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂と同様の樹脂が好適に用いられる。なお、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂は、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂よりも、反応温度が高いことが好ましい。この場合、より容易に、第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を反応させて、第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して、第２材料としての磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。
【００３４】
磁場回路非形成材料１４は、より具体的には、強化繊維を樹脂でコーティングした樹脂コーティング材、及び、強化繊維の束を樹脂で覆った樹脂カバーリング材等が好適なものとして例示される。
【００３５】
以上により、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４との間には、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を主として反応させる条件として、磁場を印加して加熱する条件を有する。ここで、第１樹脂を主として反応させるということは、第１樹脂の反応が多く、第２樹脂の反応が少ない場合であり、具体的には、反応している全体の質量に対して少なくとも８０％、好ましくは９０％、より好ましくは９５％以上が、第１樹脂によるものであることを指す。また、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とは、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂があまり反応していない状態に保持することができる。ここで、第１樹脂に比して第２樹脂があまり反応していないということは、第１樹脂の反応が多く、第２樹脂の反応が少なくて未反応の状態が残存している場合であり、具体的には、第２樹脂の全体の質量のうち少なくとも８０％、好ましくは９０％、より好ましくは９５％以上が、反応していない状態であることを指す。
【００３６】
なお、第１材料と第２材料とは、第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有するのであれば、どのような形態であってもよい。第１材料が上記した磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと同様の材料であり、第２材料が、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと同様の磁場回路を第１材料より少なく有し、第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有する形態であってもよい。
【００３７】
また、第１材料と第２材料との好ましい形態の別の形態としては、第１材料が、磁場回路に代えて、第１樹脂に混ぜた所定の条件で発熱する発熱体を有する形態であり、第２材料が、第２樹脂に所定の条件で発熱する発熱体を有さない形態であってもよい。また、第１材料が、磁場回路に代えて、第１樹脂に混ぜられた第１の条件で発熱する第１発熱体を有する形態であり、第２材料が、第２樹脂に混ぜられた第１の条件とは異なる第１の条件で発熱する第２発熱体を有する形態であり、第２発熱体に比して第１発熱体を主として反応させる条件を有する形態であってもよい。あるいは、第１材料が、磁場回路に代えて、第１樹脂に混ぜられた所定の条件で発熱する発熱体を有する形態であり、第２材料が、第２樹脂に混ぜられた所定の条件で発熱する発熱体を有する形態であり、第１樹脂に混ぜられた発熱体の方が第２樹脂に混ぜられた発熱体よりも発熱量が大きく、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有する形態であってもよい。なお、これらの発熱体によって第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有する形態の場合、第１強化繊維は、磁場回路を形成する必要がないので、全体的に非金属繊維が用いられてもよい。
【００３８】
上記した第１材料または第２材料に含まれる発熱体としては、磁場が印加されて発熱する鉄粉、及び、金属等の電磁場発熱体が例示される。ここで、金属等の電磁場発熱体は、金属等の電磁場発熱体における所定の方向に沿った電場が印加されることで、分子運動量が増加して、金属等の電磁場発熱体の内部に発熱が誘起される。また、金属等の電磁場発熱体は、金属等の電磁場発熱体における所定の方向に直交する方向に沿った磁場が印加されることで、内部に電流が発生し、金属等の電磁場発熱体自体の電気抵抗によって発熱する。同様に、金属等の電磁場発熱体は、電磁波を吸収して、発熱する。金属等の電磁場発熱体は、例えば、溶液に分散して吹き付けることで塗布された金属等の電磁場発熱体のシートとして設けられることが好ましい。金属等の電磁場発熱体は、局所的または部分的に分布させて設けることで、局所的又は部分的な加熱を精度よく行うことを可能にする。
【００３９】
また、第１材料と第２材料との好ましい形態のさらに別の形態としては、第１材料と第２材料とが共に磁場回路も発熱体も有しておらず、第１材料に含まれる第１樹脂が、第２材料に含まれる第２樹脂よりも、反応温度が低いという形態であってもよい。
【００４０】
さらに、第１材料と第２材料との好ましい形態のさらに別の形態としては、上記した磁場回路の各条件と、発熱体の各条件と、第１樹脂及び第２樹脂の反応温度に関する各条件と、を適宜組み合わせた形態でもよい。
