(57)【要約】【課題】取扱性に優れるだけでなく、高い力学特性の複合材料が得られ、かつ、マトリックス樹脂の含浸性に優れる基材およびその製造方法、係る強化繊維基材から得られるプリフォーム、係る強化繊維基材またはプリフォームから得られる複合材料を提供すること。【解決手段】積層された強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸して成形された複合材料に用いる強化繊維基材であって、該強化繊維基材が少なくとも強化繊維糸条を用いて形成される布帛と樹脂材料とから構成され、該強化繊維基材厚みから算出される強化繊維基材の強化繊維体積率Ｖffが３０〜６０％であり、かつ、接着している樹脂材料が次の要件１〜３のいずれも満たすことを特徴とする強化繊維基材。  ［要件１］：少なくとも布帛の表面に接着していること。  ［要件２］：連続した空隙部を周期的に有した形態で接着していること。  ［要件３］：強化繊維基材の２〜２０重量％で接着していること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸して成形された複合材料に用いる強化繊維基材であって、該強化繊維基材が少なくとも強化繊維糸条を用いて形成される布帛と樹脂材料とから構成され、該強化繊維基材厚みから算出される強化繊維基材の強化繊維体積率Ｖffが３０〜６０％であり、かつ、接着している樹脂材料が次の要件１〜３のいずれも満たすことを特徴とする強化繊維基材。
［要件１］：少なくとも布帛の表面に接着していること。
［要件２］：連続した空隙部を周期的に有した形態で接着していること。
［要件３］：強化繊維基材の２〜２０重量％で接着していること。
【請求項２】
前記樹脂材料が、実質的に基材の表面にのみ接着していることを特徴とする請求項１に記載の強化繊維基材。
【請求項３】
前記樹脂材料の主成分が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の強化繊維基材。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォンおよびフェノキシから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の強化繊維基材。
【請求項５】
前記樹脂材料が、面積被覆率が５％を超え７０％未満で接着していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項６】
前記樹脂材料が、ストライプ形態またはタイル形態で接着していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項７】
前記樹脂材料が連続した空隙部を周期的に有した形態で接着している、該連続した空隙部の周期が１５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項８】
前記強化繊維基材が、一方向性織物または一方向性シートであり、強化繊維糸条の目付が５０〜５００ｇ／ｍ2であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項９】
前記強化繊維基材が、二方向性織物または多方向性シートであり、強化繊維糸条の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ2であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項１０】
前記空隙部が、少なくとも布帛における強化繊維糸条同士の間に位置していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項１１】
前記空隙部が、布帛における強化繊維糸条同士の間に連続して位置していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項１２】
前記樹脂材料が、連続した空隙部以外の充填部において、連続状または不連続状の形態で接着していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項１３】
前記不連続状の形態の樹脂材料が、平均直径５ｍｍ以下の点状であることを特徴とする請求項１２に記載の強化繊維基材。
【請求項１４】
前記樹脂材料の連続した空隙部以外の充填部における平均厚みが２〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の強化繊維基材。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の強化繊維基材が、２層以上積層されたものであり、かつ、前記強化繊維基材同士が前記樹脂材料により少なくとも部分的に接着されて一体化しているものであることを特徴とするプリフォーム。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれかに記載の強化繊維基材または請求項１５に記載のプリフォームにマトリックス樹脂が含浸されてなることを特徴とする複合材料。
【請求項１７】
強化繊維基材を積層した後にマトリックス樹脂を含浸して成形する複合材料に用いる強化繊維基材の製造方法であって、（Ａ）少なくとも強化繊維糸条を用いて布帛を構成し、（Ｂ）強化繊維基材の２〜２０重量％の樹脂材料を用いて、少なくとも上記布帛の表面に、連続した空隙部を周期的に有した形態で、基材厚みから算出される基材の強化繊維体積率Ｖffを３０〜６０％にするように接着することを特徴とする強化繊維基材の製造方法。
