(57)【要約】  マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料において、高強度及び高熱伝導性を両立させる繊維強化複合材料を提供すること、及びそのような繊維強化複合材料を用いた構造体、ブレーキパッド、及びそのような繊維強化複合材料を実現させるための繊維を提供することにある。  本発明に係る繊維強化複合材料は、マトリックス材料と繊維とを含み、前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする。（数１）2015029096.tif 000022
2015029096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料において、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【数１】
2015029096.tif 000018
【請求項２】
請求項１に記載の繊維強化複合材料において、前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の繊維強化複合材料において、
前記ロッド状金属酸化物のアスペクト比が２以上、５０以下であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記繊維が炭素繊維であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料がエポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料が熱可塑性樹脂であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料がセラミックスまたはセメントであることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項８】
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成した構造体において、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする構造体。
【数２】
2015029096.tif 000019
【請求項９】
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成したブレーキパッドにおいて、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とするブレーキパッド。
【数３】
2015029096.tif 000020
【請求項１０】
表面にロッド状金属酸化物を有する繊維において、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする繊維。
【数４】
2015029096.tif 000021
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維を補強材とする繊維強化複合材料は、軽量で、かつ強度、弾性率に優れていることから、構造材として、或いは高強度部材として幅広い分野にわたり用途開発され、また実用化されている。例えば、補強材が炭素繊維の場合、炭素繊維の高性能化の要望は年々高まり、高強度化、高弾性率化の方向で開発が進められている。【０００３】
従来炭素繊維を高強度化、高弾性率化するために、炭素繊維表面の炭素結合（Ｃ‐Ｃ結合）の欠陥を無くし、炭素繊維表面を化学的に安定な状態にすべく、炭素繊維表面を不活性化するための物理的・化学的処理が行われている。しかしながら、このように炭素繊維表面を処理すると、炭素繊維とマトリックス材料との接着性が必ずしも十分ではなく、得られた複合材料は期待される機械的強度を発揮できていない。【０００４】
炭素繊維とマトリックス材料との接着性を向上させる手法として、炭素繊維表面の活性化による化学的な接着強度向上と、炭素繊維表面の構造を変えることによる物理的な強度向上との２つの方法がある。【０００５】
化学的な方法としては、従来、樹脂、セラミックス及びセメント等のマトリックス材料との接着性を向上させるため炭素繊維表面をＯＨ基や有機官能基により活性化する検討がなされている。炭素繊維表面の活性化には薬剤酸化処理、気相酸化処理、電解酸化処理等の表面処理方法が採られている。電解酸化処理法は、操作性の良さ、反応制御の容易さ等の点から、実用的な表面処理方法であるが、炭素繊維を均一かつ効率よく酸化処理することが難しい。薬剤酸化処理、気相酸化処理は炭素繊維表面を均一に処理できる方法ではあるが、酸化処理に伴い、炭素繊維の特性悪化が進んでしまう。【０００６】
物理的な方法として、例えば特許文献１には、耐熱性の高い繊維又は繊維束からなる繊維織物の内部及び表面にマトリックスを形成させてなる繊維強化複合材料において、繊維束又は繊維織物内部の各繊維表面にセラミックウィスカをランダムに形成させてなることを特徴とする高強度繊維強化複合材料が開示されている。特許文献１によると、下記の効果を奏することができるとされている。（１）繊維強化複合材料の複合化のプロセス中で、繊維束又は繊維織物内部の各繊維表面にウィスカ状セラミックをランダムに成長させることにより、繊維織物自体あるいは繊維織物を強化材とする複合材料の機械的特性及び熱的特性を向上させることができる。（２）繊維強化複合材料の強化材として、安価な２次元織物積層体を用い、繊維強化複合材料の複合化のプロセス中で繊維束又は繊維織物内部の各繊維表面にウィスカ状セラミックを成長させる場合は、２次元織物間にセラミックウィスカを形成させて、そのブリッジ効果により層間強度を向上させることができ、また、板厚方向に成長したセラミックウィスカにより板厚方向の熱伝導率を向上させることができる。（３）３次元織物等よりも機械的強度及び板厚方向の熱伝導率が低い２次元織物積層体を使用する場合でも、簡便に層間強度及び板厚方向の熱伝導率を向上させることができ、高強度の繊維強化複合材料が安価に製造でき、量産にも適している。また、２次元織物間にセラミックウィスカが成長して、均一に層間強度を向上させることができ、コスト及び層間強化材分布の均一性の面でステッチングよりも優れている。【０００７】