【００４１】
材料組立ステップＳ１３は、第１材料と第２材料とを組み立てるステップであり、本実施形態では、具体的には、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とを組み立てるステップである。材料組立ステップＳ１３では、例えば、図２に示すように、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とを、長手方向である図２に示す紙面に垂直なＺ軸方向に沿って配置して組み立てる。
【００４２】
このような場合、材料組立ステップＳ１３では、詳細には、図２に示すように、板状の磁場回路形成材料１２Ａを、鉛直方向であるＹ軸方向に直交する面内方向に沿って配置する。また、材料組立ステップＳ１３では、板状の磁場回路形成材料１２Ｂを、水平方向の一方向であるＸ方向に直交する面内方向に沿って配置し、板状の磁場回路形成材料１２ＢのＹ軸方向の一方側（図２で上側）の端面を、磁場回路形成材料１２Ａと接触させて、Ｚ軸方向に延びた接触面を形成させた状態とする。さらに、材料組立ステップＳ１３では、板状の磁場回路非形成材料１４を、鉛直方向であるＹ軸方向に直交する面内方向に沿って配置し、板状の磁場回路形成材料１２ＢのＹ軸方向の他方側（図２で下側）の端面と接触させて、Ｚ軸方向に延びた接触面を形成させた状態とする。すなわち、材料組立ステップＳ１３では、板状の磁場回路形成材料１２Ａと板状の磁場回路非形成材料１４とで、板状の磁場回路形成材料１２ＢのＹ軸方向の両側の端面を挟み込むように、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とを組み立てる。
【００４３】
なお、材料組立ステップＳ１３は、一対の磁場回路形成材料と磁場回路非形成材料との形状によりその詳細は異なる。材料組立ステップＳ１３は、上記した場合の他に、一対の磁場回路形成材料がともに、そのＺ軸方向に直交する断面の形状がＣ字状をしており、磁場回路非形成材料が平板状をしている場合、一対の磁場回路形成材料のＹ軸方向に沿う部分を互いに背中合わせに接触させて組み立て、一対の磁場回路形成材料の隙間の部分にフィラーを挿入して、磁場回路非形成材料をキャップとして一対の磁場回路形成材料のＹ軸方向の他方側（下側）の面及びこのフィラーと接触させて組み立て、Ｚ軸方向に延びた接触面を形成させた状態として、全体としてＺ軸方向に直交する断面の形状がＩ字状となるように組み立てる形態が例示される。
【００４４】
第１加熱ステップは、材料組立てステップＳ１３で組み立てた第１材料と第２材料とに対して、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第１材料と第２材料とを接合するステップである。本実施形態では、第１加熱ステップとしての磁場加熱ステップＳ１４は、材料組立ステップＳ１３で組み立てた第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと第２材料としての磁場回路非形成材料１４とに対して、上記した条件として磁場を印加して加熱することで、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を反応させて、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とを接合するステップである。
【００４５】
磁場加熱ステップＳ１４では、図２に示すように、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに対して加圧をしながら磁場を印加することで加熱する加圧加熱装置２２，２４，２６を使用する。磁場加熱ステップＳ１４では、詳細には、図２に示すように、磁場回路形成材料１２Ａのうち、磁場回路形成材料１２Ｂに対して一方側（図２で左側）を、加圧加熱装置２２及び加圧加熱装置２４で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置２２で磁場を印加することで加熱する。また、磁場加熱ステップＳ１４では、磁場回路形成材料１２Ａのうち、磁場回路形成材料１２Ｂに対して他方側（図２で右側）を、加圧加熱装置２２及び加圧加熱装置２６で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置２２で磁場を印加することで加熱する。さらに、磁場加熱ステップＳ１４では、磁場回路形成材料１２Ｂを、加圧加熱装置２４及び加圧加熱装置２６で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置２４及び加圧加熱装置２６で磁場を印加することで加熱する。
【００４６】
磁場加熱ステップＳ１４では、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ含まれる第１樹脂が反応することで、磁場回路形成材料１２ＢのＹ軸方向の一方側の端面において、磁場回路形成材料１２Ａと磁場回路形成材料１２Ｂとが接合される。また、磁場加熱ステップＳ１４では、磁場回路形成材料１２Ｂに含まれる第１樹脂が反応することで、磁場回路形成材料１２ＢのＹ軸方向の他方側の端面において、磁場回路形成材料１２Ｂと磁場回路非形成材料１４とが接合される。
【００４７】
磁場加熱ステップＳ１４では、加圧加熱装置２２，２４，２６は、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂が磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂よりも反応温度が高い場合、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂の反応温度以上、かつ、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂の反応温度未満の温度で加熱することが好ましい。この場合、より容易に、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。