【請求項１８】
前記樹脂材料を接着する手段が、基材表面をマスキングをして樹脂材料を塗布するもの、または、基材表面にフィルム状の樹脂材料を転写または貼り合わせるもの、であることを特徴とする請求項１７に記載の強化繊維基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維基材、それから得られるプリフォームおよび複合材料、ならびに強化繊維基材の製造方法に関する。
【０００２】
本発明は、強化繊維基材を用いたプリフォームの成形において、優れた取扱性を有する強化繊維基材およびその製造方法に関する。この取扱性は、強化繊維基材の形態安定および積層する際のタックの内の少なくとも一つを意味する。
【０００３】
また、本発明は、このような優れた取扱性を有する強化繊維基材から形成されたプリフォームを用いた複合材料の成形において、優れた樹脂の含浸性を有する強化繊維基材およびプリフォームに関する。
【０００４】
さらに、本発明は、このような優れた樹脂の含浸性を有する強化繊維基材またはプリフォームから形成された力学特性に優れた複合材料に関する。この力学特性は、少なくとも衝撃付与後の圧縮強度を意味する。
【背景技術】
【０００５】
強化繊維を用いた複合材料（ＦＲＰ）は、その力学特性、軽量性に基づき、航空・宇宙、スポーツ用途に用いられている。複合材料の代表的な製造方法として、オートクレーブ成形法または真空成形法がある。係る成形法では、織物等にマトリックス樹脂が完全含浸または部分含浸されたプリプレグが用いられる。このプリプレグとして、例えば、積層し、オートクレーブや大気圧にて加熱・加圧して複合材料とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、係るプリプレグに関しては、優れた力学特性を有する複合材料が得られる利点を有するが、生産性が低い（高コスト）という問題があった。
【０００６】
生産性に優れる複合材料の成形法として、注入成形法が知られている。注入成形法としては、例えばレジン・トランスファー・モールディング成形法（ＲＴＭ）等がある。前記注入成形法では、マトリックス樹脂が含浸されていない織物等（ドライな基材）が、成形型の中に配置され、低粘度の液状マトリックス樹脂を注入することにより基材にマトリックス樹脂を含浸する。
【０００７】
ところが、注入成形法は、複合材料の生産性には優れるが、マトリックス樹脂が低粘度である必要があるため、プリプレグに用いられる高粘度のマトリックス樹脂から成形された複合材料に比べて、力学特性に劣る問題があった。
【０００８】
係る問題に対し、強化繊維基材を積層したプリフォームの層間に間隙を有する熱可塑性樹脂層を配置する技術や、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂粒子とを配合した樹脂を織物上に塗布する技術により、注入成形によって得られる複合材料の力学特性（耐層間剥離性や、層間破壊靭性等）が向上する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、非特許文献１、２参照）。
【０００９】
しかしながら、上記提案では、力学特性を向上させるために配置した熱可塑性樹脂層、またはエポキシ樹脂と熱可塑性樹脂粒子とを配合した樹脂等により、マトリックス樹脂の含浸性が大幅に低下する問題が引き起こし、本来の目的である高い生産性で複合材料を得る課題を達成できずにいた。すなわち、力学特性と、マトリックス樹脂の含浸性とを両立できる強化繊維基材、プリフォームは上記提案では達成されておらず、係る課題を両立する技術が渇望されている。
【特許文献１】特開２００２−２４９６０５号公報（請求項１）
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ００／６１３６３号公報（請求項１）
【特許文献３】国際公開特許ＷＯ０３／０４７５８号公報（請求項１）
【非特許文献１】Journal of Advanced Materials, Volume32,No.3, July 2000,P27-34
【非特許文献２】Composites part A,Volume32,2001,P721-729
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、係る背景技術の問題点を解決することあり、形態安定性、タック性等の取扱性に優れるだけでなく、衝撃付与後の圧縮強度等の高い力学特性の複合材料が得られ、かつ、マトリックス樹脂の含浸性に優れる強化繊維基材およびその製造方法、さらには係る強化繊維基材から得られるプリフォーム、さらには係る強化繊維基材またはプリフォームから得られる複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の目的を達成するため、以下の構成を採用する。すなわち、
（１）積層された強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸して成形された複合材料に用いる強化繊維基材であって、該強化繊維基材が少なくとも強化繊維糸条から構成される布帛と樹脂材料とから構成され、該強化繊維基材厚みから算出される強化繊維基材の強化繊維体積率Ｖffが３０〜６０％であり、かつ、接着している樹脂材料が次の要件１〜３のいずれも満たすことを特徴とする強化繊維基材。
【００１２】
［要件１］：少なくとも布帛の表面に接着していること。
【００１３】
［要件２］：連続した空隙部を周期的に有した形態で接着していること。
