(57)【要約】  本発明に係る繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱することにより成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱により再成形できない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱により再成形できない
繊維強化樹脂材料。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が、エポキシ樹脂である
請求項１に記載の繊維強化樹脂材料。
【請求項３】
前記繊維強化樹脂材料には、官能基が２以上の架橋剤が含まれている
請求項１または２に記載の繊維強化樹脂材料。
【請求項４】
前記架橋剤は、ブロック型のイソシアネート系化合物およびノボラック型樹脂の少なくともいずれか１種を含む
請求項３に記載の繊維強化樹脂材料。
【請求項５】
前記特定の温度は、１３０℃以上の温度である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂材料。
【請求項６】
前記繊維強化樹脂材料は、前記特定の温度以上で加熱した後に、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧により再成形できない
請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂材料。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂材料を用いて得られた
繊維強化樹脂成形体。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂材料を加熱することにより成形された繊維強化樹脂成形体であって、当該成形時または当該成形後に前記特定の温度以上で加熱されており、前記特定の温度以上で加熱した後は、加熱により再成形できない
繊維強化樹脂成形体。
【請求項９】
前記繊維強化樹脂成形体は、前記特定の温度以上で加熱した後に、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧により再成形できない
請求項８に記載の繊維強化樹脂成形体。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂を含む溶液を強化繊維に付与して所定の成形温度で加熱することによって繊維強化樹脂成形体を成形し、前記繊維強化樹脂成形体の成形時または成形後に特定の温度以上で前記繊維強化樹脂成形体を加熱することで加熱により再成形できない
繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂は、エポキシ樹脂である
請求項１０に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記溶液に、官能基が２以上の架橋剤が含まれている
請求項１０または１１に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記架橋剤は、ブロック型のイソシアネート系化合物およびノボラック型樹脂の少なくともいずれか１種を含む
請求項１２に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記特定の温度は、１３０℃以上の温度である
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂材料、それを用いた繊維強化樹脂成形体および繊維強化樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維と樹脂を用いた繊維強化樹脂成形体としては、ガラス繊維などの強化繊維と熱硬化性エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とを用いたシート状の熱硬化型プリプレグ（熱硬化型プリプレグシート）が知られている。【０００３】
しかしながら、熱硬化型プリプレグシートは、再成形することができず、また、未硬化（熱硬化前）のシートの保管には低温の保冷倉庫などが必要であるという問題があった。また、熱硬化性樹脂の未硬化物を硬化するにあたっては、長時間を要し、生産性に問題があった。【０００４】
これらの欠点を克服するために、強化繊維と熱可塑性樹脂とを用いた繊維強化樹脂成形体が知られている。熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂成形体は、硬化後も加熱により再成形することができる。【０００５】
しかしながら、熱可塑性樹脂と強化繊維とを用いて得られた繊維強化樹脂成形体は、１００℃を超える高温環境で使用されると、繊維強化樹脂成形体が柔軟になったり、変形したりすることがある。このため、熱可塑性樹脂と強化繊維とを用いた繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度にもよるが、常温での使用に適しており、概ね８０℃程度の環境下にて使用される場合に適している。【０００６】
そこで、高強力繊維と熱可塑性樹脂とを複合したプリプレグの表面を熱硬化性樹脂で被覆してなる高強力繊維複合体が提案されている（特許文献１、特許文献２）。【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された高強力繊維複合体では、熱硬化性樹脂の取り扱いの煩雑さや成形性の課題が解決されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−９１８１６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３３６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、加熱によって容易に目的とする形状に成形することができ、成形後は高温環境下であっても形態が安定した繊維強化樹脂成形体を得ることができる繊維強化樹脂材料および繊維強化樹脂成形体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討の結果、本発明をするに至った。【００１１】
すなわち、本発明は、例えば、以下の構成（１）〜（１４）である。【００１２】
（１）本発明に係る繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱により再成形できない。【００１３】
（２）本発明に係る繊維強化樹脂材料において、前記熱可塑性樹脂が、エポキシ樹脂であるとよい。【００１４】
（３）本発明に係る繊維強化樹脂材料には、官能基が２以上の架橋剤が含まれているとよい。【００１５】
（４）本発明に係る繊維強化樹脂材料において、前記架橋剤は、ブロック型のイソシアネート系化合物およびノボラック型樹脂の少なくともいずれか１種を含むとよい。【００１６】
（５）本発明に係る繊維強化樹脂材料において、前記特定の温度は、１３０℃以上の温度であるとよい。【００１７】
（６）本発明に係る繊維強化樹脂材料は、前記特定の温度以上で加熱した後に、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧により再成形できないとよい。【００１８】
（７）本発明に係る繊維強化樹脂成形体は、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂材料を用いて得られる。【００１９】
（８）本発明に係る繊維強化樹脂成形体は、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂材料を加熱することにより成形された繊維強化樹脂成形体であって、当該成形時または当該成形後に前記特定の温度以上で加熱されており、前記特定の温度以上で加熱した後は、加熱により再成形できない。【００２０】
（９）本発明に係る繊維強化樹脂成形体は、前記特定の温度以上で加熱した後に、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧により再成形できない。【００２１】
（１０）本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む溶液を強化繊維に付与して所定の成形温度で加熱することによって繊維強化樹脂成形体を成形し、前記繊維強化樹脂成形体の成形時または成形後に特定の温度以上で前記繊維強化樹脂成形体を加熱することで加熱により再成形できない。【００２２】
（１１）本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法において、前記熱可塑性樹脂は、エポキシ樹脂であるとよい。【００２３】
（１２）本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法において、前記溶液には、官能基が２以上の架橋剤が含まれているとよい。【００２４】
（１３）本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法において、前記架橋剤は、ブロック型のイソシアネート系化合物およびノボラック型樹脂の少なくともいずれか１種を含むとよい。【００２５】
（１４）本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法において、前記特定の温度は、１３０℃以上の温度であるとよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る繊維強化樹脂材料によれば、熱による成形が可能なため成形体を容易に製造することができ、かつ、熱による形態安定性に優れた成形体を得ることができるため、高温環境下でも使用することが可能な繊維強化樹脂成形体を得ることができる。【００２７】
また、本発明に係る繊維強化樹脂成形体によれば、高温での形態が安定しているため高温環境下においても使用できる。【００２８】
また、本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法によれば、高温での形態が安定している繊維強化樹脂成形体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明はこれらの態様のみに限定されるものではなく、本発明の精神と実施の範囲において多くの変形が可能である。
【００３０】
＜繊維強化樹脂材料＞
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は、再度の加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものである。
【００３１】
熱可塑性樹脂そのものは、加熱して成形することができる温度またはその温度以上で変形してしまう。熱可塑性樹脂は、一般的には熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度で変形してしまう。そのため、一般的に、熱可塑性樹脂を含む樹脂材料を成形することで得られる成形体は、成形後であっても成形可能な温度で加熱すると変形してしまうので、一旦成形された後は、熱可塑性樹脂の成形可能な温度よりも低温の環境下でしか使用できない。
【００３２】
これに対して、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料は、成形時または成形後に特定の温度以上で加熱することによって、この加熱後には再加熱による再成形ができないものである。そのため、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料を成形することで得られる繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂を含む繊維強化樹脂材料を用いて成形されたものであるにもかかわらず、高温の環境下であっても使用することができる。つまり、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体は、一旦成形された後であっても、再成形を不可能とするための特定の温度を超えて、さらには、成形時の温度を越えて使用することも可能となる。なお、特定の温度以上での加熱の時間は、例えば、１５秒〜１時間程度である。
【００３３】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料を成形するときの温度（つまり、特定の温度以上で加熱する前の温度）は、７０℃〜２５０℃であることが好ましい。得られる繊維強化樹脂成形体の熱安定性の観点からは、繊維強化樹脂材料を成形するときの温度（成形温度）は、８０℃以上がより好ましく、９０℃以上がより好ましい。また、得られる繊維強化樹脂成形体の成形性の観点からは、繊維強化樹脂材料を成形するときの温度は、２００℃以下がより好ましく、１５０℃以下がさらに好ましい。この場合、加熱時間（成形時間）は、１５秒〜２４時間、好ましくは、１分〜１時間程度である。
【００３４】
特に、複数の繊維強化樹脂材料、たとえば２枚以上の板状の繊維強化樹脂材料や２以上のチップ状の繊維強化樹脂材料、またはこれらを組み合わせたものなど、一度固化した繊維強化樹脂材料を複数組み合わせて成形体を得る場合、繊維強化樹脂材料同士の一体化（強度、外観品位等）の観点から、繊維強化樹脂材料を成形するときの温度は１３０℃以下が好ましい。
【００３５】
また、繊維強化樹脂材料を成形して特定の温度以上で加熱した後において加熱により再成形できないとは、少なくともこの特定の温度で再成形できないものをいう。この場合、加熱により再成形できなくなる特定の温度は、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の使用環境にもよるが、８０℃以上の温度が好ましく、１３０℃以上の温度であることがさらに好ましい。また、得られる繊維強化樹脂成形体の熱による形態安定性の観点からは、加熱により再成形できないとは、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧にて再成形できないとよい。つまり、繊維強化樹脂材料は、加熱成形後にさらに特定の温度以上で加熱された後、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａの加熱および加圧により再成形できないものであればよい。この場合、加熱および加圧の時間は、例えば、１５秒〜１時間程度である。
【００３６】
なお、本実施の形態における繊維強化樹脂材料は、特定の温度以上で加熱した後は、特定の温度よりもかなり高温での再加熱（または加熱および加圧）で再成形できるものを除くものではない。得られる繊維強化樹脂成形体の形体安定性の観点からは、特定の温度以上で加熱した後の再成形ができる温度は、特定の温度よりも５０℃以上、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、さらにより好ましくは２００℃以上である。また、繊維強化樹脂成形体の再利用の観点からは、再成形ができる温度は、３５０℃以下が好ましく、より好ましくは２５０℃以下、さらにより好ましくは２００℃以下である。
【００３７】
再生する必要がなければ、再加熱によって再成形できないものが好ましい。つまり、再加熱によって軟化または変形しないものが好ましい。
【００３８】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料を構成する強化繊維は、好ましくは、炭素繊維であるとよい。強化繊維の中でも、炭素繊維は、軽量で強度があり、耐腐食性の観点から好ましい。
【００３９】
また、強化繊維の形状は、特に限定されるものではなく、ステープル、綿状、糸状、紐状、テープ状、シート状、織物、編物または不織布等であってもよい。また、強化繊維が炭素繊維等の場合には、開繊されていてもいなくともよい。
【００４０】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料を構成する熱可塑性樹脂は、好ましくは、エポキシ樹脂であるとよい。エポキシ樹脂は、破壊靱性、曲げ強度、耐衝撃性、圧縮強度などの強度の観点、および、耐酸、耐アルカリなどに対する耐薬品性も含めた耐久性の観点から好ましい。
【００４１】
また、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料には、官能基が２以上の架橋剤が含まれているとよい。このような架橋剤が含まれていることによって、特定の温度以上で加熱されることにより、繊維強化樹脂材料に含まれる熱可塑性樹脂が加熱による成形性を失い、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体の熱に対する形体安定性が増す。つまり、得られた繊維強化樹脂成形体が再加熱により再成形しにくくなる。
【００４２】