【００４８】
なお、加圧加熱装置２２，２４，２６は、いずれも、図示しない制御部によって制御された図示しない加圧シリンダ及び図示しない交流磁場印加部材を有する。加圧加熱装置２２，２４，２６は、いずれも、この図示しない加圧シリンダにより、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂ及び磁場回路非形成材料１４を５０ｋＰａ以上１０ＭＰａ以下で加圧することが好ましく、５０ｋＰａ以上３０００ｋＰａ以下で加圧することがより好ましい。加圧加熱装置２２，２４，２６は、いずれも、この図示しない交流磁場印加部材により、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することで、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂを加熱することが好ましい。加圧加熱装置２２，２４，２６は、いずれも、磁場加熱ステップＳ１４における加圧及び加熱に十分な耐圧性及び耐熱性を示し、かつ、加圧加熱装置２２，２４，２６が発生する磁場に対して透明な材料、例えば、ＰＥＥＫ樹脂及びセラミックスなどの材料で保護されていることが好ましい。
【００４９】
磁場加熱ステップＳ１４では、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。さらに、磁場加熱ステップＳ１４では、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、加圧加熱装置２２，２４，２６の矩形状の形状に例示されるように、成形に係る型を容易化することができる。
【００５０】
なお、第１加熱ステップは、第１材料と第２材料との形態により、その詳細は異なる。例えば、第１加熱ステップは、第１材料と第２材料とが発熱体によって第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有する形態である場合、その所定の条件で発熱体を発熱させることで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第１材料と第２材料とを接合するステップである。ここで、所定の条件は、発熱体によって決まり、例えば、所定の磁場を印加することであったり、所定の電場を印加することであったり、所定の電磁波を照射することであったりする。これらの場合、第１加熱ステップでは、加熱装置として、それぞれの加熱形態に応じて、磁場を印加する磁場印加装置、電場を印加する電場印加装置、電磁波を照射する電磁波照射装置を、適宜用いることができる。
【００５１】
また、第１加熱ステップは、第１材料と第２材料とが第１樹脂と第２樹脂との反応温度によって第２材料に含まれる第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件を有する形態である場合、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応する温度で加熱することで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第１材料と第２材料とを接合するステップである。この場合、加熱装置は、温風加熱装置、及び、赤外線加熱装置等を、適宜用いることができる。
【００５２】
図３は、図１の磁場加熱ステップＳ１４までを経て成形される本発明の実施形態に係る複合材料の一例である複合材料前駆体３０を示す概略図である。複合材料前駆体３０は、図３に示すように、第１材料としての磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと、第２材料としての磁場回路非形成材料３４と、を含む。磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと磁場回路非形成材料３４とは、長手方向であるＺ軸方向に沿って配置されて組み立てられて、この長手方向に沿って接合されている。複合材料前駆体３０は、長手方向に沿って接合された形状であるため、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂが配置された部分のみに対して磁場、電場及び電磁波等を印加して加熱することが困難な形状となっている。
【００５３】
磁場回路形成材料３２Ａは、磁場回路形成材料１２Ａが、磁場加熱ステップＳ１４を経て、磁場回路形成材料１２Ａに含まれる第１樹脂が反応することで成形されたものである。磁場回路形成材料３２Ｂは、磁場回路形成材料１２Ｂが、磁場加熱ステップＳ１４を経て、磁場回路形成材料１２Ｂに含まれる第１樹脂が反応することで成形されたものである。磁場回路非形成材料３４は、磁場回路非形成材料１４が、磁場加熱ステップＳ１４を経て、磁場回路形成材料１２Ａ、１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂があまり反応されずに、磁場回路形成材料１２Ｂの他方側の端面が接合されたものである。
【００５４】