【００１４】
［要件３］：強化繊維基材の２〜２０重量％で接着していること。
【００１５】
（２）前記樹脂材料が、実質的に基材の表面にのみ接着していることを特徴とする前記（１）に記載の強化繊維基材。
【００１６】
（３）前記樹脂材料の主成分が、熱可塑性樹脂であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の強化繊維基材。
【００１７】
（４）前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォンおよびフェノキシから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする前記（３）に記載の強化繊維基材。
【００１８】
（５）前記樹脂材料が、面積被覆率が５％を超え７０％未満で接着していることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００１９】
（６）前記樹脂材料が、ストライプ形態またはタイル形態で接着していることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２０】
（７）前記樹脂材料が連続した空隙部を周期的に有した形態で接着している、該連続した空隙部の周期が１５０ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２１】
（８）前記強化繊維基材が、一方向性織物または一方向性シートであり、強化繊維糸条の目付が５０〜５００ｇ／ｍ2であることを特徴とする前記（１）〜（４）請求項１〜７のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２２】
（９）前記強化繊維基材が、二方向性織物または多方向性シートであり、強化繊維糸条の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ2であることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２３】
（１０）前記空隙部が、少なくとも布帛における強化繊維糸条同士の間に位置していることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２４】
（１１）前記空隙部が、布帛における強化繊維糸条同士の間に連続して位置していることを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２５】
（１２）前記樹脂材料が、連続した空隙部以外の充填部において、連続状または不連続状の形態で接着していることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２６】
（１３）前記不連続状の形態の樹脂材料が、平均直径５ｍｍ以下の点状であることを特徴とする前記（１２）に記載の強化繊維基材。
【００２７】
（１４）前記樹脂材料の連続した空隙部以外の充填部における平均厚みが２〜１００μｍであることを特徴とする前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の強化繊維基材。
【００２８】
（１５）前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の強化繊維基材が、２層以上積層されたものであり、かつ、前記強化繊維基材同士が前記樹脂材料により少なくとも部分的に接着されて一体化しているものであることを特徴とするプリフォーム。
【００２９】
（１６）前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の強化繊維基材または前記（１５）に記載のプリフォームにマトリックス樹脂が含浸されてなることを特徴とする複合材料。
【００３０】
（１７）強化繊維基材を積層した後にマトリックス樹脂を含浸して成形する複合材料に用いる強化繊維基材の製造方法であって、（Ａ）少なくとも強化繊維糸条を用いて布帛を構成し、（Ｂ）強化繊維基材の２〜２０重量％の樹脂材料を用いて、少なくとも上記布帛の表面に、連続した空隙部を周期的に有した形態で、基材厚みから算出される基材の強化繊維体積率Ｖffを３０〜６０％にするように接着することを特徴とする強化繊維基材の製造方法。
【００３１】
（１８）前記樹脂材料を接着する手段が、基材表面をマスキングをして樹脂材料を塗布するもの、または、基材表面にフィルム状の樹脂材料を転写または貼り合わせるもの、であることを特徴とする前記（１７）に記載の強化繊維基材の製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る強化繊維基材は、その構成要素である樹脂材料が、少なくとも布帛の表面に（要件１）、強化繊維基材の２〜２０重量％（要件３）で接着し、強化繊維基材のＶffが３０〜６０％であるため、形態安定性、タック性等の取扱性に優れ、衝撃付与後の圧縮強度等の高い力学特性を有する複合材料を得ることができる。また、樹脂材料が、連続した空隙部を周期的に有した形態（要件２）で接着しているため、マトリックス樹脂の優れた含浸性を達成することができる。
【００３３】
本発明に係るプリフォームは、前記強化繊維基材同士が前記樹脂材料により少なくとも部分的に接着されて一体化しているため、取扱性に優れ、複合材料の優れた生産性を達成することができるのである。
【００３４】
本発明に係る複合材料は、前記強化繊維基材または前記プリフォームを用いているため、高い力学特性を達成することができるのである。