繊維強化樹脂材料に含める架橋剤として特に好ましものは、ブロック型のイソシアネート系化合物またはノボラック型樹脂であり、繊維強化樹脂材料には、これらの少なくともいずれか１種が含まれているとよい。
【００４３】
架橋剤として、ブロック型のイソシアネート系化合物またはノボラック型樹脂を用いると、後に説明を行う熱可塑性樹脂、特に反応型の熱可塑性樹脂を用いた場合には、熱可塑性樹脂が直鎖状に重合する温度では当該架橋剤が架橋剤として反応せず、熱可塑性を有する繊維強化樹脂材料を安定して得ることができる。例えば、架橋剤として、ブロック型のイソシアネート系化合物を用いた場合には、イソシアネート基がブロック剤でブロックされているため架橋剤として反応しない。しかも、後に行う特定の温度以上での加熱では架橋剤が活性化し、例えば、前記のブロック剤でのブロックが外れ、直鎖状の熱可塑性樹脂同士を橋渡しするように架橋し、もしくは、イソシアネート系化合物同士や分子量の小さい熱可塑性樹脂と結合し障害物となり、直鎖状の熱可塑性樹脂の高温時の流動性を阻害し、その後、繊維強化樹脂材料およびそれを用いて得られた繊維強化樹脂成形体が再加熱で再成形できなくすることを、安定しておこなうことができる。したがって、ブロック型のイソシアネート系化合物またはノボラック型樹脂を用いると、特定の温度の設定が容易であり、熱可塑性を有し成形が容易な状態と、成形ができなくなる状態との管理が行いやすいので、繊維強化樹脂材料および繊維強化樹脂成形体の生産性や品質安定性の観点から、架橋剤としてブロック型のイソシアネート系化合物またはノボラック型樹脂を用いるとよい。
【００４４】
また、官能基が２以上の架橋剤は、架橋剤および熱可塑性樹脂の官能基の数によっても異なるが、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１重量部以上含むとよい。この架橋剤の含有量が１重量部未満では、特定の温度以上による加熱後も再成形ができたり、熱による軟化や変形が大きすぎたりして、本発明の目的を達成できないおそれがある。この架橋剤の含有量は、好ましくは、熱可塑性樹脂１００重量部に対して５重量部以上、さらに好ましくは１０重量部以上、さらにより好ましくは１５重量部以上である。この架橋剤の含有量の上限は特に限定されるものではないが、１００重量部程度が上限である。なお、架橋剤を１００重量部以上添加しても、得られる繊維強化樹脂材料や繊維強化樹脂成形体に対し、添加による効果がさほど向上しなかったり、もろくなったり、軟化しやすくなったりするおそれがある。架橋剤の含有量は、より好ましくは６０重量部以下、さらに好ましくは５０重量部以下、さらにより好ましくは４０重量部以下である。
【００４５】
また、再加熱による再成形ができなくなる特定の温度は、１３０℃以上の温度であるとよい。この特定の温度とは、成形時または成形後に繊維強化樹脂材料または繊維強化樹脂成形体に行われる加熱であって強化繊維樹脂成形体がその温度での加熱以降、再成形できなくなる温度をいう。これは、特定の温度が１３０℃以上では、架橋剤としてブロック型のイソシアネート系化合物を用いた場合に、そのブロックが外れて活性のＮＣＯを有するイソシアネート系化合物が、架橋剤として働き、直鎖状の熱可塑性樹脂同士を橋掛け状に架橋、もしくは、イソシアネート系化合物同士や分子量の小さい熱可塑性樹脂と結合して障害物となり、直鎖状の熱可塑性樹脂の高温時の流動性を阻害しているのではないかと推測している。
【００４６】
再加熱による再成形ができなくなる特定の温度は、成形が容易な熱可塑性樹脂材料を得るとの観点（つまり熱可塑性に優れた繊維強化樹脂材料を得るとの観点）からは、１５０℃以上が好ましく、さらに好ましくは１９０℃以上、さらにより好ましくは２００℃以上である。この特定の温度が低いと、例えば、反応型の熱可塑性樹脂から直鎖状の分子構造を有する熱可塑性樹脂を得る際に、繊維強化樹脂材料の成形性が低下するおそれがある。これは、直鎖状の分子同士の橋掛けや架橋剤同士の反応も同時に起こる等からではないかと推測している。
【００４７】
また、特定の温度の上限は、目的とする形状の繊維強化樹脂成形体を生産性よく得るとの観点からは、３５０℃、より好ましくは３００℃、さらにより好ましくは２７０℃、さらにより好ましくは２５０℃である。
【００４８】
なお、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料において、加熱により再成形できないとは、加熱（または加熱および加圧）により特定の形状に成形することができなくなることをいう。つまり、加熱により再成形できないとは、加熱により全く再成形できないことだけではなく、加熱により再生しにくいことも含んでおり、成形できなければ、加熱により軟化すること、または、加熱時に力がかかっているときには変形するが加熱しなければ変形しないようなことも含む。このように、繊維強化樹脂材料を成形することで得られた繊維強化樹脂成形体は、加熱により軟化するものであってもよいが、好ましくは、繊維強化樹脂成形体の使用環境温度では軟化および／または変形しないものがよい。
【００４９】
また、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料の好ましい一例について、さらに詳細に説明する。
【００５０】
熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料は、好ましくは、熱可塑性樹脂と一方向に配列された強化繊維の束とを含む繊維強化樹脂材料であって、前記熱可塑性樹脂が反応型樹脂であるとよい。
【００５１】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と炭素繊維の束とを含むものであるので、熱可塑性があり、加熱（または加熱および加圧）により容易に成形することができ、所望の繊維強化樹脂成形体を得ることができる。得られた繊維強化樹脂成形体は、特定の温度未満での加熱処理では、一度、成形させた後であっても加熱処理により容易に再成形でき、逆に、特定の温度以上で加熱処理後は、当該特定の温度で再度加熱処理を行っても再成形できないものである。
【００５２】
一般に、熱可塑性樹脂は、成形可能な温度であれば加熱により何度でも変形させることができるが、本実施の形態における繊維強化樹脂成形体は、特定の温度以上で加熱した後は、当該特定の温度で再度加熱を行っても変形しないものである。
【００５３】
本実施の好ましい形態は、反応型の熱可塑性樹脂が加熱されることで、直鎖状に結合した分子構造の熱可塑性樹脂になる場合である。この状態では、熱可塑性樹脂が直鎖状のため比較的低温のガラス転移温度を有し、当該温度以上であれば、何度でも成形は可能である。また、特定の温度以上で加熱する前の繊維強化樹脂材料は、熱硬化性樹脂のように厳格な低温環境での保存等を行う必要がないため、保管等も容易である。
【００５４】
一方、この繊維強化樹脂材料を特定の温度以上で加熱することにより直鎖状の熱可塑性樹脂を更に結合させたり、好ましくは繊維強化樹脂材料に官能基が２以上の架橋剤等を含めることにより架橋剤と直鎖状の熱可塑性樹脂とが反応する温度以上に、あるいは、架橋剤同士が反応する温度以上に、この繊維強化樹脂材料を加熱したりすることにより、熱に対する形態安定性が向上する。つまり、再加熱により再成形しにくくなる。
【００５５】
この理由は、特定の温度以上で加熱することにより、直鎖状のものが架橋剤により橋掛けされた分子構造の樹脂となったり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度が大きく上昇したり、熱可塑性樹脂が熱硬化性となったり、架橋剤による他の化合物が生成したりなどにより、当該温度で処理する前には成形が可能であった加熱及び加圧条件で再度加熱しても、繊維強化樹脂材料およびこれを用いて得られた繊維強化樹脂成形体は再成形できなくなるものと推測している。
【００５６】
なお、本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料については、熱硬化性樹脂のように特定の温度以上に加熱する前のものを低温で保管したりする必要がなく、また、架橋剤を反応させる加熱時においては熱硬化性樹脂の硬化時のように長時間を要することなく容易に加熱処理を行うことができる。
【００５７】
本実施の形態の繊維強化樹脂材料の形状は、シート状、テープ状、柱状、紐状、線状、粒状、チップ状、板状、ブロック状等であり、特に限定されるものではない。また、強化繊維の繊維軸方向に対し垂直方向に切断した断面も、円状、楕円状、扁平状、多角形状等であり、特に限定されるものではない。なお、ここでいう垂直方向とは、繊維強化樹脂材料に含まれる強化繊維の繊維軸方向が一方向に配列している場合には強化繊維の繊維軸方向におおよそ垂直な方向であればよい。
【００５８】
また、繊維強化樹脂材料の大きさも特に限定されるものではないが、繊維強化樹脂材料に含まれる強化繊維の繊維軸方向が一方向に配列しているチップ状の場合には、繊維強化樹脂材料の破壊靱性、曲げ強度、耐衝撃性、圧縮強度などの強度の観点より、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さは５ｍｍ〜５００ｍｍであることが好ましい。繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さが１０ｍｍ以上であるとより好ましく、２０ｍｍ以上であるとさらにより好ましい。また、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さは、さらに好ましくは３０ｍｍ以上であるとよく、また、さらに好ましくは４０ｍｍ以上、また、さらに好ましくは５０ｍｍ超であるとよい。
【００５９】
また、高温にて再成形して使用する場合も、織物等を用いた場合に比べ、チップ状の繊維強化樹脂材料は、任意の方向への成形性や各種強度の安定性が優れている。
【００６０】
また、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さの上限も特に限定されるものではない。得られる繊維強化樹脂成形体の大きさにもよるが、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さが５００ｍｍ以下であると、繊維強化樹脂材料が大きく折り曲げられたり、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の強度に関する異方性を抑制したりできるので、圧縮強度や耐衝撃性も含めて安定した強度を有する繊維強化樹脂成形体が得られる。繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さは、得られる繊維強化樹脂成形体の大きさにもよるが、好ましくは３００ｍｍ以下がよく、１００ｍｍ以下がさらによりよい。
【００６１】
なお、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さとは、繊維強化樹脂材料の構成要素である強化繊維の繊維軸方向の長さをいう。
【００６２】
また、繊維軸方向以外の長さについても特に限定されないが、繊維強化樹脂材料の生産性と得られる繊維強化樹脂成形体の強度の観点より、繊維軸方向以外の長さは、繊維軸方向の長さよりも短い方がよい。
【００６３】
また、繊維強化樹脂材料の幅は、３００ｍｍ以下がよく、好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５０ｍｍ以下、さらにより好ましくは３０ｍｍ以下であり、さらにより好ましくは１０ｍｍ以下、さらにより好ましくは５ｍｍ以下である。なお、繊維強化樹脂材料の幅の下限値には特に制限はないが、生産時のハンドリング性やコストの合理化などの観点より繊維強化樹脂材料の幅は１ｍｍ以上であるとよい。
【００６４】
繊維強化樹脂材料の幅が上記の上限値以下であれば、加熱及び加圧して得られる繊維強化樹脂成形体中にて強化繊維の束の繊維軸方向がランダムになりやすいので、得られる繊維強化樹脂成形体の強度及びその安定性の観点から、繊維強化樹脂材料の幅の上限値は上記の値にするとよい。
【００６５】
また、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さと幅との関係は、幅に対して、繊維軸方向の長さが大きい方がよい。好ましくは、繊維強化樹脂材料の幅を１とすると、繊維軸方向の長さは１．５以上、好ましくは２．０以上、さらに好ましくは３．０以上、さらにより好ましくは４．０以上、さらにより好ましくは５．０以上であるとよい。
【００６６】
繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さと幅との関係において、上記の下限値以上であると、繊維強化樹脂材料が繊維強化樹脂成形体中で面方向だけではなく厚み方向にも複雑に重なり合って３次元にランダムな状態となり、強度が向上、特に厚みの厚い成形体では圧縮強度が向上し、また、厚みの薄い成形体では後述するように万が一割れた場合の切断面の安全性が向上する。このように圧縮強度が向上する理由は、繊維強化樹脂材料が３次元にランダムに重なり合っているために圧縮による移動が抑制されるからであると考えられる。
【００６７】
また、繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さと幅との関係における上限については、繊維強化樹脂材料の幅を１とすると、繊維軸方向の長さは５０．０以下がよく、より好ましくは３０．０以下、さらに好ましくは２０．０以下である。
【００６８】
繊維強化樹脂材料の繊維軸方向の長さと幅との関係において、上記の上限値を超えると、繊維強化樹脂成形体の生産性や強度の安定性が低下するおそれがある。
【００６９】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂材料の厚みは、特に限定されるものではないが、０．１０ｍｍ以上、好ましくは０．１５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２０ｍｍ以上、さらにより好ましくは０．３ｍｍ以上であるとよく、さらには０．５ｍｍ以上、さらにより好ましくは１．０ｍｍ以上であるとよい。繊維強化樹脂材料の厚みの上限はおおよそ１００ｍｍ程度である。
【００７０】
繊維強化樹脂材料の厚みは、上記の下限値以上であれば、得られる繊維強化樹脂材料のハンドリング性が向上する。炭素繊維やバサルト繊維を強化繊維として用いた場合には、強度に異方性があるため、繊維強化樹脂材料の厚みが上記の下限値未満であると、繊維強化樹脂成形体を製造する前に、繊維強化樹脂材料が割れるおそれがある。また、繊維強化樹脂材料の生産性の観点や、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体を加熱及び加圧して製造する際に繊維強化樹脂材料同士の隙間に合わせて繊維強化樹脂材料が厚みや幅方向等に変形して当該隙間が埋められて強度向上及び強度の安定性の観点からも繊維強化樹脂材料の厚みは上記の下限値以上であるとよい。
【００７１】
また、繊維強化樹脂材料の厚みが上記の上限値以下であれば、炭素繊維の束の内部にまで熱可塑性樹脂を十分に含浸させることができる。また、繊維強化樹脂材料の生産性の観点及び繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の強度の観点からも繊維強化樹脂材料の厚みは上記の上限値以下であるとよい。さらに、繊維強化樹脂材料の厚みが上記の上限値以下であれば、繊維強化樹脂成形体を加熱及び加圧して製造する際に、繊維強化樹脂成形体中に空気が含まれることなどを抑制し、強度や生産が安定する。
【００７２】
熱により溶融して用いられる熱可塑性樹脂は、強化繊維の束への含浸が困難であるため、強化繊維の束を０．１３ｍｍ以下の薄いシート状にする必要があるが、本実施の形態の繊維強化樹脂材料であれば、反応型の熱可塑性樹脂を用いているため熱可塑性樹脂が強化繊維の束に容易に含浸するので強化繊維の束を薄くする必要がなく、厚みの厚い繊維強化樹脂材料が得られる。
【００７３】
なお、上記は繊維強化樹脂材料に含まれる強化繊維の繊維軸方向が一方向に配列しているチップ状の場合の説明であるが、繊維強化樹脂材料の形状はこれらに限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。
【００７４】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂材料における繊維体積含有率（Ｖｆ値）は２０％〜８０％であることが好ましい。繊維強化樹脂材料のＶｆ値は、当該繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の強度の観点から、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは４０％以上がよい。また、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の外観品位の観点、成形性の観点及び強度の観点から、繊維強化樹脂材料のＶｆ値は、より好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６０％前後がよい。