複合材料前駆体３０は、上記した形状であるにもかかわらず、このように、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂が一度主として反応をしており、磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂があまり反応していない状態が実現されている。このため、複合材料前駆体３０は、容易に、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂に比して第２樹脂があまり反応をしていない磁場回路非形成材料３４の部分で、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと磁場回路非形成材料３４とは別の部材３６（図４参照）に接合して用いることができる。なお、複合材料が航空機に用いられる場合、複合材料前駆体３０がストリンガー、フレーム、または、シアタイであり、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと磁場回路非形成材料３４とは別の部材３６（図４参照）が機体の胴部外板である形態が例示される。
【００５５】
図４は、電場加熱準備ステップＳ１５及び電場加熱ステップＳ１６を説明する説明図である。第２加熱準備ステップは、第２材料に発熱材料を配置することで、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することを可能にするステップである。第２加熱準備ステップとしての電場加熱準備ステップＳ１５は、図４に示すように、第２材料としての磁場回路非形成材料３４に、発熱材料としての金属等の電磁場発熱体４７，４８を配置することにより、磁場回路非形成材料３４に電場を印加して加熱することで磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂を主として反応させることを可能にするステップである。ここで、金属等の電磁場発熱体４７，４８は、前述の発熱体の一例として説明した金属等の電磁場発熱体と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
電場加熱準備ステップＳ１５では、詳細には、図４に示すように、磁場回路非形成材料３４と、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと磁場回路非形成材料３４とは別の部材３６の間の領域に、金属等の電磁場発熱体４８を配置する。これにより、磁場回路非形成材料３４の別の部材３６と対向する側の面が、金属等の電磁場発熱体４８により、後述する電場加熱ステップＳ１６で電場を印加することで、内部に発熱が生じることが可能な状態となる。
【００５７】
また、電場加熱準備ステップＳ１５では、磁場回路形成材料３２Ｂのうち、磁場回路非形成材料３４と接合しているＹ軸方向の他方側の端面の周囲の領域に、金属等の電磁場発熱体４７を配置することが好ましい。これにより、磁場回路形成材料３２Ｂのうち、磁場回路非形成材料３４と接合しているＹ軸方向の他方側の端面の周囲の領域が、金属等の電磁場発熱体４７により、後述する電場加熱ステップＳ１６で電場を印加することで、内部に発熱が生じることが可能な状態となる。
【００５８】
なお、第２加熱準備ステップは、その後で実行される第２加熱ステップの加熱形態により、その詳細は異なる。例えば、第２加熱準備ステップは、第２加熱ステップの加熱形態が磁場による加熱である場合、磁場が印加されて発熱される発熱材料を配置する。また、第２加熱準備ステップは、第２加熱ステップの加熱形態が電磁波による加熱である場合、電磁波が照射されて発熱される発熱材料を配置する。
【００５９】
また、第１加熱ステップと後述する第２加熱ステップとの各加熱形態が異なる場合、第１材料準備ステップ及び第２材料準備ステップの段階で、第１加熱ステップに係る加熱形態では第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させることが可能であり、かつ、第２加熱ステップに係る加熱形態では第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させることが可能である状態を構築することができる。このような場合、第２加熱準備ステップは、第１材料準備ステップ及び第２材料準備ステップの中に取り込まれた状態となる。このような形態としては、例えば、第１加熱ステップの加熱形態が磁場の印加、電場の印加、または電磁波の照射によるものであり、第２加熱ステップの加熱形態が第１樹脂と第２樹脂との反応温度の差によるものである場合、第１材料に対して、予め磁場、電場または電磁波によって発熱する発熱機構または発熱体を設け、第２材料に対して、磁場、電場または電磁波によって発熱する発熱機構または発熱体を設けず、第２樹脂の反応温度が第１樹脂の反応温度よりも低くなるように、第１材料及び第２材料を準備する形態がある。また、第１加熱ステップの加熱形態が磁場の印加、電場の印加、及び電磁波の照射のうちいずれかであり、第２加熱ステップの加熱形態が磁場の印加、電場の印加、及び電磁波の照射のうちいずれかであって第１加熱ステップの加熱形態と異なるものである場合、第１材料に対して予め第１加熱ステップの加熱形態によって発熱する発熱機構または発熱体を設け、第２材料に対して予め第２加熱ステップの加熱形態によって発熱する発熱機構または発熱体を設けるように、第１材料及び第２材料を準備する形態がある。
【００６０】
第２加熱ステップは、第２加熱準備ステップで発熱材料を配置した第２材料に対し、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させて、第２材料を、第１材料と第２材料とは別の部材に沿って加工するとともに、その別の部材に接合するステップである。第２加熱ステップとしての電場加熱ステップＳ１６は、第２加熱準備ステップとしての電場加熱準備ステップＳ１５で発熱材料としての金属等の電磁場発熱体４７，４８を配置した第２材料としての磁場回路非形成材料３４に、上記した条件として電場を印加して加熱することで、第１材料としての磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料３４を、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂと磁場回路非形成材料３４とは別の部材３６に沿って加工するとともに、部材３６に接合するステップである。