また非特許文献１及び非特許文献２には、炭素繊維表面全面に金属酸化物（酸化亜鉛）のロッドを形成し、炭素繊維表面に凹凸を設け、樹脂（マトリックス材料）と複合化させることにより高強度化を図る方法が開示されている。この方法によれば、炭素繊維表面に数百ｎｍの酸化亜鉛ロッドを緻密に形成し、樹脂と複合化した際に、複合材の高強度化を図ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００‐２７２０４０号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｇｒｅｇｏｒｙ  Ｊ．  Ｅｈｌｅｒｔ，  Ｕｌｉｓｅｓ  Ｇａｌａｎ，  ａｎｄ  Ｈｅｎｒｙ  Ａ．  Ｓｏｄａｎｏ．  Ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｉｎ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ＺｎＯ  ｎａｎｏｗｉｒｅｓ  ａｎｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒｓ  ｉｎ  ｈｙｂｒｉｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．  Ａｐｐｌ．  Ｍａｔｅ．  Ｉｎｔ．  ５  （２０１３）  ６３５‐６４５．
【非特許文献２】Ｕｌｉｓｅｓ  Ｇａｌａｎ，  Ｙｉｒｏｎｇ  Ｌｉｎ，  Ｇｒｅｇｏｒｙ  Ｊ．  Ｅｈｌｅｒｔ，  Ｈｅｎｒｙ  Ａ．  Ｓｏｄａｎｏ．  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ＺｎＯ  ｎａｎｏｗｉｒｅ  ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｎａｎｏｗｉｒｅ  ｃｏａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒｓ．  Ｃｏｍｐｏｓ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ７１  （２０１１）  ９４６‐９５４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１のように表面にセラミックス前駆体ポリマーを付着した炭素繊維を高温で処理し、炭素繊維表面に金属酸化物ウィスカ成長させ強度向上を図る方法では、前駆体を繊維に付着させ熱分解させるため、形成するウィスカは１０μｍ以上の大きなウィスカとなり樹脂と複合化した際に充分な強度向上が図れないことが懸念される。また、炭素繊維表面に密にウィスカを形成することが難しく、炭素繊維表面積に占めるウィスカの面積が小さい。また、熱分解により形成できるウィスカは窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスに限られ、より樹脂との接着性が良い金属酸化物の形成は難しい。また、セラミックス前駆体を付着させた炭素繊維等を不活性雰囲気下１０００℃において焼成する必要があり、その際に、金属酸化物の場合等ではセラミックス前駆体と炭素繊維との反応により炭素繊維の強度低下が懸念される。【００１１】
また、非特許文献１及び非特許文献２のように、ロッド状酸化亜鉛を炭素繊維表面全体に形成させてしまうと充分な熱伝導率を得ることができない恐れがある。炭素繊維は高い熱伝導率を有し、樹脂と複合化することにより樹脂材料（マトリックス材料）の熱伝導率を著しく向上することができる。これは、炭素繊維自体の熱伝導率が樹脂に比べて著しく高いことに加えて、炭素繊維同士が接触し、熱を効率よく伝えているためである。しかし、特許文献１及び２のように炭素繊維表面全面にロッド状酸化亜鉛を形成すると、酸化亜鉛の熱伝導率が炭素繊維に比べ著しく低いため、炭素繊維複合材においては、繊維同士の直接の接触は観られず、酸化亜鉛を介しての熱伝導となる。このため、ロッド状酸化亜鉛を被覆した炭素繊維を用いて樹脂と複合化した場合、複合材の熱伝導率がロッド状酸化亜鉛を被覆していない炭素繊維を用いて形成した複合材に比べて低下してしまう。【００１２】
以上述べたように、繊維強化複合材料において、強度及び熱伝導性を高いレベルで両立させるためには、更なる改善が望まれていた。【００１３】
したがって本発明の目的は、上記事情に鑑みて、マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料において、強度及び熱伝導性の両方の項目について、高いレベルで両立する繊維強化複合材料を提供すること、及びそのような繊維強化複合材料を用いた構造体、ブレーキパッド、及びそのような繊維強化複合材料を実現させるための繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料において、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする。【００１５】
【数１】
2015029096.tif 000003
【００１６】
また本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成した構造体において、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする。【００１７】
【数２】
2015029096.tif 000004
【００１８】
また本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、
マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成したブレーキパッドにおいて、
前記繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする。【００１９】
【数３】
2015029096.tif 000005
【００２０】
また本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、
表面にロッド状金属酸化物を有する繊維において、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記繊維への固着率が４５％以上、９５％以下であることを特徴とする。
【００２１】
【数４】
2015029096.tif 000006
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、マトリックス材料と繊維とを含む繊維強化複合材料において、強度及び熱伝導性の両方の項目について、高いレベルで両立する繊維強化複合材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る繊維強化複合材料の一例を示す断面模式図である。