【００７５】
なお、繊維強化樹脂材料の形状にもよるが、繊維強化樹脂成形体を得るために、繊維強化樹脂材料を加熱及び加圧した際に、繊維強化樹脂材料の内部に空間が発生する場合には、繊維強化樹脂材料のＶｆ値は、５０％以下、より好ましくは４５％以下がよい繊維強化樹脂材料の材料間に空間ができると、得られる繊維強化樹脂成形体の強度が低下したり、安定した強度が得られなかったりするおそれがある。
【００７６】
＜＜熱可塑性樹脂＞＞
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料に用いられる熱可塑性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリエステル等の熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、好ましくは、硬化剤や触媒、重合開始剤、重合促進剤などの添加剤を添加したり加熱したりすることにより、反応が開始又は反応が促進等されて硬化する反応型樹脂であり、硬化した後も熱可塑性を有するものがよい。また、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性を維持するため、分子構造が直鎖状のものが好ましい。また、複数種の熱可塑性樹脂を配合して用いてもよい。
【００７７】
なお、熱可塑性樹脂は、反応後に化学構造が変わる場合もあり、例えば、エポキシ樹脂は、反応後にフェノキシ樹脂になる。また、本発明の目的を逸脱しない範囲で、熱可塑性樹脂に熱硬化性樹脂を配合してもよい。
【００７８】
このような熱可塑性樹脂を用いて得られた繊維強化樹脂材料は、加熱することにより容易に変形させることができ、また、成形時または成形後に特定の温度以上で加熱することにより再成形できなくなるものである。
【００７９】
破壊靱性、曲げ強度、耐衝撃性、圧縮強度などの強度、耐酸、耐アルカリなどに対する耐薬品性も含めた耐久性の観点より、反応型の熱可塑性樹脂として特に好ましくは反応型の熱可塑性エポキシ樹脂である。また、強化繊維として炭素繊維を用いる場合には、炭素繊維との親和性の観点からも反応型の熱可塑性エポキシ樹脂が好ましく、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の強度及びその耐久性がより向上する。なお、本実施の形態における反応型の熱可塑性エポキシ樹脂は、反応後にフェノキシ樹脂になるものも含む。また、エポキシ樹脂は、後に説明をおこなう架橋剤と反応することが可能な官能基、たとえばＯＨ基（−ＯＨ）を有するとよい。
【００８０】
このような反応型の熱可塑性樹脂は、硬化剤で硬化させる前は、常温で液状又は溶剤により溶解又は分散したものとすることができるため、樹脂を強化繊維の束の内部にまで含浸させることができる。また、強化繊維の束の内部にまで樹脂が存在しているため、強化繊維と熱可塑性樹脂が十分絡み合う（接触し合う）。このため、本実施の形態の繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体は、優れた強度を有し、また、ばらつきを抑制した安定した強度を有する。
【００８１】
また、反応型の熱可塑性樹脂は、加熱溶融させて使用する未反応型の熱可塑性樹脂に比べ、反応前の熱可塑性樹脂の分子量が小さく流動性を高め、反応後に例えば数平均分子量で１万以上ないし３万以上に高分子化すること、また、架橋の状態も調整することが可能であり、強度の向上や可撓性、熱変形性の調整も可能である。また、官能基が２以上の架橋剤との混合も容易である。
【００８２】
また、熱可塑性樹脂と以下に説明する架橋剤を反応させる前の熱可塑性樹脂の成形することができる温度及びガラス転移温度は７０〜２５０℃であることが好ましい。得られる繊維強化樹脂成形体の熱安定性の観点からは、熱可塑性樹脂の成形することができる温度及びガラス転移温度は、８０℃以上がより好ましく、９０℃以上がより好ましい。また、得られる繊維強化樹脂成形体の成形性の観点からは、熱可塑性樹脂の成形することのできる温度およびガラス転移温度は、２００℃以下がより好ましく、１５０℃以下がさらに好ましい。
【００８３】
特に、複数の繊維強化樹脂材料、たとえば２枚以上の板状の繊維強化樹脂材料や２以上のチップ状の繊維強化樹脂材料、またはこれらを組み合わせたものなど、一度固化した繊維強化樹脂材料を複数組み合わせて成形体を得る場合には、特定の温度以上で加熱する前の熱可塑性樹脂を成形することのできる温度およびガラス転移温度は１５０℃未満が好ましく、１３０℃以下が、繊維強化樹脂材料同士の一体化（強度、外観品位等）の観点より、より好ましい。
【００８４】
また、熱可塑性樹脂と以下に説明する架橋剤とをあるいは架橋剤同士を反応させた後（特定の温度以上で加熱した後）の熱可塑性樹脂の加熱により再成形できる温度は１５０℃超であることが好ましい。得られる繊維強化樹脂成形体の熱安定性の観点からは、熱可塑性樹脂の加熱により再成形できる温度は、１９０℃以上がより好ましく、さらに好ましくは２４０℃以上がよい。また、得られる繊維強化樹脂成形体の成形性の観点からは、熱可塑性樹脂の加熱により再成形できる温度の上限は、特に限定されるものではなく、樹脂の種類や架橋剤等により変わるが、４００℃程度である。
【００８５】
また、一般的には、熱可塑性樹脂のガラス転移温度と、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料の熱による成形可能な温度とはほぼ一致しており、特定の温度以上の加熱により熱可塑性樹脂のガラス転移温度が上昇して以後の特定の温度での成形性を失うように思われる。しかしながら、本実施の形態の繊維強化樹脂材料では、このようなもの以外、具体的には熱可塑性樹脂のガラス転移温度と加熱により成形できなくなる温度とは一致せず、特定の温度以上で加熱した後も熱可塑性樹脂のガラス転移温度の上昇はほとんど発生しないにも関わらず、特定の温度以上の熱処理前では成形できた温度であっても再成形できないものも含まれる。このような場合には熱可塑性樹脂の直鎖状の分子構造に対する橋掛け部分が少ないおよび／または分子量の小さな熱可塑性樹脂と架橋剤が反応したり架橋剤同士の反応生成物が生成したりして、熱可塑性樹脂の流動性に障害が生じ、熱による再成形ができなくなるのではないかと考えている。
【００８６】
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）にて測定したものである。
【００８７】
また、熱可塑性樹脂と以下に説明する架橋剤とを反応させた後の熱可塑性樹脂は、熱硬化性となるものも含むものである。なお、熱可塑性樹脂と以下に説明する架橋剤を反応させた後の熱硬化性樹脂は、加熱により軟化するものや加圧により多少変形するものも含むものであるが、成形性のないものである。好ましくは、加熱により軟化しないものがより好ましい。
【００８８】
＜＜架橋剤＞＞
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料に用いられる架橋剤は、官能基が２以上の架橋剤（以下、単に「架橋剤」ともいう）である。架橋剤は用いられる熱可塑性樹脂に対し、反応性を有するものを任意に選択するとよい。熱可塑性樹脂が反応型の樹脂である場合には、好ましくは、前記硬化剤による熱可塑性樹脂の反応開始温度よりも反応開始温度が高い架橋剤を用いるとよい。反応型の熱可塑性樹脂溶液に前記硬化剤としての架橋剤が含まれている場合には、前記硬化剤としての架橋剤よりも高温で活性し、直鎖状の熱可塑性樹脂と直鎖状の熱可塑性樹脂とを橋掛けするような反応や架橋剤同士の反応がおこる架橋剤を用いるとよい。
【００８９】
反応型の熱可塑性樹脂の硬化剤、促進剤等による反応開始温度と、特定の温度、つまり繊維強化樹脂材料や繊維強化樹脂成形体が再成形しなくなる温度（たとえば、直鎖状の熱可塑性樹脂と本実施の形態の架橋剤との反応開始温度）との差（温度差）は、成形性に優れた繊維強化樹脂材料でありかつ特定の温度以上での加熱後は熱に対する形体安定性に優れた繊維強化樹脂成形体を得るとの観点からは１０℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、さらに好ましくは５０℃以上がよい。温度差の上限は特に限定されるものではないが、温度差が大きすぎると熱安定性に優れた繊維強化樹脂成形体を製造するときにかなりの高温にする必要があるため、温度差は２００℃以下が好ましく、より好ましくは１５０℃以下、さらに好ましくは１００℃以下がよい。
【００９０】
具体的な架橋剤としては、熱可塑性樹脂として、エポキシ樹脂を反応させて得られる直鎖状のエポキシ樹脂（フェノキシ樹脂）を用いる場合には、エポキシ樹脂のＯＨ基と反応することが可能な官能基を２個以上有するイソシアネート系化合物やノボラック型樹脂が挙げられる。
【００９１】
官能基を２個有するイソシアネート系化合物としては、例えば、（１）炭素数６〜１２［ＮＣＯ基中の炭素を除く、以下、（２）〜（４）も同様］の脂肪族ジイソシアネート、（２）炭素数６〜１５の脂環式ジイソシアネート、（３）炭素数８〜１２の芳香脂肪族ジイソシアネート、（４）炭素数６〜３０の芳香族ジイソシアネートおよびこれらの２種以上の混合物などが挙げられる。
【００９２】
脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、１，３，６−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００９３】
脂環式ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、１，４−ビス（２−イソシアナートエチル）シクロヘキサンなどが挙げられる。
【００９４】
芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、ｐ−またはｍ−キシリレンジイソシアネート、α、α、α’、α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００９５】
芳香族ジイソシアネートの具体例としては、１，３−または１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−または２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、２，４’−または４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは芳香族ジイソシアネートであり、特に好ましいものはＭＤＩである。
【００９６】
官能基数３以上のイソシアネート系化合物としては、例えば、上記の有機ジイソシアネート（３モル）とトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）（１モル）とを反応させたウレタン変性体（例えば、ＨＤＩまたはＩＰＤＩまたはＴＤＩとＴＭＰとを反応させたアダクト変性体など）、上記の有機ジイソシアネート（３モル）と水（１モル）とを反応させたビューレット変性体（例えば、ＨＤＩまたはＩＰＤＩと水を反応させた変性体など）、上記の有機ジイソシアネートのイソシアヌレート変性体（例えば、ＨＤＩまたはＩＰＤＩまたはＴＤＩの３量体など）、上記の変性体の２量体（例えば、ウレタン変性体またはビューレット変性体またはイソシアヌレート変性体（２モル）と水またはエチレングリコール（１モル）とを反応させた変性体など）、上記の変性体の３量体（例えば、ウレタン変性体またはビューレット変性体またはイソシアヌレート変性体（３モル）と水またはエチレングリコール（２モル）とを反応させた変性体など）など、およびこれらの２種以上の混合物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、脂肪族ジイソシアネートを用いた変性体である脂肪族ポリイソシアネートおよび脂環式ジイソシアネートを用いた変性体である脂環式ポリイソシアネートおよびこれらの２種以上の混合物が挙げられ、さらに好ましくはイソシアヌレート変性体の脂肪族ポリイソシアネート、イソシアヌレート変性体の脂環式ポリイソシアヌレートおよびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００９７】
好ましくはイソシアネート系化合物を用いる場合には、官能基が一定以上の温度が与えられるまでブロックされたブロック型のイソシアネート系化合物を用いるとよい。これにより、繊維強化樹脂成形体の成形が容易になり、かつ、成形後の熱安定性に優れた繊維強化樹脂成形体を容易に得ることができる。
【００９８】
ブロック型のイソシアネート系化合物とは、特定の温度未満では反応しないが、特定の温度以上になるとイソシアネート系化合物のブロック剤が解離して、活性のＮＣＯを得ることができる化合物であり、ブロックイソシアネートまたはマスクドイソシアネートなどといわれる。ブロック剤としては、フェノール、キシレノールなどのフェノール類、メチルエチルケトンオキシムなどのオキシム、カプロラクタムなどのラクタム、メタノールなどのアルコール類などがあげられる。
【００９９】
解離を始める温度は、成形性の観点から１２０℃以上が好ましく、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上、さらにより好ましくは２００℃以上である。解離を始める温度が１２０℃を下回ると反応性の熱可塑性樹脂を用いた場合、硬化剤による熱可塑性樹脂の反応の際に、架橋剤による架橋反応が同時に進み、成形する前に可塑性エポキシ樹脂の熱による成形性が低下するおそれがある。
【０１００】
解離を始める温度は、ブロック剤の種類、イソシアネート系化合物との反応パートナーとなる熱可塑性樹脂の官能基や触媒の有無により多少変化する。
【０１０１】
なお、先の熱可塑性樹脂（硬化剤で硬化されたもの）と本実施の形態の架橋剤との反応開始温度とは、ブロック型のイソシアネート系化合物を用いた場合には、ブロック剤が解離し、熱可塑性樹脂の官能基と結合する温度であり、熱可塑性樹脂の直鎖状の分子構造は橋渡しされ、橋掛け構造の分子構造となったり、ブロック剤が解離し架橋剤同士が架橋したりして、繊維強化樹脂材料や繊維強化樹脂成形体が再成形できなくなる温度が本実施の形態の「特定の温度」になると考えている。
【０１０２】
また、架橋剤として、ノボラック型樹脂を用いるとよい。ノボラック型樹脂は、イソシアネート系化合物に比べ先の熱可塑性樹脂（硬化剤で硬化されたもの）の官能基との反応開始温度が高く、官能基をブロックしなくとも容易に好ましい反応開始温度を有する。熱可塑性樹脂とノボラック型樹脂は、反応開始温度が２００℃以上のものが一般的に入手可能である。また、架橋剤としてノボラック樹脂を用いると、得られる繊維強化樹脂成形体は、難燃性が向上する。
【０１０３】
＜＜強化繊維＞＞
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料に用いられる強化繊維は、無機繊維、有機繊維、金属繊維又はこれらを複合して用いたものが挙げられる。具体的には、強化繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイト繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ繊維）、ステンレス、鉄などが挙げられる。
【０１０４】
軽量で強度が大きいとの観点から、強化繊維は、好ましくは、炭素繊維、バサルト繊維がよく、特に好ましくは炭素繊維がよい。
【０１０５】
炭素繊維は、ＰＡＮ系及びピッチ系のいずれの炭素繊維でも使用できる。このうち、強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系の炭素繊維が好ましい。
【０１０６】
また、本実施の形態では、強化繊維の形態として、ステープル、綿（ワタ）、一方向に配列された強化繊維の束、強化繊維不織布、強化繊維織物、強化繊維編物等任意のものを用いることができる。
【０１０７】
特に、強化繊維を一方向に配列させて束ねたものが好ましく用いられる。ここで、強化繊維を一方向に配列させたものとは、強化繊維の繊維軸方向を合わせたものである。また、強化繊維を束ねたものとは、２本以上の強化繊維の単繊維を収束させたものであればよく、集束剤で収束させたものであっても、また、集束剤を用いずに束ねたものであってもよい。生産性の観点からは集束剤で収束させたものがよい。なお、集束剤を用いる場合には、熱可塑性樹脂と親和性の高いものを用いるとよい。この場合、強化繊維の束の中に熱可塑性樹脂が含浸しやすくなり、優れた強度を有し、かつ、強度が安定した繊維強化樹脂成形体が得やすくなる。
【０１０８】
一方向に配列された強化繊維の束は、好ましくは強化繊維の単繊維を１０００本以上束ねたものが好ましく、より好ましくは１万本以上、さらに好ましくは１０万本以上がよい。強化繊維の束の本数の上限は、特に限定されないが、強化繊維の束が開繊されていないものの場合は、１００万本程度である。なお、一方向に配列させた強化繊維の束を開繊して用いる場合には、さらに本数が多くてもよい。