【００６１】
電場加熱ステップＳ１６では、図４に示すように、磁場回路非形成材料３４に対して加圧をしながら電場を印加することで加熱する加圧加熱装置４２，４４，４６を使用する。電場加熱ステップＳ１６では、詳細には、図４に示すように、磁場回路非形成材料３４のうち、磁場回路形成材料３２Ｂに対して一方側（図４で左側）を、加圧加熱装置４２及び加圧加熱装置４６で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置４２で電場を印加することで加熱する。また、電場加熱ステップＳ１６では、磁場回路非形成材料３４のうち、磁場回路形成材料３２Ｂに対して他方側（図４で右側）を、加圧加熱装置４４及び加圧加熱装置４６で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置４４で電場を印加することで加熱する。さらに、電場加熱ステップＳ１６では、磁場回路形成材料３２Ｂのうち、磁場回路非形成材料３４と接合しているＹ軸方向の他方側の端面の周囲の領域、すなわち金属等の電磁場発熱体４７を配置した領域を、加圧加熱装置４２及び加圧加熱装置４４で挟んで加圧しながら、加圧加熱装置４２及び加圧加熱装置４４で電場を印加することで加熱する。
【００６２】
電場加熱ステップＳ１６では、加圧加熱装置４２，４４，４６で電場を印加することにより、電場加熱準備ステップＳ１５で配置された金属等の電磁場発熱体４７，４８が発熱する。これにより、電場加熱ステップＳ１６では、金属等の電磁場発熱体４８が接触して配置された磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂が反応することで、磁場回路非形成材料３４の別の部材３６と対向する側の面が、別の部材３６の磁場回路非形成材料３４と対向する側の面の形状に応じて変形し、別の部材３６に接合される。
【００６３】
さらに、電場加熱ステップＳ１６では、金属等の電磁場発熱体４７が接触して配置された磁場回路形成材料３２Ｂの部分に含まれる第１樹脂が再び反応することで、別の部材３６の磁場回路非形成材料３４と対向する側の面の形状に応じて変形する磁場回路非形成材料３４との間で、より強度の高く安定した接合を形成することができる。
【００６４】
なお、加圧加熱装置４２，４４，４６は、いずれも、上記した加圧加熱装置２２，２４，２６と同様の構成を有することが好ましい。
【００６５】
電場加熱ステップＳ１６では、金属等の電磁場発熱体４８により、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂と比して磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂を主として反応させて、金属等の電磁場発熱体４７が設けられていない部分について、磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂と比して磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂をあまり反応しない状態に保持することができる。さらに、電場加熱ステップＳ１６では、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、加圧加熱装置４２，４４，４６の矩形状の形状に例示されるように、成形に係る型を容易化することができる。
【００６６】
電場加熱ステップＳ１６では、金属等の電磁場発熱体４７の発熱によって加熱される部分を除き、磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂と比して磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂があまり加熱されない。このため、電場加熱ステップＳ１６では、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂの形状が崩れてしまう等の可能性がなく、形状が安定した状態を保持することができる。
【００６７】
なお、第２加熱ステップは、第２加熱準備ステップによって決まるその加熱形態により、その詳細は異なる。例えば、第２加熱ステップでは、第２加熱準備ステップで配置した発熱材料に応じて、磁場を印加してもよいし、電場を印加してもよいし、電磁波を照射してもよい。これらの場合、第２加熱ステップでは、加熱装置として、それぞれの加熱形態に応じて、磁場を印加する磁場印加装置、電場を印加する電場印加装置、電磁波を照射する電磁波照射装置を、適宜用いることができる。また、第２加熱ステップの加熱形態によっては、温風加熱装置、及び、赤外線加熱装置等を、適宜用いることができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、第１加熱ステップとして磁場加熱ステップＳ１４を、第２加熱ステップとして電場加熱ステップＳ１６を採用したものを主として説明したが、本発明はこれに限定されず、第１加熱ステップと第２加熱ステップとの加熱形態が同じ種類であってもよい。この場合、第２加熱準備ステップを好適に実行することで、第２加熱ステップの加熱形態における磁場、電場、及び電磁波の強度、並びに加熱温度等の条件が、第１加熱ステップの加熱形態における磁場、電場、及び電磁波の強度、並びに加熱温度等の条件と比較して、作用が弱い形態であることが好ましい。この場合、第２加熱ステップにおいて、第１加熱ステップで主として反応した第１樹脂が改めて反応することを低減することができる。
【００６９】