【図２】引張強度試験片を示す写真である。
【図３】本発明に係る繊維強化複合材料の繊維のＳＥＭ観察像である。
【図４】図３の拡大写真である。
【図５】比較例１（Ｎｏ．２０、固着率１００％）の繊維強化複合材料の繊維のＳＥＭ観察像である。
【図６】実施例１及び比較例１の引張強度と固着率の関係を示すグラフである。
【図７】実施例１及び比較例１の曲げ強度と固着率の関係を示すグラフである。
【図８】実施例１及び比較例１の温度（熱伝導性）と固着率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、上述した本発明に係る繊維強化複合材料において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（ｉ）前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛である。
（ｉｉ）前記ロッド状金属酸化物のアスペクト比が２以上、５０以下である。
（ｉｉｉ）前記繊維が炭素繊維である。
（ｉｖ）前記マトリックス材料がエポキシ樹脂である。
（ｖ）前記マトリックス材料が熱可塑性樹脂である。
（ｖｉ）前記マトリックス材料がセラミックスまたはセメントである。
【００２５】
以下、本発明に係る実施形態について、より具体的に説明する。ただし、本発明は、ここで取り上げた実施の形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。
【００２６】
（繊維強化複合材料）
図１は本発明に係る繊維強化複合材料の一例を示す断面模式図である。図１に示したように、本発明に係る繊維強化複合材料１は、マトリックス材料１０と繊維１１とを含む。繊維１１は、その表面にロッド状の金属酸化物１２を有し、ロッド状金属酸化物固着繊維１３を形成する。下記（式１）で定義されるロッド状の金属酸化物１２の繊維１１への固着率は、４５％以上、９５％以下である。
【００２７】
【数５】
2015029096.tif 000007
【００２８】
本発明において上記（式１）で示される固着率は、繊維１１の表面に固着しているロッド状金属酸化物１２の割合である。より具体的には、繊維１１表面をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察して得た観察像において、任意な５か所の領域（２．０μｍ×２．０μｍの面積）の繊維１１の表面積とロッド状金属酸化物１２の表面積とを算出して、（式１）に代入して得た値の平均値である。
【００２９】
ＳＥＭ観察像における繊維１１とロッド状金属酸化物１２の表面積の算出方法としては、一般的な画像処理方法を用いることができる。例えば、領域中の繊維１１と金属酸化物１２とを判別できるように画像を黒色と白色で２値化し、繊維１１と金属酸化物１２を構成するドット（画素）数を計算し、１ドットが実際に何μｍに相当するかを指定することで算出することができる。
【００３０】
上記のとおり、（式１）の「表面積」は、繊維１１と、繊維１１の表面に固着しているロッド状金属酸化物１２を２次元化した画像から認識される表面積であり、両者が重なる部分の表面積については考慮されない。
【００３１】
繊維１１へのロッド状金属酸化物１２の固着率は４５％以上、９５％以下とする。７０％以上、９５％以下であることがより好ましい。固着率が４５％未満であると、ロッド状金属酸化物が固着していない繊維を用いた場合と変わらず、繊維強化複合材料において十分な強度が得られない。また、固着率が９５％より大きいときも、十分な強度が得られない。一般に、繊維複合材料は補強材である繊維の固着率が大きければ大きいほど、高強度が得られると考えられているが、本発明者は、固着率と強度の関係について鋭意研究を重ねた結果、固着率が９５％を超えると、繊維強化複合材料の強度が低下することを見出した。これは、繊維強化複合材料の破壊様式がより脆性的なものになるためと考えられる。即ち、接着力が大きいと破断繊維からのマトリックのスクラックが隣接炭素繊維の破壊を引き起こし、繊維強化複合材料の強度が低下するためと考えられる。
【００３２】
また、固着率が９５％を超えると熱伝導性が低下する。金属酸化物固着繊維を用いた繊維強化複合材料においては、繊維同士の直接の接触はみられず、金属酸化物を介しての熱伝導となるが、金属酸化物の熱伝導性は、繊維（炭素繊維など）に比べ著しく低い。このため、固着率の高い金属酸化物固着繊維を用いて樹脂と複合化した場合、繊維強化複合材料の熱伝導性が低下してしまう。熱伝導性の低下を抑制するためには固着率を９５％以下とし、炭素繊維表面がわずかでも露出した状態にし、複合化する必要がある。
【００３３】
本発明に係るロッド状金属酸化物１２は、平均長さが０．０５μｍ以上、２．５μｍ以下、平均ロッド径が０．０１μｍ以上、０．８μｍ以下及びアスペクト比が２以上、５０以下であるもののことをいう。
【００３４】
ロッド状金属酸化物１２の平均ロッド径が０．０１μｍより小さいと、繊維１１とロッド状金属酸化物１２との接着面積が充分でなく、マトリックス樹脂１０と接着したロッド状金属酸化物１２が繊維１１界面から剥離し易くなり、複合材料の強度が低くなる。また、ロッド状金属酸化物１２の平均ロッド径が０．８μｍより大きいと、繊維１１と接着するロッド状金属酸化物１２の表面積が少なくなり、マトリックス材料１０とロッド状金属酸化物１２の接着が不十分となる。
【００３５】
ロッド状金属酸化物１２のアスペクト比が２より小さいと、マトリックス材料１０と繊維１１とロッド状金属酸化物１２との接着面積に対して、ロッド状金属酸化物１２とマトリックス材料１０の接着面積が充分でなくなり、アスペクト比が５０よりも大きいと、マトリックス材料１０とロッド状金属酸化物１２の接着面積に対する繊維１１とロッド状金属酸化物１２との接着面積が充分でなく、形成した複合材料の強度が小さくなる。
【００３６】
ここで、ロッド状金属酸化物１２の平均長さ及び平均ロッド径とは、ロッド状金属酸化物固着繊維１３の表面をＳＥＭで観察して得た観察像において、任意な３０個のロッド状金属酸化物１２の長さ及びロッド径を算出して、平均した値である。またアスペクト比は、ロッド状金属酸化物１２の平均長さ及び平均ロッド径とから算出した値である。
【００３７】
上記固着率及びロッド状金属酸化物１２の平均長さ、平均ロッド径及びアスペクト比は、後述するロッド状金属酸化物固着繊維の製造条件（触媒や金属酸化物シードの固着量、ロッド状金属酸化物成長過程での金属酸化物前駆体の発生量）を変えることにより調整することができる。