【０１０９】
したがって、本実施の形態では、炭素繊維メーカーから供給される炭素繊維の単繊維を６０００本（６Ｋ）束ねた製品、あるいは、１２０００本（１２Ｋ）、２４０００本（２４Ｋ）、５００００本（５０Ｋ）、６００００本（６０Ｋ）等の製品を、開繊等せずにそのまま用いたり、あるいは、さらにこれらのものを複数本束ねたものを開繊せずにそのまま用いたりすることができるので、生産性に優れている。もちろん、炭素繊維メーカーから供給される炭素繊維の単繊維を複数本束ねた製品を、開繊して用いてもよい。
【０１１０】
また、炭素繊維は、無撚糸、有撚糸、解燃糸のいずれであってもよい。
【０１１１】
本実施の形態において、炭素繊維の束の繊維軸方向に対して垂直方向に切断した断面形状は、円形、楕円、多角形等、特に限定されるものではない。なお、ここでいう垂直方向とは、強化繊維（炭素繊維）の繊維軸方向におおよそ垂直な方向であればよい。
【０１１２】
本実施の形態では、反応型の熱可塑性樹脂を用いており、強化繊維の束の内部にまで樹脂が容易に含浸するので、多くの単繊維本数で成形される強化繊維の束を必ずしも開繊等をする必要がない。これにより、繊維メーカーから供給されるドラム等に巻かれた強化繊維をそのまま用いることができ、工程数も少なく生産性に優れている。また、多くの単繊維からなる強化繊維の束に熱可塑性樹脂を一度に付与できるため生産性に優れる。
【０１１３】
＜繊維強化樹脂材料の製造方法＞
次に、本実施の形態の中の繊維強化樹脂材料の好ましい一製造方法について、一方向に配列された強化繊維の束と熱可塑性樹脂とを含むチップ状の繊維強化樹脂材料を例に説明を行う。なお、本実施の形態の繊維強化樹脂材料の製造方法は、以下の方法に限定されるものではない。なお、先に説明を行ったものと重複する事項については一部説明を省略又は簡略化する。
【０１１４】
本実施の形態の繊維強化樹脂材料は、炭素繊維メーカー等の繊維メーカーから供給されるドラム等に巻かれた上記の一方向に配列された強化繊維の束を引き出し、その後、熱可塑性樹脂溶液を付与する。なお、炭素繊維メーカー等から供給される一つのドラムから引き出したものを強化繊維の束として用いてもよいし、複数のドラムをクリールに取り付け、複数本の強化繊維の束をさらに束ねて一つの強化繊維の束として用いてもよい。また、強化繊維の束は、開繊処理を施して開繊してもよいし、開繊しなくてもよい。
【０１１５】
＜＜熱可塑性樹脂溶液＞＞
本実施の形態における好ましい熱可塑性樹脂溶液は、前記の種々の反応型の熱可塑性樹脂と硬化剤とを含み、さらに、前記硬化剤による熱可塑性樹脂の反応開始温度よりも反応開始温度が高い官能基が２以上の架橋剤を含む。熱可塑性樹脂溶液は、さらに溶剤も含む。
【０１１６】
熱可塑性エポキシ樹脂、官能基が２以上の架橋剤は前記の通りである。なお、熱可塑性樹脂溶液には、溶剤に溶質が完全に溶解した溶液だけではなく、エマルジョンやディスパージョンも含むものである。
【０１１７】
溶剤としては、水、ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、メチルセルソルブ、セルソルブ、アノンなどが挙げられる。
【０１１８】
溶剤を含む樹脂溶液とすることで、樹脂の粘度や流動性を調整することが容易になり、熱可塑性樹脂と硬化剤や官能基が２以上の架橋剤との混合が容易となる。
【０１１９】
硬化剤としては、エポキシ樹脂では、脂肪族ポリアミン、ポリアミノアミド、ケティミン、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン、イミダゾール、３級アミンなどのアミン系化合物、リン酸化合物、酸無水物系化合物、メルカプタン系化合物、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ジシアンジアミド、ルイス酸錯化合物などが挙げられる。
【０１２０】
また、熱可塑性樹脂溶液には、触媒、重合開始剤、重合促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、増粘剤、乳化剤、分散剤などの添加剤を、本発明の目的を逸脱しない範囲で添加してもよい。
【０１２１】
本実施の形態の熱可塑性樹脂溶液の粘度は、常温で５〜１０００ｍＰａ・ｓであるとよい。熱可塑性樹脂溶液の粘度が５ｍＰａ・ｓ以上であれば、強化繊維の束へ熱可塑性樹脂を十分な量付与することができる。また、熱可塑性樹脂溶液の粘度は、好ましくは、１０ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以上がよい。また、熱可塑性樹脂溶液の粘度が１０００ｍＰ・ｓ以下であれば強化繊維の束に内部にまで熱可塑性樹脂を浸透させることができる。熱可塑性樹脂溶液の粘度は、より好ましくは８００ｍＰａ・ｓ以下、さらには５００ｍＰａ・ｓ以下であるとよい。
【０１２２】
強化繊維の束への熱可塑性樹脂の付与方法は、熱可塑性樹脂溶液に強化繊維の束を浸漬させるディップ法、浸漬した後にマングルなどで絞るディップニップ法、熱可塑性樹脂溶液をキスロールやグラビアロール等に付着させて当該キスロール等から強化繊維の束に熱可塑性樹脂を転写する転写法、又は、霧状の熱可塑性樹脂溶液を強化繊維の束に付与するスプレー法などが挙げられる。また、ディップ法、転写法、スプレー法などでは、熱可塑性樹脂溶液が付着した強化繊維の束を、オリフィスやダイス、ロール等と接触させることにより、強化繊維の内部にまで熱可塑性樹脂を押し込んだり、余分な熱可塑性樹脂を除去して強化繊維の束への熱可塑性樹脂の付与量を調整したりできる。
【０１２３】
強化繊維の束への熱可塑性樹脂の量が前記の好ましいＶｆ値となるように、強化繊維への熱可塑性樹脂溶液の付与量や熱可塑性樹脂中の熱可塑性樹脂量を調整するとよい。
【０１２４】
本実施の形態では、熱可塑性樹脂溶液の粘度が低いため、転写法によって熱可塑性樹脂を強化繊維の束の片面に付与した場合においても、強化炭素繊維の束の内部にまで熱可塑性樹脂を浸透させることができる。もちろん、強化繊維の束の両面に転写法により熱可塑性樹脂を付与してもよい。
【０１２５】
強化繊維の束に熱可塑性樹脂を付与した後、乾燥及び／又は熱処理を行う。乾燥と熱処理は同時に行ってもよい。なお、繊維強化樹脂材料を得る段階においては、熱可塑性樹脂と硬化剤に基づく反応を完全にさせてしまってもよいが、ある程度の状態で反応が止まった（もしくは反応速度が低下した）状態とし、繊維強化樹脂成形体の製造時またはその後の官能基が２以上の架橋剤が反応を開始する温度以上の特定の温度以上での加熱時に熱可塑性樹脂を完全に反応させてもよい。
【０１２６】
強化繊維の束に熱可塑性樹脂を付与した後に乾燥及び／又は熱処理を行う目的は、少なくとも繊維強化樹脂材料を固化し、表面のタックを解消するためである。好ましくは、反応型の熱可塑性樹脂が硬化剤と反応し、直鎖状の分子構造を持つ熱可塑性樹脂を含むタックのない繊維強化樹脂材料が得られるとよい。
【０１２７】
繊維強化樹脂材料の表面のタックが解消されることにより、繊維強化樹脂材料の製造工程でのハンドリングが向上するので、生産性が向上する。また、タックが解消することで、当該繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体においても、異方性のないものが容易に得られるとともに、繊維強化樹脂成形体の製造工程においてもハンドリングが向上して生産性が向上する。また、タックが解消することで、繊維強化樹脂材料を保管しているときも、繊維強化樹脂材料が接着しあうことを防止できるので、優れた保管性を確保できる。
【０１２８】
加熱の温度は、前記の通り熱可塑性樹脂と硬化剤に基づく反応を完全にさせてしまった状態、ある程度の状態で反応が止まった（もしくは反応速度が低下した）状態とし、かつ、官能基が２以上の架橋剤が活性化しない温度、たとえば、架橋剤と熱可塑性樹脂との反応が開始しない温度と時間で行う。なお、本発明の目的を逸脱しない範囲で、官能基が２以上の架橋剤が熱可塑性樹脂との反応が多少起こっていてもよい。
【０１２９】
熱可塑性樹脂、硬化剤、官能基が２以上の架橋剤、又は、溶剤にもよるが、熱可塑性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合では、乾燥及び／又は熱処理は４０〜２００℃で行うとよく、熱可塑性樹脂材料のタックがなくなれば、乾燥と熱処理の２回に分けて加熱を行なってもよいし、いずれか一方のみ行なってもよい。乾燥は、４０〜１２０℃で１分〜１時間程度行うことがよく、熱処理の場合は１２０℃〜２００℃で１分から１時間程度行うとよい。より好ましくは、乾燥は６０〜１２０℃で１０分〜３０分、熱処理は１２１℃〜１８０℃で３分〜４０分がよい。このような条件の範囲は、得られる繊維強化樹脂成形体の品位及び生産性の観点から好ましい。
【０１３０】
炭素繊維の束に熱可塑性樹脂を付与し、乾燥及び／又は熱処理後、当該熱可塑性樹脂が付与された強化繊維の束を切断することによりチップ状の繊維強化樹脂材料が得られる。
【０１３１】
熱可塑性樹脂が付与された強化繊維の束の切断は、一方向に配列された強化繊維の束の繊維軸方向に対し垂直方向に切断される。なお、ここでいう垂直方向とは、正確に強化繊維の繊維軸方向に対し垂直でなくともよく、おおよそ垂直な方向に切断したものであればよい。また、一方向に配列された強化繊維束の繊維軸方向に対し、斜め方向に切断したものであってもよい。切断された繊維強化樹脂材料の長さは前記の通りである。
【０１３２】
また、熱可塑性樹脂が付与された強化繊維の束の形状が、幅が広くシート状であったり厚みが厚く柱状であったりなどの場合には、必要に応じ強化繊維の束の繊維軸方向と平行にも切断して、チップ状のものを製造してもよい。
【０１３３】
なお、上記では一方向に配列された強化繊維の束と熱可塑性樹脂を含むチップ状の繊維強化樹脂材料およびその製造方法について述べたが、繊維強化樹脂材料は、先にも述べたとおりこれらに限定されるものではなく、シート状、板状、ブロック状、線状、紐状等任意の形状であってもよい。
【０１３４】
＜繊維強化樹脂成形体＞
本実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体は、上記の繊維強化樹脂材料を加熱により成形して得られたものである。好ましくは、上記の繊維強化樹脂材料を加熱及び加圧して成形して得られたものであるとよい。また、繊維強化樹脂材料または繊維強化樹脂成形体を特定の温度以上で加熱して得られたものであり、再度の加熱により再成形できないものである。
【０１３５】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体を構成する繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂を含むため、熱可塑性がある。従って、一度、加熱および加圧し繊維強化樹脂成形体を成形した後であっても、特定の温度以上で加熱しなければ、繊維強化樹脂成形体を加熱、特に加熱及び加圧することにより容易に任意の形状に再成形させることができる。
【０１３６】
さらに、前記の繊維強化樹脂材料を用いての加熱（または加熱及び加圧）による成形と同時、または、加熱（または加熱及び加圧）により成形した後に、特定の温度以上の温度、つまり、実質的に熱可塑性を失い、繊維強化樹脂成形体の熱による再成形をできなくなる温度で加熱することで、再度の加熱により再成形できなくなる。
【０１３７】
これは、前記の直鎖状の熱可塑性樹脂が、官能基が２以上の架橋剤などにより橋掛け状に架橋などし、官能基が２以上の架橋剤が反応を開始する温度以上で加熱することにより、直鎖状の熱可塑性樹脂が熱硬化性となったり、ガラス転移温度が上昇したり、架橋剤同士が結合したりして、実質的に熱可塑性を失って繊維強化樹脂成形体の熱による再成形をできなくなるのではないかと考えている。
【０１３８】
なお、実質的に熱可塑性を失うとは、繊維強化樹脂成形体の使用環境化の温度にて再成形できないものであり、使用環境以上の温度での再成形性や使用環境での多少の軟化や変形をするものを除くものではない。好ましくは、繊維強化樹脂成形体の使用環境化の温度では軟化や変形しないものがよい。
【０１３９】
再加熱により再成形ができなくなった繊維強化樹脂成形体は、加熱（または加熱および加圧）を行なうことにより、当該温度や圧力の大きさによっては、軟化したり、一時的に変形したり、多少変形することがあるものを含むが、得られる繊維強化樹脂成形体の使用用途、環境において、使用目的が達成できるレベルにおいて、実質的に再成形できないものをいい、また、軟化や変形しないとよい。
【０１４０】
たとえば、再加熱により再成形しない温度が１００℃以上である場合、得られる繊維強化樹脂成形体は、自動車の内装部品など、夏場の高温時７０℃程度の高温環境下において使用される用途に用いることができる。
【０１４１】
また、再加熱により再成形しない温度が１３０℃以上である場合、得られる繊維強化樹脂成形体は、モータなどの駆動部と接続される部分でも用いることができるので、工作機械、特に工作機械のロボットアームとして用いることができる。
【０１４２】
また、再加熱により再成形しない温度が１５０℃以上、さらに２００℃以上であれば、得られる繊維強化樹脂成形体をより高温環境下で使用することができる。
【０１４３】
好ましくは、特定の温度以上で加熱した後に再加熱により再成形できないとは、温度が１５０℃で、圧力が２ＭＰａ、時間が１５秒〜１時間の加熱および加圧にて再成形できない場合である。
【０１４４】
以下に、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体について、一方向に配列された強化繊維の束と、熱可塑性樹脂と、官能基が２以上の架橋剤とを含むチップ状の繊維強化樹脂材料を用いた場合にてさらに詳細に説明を行う。なお、先に説明を行ったものと重複する事項については一部説明を省略又は簡略化する。
【０１４５】
具体的には、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と、複数の強化繊維が一方向に配列してなる短冊状の強化繊維の束（強化繊維束）とを含む繊維強化樹脂材料からなり、短冊状の強化繊維の束が３次元にランダムに積層された積層構造である。短冊状の強化繊維の束を３次元にランダムに積層することによって、耐衝撃性及び破壊靱性に優れる成形体を得ることができる。
【０１４６】
ここで、複数の強化繊維が一方向に配列されてなる短冊状の強化繊維の束が３次元にランダムに積層しているとは、複数本の強化繊維を一方向に配列することにより得られた短冊状の強化繊維の束が複数、各束の繊維軸方向が繊維強化樹脂成形体の面方向に対してランダムに配置され、かつ、当該複数の強化繊維の束が繊維強化樹脂成形体の厚み方向に互いに重なり合うように積層されている状態のものをいい、より具体的には、複数の短冊状の強化繊維の束が、各束の上面及び下面において互いの束の繊維軸方向がランダムとなるように部分的に重なり合うように、かつ、各束が繊維強化樹脂成形体の面方向に対してランダムに僅かに傾斜して相互に折り重なって積層されている状態のものをいう。
【０１４７】
このように、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体を構成する繊維強化樹脂材料は、複数本の強化繊維を一方向に配列させて束ねたものである。複数本の強化繊維を一方向に配列させて束ねたものとは、強化繊維の束を構成する複数本の強化繊維の各々の繊維軸方向を合わせたものである。従って、強化繊維の束を構成する強化繊維のおおよその軸方向が合わせられていれば、強化繊維の束やこれを構成する強化繊維は、曲がっていたり蛇行したりしていてもよい。特に、加熱及び加圧されて形成された繊維強化樹脂成形体では、成形体の凹凸形状、強化繊維及びその束同士の交絡によって強化繊維や強化繊維の束が曲がったり蛇行したりする形状のものが多く存在する。なお、短冊状の強化繊維の束が３次元にランダムに積層されたもの、という概念には、このように強化繊維や強化繊維の束が加圧等によって曲がったり蛇行したりして変形した状態のものも含まれる。
【０１４８】
なお、繊維強化樹脂成形体において、短冊状の強化繊維の束は、必ずしも繊維強化樹脂成形体の面方向に対して傾斜している必要はなく、複数の短冊状の強化繊維の束の中には、繊維強化樹脂成形体の面方向に対して傾斜していないものが含まれていてもよい。また、繊維強化樹脂成形体を構成する繊維強化樹脂材料には、触媒、酸化防止剤、顔料など、強化繊維及び熱可塑性樹脂以外の物質が含まれていてもよい。
【０１４９】
このように、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、複数の繊維強化樹脂材料を用いて得られたものであり、これらの繊維強化樹脂材料を構成する一方向に配列された強化繊維の束の繊維軸方向がそれぞれランダムになっており、異方性が抑制されているものである。つまり、強化繊維の束としては強化繊維は一方向に配列しているが、繊維強化樹脂成形体を構成する複数の強化繊維の束はそれぞれ繊維軸方向がランダムになっているため、繊維強化樹脂成形体全体としてみれば、強化繊維は繊維軸方向がランダムとなっている。