図５は、図１の電場加熱ステップＳ１６までを経て成形される本発明の実施形態に係る複合材料の一例である複合材料５０を示す概略図である。複合材料５０は、図５に示すように、第１材料としての磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂと、第２材料としての磁場回路非形成材料５４と、別の部材５６と、を含む。磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂ、磁場回路非形成材料５４及び別の部材５６は、互いに長手方向であるＺ軸方向に沿って配置されて組み立てられて、この長手方向に沿って接合されている。複合材料５０は、長手方向に沿って接合された形状であるため、磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂが配置された部分のみに対して磁場、電場及び電磁波等を印加して加熱することが困難な形状となっている。
【００７０】
磁場回路形成材料５２Ａは、磁場回路形成材料３２Ａが、電場加熱ステップＳ１６を経て、磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料３２Ａに含まれる第１樹脂があまり再反応されずに、磁場回路形成材料３２Ａ自身の形状と、磁場回路形成材料３２Ｂとの接合が維持されたものである。磁場回路形成材料５２Ｂは、電場加熱準備ステップＳ１５で金属等の電磁場発熱体４７が設けられなかった部分については、磁場回路形成材料３２Ｂが、電場加熱ステップＳ１６を経て、磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料３２Ｂに含まれる第１樹脂があまり再反応されずに、磁場回路形成材料３２Ｂ自身の形状と、磁場回路形成材料３２Ａとの接合が維持されたものである。磁場回路形成材料５２Ｂは、電場加熱準備ステップＳ１５で金属等の電磁場発熱体４７が設けられた部分については、磁場回路形成材料３２Ｂが、電場加熱ステップＳ１６を経て、磁場回路形成材料３２Ｂに含まれる第１樹脂が再反応されて、磁場回路形成材料３２Ｂ自身の形状が改良され、磁場回路非形成材料３４との接合が改良されたものである。例えば、磁場回路形成材料５２Ｂは、電場加熱準備ステップＳ１５で金属等の電磁場発熱体４７が設けられた部分については、磁場回路形成材料３２Ｂに含まれる第１樹脂と磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂とが反応により混合した状態となって、上記したように形状及び接合が改良される。
【００７１】
磁場回路非形成材料５４は、磁場回路非形成材料３４が、電場加熱ステップＳ１６を経て、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂が主として反応することで、磁場回路形成材料３２Ｂとの接合が改良されるとともに、別の部材３６の形状に応じて成形され、別の部材３６が接合されたものである。別の部材５６は、別の部材３６が、電場加熱ステップＳ１６を経て、上記したように磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂が反応することで、磁場回路非形成材料３４が接合されたものである。
【００７２】
複合材料５０は、上記した形状であるにもかかわらず、このように、磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂに含まれる第１樹脂の大部分及び磁場回路非形成材料５４に含まれる第２樹脂が主として一度のみ反応をしている状態が実現されている。このため、複合材料５０は、磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂに含まれる第１樹脂の大部分を２度も主として反応させていない状態で、磁場回路形成材料５２Ａ，５２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料５４に含まれる第２樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料５４を別の部材５６と接合した状態とすることができる。
【００７３】
実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、以上のような構成を有するので、所定の条件で反応する第１樹脂を含む第１材料と、同じ所定の条件であまり反応しない第２樹脂を含む第２材料とを用いて、この所定の条件で加熱することで、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させて、第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができる。さらに、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、成形に係る型を容易化することができる。
【００７４】
また、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、第１材料として磁場回路が形成された磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂを準備し、第２材料として磁場回路が非形成である磁場回路非形成材料１４を準備し、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件として磁場を印加して加熱している。このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、磁場で加熱される磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと、磁場で加熱されない磁場回路非形成材料１４と、を用いて、磁場を印加して加熱することで、好適に、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することができる。また、このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料１４の部分で別の部材に接合して用いることを容易にすることができる。さらに、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料前駆体３０は、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、成形に係る型を容易化することができる。