【００３８】
ロッド状金属酸化物１２を構成する金属としては、特に限定は無いが、イットリウム（Ｙ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ガリウム（Ｇａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、鉛（Ｐｂ）、タングステン（Ｗ）等の酸化物が好ましい。この中でも酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、ロッド状を形成しやすく、また抵コストであるため特に好ましい。また、ロッド状金属酸化物１２を構成する金属とは別に、導電性や熱伝導性を向上させる目的で他の金属（例えば、Ａｌ）をロッド状金属酸化物１２に含有させてもよい。
【００３９】
繊維１１の材料としては特に限定は無いが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド等の有機繊維を用いることができる。なかでも炭素繊維は高強度と高熱伝導性を両立できるので、より好ましい。
【００４０】
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維及びまたはピッチ系炭素繊維のいずれも用いることができる。高い熱伝導性を得たい場合、ピッチ系黒鉛化短繊維を用いるのが好ましく、その中でもメソフェーズピッチを出発材料とした黒鉛結晶構造の非常に発達したピッチ系黒鉛化短繊維を用いることが特に好ましい。黒鉛化短繊維の熱伝導性は黒鉛結晶の格子構造を伝播するフォノン振動に主に由来するため、熱伝導性を高めるには黒鉛結晶の結晶性を高めること、すなわち黒鉛結晶の格子構造ができるだけ欠陥少なく、かつ大きく広がるようにすることが好ましい。
【００４１】
また繊維１１は、長繊維でも短繊維でも構わないし、混合されていても構わない。
【００４２】
マトリックス材料１０としては、特に限定は無いが、樹脂等の有機材料、セラミックス材料、セメント等の無機材料いずれも用いることができる。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。
【００４３】
熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和イミド樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂及びフッ素樹脂等を用いることができる。これらの中でも成形性や電気絶縁性の点から特にエポキシ樹脂及びシアネート樹脂が好ましい。
【００４４】
また、熱可塑性樹脂としてはテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂及びシリコーン樹脂等が挙げられ、これらを単独で用いるか、あるいはこれらの２種以上の共重合体、混合物を用いることができる。
【００４５】
更に、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂には、通常用いられる可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤などの添加剤が含まれていてもよい。
【００４６】
無機材料としては、特に限定は無いが、セラミックス、セメント、モルタル、コンクリート、石膏やアルカリケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、塩化アルカリ土類金属塩等が挙げられ、単独で用いるか、あるいはこれらの２種以上を混合して使用することもできる。
【００４７】
セラミックとしては酸化物系、窒化物系、炭化物系セラミックス等を用いることができる。酸化物系セラミックスとしてはアルミナ、フォルステライト、ジルコニア、チタニア、シリカ、マグネシア、ジルコン、ムライト、フェライト、コーディエライト、ステアタイト、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、フッ化アパタイト等を用いることができる。窒化物系セラミックスとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、サイアロン等を用いることができる。炭化物系セラミックスとしては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステン等を用いることができる。
【００４８】
セメントとしては特に限定はなく、普通ポルトランドセメントの他、早強セメント、超早強セメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、白色セメント、アルミナセメント、スラグセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、ローマンセメント、天然セメント、高炉セメント、微粒子セメント、発泡セメントなどの特殊セメントを用いることができる。
【００４９】
（ロッド状金属酸化物固着繊維）
本発明に係るロッド状金属酸化物固着繊維１３は、液相法、気相法、気相‐液相成長法などを単独もしくは併用して形成することができる。これらの方法では、繊維１１の表面にロッド状金属酸化物１２の核となるシード（金属酸化物のナノ粒子）を固着させた後、液相または気相などにおいて金属酸化物前駆体を発生させて、ロッド状金属酸化物１２を成長させることができる。このとき、シードを成長させる触媒（例えば、金（Ａｕ））をシードとともに固着させても良い。
【００５０】
ロッド状金属酸化物固着繊維１３の好ましい製造条件は、液相法を用いて３００℃以下の低温で形成する方法である。高温工程による焼成処理等を必要とせずにロッド状金属酸化物１２を形成することができれば、繊維に酸化や高温での劣化による影響を抑えることができるのみならず、工程を簡略化できる。
【００５１】
前述したとおり、上記固着率及びロッド状金属酸化物１２の平均長さ、平均ロッド径及びアスペクト比は、ロッド状金属酸化物固着繊維１３の製造条件（触媒や金属酸化物シードの固着量、ロッド状金属酸化物成長過程での金属酸化物前駆体の発生量）を変えることにより調整することができる。
【００５２】
例えば、シードの大きさ（平均ロッド径）、反応源（シードの原料）の使用量または濃度、成長温度及び成長時間を制御することにより、ロッド状金属酸化物１２の平均長さや平均ロッド径を調節することができる。より具体的には、シードが大きいほど、反応源の使用量または濃度が大きいほど、成長温度が高いほど、成長時間が長くなるほど、ロッド状金属酸化物１２の平均長さや平均ロッド径が大きくなり得る。