【０１５０】
従って、繊維強化樹脂成形体は、異方性がなく、あらゆる方向に対し、均一な強度を発揮することができる。
【０１５１】
さらに、炭素繊維織物を積層して得られた繊維強化樹脂成形体では、大きな力が加わった場合に繊維強化樹脂成形体が割れ易く、また、割れた部分の破断面は鋭利であり、さらにその切断面はむき出しになりやすい。このため、万が一、事故などで繊維強化樹脂成形体が割れた場合、破断面により身体に切り傷などを発生させるなど２次被害の原因となるおそれがある。
【０１５２】
これに対し、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体では、繊維強化樹脂材料を構成する一方向に配列された強化繊維の束の繊維軸方向がそれぞれランダムになっているため、大きな力が加わって割れた場合においても、破断面が鋭利になることや、その鋭利な破断面がむき出しになることが抑制される。これにより、前記のような２次被害の発生が抑えられるので安全性に優れる繊維強化樹脂成形体が得られる。
【０１５３】
特に、繊維強化樹脂材料及び強化繊維の長さが１０ｍｍ〜３０ｍｍ未満であれば、一定以上の力で割れやすく、割れても鋭利な破断面が形成され難い。また、繊維強化樹脂材料及び強化繊維の長さが３０ｍｍ以上、より好ましくは４０ｍｍ以上であればより強い衝撃を受けても割れにくく、割れても鋭利な破断面が形成され難い。従って、繊維強化樹脂材料及び強化繊維の長さによって、得られる繊維強化樹脂成形体の特性の調整ができる。
【０１５４】
本実施の形態の繊維強化樹脂成形体の形状は、特に限定されるものではなく、シート状、板状、ブロック状が挙げられる。また、車のインサートパネルなどの内装部品の形状、車台などの自動車用部品の形状、ロボットアームなどの産業機器部品の形状又は、テレビの筺体などの家電製品用部品の形状など繊維強化樹脂材料から直接目的とする凹凸や曲面形状に成形されたものであってもよい。
【０１５５】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂材料における繊維体積含有率（Ｖｆ値）は、３０％〜８０％であることが好ましい。Ｖｆ値は、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の強度の観点から、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上がよい。また、繊維強化樹脂材料を用いて得られる繊維強化樹脂成形体の外観品位の観点及び成形性の観点から、Ｖｆ値は、好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６０％前後がよい。
【０１５６】
なお、前記の通り、繊維強化樹脂成形体を構成する繊維強化樹脂材料と繊維強化樹脂材料との間に空間が発生する場合には、空間が発生しないように、繊維強化樹脂材料は、Ｖｆ値が５０％以下、より好ましくは４５％以下のものを用いるとよい。繊維強化樹脂材料を構成する繊維強化樹脂材料と繊維強化樹脂材料との間に空間ができると、得られる繊維強化樹脂成形体の強度が低下するおそれがある。
【０１５７】
また、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値が小さいと繊維強化樹脂成形体の強度が低下するおそれがあるため、高強度のものが必要な場合には、以下で説明を行う繊維強化樹脂成形体を得るための加熱及び加圧時に過剰な熱可塑性樹脂を除去し、Ｖｆ値を高くするとよい。
【０１５８】
つまり、繊維強化樹脂材料のＶｆ値に比べ、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値が大きいことが好ましい。
【０１５９】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体の厚みは、特に限定されることはなく、目的とする成形体の用途等に対して任意に設定することができ、例えば０．１ｍｍ〜１０００ｍｍである。また、本実施の形態における繊維強化樹脂成形体のタテ方向、ヨコ方向の長さも特に限定されることはなく、目的とする成形体の用途に対して任意に設定することができる。
【０１６０】
本実施の形態の繊維強化樹脂成形体では、反応型の熱可塑性樹脂が用いられているため、加熱溶融して使用する熱可塑性樹脂に比べ、繊維強化樹脂成形体を構成する繊維強化樹脂材料の強化繊維の束の内部にまで熱可塑性樹脂が入り込む。これにより、優れた強度を有し、且つ、安定した強度を発揮できる繊維強化樹脂成形体を得ることができる。
【０１６１】
以上のように、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、熱硬化性樹脂に比べて硬化させた後でも成形が可能であり、熱硬化性のエポキシ樹脂のように成形まで低温保存や保存期間の問題もなく使用しやすく、長時間の硬化時間も必要とせず生産性にも優れたものである。
【０１６２】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、前記の特定の温度以上で加熱を行うまでは再成形も可能である。
【０１６３】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、前記の特定の温度以上で加熱した後は、当該特定の温度で再度加熱処理を行っても再成形しないものである。なお、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、上述のとおり、特定の温度以上で加熱しても温度や圧力によっては多少軟化や変形するものも含まれるが、再成形はされないものであるので、常温以上の環境においても熱安定性を有し、幅広い用途で用いることができる。
【０１６４】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体は、強度がありかつ軽量で、さらに熱に対する変形が抑制されているため、従来、鉄などの金属や熱硬化性樹脂を用いて製造されていた物、例えば自動車のシャーシなどの自動車部品、鉄筋、柱、梁、スペーサ、アンカープレート、ジャッキ用プレートなどの建築材料、テレビ、パソコン、冷蔵庫などの電化製品の筺体などに加え、常温以上の環境となるロボットアームなどの産業機器のモータなどの駆動部と接触する部材など、種々の物や用途に使用することが可能である。
【０１６５】
また、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体において、強化繊維として炭素繊維を用い、熱可塑性樹脂としてエポキシ樹脂を用いることで、耐久性、軽量、高強度及び防錆性に優れた成形体を得ることができる。
【０１６６】
＜繊維強化樹脂成形体の製造方法＞
次に、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体（熱可塑性樹脂と強化繊維と官能基が２以上の架橋剤を含むもの）の好ましい一製造方法について説明を行う。なお、本実施の形態の繊維強化樹脂成形体の製造方法は以下の方法に限定されるものではない。また、先に説明を行ったものと重複する事項については一部説明を省略又は簡略化する。
【０１６７】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法は、繊維強化樹脂材料を加熱する工程を含む。
【０１６８】
加熱する際、加熱だけではなく加圧も行うとよい。加熱および加圧は、加熱と加圧とを同時に行ってもよいし、加熱後に加圧を行ってもよいし、一旦加熱した後に加熱と加圧とを同時に行ったりしてもよい。
【０１６９】
具体的な加熱および加圧の方法としては、金型プレス法、オートクレーブ法、加熱・冷間プレス法等の方法が挙げられる。
【０１７０】
より具体的には、本実施の形態の複数のチップ状の繊維強化樹脂材料を、それぞれの繊維強化樹脂材料を構成する一方向に配列された強化繊維の束の繊維軸方向がそれぞれランダムになるように型枠に積層し、型枠の中の空気を抜きながら加熱及び加圧し、その後冷却する。
【０１７１】
また、開繊した強化繊維を用いて得られた織物に熱可塑性樹脂を付与した繊維強化樹脂材料の場合には、当該繊維強化樹脂材料を１枚あるいは繊維軸方向をずらしなどして複数枚積層して型枠に設置し、型枠の中の空気を抜きながら加熱及び加圧し、その後冷却する。
【０１７２】
さらにまた、開繊した強化繊維を用いて得られた織物に熱可塑性樹脂を付与した繊維強化樹脂材料の間や片面にチップ状の繊維強化樹脂材料を構成する一方向に配列された強化繊維の束の繊維軸方向がそれぞれランダムになるように型枠に積層し型枠の中の空気を抜きながら加熱及び加圧し、その後冷却するなどの方法があげられるが特に限定されるものではない。
【０１７３】
用いる熱可塑性樹脂や架橋剤、強化繊維の種類、また、得ようとする繊維強化樹脂成形体の厚みにもよるが、繊維強化樹脂材料を加熱する時の温度は、例えば５０〜４００℃程度であり、繊維強化樹脂材料を加圧する時の圧力は、例えば１〜５０ＭＰａ程度であり、加圧時間は、例えば１５秒〜２４時間程度、好ましくは、３０秒〜６時間、より好ましくは、１分〜１時間程度である。
【０１７４】
本実施の形態に係る繊維強化樹脂材料から直接目的とする成形体を成形し、その後変形させる必要がなければ、繊維強化樹脂材料の加熱温度は、得られる繊維強化樹脂成形体が再成形できなくなる温度または架橋剤同士が反応する温度（特定の温度）、たとえば架橋剤が直鎖状の熱可塑性樹脂と反応する温度以上の温度であればよい。また、加熱時間も当該温度で得られる繊維強化樹脂成形体が再成形できなくなる時間であればよく、例えば、好ましくは、３０秒〜６時間、より好ましくは、１５秒〜１時間程度である。
【０１７５】
また、一度成形した後、再成形させる可能がある場合には、成形時の加熱温度は架橋剤等が反応する温度（特定の温度）未満で加熱し、その後、任意の時期に特定の温度以上の温度で加熱すればよい。再成形させる際は、その後、再成形させる必要がなければ架橋剤が直鎖状の熱可塑性樹脂と反応を開始する温度（特定の温度）以上の温度で加熱すればよい。
【０１７６】
また、直接目的とする形状に成形した場合であっても、成形後、任意の時期に特定の温度以上で加熱を行なうことで、再加熱により再成形しないものとしてもよい。
【０１７７】
また、繊維強化樹脂材料を加熱して成形する際には、低温で十分繊維強化樹脂材料を軟化させ、粘着性あるいは流動性を持たせて目的となる形状に成形した後に特定の温度以上で加熱するとよい。これにより、得られる繊維強化樹脂成形体は、形状、外観品位および強度等が優れたものとなる。
【０１７８】
また、フラットなシート状の繊維強化樹脂成形体を製造する場合には、上記の方法を用いてもよいが、ダブルベルトプレス法などの連続法を用いてもよい。
【０１７９】
さらに、フラットなシート状の繊維強化樹脂成形体に一度成形した後にこの成形体を用いて厚みの厚いブロック状の繊維強化樹脂成形体や凹凸のある繊維強化樹脂成形体を製造する場合、フラットなシート状の繊維強化樹脂成形体を成形する際には、特定の温度以上の加熱を行なわない方がよい。
【０１８０】
また、一旦、シート状、板状、紐状、線状等に繊維強化樹脂成形体を成形しておき、任意の時期に目的とする形状に加熱（または加熱と加圧）により再度成形しなおしてもよい。この場合、目的の形状に成形した後、熱に対する安定性を増加させるために、特定の温度以上で加熱を行うとよい。
【０１８１】
たとえば、線状の繊維強化樹脂成形体として成形後、必要に応じて線状の繊維強化樹脂成形体を複数本より合わせ、その後、特定の温度以上で加熱して熱安定性の優れた棒材とする。得られた棒材は、コンクリート用補強筋やブレース材、ワイヤーなどの建材等に用いてもよい。
【実施例】
【０１８２】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。また、以下の実施例中の「部」は質量部である。【０１８３】
（実施例１）
（繊維強化樹脂材料）
実施例１では、一方向に配列された強化繊維の束として、炭素繊維の単繊維を２４０００本束ねたものを用いた（ＰＡＮ系炭素繊維：東レ株式会社製のトレカ（登録商標）Ｔ７００ＳＣ）。【０１８４】
この炭素繊維の束を巻いたドラムから開繊処理を行わずにそのまま炭素繊維の束を引き出しながら、炭素繊維の束の片面にキスロールを用いて以下に示す熱可塑性樹脂溶液を付与した。なお、ドラムから引き出したときの炭素繊維の束の断面形状は、偏平な形状であった。【０１８５】
［熱可塑性樹脂溶液（粘度：８０ｍＰａ・ｓ）］
・熱可塑性エポキシ樹脂（反応型樹脂：ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＴＰＥＰ−ＡＡ−ＭＥＫ−０５Ｂ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分８５質量％）                                                            １００部
・硬化剤（ＸＮＨ６８５０ＲＩＮ−Ｋ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分７０質量％）                                          ６．５部
・架橋剤（オキシムでブロックしたＨＤＩ系化合物（アダクト変性体）。固形分５５質量％）                                            ２０部
・メチルエチルケトン                                        １０部【０１８６】
次に、熱可塑性樹脂溶液を付与した炭素繊維の束を４本のロールに接触（炭素繊維の束の上面及び下面を交互にそれぞれ２回ずつ接触）させることにより炭素繊維の束をシゴいた後、６０℃で１０分間乾燥し、引き続き１２０℃で１０分間加熱処理を行うことで、長さ５０ｍ、幅４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍの一方向に配列された強化繊維の束に反応型の熱可塑性樹脂が付与されたテープ状の繊維強化樹脂材料を得た。熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１００℃であった。【０１８７】
繊維強化樹脂材料のカットした切断面を、電子顕微鏡を用い１００倍で観察したところ、炭素繊維の束の中央部にまで樹脂が入り込んでいた。【０１８８】
なお、熱可塑性樹脂溶液の粘度は、Ｂ型粘度計（ＴＶＢ−１５形粘度計：東機産業株式会社製）を用いて、ロータＮｏ．２０、１２ｒｐｍ、室温（１５℃）で測定したものである。【０１８９】
得られたテープ状の繊維強化樹脂材料（炭素繊維樹脂材料）に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０１９０】
（熱による変形試験）
得られたテープ状の繊維強化樹脂材料を長さ１５ｃｍにカットしたものを試料１として用いた。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１００℃であり、加熱処理前と比べガラス転移温度は上昇していなかった。【０１９１】
まず、カットした試料１、２について、各試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から各試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０１９２】
次に、試料１、２について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に各試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃のそれぞれの熱風オーブンで１０分経過後、各試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０１９３】
この試験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０１９４】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０１９５】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０１９６】
まず、各試料を５ｍｍの凹凸を有する型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０１９７】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいな形状に成形されたが、試料２については少し波打ったような状態にはなったものの、きれいな凹凸形状にはならず、成形できなかった。【０１９８】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、２４０℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、２４０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０１９９】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、保管性に関する試験を行った。【０２００】