【００７５】
実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、第２材料に発熱材料を配置することで、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することを可能にしてから、発熱材料を配置した第２材料に対し、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、第１材料に含まれる第１樹脂をあまり反応させないようにしながら、第１材料に含まれる第１樹脂に比して第２材料に含まれる第２樹脂を主として反応させて、第２材料を別の部材と接合することができる。このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む第２材料の部分で別の部材に接合して用いることをさらに容易にすることができる。さらに、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００７６】
また、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、発熱材料として金属等の電磁場発熱体４７，４８を配置し、第１樹脂に比して第２樹脂を主として反応させる条件として電場を印加して加熱することとしている。このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、磁場回路非形成材料３４に金属等の電磁場発熱体４７，４８を配置して、電場を印加して加熱することで、好適に、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂をあまり反応させないようにしながら、磁場回路形成材料３２Ａ，３２Ｂに含まれる第１樹脂に比して磁場回路非形成材料３４に含まれる第２樹脂を主として反応させて、磁場回路非形成材料３４を別の部材３６と接合することができる。また、このため、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料を、第２樹脂を含む磁場回路非形成材料３４の部分で別の部材３６に接合して用いることをさらに容易にすることができる。さらに、実施形態に係る複合材料成形方法及び複合材料５０は、加熱する部分のみを加圧すれば十分であるので、別の部材への接合に係る型を容易化することができる。
【００７７】
実施形態に係る複合材料成形方法、複合材料前駆体３０及び複合材料５０は、第２樹脂が第１樹脂よりも反応温度が高いものが用いられ、複合材料前駆体３０の成形に際して第１樹脂の反応温度以上、かつ、第２樹脂の反応温度未満の温度で加熱している。このため、実施形態に係る複合材料成形方法、複合材料前駆体３０及び複合材料５０は、さらに、第２樹脂に比して第１樹脂を主として反応させる条件で加熱することで、例えば、磁場を印加して加熱することで、第２材料としての磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂に比して第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂を主として反応させて、第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂに含まれる第１樹脂に比して第２材料としての磁場回路非形成材料１４に含まれる第２樹脂をあまり反応していない状態に保持することが容易になる。このため、実施形態に係る複合材料成形方法、複合材料前駆体３０及び複合材料５０は、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料前駆体３０を、第２樹脂を含む第２材料としての磁場回路非形成材料３４の部分で別の部材３６に接合して用いることをさらに容易にすることができる。
【００７８】
実施形態に係る複合材料成形方法、複合材料前駆体３０及び複合材料５０は、第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂと第２材料としての磁場回路非形成材料１４とが、長手方向に沿って配置されて組み立てられている。このため、実施形態に係る複合材料成形方法、複合材料前駆体３０及び複合材料５０は、第１樹脂を含む第１材料としての磁場回路形成材料１２Ａ，１２Ｂが配置された部分のみに対して磁場を印加して加熱することが困難な形状の複合材料前駆体３０についても、第１樹脂を反応させて成形した後の複合材料前駆体３０を、第２樹脂を含む第２材料としての磁場回路非形成材料３４の部分で別の部材３６に接合して用いることを容易にすることができるとともに、成形に係る型を容易化することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１２Ａ，１２Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ  磁場回路形成材料
１４，３４，５４  磁場回路非形成材料
２２，２４，２６，４２，４４，４６  加圧加熱装置
３０  複合材料前駆体
３６，５６  部材
４７，４８  金属等の電磁場発熱体
５０  複合材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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