【００５３】
液相法において、シードの大きさとしては５ｎｍ以上、１μｍ以下、反応源（シード、触媒）の使用量または濃度としては０．００１Ｍ以上、１Ｍ以下、成長温度としては１８℃以上、３００℃以下、成長時間としては１０分以上、２４時間以下が好ましい。
【００５４】
なお、上記金属酸化物固着繊維を用いて繊維強化複合材料を用いる方法としては、従前の方法を用いることができる。上記製造条件でロッド状金属酸化物固着繊維を製造することで、本発明の、金属酸化物の繊維への固着率が４５％以上、９５％以下の繊維強化複合材料を得ることができる。
【００５５】
本発明に係る繊維強化複合材料を適用した構造体は、特に限定されるものではないが、マトリクス材料として樹脂を用いるものとして、具体的には車のボディ、ブレーキパッド、掃除機のホース、パワーショベルのアーム、ガスタンクが挙げられる。この中でブレーキパッドは最も熱伝導性が要求されるものであり、本発明の繊維強化複合材料を適用するものとして特に好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を説明する。【００５７】
（実施例１）
（試料Ｎｏ．１〜５の繊維強化複合材料の製造）
１００ｍｌのエタノールに０．０８ｇの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を加え、６５℃にて溶解させ溶液（Ａ）を調製した。１００ｍｌのエタノールに酢酸亜鉛二水和物（（ＣＨ３ＣＯ２）２Ｚｎ・２Ｈ２Ｏ）０．２７ｇを加え、６５℃にて溶解させ溶液（Ｂ）を調製した。溶液（Ａ）２４ｍｌにエタノール６０ｍｌを加えた溶液及び、溶液（Ｂ）２４ｍｌにエタノール１９２ｍｌを加えた溶液それぞれを６５℃にて混合し、４５分間撹拌し酸化亜鉛のシード粒子分散溶液（１）を形成した。【００５８】
次に炭素繊維ストランド（三菱レイヨン株式会社製、商品名：ＰＹＲＯＦＩＬ  ＴＷＯ（ＴＳ  ３０Ｓ  ３Ｌ）（登録商標））をアセトン溶液に５分間×２回浸すことにより炭素繊維表面に形成されているサイジング剤を洗浄し、ファイバ表面に炭素を露出させた。上記で用意した酸化亜鉛のシード粒子分散溶液に、表面を露出させた炭素繊維を浸漬、引き上げ、乾燥した後、１５０℃にて１５分乾燥し、シード粒子固着炭素繊維ストランドを得た。【００５９】
次に、イオン交換水５５０〜７００ｍｌにヘキサメチレンテトラミン（Ｃ６Ｈ１２Ｎ４）１．９３ｇを溶解させた後、硝酸亜鉛六水和物（Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）４．０９ｇを加え溶解させ、２５０〜５８０ｍｌの希釈エタノールを加え、酸化亜鉛反応源溶液（２）を得た。上記水溶液を９０℃に加熱した後、上記で得たシード粒子固着炭素繊維ストランドを水溶液に浸し、３時間、８５〜９０℃にて加熱した。炭素繊維を水洗した後、アセトンにて洗浄、乾燥しロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランドを得た。【００６０】
上記で得られた、ロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維における酸化亜鉛の平均ロッド長は０．８〜２．３μｍ、平均ロッド径は０．０９〜０．１９μｍ、固着率は５０％〜９５％であった。【００６１】
上記で得たロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランドに、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製、商品名：エピコート８２８（登録商標））３２ｇと、硬化剤（日立化成株式会社製、製品名：ＭＨＡＣＰ）２９ｇと、硬化促進剤（四国化成工業株式会社製。製品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１ｇを混合し、調製した）中に埋め込み、硬化させて、繊維強化複合材料を得た。該繊維強化複合材料を用いて、引張試験片を作製した。【００６２】
また、炭素繊維ストランドとして、上記ＰＹＲＯＦＩＬ  ＴＷＯに代えてダイアリードＫ２２３ＨＥ（三菱樹脂株式会社製、登録商標）を用いて、ＰＹＲＯＦＩＬ  ＴＷＯと同様に処理することで、平均ロッド長が０．８〜２．２μｍ、平均ロッド径が０．１〜０．１９μｍ、固着率が５０％〜９５％のロッド状酸化亜鉛固着炭素短繊維を得た。得られたロッド状酸化亜鉛固着炭素短繊維ストランドに、黒鉛粒子（日本黒鉛工業株式会社製、製品名：ＣＢ−１５０）と、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製、商品名：エピコート８２８）とを混合し、硬化することにより、エポキシ樹脂をマトリックス材料とする繊維強化複合材料（ロッド状酸化亜鉛固着炭素短繊維重量２０％、黒鉛粒子重量５％）を得た。該繊維強化複合材料を用いて、曲げ試験片及び熱伝導性試験片を作製した。試料Ｎｏ．１〜５の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表１に示す。なお、表１中の「反応源濃度（Ｍ）」は、硝酸亜鉛六水和物とイオン交換水とから求めた濃度である。【００６３】
（実施例２）
（試料Ｎｏ．６〜８の繊維強化複合材料の製造）
上記実施例１の試料Ｎｏ．１、３、５のロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランド（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）と、黒鉛粒子（日本黒鉛工業株式会社製、製品名：ＣＢ−１５０）に単軸押出機にてポリプロピレン（サンアロマー株式会社製、製品名：ＰＭ９００Ａ）混錬し、ポリプロピレン（ＰＰ）をマトリックス材料とする繊維強化複合材料（ロッド状酸化亜鉛固着炭素短繊維重量２０％、黒鉛粒子重量５％）を得た。該繊維強化複合材料を、３ｍｍのペレット状に切断し、射出成型することにより、曲げ試験試料及び熱伝導率試験試料を作製した。試料Ｎｏ．６〜８の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表２に示す。【００６４】
（実施例３）
（試料Ｎｏ．９〜１３の繊維強化複合材料の製造）