具体的には、試料１を、６０℃の熱風オーブンの中で５日間放置した後、上記の（熱による変形試験）を行った。つまり、試料１について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料１を設置する。【０２０１】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中で放置する前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態まで垂れ下がり）、熱可塑性が維持していることが確認された。【０２０２】
したがって、試料１は、熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０２０３】
以上の試験により、実施例１の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内ある。【０２０４】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、テープ状の繊維強化樹脂材料を炭素繊維の軸方向に対しほぼ垂直に４０〜５０ｍｍの長さとなるようにカットし、長さ４０〜５０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍの断面が偏平な形状でチップ状の繊維強化樹脂材料を得た。得られた繊維強化樹脂材料のＶｆ値は４５％であった。なお、得られた繊維強化樹脂材料中の炭素繊維の長さは、炭素繊維が長繊維であるので繊維強化樹脂材料の長さと同じで、４０〜５０ｍｍである。【０２０５】
次に、得られたチップ状の繊維強化樹脂材料を複数、金型の中にランダムに積層し、１２０℃で５分間予備加熱した後、真空プレス機を用いて真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０２０６】
その後、型枠から滲み出した熱可塑性樹脂を除去することで、厚さは１．３ｍｍの板状に成形された繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の外観品位は良好であり、この繊維強化樹脂成形体の断面を、電子顕微鏡を用いて５０倍で観察したところ、内部に空間はなかった。また、得られた繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は５５％であった。【０２０７】
（熱による変形試験）
得られた板状の繊維強化樹脂成形体をタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは１．３ｍｍであった。【０２０８】
カットした試料について、試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０２０９】
次に、この試料を、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃の熱風オーブンそれぞれで１０分経過後、試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０２１０】
この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０２１１】
したがって、２４０℃の加熱により成形することができ、２４０℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０２１２】
（再成形試験）
この試験では、得られた板状物を試料として用いた。【０２１３】
まず、試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、２４０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０２１４】
冷却後、型から取り出した加熱および加圧後の試料は、板状物が少しくぼんだような状態にはなったが、深さ５ｍｍのトレイ形に沿った形状にはならず、再成形することができなかった。【０２１５】
したがって、繊維強化樹脂材料は、２４０℃の加熱により成形することができるが、２４０℃で加熱した後は、２４０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０２１６】
以上の試験より、実施例１の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２４０℃以下の範囲内にある。【０２１７】
したがって、実施例１の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の高温環境であっても使用することができる。【０２１８】
（実施例２）
実施例２では、一方向に配列された強化繊維の束として、炭素繊維の単繊維を６００００本束ねたものを用いた（ＰＡＮ系炭素繊維フィラメント：三菱レイヨン株式会社製のパイオフィル＃ＴＲＨ５０  ６０Ｍ）。【０２１９】
この炭素繊維の束を巻いたドラムから開繊処理を行わずにそのまま炭素繊維の束を引き出しながら、炭素繊維の束の片面にキスロールを用いて以下に示す熱可塑性樹脂溶液を付与した。なお、ドラムから引き出したときの炭素繊維の束の断面形状は、偏平な形状であった。【０２２０】
［熱可塑性樹脂溶液（粘度：１５ｍＰａ・ｓ以下（装置の測定限界値以下））］
・熱可塑性エポキシ樹脂（反応型樹脂：ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＲ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分８５質量％）      １００部
・硬化剤（ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＨ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分３０質量％）                                ６．５部
・架橋剤（カプロラクタムでブロックしたＨＤＩ系化合物（アダクト変性体）。固形分５５質量％）                                      ４０部
・メチルエチルケトン                                      ２００部【０２２１】
次に、熱可塑性樹脂溶液を付与した炭素繊維の束を４本のロールに接触（炭素繊維の束の上面及び下面を交互にそれぞれ２回ずつ接触）させることにより炭素繊維の束をシゴいた後、１１０℃で３分間の乾燥を行うことで、幅５〜１０ｍｍ、厚み０．５〜１．５ｍｍの一方向に配列された強化繊維の束に反応型の熱可塑性樹脂が付与されたテープ状の繊維強化樹脂材料を得た。熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１００℃であった。【０２２２】
繊維強化樹脂材料のカットした切断面を、電子顕微鏡を用い１００倍で観察したところ、炭素繊維の束の中央部にまで樹脂が入り込んでいた。【０２２３】
なお、熱可塑性樹脂溶液の粘度は、Ｂ型粘度計（ＴＶＢ−１５形粘度計：東機産業株式会社製）を用いて、ロータＮｏ．２０、６０ｒｐｍ、室温（１５℃）で測定したものである。【０２２４】
得られたテープ状の繊維強化樹脂材料（炭素繊維樹脂材料）に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０２２５】
（熱による変形試験）
得られたテープ状の繊維強化樹脂材料（幅８ｍｍ、厚み１．０ｍｍ）を長さ１５ｃｍにカットしたもの試料１として用いた。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１１０℃であり、加熱処理前と比べ上昇していた。【０２２６】
まず、カットした試料１、２について、各試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から各試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０２２７】
次に、試料１、２について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に各試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃のそれぞれの熱風オーブンで１０分経過後、各試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０２２８】
この実験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０２２９】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０２３０】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０２３１】
まず、各試料を５ｍｍの凹凸を有する型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０２３２】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいな形状に成形されたが、試料２については、少し波打ったような状態にとはなったものの、きれいな凹凸形状にはならず、成形できなかった。【０２３３】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、２４０℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、２４０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０２３４】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、保管性に関する試験を行った。【０２３５】
具体的には、試料１を、６０℃の熱風オーブンの中で５日間放置した後、上記の（熱による変形試験）を行った。つまり、試料１について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料１を設置する。【０２３６】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中で放置する前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直に垂れ下がった）、熱可塑性を有していることが確認された。【０２３７】
したがって、従来の熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０２３８】
以上の試験により、実施例２の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０２３９】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、テープ状の繊維強化樹脂材料を炭素繊維の軸方向に対しほぼ垂直に２０〜３０ｍｍの長さとなるようにカットし、長さ２０〜３０ｍｍ、幅５〜１０ｍｍ、厚み０．５〜１．５ｍｍのチップ状の繊維強化樹脂材料を得た。得られた繊維強化樹脂材料のＶｆ値は４４〜５３％であった。なお、得られた繊維強化樹脂材料中の炭素繊維の長さは、炭素繊維が長繊維であるので繊維強化樹脂材料の長さと同じで、２０〜３０ｍｍである。【０２４０】
次に、得られたチップ状の繊維強化樹脂材料を、金型の中にランダムに積層し、１２０℃で予備加熱を５分行った後、真空プレス機を用いて真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、４ＭＰａに加圧しながら１２０℃から２４０℃まで２℃／分で昇温し、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０２４１】
その後、型枠から滲み出した熱可塑性樹脂を除去することで、厚さ２５．５ｍｍ、タテ１５０ｍｍ、ヨコ１５０ｍｍの板状の繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の外観品位は良好であり、この繊維強化樹脂成形体の断面を、電子顕微鏡を用いて５０倍で観察したところ、内部に空間は確認されなかった。また、得られた繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は５５％であった。【０２４２】
（熱による変形試験）
得られた板状の繊維強化樹脂成形体をタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは２５．５ｍｍであった。【０２４３】
カットした試料について、試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０２４４】
次に、この試料を、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃の熱風オーブンそれぞれで１０分経過後、試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０２４５】
この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０２４６】
したがって、２４０℃の加熱により成形することができ、２４０℃で加熱した後は、熱による形状の安定性が向上していることが確認された。【０２４７】
（再成形試験）
この試験では、得られた板状物を試料として用いた。【０２４８】
まず、試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、２４０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２４０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０２４９】
冷却後、型から取り出した加熱および加圧後の試料は、ややくぼんだがほとんど変形せず再成形できなかった。【０２５０】
したがって、繊維強化樹脂材料は、２４０℃の加熱により成形することができるが、２４０℃で加熱した後は、２４０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０２５１】
以上の試験より、実施例２の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２４０℃以下の範囲内にある。【０２５２】
また、実施例２の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の環境下で使用されるもの、たとえば、１３０℃程度の環境となるロボットアームのモータなどの駆動部と接する箇所や高温環境で用いられるスペーサやジャッキ用プレート等としても使用できる。【０２５３】
（実施例３）
実施例３では、長繊維の強化繊維として、長繊維の炭素繊維を用いて得られた平織物（東レ株式会社製のトレカ（登録商標）ＣＯ６３４３Ｂ。炭素繊維３０００本を束ね開繊した３Ｋの炭素繊維束を用いて得られた平織物）を用いた。【０２５４】
まず、この平織物を、実施例２と同じ熱可塑性樹脂溶液に浸漬して、平織物に熱可塑性樹脂溶液を付与した。【０２５５】
次に、熱可塑性樹脂溶液を付与した平織物の上下面を１０本のロールに接触（平織物の上面及び下面を交互にそれぞれ５回ずつ接触）させてしごいた後、６０℃で２０分間乾燥し、引き続き１１０℃で１０分間の加熱を行い、長さ５０ｍ、幅４８ｃｍ、厚み０．３９ｍｍの長繊維の炭素繊維を用いて得られた織物に反応型の熱可塑性樹脂を付与したシート状の繊維強化樹脂材料を得た。なお、６０℃で乾燥し、１１０℃で加熱した特定の温度以上で加熱する前の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１００℃で、得られたシート状の繊維強化樹脂材料のＶｆ値が５０％であった。【０２５６】
得られたシート状の繊維強化樹脂材料に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０２５７】
（熱による変形試験）
得られたシート状の繊維強化樹脂材料を長さ１５ｃｍ、幅３ｃｍにカットしたもの試料１として用いた。また、試料１の厚みは０．３９ｍｍであった。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。この試料１、２を用いて、以下の試験を行った。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１１０℃であり、加熱処理前と比べ上昇していた。【０２５８】
まず、カットした試料１、２について、各試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から各試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０２５９】
次に、試料１、２について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に各試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃のそれぞれの熱風オーブンで１０分経過後、各試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０２６０】
この実験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０２６１】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０２６２】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０２６３】
まず、各試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、１５０℃、２ＭＰａで１５分間の加熱及び加圧を行った。【０２６４】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいなトレイ形状となったが、試料２については、少しくぼんだような状態にはなったものの、深さ５ｍｍのトレイの形状にはならず、再成形できなかった。【０２６５】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、１５０℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、１５０℃、２ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０２６６】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、保管性に関する試験を行った。【０２６７】
具体的には、試料１を、６０℃の熱風オーブンの中で５日間放置した後、上記の（熱による変形試験）を行った。つまり、試料１について、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料１を設置する。【０２６８】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中での放置前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）、熱可塑性を有していることが確認された。【０２６９】
したがって、従来の熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０２７０】
以上の試験により、実施例３の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０２７１】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、このシート状の繊維強化樹脂材料を５枚、繊維軸方向ずらしながら重ねて、１０２°の略Ｌ字型の上に設置し、１２０℃で１０分間予備加熱し、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）にて、１５０℃、２ＭＰａで１５分間、加熱しながら加圧することで、略Ｌ字型（Ｌ部の角度１０２°）の繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の平坦な部分（Ｌ部の頂点ではない部分）の厚みは１．２５ｍｍであった。また、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は、５２％であった。【０２７２】
（熱による変形試験）
得られた略Ｌ字型の繊維強化樹脂成形体の平坦部よりタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは１．２５ｍｍであった。【０２７３】
カットした試料について、試料の長辺の端部から５ｃｍ分を２枚のステンレス板の間に挟み、２枚のステンレス板から試料の長辺の１０ｃｍ分がはみ出るような状態にする。【０２７４】
次に、この試料を、２枚のステンレス板からはみ出した部分が空中で水平状態となるようにし、１７０℃の熱風オーブンと２４０℃の熱風オーブンの各々の中に試料を設置する。そして、１７０℃および２４０℃の熱風オーブンそれぞれで１０分経過後、試料が熱によりヘタル（垂れ下がる）かを確認した。【０２７５】
この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０２７６】
したがって、１５０℃の加熱により成形することができ、１５０℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０２７７】
（再成形試験）
この試験では、得られたＬ字型に成形された繊維強化樹脂成形体を試料として用いた。【０２７８】
まず、試料をフラットな型の上に、Ｌ字の頂点を上向きに置き、再度、１５０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、１５０℃、２ＭＰａで１５分間の加熱及び加圧を行った。【０２７９】
冷却後、加熱および加圧した試料は、Ｌ字の先端が少し開いたような形状となったが、フラットな板状には再成形できなかった。【０２８０】
したがって、繊維強化樹脂材料は、１５０℃の加熱により成形することができるが、１５０℃で加熱した後は、１５０℃、２ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０２８１】
以上の結果より、実施例３の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超１５０℃以下の範囲内にある。【０２８２】
また、実施例３の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の環境下で使用されるもの、たとえば、アスファルトの舗装時の熱にも耐える鋼製床版補強用のＬ字プレート等としても使用できる。【０２８３】
以上の結果より、実施例１、実施例２および実施例３の繊維強化樹脂材料は、加熱により成形することができ、容易に任意の成形体を得ることができる。【０２８４】
また、実施例１、実施例２および実施例３の繊維強化樹脂成形体は、保管性に優れており、特別な冷蔵保存などを行わなくとも保管することができ、産業上利用の利便性が向上する。【０２８５】
また、実施例１、実施例２および実施例３の繊維強化樹脂材料を用いれば、熱による成形が容易で、かつ、高温環境下でも使用できる繊維強化樹脂成形体を提供することができる。【０２８６】
また、実施例１、実施例２および実施例３の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂成形体を得るために用いられる熱可塑性を有する繊維強化樹脂材料に比べ、特定の温度以上で加熱することにより熱に対する形状の熱安定性が増し、より高温環境下にて使用することが可能である。【０２８７】
（実施例４）
次に、上記の成形時または成形後の特定の温度に関して行った実験結果について、実施例４を用いて説明する。【０２８８】
実施例４では、まず、実施例３で用いた熱可塑性樹脂溶液中の架橋剤の量を、０部、５部、１０部に変更したもので繊維強化樹脂材料を得た。なお、架橋剤の量を変更した以外は、実施例３と同様とした。【０２８９】
次に、得られたシート状の繊維強化樹脂材料をタテ１０ｃｍ、ヨコ４ｃｍにカットして、架橋剤の量が０部、５部、１０部のものをそれぞれ試料１、試料２、試料３として準備した。【０２９０】
その後、各試料に対して１５０℃で１０分間熱処理を行った後に以下の成形試験を行ったものと、各試料に対して熱処理を行うことなく以下の成形試験を行ったものとを用意した。【０２９１】
（成形試験）
それぞれの試料を４枚重ねてフラットな型の上に置き、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、（ｉ）１２５℃、８ＭＰａ、１０分間、（ｉｉ）１５０℃、８ＭＰａ、１０分間、（ｉｉｉ）１７５℃、８ＭＰａ、１０分間、（ｉｖ）２００℃、８ＭＰａ、１０分間で、加熱及び加圧を行った。つまり、圧力及び時間の条件は一定とし、温度を変えて加熱及び加圧を行った。【０２９２】
この成形試験後の繊維強化樹脂材料に関して、１５０℃で１０分間の熱処理を行った後に上記の成形試験を行った試料１〜３と、熱処理を行うことなく上記成形試験を行った試料１〜３とについて、得られたシート状の繊維強化樹脂成形体の外観を観察するとともに、曲げ強度を測定した。曲げ強度の測定は、速度を５ｍｍ／分、支点間距離を４０ｍｍで行った。また、各繊維強化樹脂成形体の厚みは、いずれも１．０ｍｍであった。【０２９３】
その結果、１５０℃で１０分間の熱処理を行った後に上記成形試験を行った試料１〜３について、外観品位の評価結果を表１に示す。なお、試料２、３については、加熱温度が上昇するにしたがって、表面の光沢が強くなった。【０２９４】
【表１】
2016143524.tif 000002
【０２９５】
一方、表１には示していないが、熱処理を行うことなく上記成形試験を行った試料１〜３の外観品位については、いずれも４枚の試料が一体化しており、表面が平滑になり、鏡面状になっていた。つまり、再成形していることが確認できた。【０２９６】
また、曲げ強度の測定結果を表２に示す。表２には、１５０℃で１０分間の熱処理を行った後に上記成形試験を行った試料１〜３と、熱処理を行うことなく上記成形試験を行った試料１〜３とについて、曲げ強度の測定結果が示されている。なお、熱処理を行わなかった試料１〜３については、上記成形試験のうち、１２５℃、８ＭＰａ、１０分間の加熱及び加圧した場合（（ｉ））のみを示している。【０２９７】
【表２】
2016143524.tif 000003
【０２９８】
以上の実験結果によれば、実施例４の場合については、少なくとも特定の温度は１５０℃以下であり、特定の温度以上で加熱する前は、４枚の繊維強化樹脂材料は、外観及び強度の観点から、一体成型がなされていることが確認できた。また、特定の温度以上で加熱した後は、一見すると外観上は繊維強化樹脂材料は一体化（再成形）されているように見えても、表１に示されるように外観品位は十分ではなく、また、表２に示されるように十分な強度も有しておらず、一体化（再成形）できているものではなかった。つまり、特定の温度以上で加熱した後は再加熱により再成形できないことが確認できた。【０２９９】
（実施例５）
実施例５では、熱可塑性樹脂溶液として下記のものを用いた以外は実施例３と同様にし、長さ５０ｍ、幅４８ｃｍ、厚み０．３９ｍｍの長繊維の炭素繊維を用いて得られた織物に反応型の熱可塑性樹脂を付与したシート状の繊維強化樹脂材料を得た。なお、６０℃で乾燥し、１１０℃で加熱した特定の温度以上で加熱する前の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１００℃で、得られたシート状の繊維強化樹脂材料のＶｆ値が４５％であった。【０３００】
［熱可塑性樹脂溶液（粘度：８０ｍＰａ・ｓ）］
・熱可塑性エポキシ樹脂（反応型樹脂：ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＲ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分８５質量％）      １００部
・硬化剤（ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＨ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分３０質量％）                                ６．５部
・架橋剤（オキシムでブロックしたＩＰＤＩ系化合物。固形分５５質量％）                                                            ３０部
・メチルエチルケトン                                        １０部【０３０１】
得られたシート状の繊維強化樹脂材料に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０３０２】
（熱による変形試験）
得られたシート状の繊維強化樹脂材料を長さ１５ｃｍ、幅３ｃｍにカットしたもの試料１として用いた。また、試料１の厚みは０．３９ｍｍであった。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。この試料１、２を用いて、実施例３と同様に（熱による変形試験）を行った。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１２０℃であり、加熱処理前と比べ上昇していた。【０３０３】
この実験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３０４】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３０５】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０３０６】
まず、各試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２００℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３０７】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいなトレイ形状となったが、試料２については、少しくぼんだような状態にはなったものの、深さ５ｍｍのトレイの形状にはならず、再成形できなかった。【０３０８】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、２００℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、２００℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３０９】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、実施例３と同様の（保管容易性）に関する試験を行った。【０３１０】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中での放置前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）、熱可塑性を有していることが確認された。【０３１１】
したがって、従来の熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０３１２】
以上の試験により、実施例５の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０３１３】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、このシート状の繊維強化樹脂材料を５枚、繊維軸方向ずらしながら重ねて、平板状の型の上に設置し、１２０℃で１０分間予備加熱し、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）にて、２００℃、４ＭＰａで３０分間、加熱しながら加圧することで、平板状の繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の厚みは１．２５ｍｍであった。また、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は、４７％であった。【０３１４】
（熱による変形試験）
得られた平板状の繊維強化樹脂成形体をタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは１．２５ｍｍであった。【０３１５】
カットした試料について、実施例３と同様の（熱による変形試験）を行った。この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３１６】
したがって、２００℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３１７】
（再成形試験）
この試験では、得られた平板状に成形された繊維強化樹脂成形体を試料として用いた。【０３１８】