実施例１で作製したロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）２０重量％に、炭化ケイ素粉末（株式会社フジミインコーポレーテッド製、製品名：ＧＣ＃４０００）５重量％と、フェノール樹脂（昭和高分子株式会社製、ＢＲ‐２４０）６８重量％と、硬化剤（昭和高分子株式会社製、製品名：ＦＲＨ‐５０）７重量％とを混合し、２５℃にて２４時間硬化させた後、８０℃で２時間硬化させて繊維強化複合材料を得た。試料Ｎｏ．９〜１３の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表３に示す。【００６５】
（実施例４）
（試料Ｎｏ．１４〜１８の繊維強化複合材料の製造）
実施例１で作製したロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）に、フェノール樹脂（日立化成工業株式会社製、製品名：ＨＰ４９１）１５重量％と、炭化ケイ素粉末（株式会社フジミインコーポレーテッド製、製品名：ＧＣ＃４０００）とを混合した。この混合物を成形温度１５０℃、圧力３０ＭＰａで成形した後、アルゴン雰囲気下、２０００℃にて２時間焼成し多孔質セラミックス基材を得た。得られた多孔質セラミックス基材に対して、真空加熱炉を用いて、真空中１４５０℃、３０分間でシリコンの溶融含浸を行い、セラミックスをマトリックス材料とする繊維強化複合材料（炭素繊維量２０体積％、シリコン含有量３０重量％）を得た。試料Ｎｏ．１４〜１８の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表４に示す。【００６６】
（比較例１）
（試料Ｎｏ．１９〜２１の繊維強化複合材料の製造）
酸化亜鉛を固着させていない炭素繊維ストランド（ＰＹＲＯＦＩＬ  ＴＷＯ及びダイアリードＫ２２３ＨＥ）に対して、実施例１と同じ方法で繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．１９）。【００６７】
また、ロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランドの製造条件を変えたこと以外は実施例１と同様にして、繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２０、２１）。試料Ｎｏ．１９〜２１の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表１に併記する。
（比較例２）
（試料Ｎｏ．２２〜２４の繊維強化複合材料の製造）
酸化亜鉛を固着させていない炭素繊維ストランド（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）に対して、実施例２と同じ方法で繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２２）。【００６８】
また、ロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランド（炭素繊維ストランド：ダイアリードＫ２２３ＨＥ）の製造条件を変えたこと以外は実施例２と同様にして、繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２３、２４）。試料Ｎｏ．２２〜２４の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表２に併記する。【００６９】
（比較例３）
（試料Ｎｏ．２５〜２７の繊維強化複合材料の製造）
酸化亜鉛を固着させていない炭素繊維ストランド（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）に対して、実施例３と同じ方法で繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２５）。【００７０】
また、ロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランド（炭素繊維ストランド：ダイアリードＫ２２３ＨＥ）の製造条件を変えたこと以外は実施例３と同様にして、繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２６、２７）。試料Ｎｏ．２５〜２７の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表３に併記する。【００７１】
（比較例４）
（試料Ｎｏ．２８〜３０の繊維強化複合材料の製造）
酸化亜鉛を固着させていない炭素繊維ストランド（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）に対して、実施例４と同じ方法で繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２８）。【００７２】
また、ロッド状酸化亜鉛固着炭素繊維ストランド（炭素繊維ストランド：ダイアリードＫ２２３ＨＥ）の製造条件を変えたこと以外は実施例４と同様にして、繊維強化複合材料を得た（試料Ｎｏ．２９、３０）。試料Ｎｏ．２８〜３０の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表４に併記する。【００７３】
（比較例５）
（試料Ｎｏ．３１，３２の繊維強化複合材料の製造）
ポリカルボシラン３重量％を炭素繊維ストランド（ダイアリードＫ２２３ＨＥ）に付着させ、窒素ガス雰囲気下、１５００℃にて焼成し、平均ロッド径が０．２２μｍ、平均長さが１２μｍで固着率３８％の窒化ケイ素ウィスカー固着炭素繊維ストランドを得た。得られた窒化ケイ素ウィスカー固着炭素繊維ストランドを用いて、実施例１と同様にして繊維強化複合材料を得た。試料Ｎｏ．３１〜、３２の繊維強化複合材料の構成及び製造条件を表５に併記する。【００７４】
【表１】
2015029096.tif 000008
【００７５】
【表２】
2015029096.tif 000009
【００７６】
【表３】
2015029096.tif 000010
【００７７】
【表４】
2015029096.tif 000011
【００７８】
【表５】
2015029096.tif 000012
【００７９】
（試験・測定）
（１）引張強度試験
実施例１で作製した繊維強化複合材料を用いて引張強度試験片（６．３５ｃｍ×０．９５３ｃｍ）を作製し、引張り強度をオートグラフＡＧ‐Ｘ  １００  ｋＮ（株式会社島津製作所製）で引張強度を測定した。図２は、引張強度試験片を示す写真である。測定条件は、つかみ冶具間２５．４ｍｍ、温度２３℃、クロスヘッド速度１ｍｍ／分とした。測定結果を表６に示す。
（２）曲げ強度試験