まず、試料を１０２°の略Ｌ字型の上に置き、再度、２００℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２００℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３１９】
冷却後、加熱および加圧した試料は、やや曲がったような形状となったが、きれいな略Ｌ字型には再成形できなかった。【０３２０】
したがって、繊維強化樹脂材料は、２００℃の加熱により成形することができるが、２００℃で加熱した後は、２００℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３２１】
以上の結果より、実施例５の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０３２２】
また、実施例５の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の環境下で使用されるもの、たとえば、アスファルトの舗装時の熱にも耐える鋼製床版補強用のＬ字プレート等としても使用できる。【０３２３】
（実施例６）
実施例６では、熱可塑性樹脂溶液として下記のものを用いた以外は実施例５と同様にし、長さ５０ｍ、幅４８ｃｍ、厚み０．３９ｍｍの長繊維の炭素繊維を用いて得られた織物に反応型の熱可塑性樹脂を付与したシート状の繊維強化樹脂材料を得た。なお、６０℃で乾燥し、１１０℃で加熱した特定の温度以上で加熱する前の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１００℃で、得られたシート状の繊維強化樹脂材料のＶｆ値が４５％であった。【０３２４】
［熱可塑性樹脂溶液（粘度：８０ｍＰａ・ｓ］
・熱可塑性エポキシ樹脂（反応型樹脂：ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＲ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分８５質量％）      １００部
・硬化剤（ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＨ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分３０質量％）                                ６．５部
・架橋剤（カプロラクタムでブロックした水添ＭＤＩ系型化合物。固形分５５質量％）                                                  ２０部
・メチルエチルケトン                                        １０部【０３２５】
得られたシート状の繊維強化樹脂材料に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０３２６】
（熱による変形試験）
得られたシート状の繊維強化樹脂材料を長さ１５ｃｍ、幅３ｃｍにカットしたもの試料１として用いた。また、試料１の厚みは０．３９ｍｍであった。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。この試料１、２を用いて、実施例５と同様の（熱による変形試験）を行った。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１２０℃であり、加熱処理前と比べガラス転移温度は上昇していた。【０３２７】
この実験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３２８】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３２９】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０３３０】
まず、各試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、１５０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３３１】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいなトレイ形状となったが、試料２については、少しくぼんだような状態にはなったものの、深さ５ｍｍのトレイの形状にはならず、再成形できなかった。【０３３２】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、１５０℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、１５０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３３３】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、実施例５と同様の（保管容易性）に関する試験を行った。【０３３４】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中での放置前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）、熱可塑性を有していることが確認された。【０３３５】
したがって、従来の熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０３３６】
以上の試験により、実施例６の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０３３７】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、このシート状の繊維強化樹脂材料を５枚、繊維軸方向にずらしながら重ねて、略Ｌ字型の上に設置し、１２０℃で１０分間予備加熱し、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）にて、２３０℃、６ＭＰａで３０分間、加熱しながら加圧することで、略Ｌ字型（Ｌ部の角度１０２°）の繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の平坦な部分（Ｌ部頂点ではない部分）の厚みは１．２５ｍｍであった。また、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は、４７％であった。【０３３８】
（熱による変形試験）
得られた略Ｌ字型の繊維強化樹脂成形体をタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは１．２５ｍｍであった。【０３３９】
カットした試料について、実施例５と同様の（熱による変形試験）を行った。この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３４０】
したがって、２３０℃の加熱により成形することができ、２３０℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３４１】
（再成形試験）
この試験では、得られた略Ｌ字型に成形された繊維強化樹脂成形体を試料として用いた。【０３４２】
まず、試料をフラットな型の上に、Ｌ字の頂点を上向きに置き、再度、２００℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、２００℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３４３】
冷却後、加熱および加圧した試料は、Ｌ字の先端が少し開いたような形状となったが、フラットな板状には再成形できなかった。【０３４４】
したがって、繊維強化樹脂材料は、２３０℃の加熱により成形することができるが、２３０℃で加熱した後は、２００℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３４５】
以上の結果より、実施例６の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２３０℃以下の範囲内にある。【０３４６】
また、実施例６の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の環境下で使用されるもの、たとえば、アスファルトの舗装時の熱にも耐える鋼製床版補強用のＬ字プレート等としても使用できる。【０３４７】
（実施例７）
実施例７では、熱可塑性樹脂溶液として下記のものを用いた以外は実施例５と同様にし、長さ５０ｍ、幅４８ｃｍ、厚み０．３９ｍｍの長繊維の炭素繊維を用いて得られた織物に反応型の熱可塑性樹脂を付与したシート状の繊維強化樹脂材料を得た。なお、６０℃で乾燥し、１１０℃で加熱した特定の温度以上で加熱する前の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１００℃で、得られたシート状の繊維強化樹脂材料のＶｆ値が４５％であった。【０３４８】
［熱可塑性樹脂溶液（粘度：８０ｍＰａ・ｓ］
・熱可塑性エポキシ樹脂（反応型樹脂：ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＲ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分８５質量％）      １００部
・硬化剤（ＤＥＮＡＴＩＴＥ  ＸＮＨ６８５０Ｖ：ナガセケムテックス株式会社製。固形分３０質量％）                                ６．５部
・架橋剤（ノボラック型樹脂。固形分５５質量％）              ２０部
・メチルエチルケトン                                        １０部【０３４９】
得られたシート状の繊維強化樹脂材料に対して、以下の（熱による変形試験）、（再成形試験）、および、（保管容易性試験）を行った。【０３５０】
（熱による変形試験）
得られたシート状の繊維強化樹脂材料を長さ１５ｃｍ、幅３ｃｍにカットしたもの試料１として用いた。また、試料１の厚みは０．３９ｍｍであった。また、当該試料１を熱風オーブンにて２００℃で１０分間の加熱処理を施したものを試料２として用いた。この試料１、２を用いて、実施例５と同様の（熱による変形試験）を行った。なお、２００℃で１０分間の加熱処理を施した熱可塑性樹脂のガラス転移温度は１００℃であり、加熱処理前と比べガラス転移温度は上昇していなかった。【０３５１】
この実験の結果、試料１については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれも軟化し、大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）が確認された。一方、試料２については、１７０℃および２４０℃で加熱したものはいずれもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３５２】
したがって、２００℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３５３】
（再成形試験）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１と試料２を用いて、再成形試験を行った。【０３５４】
まず、各試料を深さ５ｍｍのトレイ形の型の上に置き、１２０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、１５０℃、４ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３５５】
冷却後、型から取り出した試料１については、深さ５ｍｍの型の形状に沿ったきれいなトレイ形状となったが、試料２については、少しくぼんだような状態にはなったものの、深さ５ｍｍのトレイの形状にはならず、再成形できなかった。【０３５６】
したがって、得られた繊維強化樹脂材料は、１５０℃の加熱により成形することができ、２００℃で加熱した後は、少なくとも、１５０℃、４ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３５７】
（保管容易性）
上記の（熱による変形試験）で試料として準備した試料１を用いて、実施例３と同様の（保管容易性）に関する試験を行った。【０３５８】
この結果、放置後の試料１は、６０℃の熱風オーブン中での放置前と同様に、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものも大きくヘタリ（ほぼ垂直な状態に垂れ下がり）、熱可塑性を有していることが確認された。【０３５９】
したがって、従来の熱硬化性樹脂を用いた硬化前の繊維強化樹脂材料や成形後の繊維強化樹脂成形体のように、低温保管しなくとも簡便に保管できることが確認された。【０３６０】
以上の試験により、実施例７の繊維強化樹脂材料は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含む繊維強化樹脂材料であって、加熱（または加熱および加圧）により成形することができ、かつ、当該成形時または当該成形後に特定の温度以上で加熱した後は加熱（または加熱および加圧）により再成形できないことが確認された。なお、上記の試験より、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２００℃以下の範囲内にある。【０３６１】
（繊維強化樹脂成形体）
次に、このシート状の繊維強化樹脂材料を５枚、繊維軸方向ずらしながら重ねて、平板状の型の上に設置し、１２０℃で１０分間予備加熱し、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）にて、２７０℃、８ＭＰａで３０分間、加熱しながら加圧することで、平板状の繊維強化樹脂成形体を得た。得られた繊維強化樹脂成形体の厚みは１．２５ｍｍであった。また、繊維強化樹脂成形体のＶｆ値は、４７％であった。【０３６２】
（熱による変形試験）
得られた平板状の繊維強化樹脂成形体をタテ１５ｃｍ、ヨコ３ｃｍにカットしたもの試料として用いた。また、試料の厚みは１．２５ｍｍであった。【０３６３】
カットした試料について、実施例５と同様の（熱による変形試験）を行った。この試験の結果、１７０℃および２４０℃で加熱したいずれのものもヘタリ（垂れ下がり）は確認されなかった。【０３６４】
したがって、２７０℃の加熱により成形することができ、２７０℃で加熱した後は、熱に対する形状の安定性が向上していることが確認された。【０３６５】
（再成形試験）
この試験では、得られた平板状に成形された繊維強化樹脂成形体を試料として用いた。【０３６６】
まず、試料を１０２°の略Ｌ字型の上に置き、再度、１５０℃で１０分間予備加熱した後、真空状態（真空度：−０．１ＭＰａ）で、１５０℃、２ＭＰａで３０分間の加熱及び加圧を行った。【０３６７】
冷却後、加熱および加圧した試料は、やや曲がったような形状となったが、きれいな略Ｌ字型には再成形できなかった。【０３６８】
したがって、繊維強化樹脂材料は、２７０℃の加熱により成形することができるが、２７０℃で加熱した後は、１５０℃、２ＭＰａでは再成形できないことが確認された。【０３６９】
以上の結果より、実施例７の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形体であって、特定の温度以上で加熱処理することで得られるものであり、再加熱（または加熱および加圧）により再成形できないものであった。また、本実施例において、特定の温度は、１２０℃超２７０℃以下の範囲内にある。【０３７０】
また、実施例７の繊維強化樹脂成形体は、２４０℃程度の環境下で使用されるもの、たとえば、アスファルトの舗装時の熱にも耐える鋼製床版補強用のＬ字プレート等としても使用できる。【０３７１】
以上の結果より、実施例５、実施例６および実施例７の繊維強化樹脂材料は、加熱により成形することができ、容易に任意の成形体を得ることができる。【０３７２】
また、実施例５、実施例６および実施例７の繊維強化樹脂成形体は、保管性に優れており、特別な冷蔵保存などを行わなくとも保管することができ、産業上利用の利便性が向上する。【０３７３】
また、実施例５、実施例６および実施例７の繊維強化樹脂材料を用いれば、熱による成形が容易で、かつ、高温環境下でも使用できる繊維強化樹脂成形体を提供することができる。【０３７４】
また、実施例５、実施例６および実施例７の繊維強化樹脂成形体は、繊維強化樹脂成形体を得るために用いられる熱可塑性を有する繊維強化樹脂材料に比べ、特定の温度以上で加熱することにより熱に対する形状の熱安定性が増し、より高温環境下にて使用することが可能である。
【国際調査報告】
2016143524.tif 000004
2016143524.tif 000005
2016143524.tif 000006
2016143524.tif 000007