実施例１〜５及び比較例１〜６で作製した繊維強化複合材料を用いて曲げ強度試験片（１５ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ）を作製し、曲げ強度をオートグラフＡＧ‐Ｘ  １００  ｋＮ（株式会社島津製作所製）で測定した。測定条件は、支点間距離３２ｍｍ、クロスヘッド速度２ｍｍ／分とし、３点曲げ試験とした。測定結果を表６〜１０に示す。
（３）熱伝導性評価
実施例２〜５及び比較例１〜６の曲げ強度試験片の片側（試験片の長さ４０ｍｍのうち１０ｍｍ）上にシートヒーターをのせ、上下をガラス基板ではさみ、ヒーターを１００℃に発熱させ、ヒーターから２０ｍｍ離れた場所の表面温度をサーモビュアー（株式会社ニコン製、型式：ＬＡＩＲＤ−Ｓ２７０Ａ）で測定した。測定結果を表６〜１０に併記する。【００８０】
【表６】
2015029096.tif 000013
【００８１】
【表７】
2015029096.tif 000014
【００８２】
【表８】
2015029096.tif 000015
【００８３】
【表９】
2015029096.tif 000016
【００８４】
【表１０】
2015029096.tif 000017
【００８５】
図３は本発明に係る繊維強化複合材料の繊維のＳＥＭ観察像であり、図４は図３の拡大写真である。ＳＥＭの観察には、走査電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式：Ｓ‐４８００）を用いた。また、図５は比較例１（Ｎｏ．２０、固着率１００％）の繊維強化複合材料の繊維のＳＥＭ観察像である。図４及び図５に示したように、本発明に係る繊維強化複合材料の繊維は、比較例１の繊維強化複合材料の繊維と比較して、ロッド状金属酸化物の固着率が低く、繊維表面の露出部分が多いことがわかる。【００８６】
表６〜１０の結果から、本発明に係る繊維強化複合材料（実施例１〜５）は、比較例よりも高強度及び高熱伝導性を有することがわかる。【００８７】
より具体的に見ると、実施例１と比較例１の引張強度と曲げ強度を比較すると、酸化亜鉛を固着していない炭素繊維ストランドを用いて繊維強化複合材料を作製した比較例１のＮｏ．１９に比べて、実施例１のＮｏ．１〜５は、いずれの試験試料においても強度（引張強度及び曲げ強度）が向上している。また、比較例１のＮｏ．２０（固着率１００％）及び２１（固着率３２％）に比べて、実施例１のＮｏ．１〜５は、いずれの試験試料においてもよりも強度が向上している。特に、固着率８０％のＮｏ．２において強度向上が大きかった。この結果から、強度向上の観点からは固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００８８】
一方、熱伝導性は、実施例１のＮｏ．１〜５と比較例１のＮｏ．１９〜２１に示すように、固着率の低下に伴い、向上する。比較例１のＮｏ．２０（固着率１００％）と、実施例１のＮｏ．１（固着率９４％）とを比較すると、Ｎｏ．１の方が熱伝導性が高くなっている。熱伝導性の観点からも、固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。このように、強度と熱伝導性の両立を考えた場合、固着率４５％〜９５％の炭素繊維を用いることが望ましいことが示された。【００８９】
図６は実施例１及び比較例１の引張強度と固着率の関係を示すグラフであり、図７は実施例１及び比較例１の曲げ強度と固着率の関係を示すグラフであり、図８は実施例１及び比較例１の温度（熱伝導性）と固着率の関係を示すグラフである。図６及び図７に示したように、引張強度及び曲げ強度は、固着率８０％で最大となっている。この図からも、強度向上の観点からは固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００９０】
実施例２と比較例２の引張強度と曲げ強度を比較すると、酸化亜鉛を固着していない炭素繊維ストランドを用いて繊維強化複合材料を作製した比較例１のＮｏ．２２に比べて、実施例２のＮｏ．６〜８は、いずれの試験試料においても強度が向上している。また、比較例２のＮｏ．２３（固着率１００％）及び２４（固着率３０％）に比べて、実施例２のＮｏ．６〜８は、いずれの試験試料においてもよりも強度が向上している。特に、固着率７０％のＮｏ．７において強度向上が大きかった。この結果から、強度向上の観点からは固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。
一方、熱伝導性は、実施例２のＮｏ．６〜８と比較例２のＮｏ．２２〜２４に示すように、固着率の低下に伴い、向上する。比較例２のＮｏ．２３（固着率１００％）と、実施例２のＮｏ．６（固着率９６％）とを比較すると、Ｎｏ．６の方が熱伝導性が高くなっている。熱伝導性の観点からも、固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００９１】
実施例３と比較例３の引張強度と曲げ強度を比較すると、酸化亜鉛を固着していない炭素繊維ストランドを用いて繊維強化複合材料を作製した比較例３のＮｏ．２５に比べて、実施例３のＮｏ．９〜１３は、いずれの試験試料においても強度が向上している。また、比較例３のＮｏ．２６（固着率１００％）及び２７（固着率３１％）に比べて、実施例３のＮｏ．９〜１３は、いずれの試験試料においてもよりも強度が向上している。特に、固着率８０％のＮｏ．１０において強度向上が大きかった。この結果から、強度向上の観点からは固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００９２】
一方、熱伝導性は、実施例３のＮｏ．９〜１３と比較例３のＮｏ．２５〜２７に示すように、固着率の低下に伴い、向上する。比較例３のＮｏ．２６（固着率１００％）と、実施例３のＮｏ．９（固着率９５％）とを比較すると、Ｎｏ．９の方が熱伝導性が高くなっている。熱伝導性の観点からも、固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００９３】
実施例４と比較例４の引張強度と曲げ強度を比較すると、酸化亜鉛を固着していない炭素繊維ストランドを用いて繊維強化複合材料を作製した比較例４のＮｏ．２８に比べて、実施例４のＮｏ．１４〜１８は、いずれの試験試料においても強度が向上している。また、比較例４のＮｏ．２９（固着率１００％）及び３０（固着率３０％）に比べて、実施例４のＮｏ．１４〜１８は、いずれの試験試料においてもよりも強度が向上している。特に、固着率８０％のＮｏ．１５において強度向上が大きかった。この結果から、強度向上の観点からは固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。
一方、熱伝導性は、実施例４のＮｏ．１４〜１８と比較例４のＮｏ．２８〜３０に示すように、固着率の低下に伴い、向上する。比較例４のＮｏ．２９（固着率１００％）と、実施例４のＮｏ．１４（固着率９５％）とを比較すると、Ｎｏ．１４の方が熱伝導性が高くなっている。熱伝導性の観点からも、固着率１００％よりも固着率４５％〜９５％の方が優れていることが示された。【００９４】
比較例５で得られたＮｏ．３１、３２の曲げ強度は、実施例１で得られたＮｏ．１〜５と比較していずれも低い値であった。Ｎｏ．３１（固着率３６％）に比べ、Ｎｏ．３２（固着率５１％）の曲げ強度には大きな増加が見られなかった。これは、実施例１ではロッド状金属酸化物と樹脂との接着性が高いのに対し、比較例５の試料Ｎｏ．３１、３２は金属酸化物ではなく、窒化ケイ素であること、固着率が低いこと、アスペクト比が大きいことによる。【００９５】
以上の結果から、本発明によれば、強度及び熱伝導性を両方の項目を高いレベルで両立させることができる繊維強化複合材料を提供できることが実証された。【００９６】
なお、上述した実施形態や実施例は、本発明の理解を助けるために説明したものであり、本発明は、記載した具体的な構成のみに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。すなわち、本発明は、本明細書の実施形態や実施例の構成の一部について、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１…繊維強化複合材料、１０，１０’…マトリックス材料、１１，１１’…繊維、１２，１２’，１２’’…ロッド状金属酸化物、１３，１３’，１３’’…ロッド状金属酸化物固着繊維。
【図１】
2015029096.tif 000023
【図２】
2015029096.tif 000024
【図３】
2015029096.tif 000025
【図４】
2015029096.tif 000026
【図５】
2015029096.tif 000027
【図６】
2015029096.tif 000028
【図７】
2015029096.tif 000029
【図８】
2015029096.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月20日(2014.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス材料と炭素繊維とを含む繊維強化複合材料において、
前記炭素繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛であり、
前記ロッド状の金属酸化物の平均ロッド径が０．０１μｍ以上、０．８μｍ以下であり、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記炭素繊維への固着率が７０％以上、９５％以下であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【数１】
2015029096.tif 000031
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１に記載の繊維強化複合材料において、
前記ロッド状金属酸化物のアスペクト比が２以上、５０以下であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項１または３に記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料がエポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項６】
請求項１、３または５のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料が熱可塑性樹脂であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項７】
請求項１、３、５または６のいずれかに記載の繊維強化複合材料において、前記マトリックス材料がセラミックスまたはセメントであることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項８】
マトリックス材料と炭素繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成した構造体において、
前記炭素繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛であり、
前記ロッド状の金属酸化物の平均ロッド径が０．０１μｍ以上、０．８μｍ以下であり、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記炭素繊維への固着率が７０％以上、９５％以下であることを特徴とする構造体。
【数２】
2015029096.tif 000032
【請求項９】
マトリックス材料と炭素繊維とを含む繊維強化複合材料を用いて形成したブレーキパッドにおいて、
前記炭素繊維はその表面にロッド状の金属酸化物を有し、
前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛であり、
前記ロッド状の金属酸化物の平均ロッド径が０．０１μｍ以上、０．８μｍ以下であり、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記炭素繊維への固着率が７０％以上、９５％以下であることを特徴とするブレーキパッド。
【数３】
2015029096.tif 000033
【請求項１０】
表面にロッド状金属酸化物を有する炭素繊維において、
前記ロッド状の金属酸化物が酸化亜鉛であり、
前記ロッド状の金属酸化物の平均ロッド径が０．０１μｍ以上、０．８μｍ以下であり、
下記（式１）で定義される前記金属酸化物の前記炭素繊維への固着率が７０％以上、９５％以下であることを特徴とする繊維。
【数４】
2015029096.tif 000034
【国際調査報告】
2015029096.tif 000035
2015029096.tif 000036
2015029096.tif 000037
2015029096.tif 000038
2015029096.tif 000039
2015029096.tif 000040