【００３５】
本発明に係る強化繊維基材の製造方法は、上記強化繊維基材の要件を満たすように製造するため、取扱性に優れ、高い力学特性の複合材料が得られ、かつ、マトリックス樹脂の含浸性を達成できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の強化繊維基材は、積層された強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸して成形された複合材料に用いる強化繊維基材であって、基材が少なくとも強化繊維糸条から構成される布帛と樹脂材料とから構成され、強化繊維基材の厚み（ＪＩＳ  Ｒ７６０２）から算出される強化繊維基材の強化繊維体積率Ｖffが３０〜６０％であり、かつ、接着している樹脂材料が次の要件１〜３のいずれも満たすものである。
【００３７】
［要件１］：少なくとも布帛の表面に接着していること。
【００３８】
［要件２］：連続した空隙部を周期的に有した形態で接着していること。
【００３９】
［要件３］：強化繊維基材の２〜２０重量％で接着していること。
【００４０】
係る積層された強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸して成形する方法のとして注入成形法がある。係る注入成形法としては、例えば、レジン・トランスファー・モールディング成形法（ＲＴＭ）、バキューム・アシスト・レジン・トランスファー・モールディング成形法（ＶａＲＴＭ）、レジン・フィルム・インフュージョン成形法（ＲＦＩ）等が挙げられ、本発明の強化繊維基材は、係る成形方法により成形される複合材料に用いられるものである。
【００４１】
本発明の強化繊維基材は、その構成要素である樹脂材料が、［要件１］少なくとも布帛の表面に、［要件３］強化繊維基材の２〜２０重量％で接着し、強化繊維基材のＶffが３０〜６０％である要件のいずれも満たしているため、形態安定性やタック性に代表される基材の取扱性に優れ、衝撃付与後の圧縮強度に代表される高い力学特性を有する複合材料を得ることができるのである。また、樹脂材料が［要件２］連続した空隙部を周期的に有した形態で接着しているため、マトリックス樹脂の優れた含浸性を達成することができる。以下、各要件を詳細に説明する。
【００４２】
［要件１］：
樹脂材料は、少なくとも布帛の表面に接着している。樹脂材料は、布帛の内部、すなわち、強化繊維糸条の間あるいは強化繊維糸条内のフィラメントの間に存在していても、あるいは、布帛の表面に基材の内部よりもより多く、すなわち、偏在して接着していてもよい。係る偏在とは、樹脂材料の７０体積％以上、好ましくは９０体積％以上が、基材の表面に存在している形態を指す。より好ましい形態は、実質的に基材の表面にのみ接着している形態であり、すなわち、樹脂材料の９５体積％以上が、基材の表面に存在している形態である。係る樹脂材料の体積％は、走査型電子顕微鏡にて強化繊維基材の断面を観察し、強化繊維基材の厚みを一辺とする正方形内における樹脂材料を判別、その面積の比率から算出する。使用する値は、任意に選択した３つの正方形から算出した平均値とした。
【００４３】
布帛の表面に接着していないと、強化繊維基材を積層してプリフォームを得る際の基材同士のタック性（接着性）を発現させることができない。さらに、布帛における強化繊維糸条の目ズレが発生し易く、基材の形態安定性に劣る。その結果、取扱性に優れた強化繊維基材を得ることができないのである。
【００４４】
また、力学特性の面からは、少なくとも布帛の表面に接着していないと、複数枚が積層されて形成される疑似等方積層構成を有する複合材料の衝撃付与後の圧縮強度（Compression After Impact 、以下略してＣＡＩと記す）に劣る。係るＣＡＩは、複合材料が輸送機器（特に航空機）の構造部材（特に一次構造部材）として用いられる場合、非常に重視される力学特性であり、複合材料を構造部材に適用するに際し、高いＣＡＩを有している必要性が高いものである。
【００４５】
本発明で用いる樹脂材料は、強化繊維基材を積層して得られる複合材料において、クラックストッパーの役目、および、複合材料の成形時の残留応力の緩和の役目を果たす。特に、複合材料が衝撃を受けた時に、基材層間の損傷抑制の役目を果たし、優れた力学特性（特にＣＡＩ）、すなわち高靭性化効果をもたらす。
【００４６】
高靭性化効果に加え、少なくとも布帛の表面に樹脂材料が接着していると、基材を積層した場合に、布帛表面に付着している樹脂材料がスペーサーとなって、隣接する基材の層間にスペースを形成する。これを樹脂材料によるスペーサー効果と呼称する。このスペーサー効果は、マトリックス樹脂が積層された基材に注入され複合材料が成形される際、マトリックス樹脂の流路の形成の役目を果たす。これにより、マトリックス樹脂の基材への含浸が容易になるだけでなく、その含浸速度も速くなり、複合材料の優れた生産性をもたらす。
【００４７】
このスペーサー効果は、樹脂材料の高靭性化効果を複合材料の基材層間に集中して発現させる役目も果たす。その結果、より一層高い高靭性化効果がもたらされる。これを樹脂材料による層間強化効果と呼称する。
【００４８】
樹脂材料による高靭性化効果、スペーサー効果、層間強化効果は、樹脂材料が基材の表面に偏在している、特に樹脂材料が実質的に布帛の表面にのみ存在していると、より一層高いレベルで発揮される。
【００４９】
樹脂材料は、強化繊維基材単層においては、片表面に偏在して接着していてもよいし、両表面に偏在して接着していてもよい。より低コストに強化繊維基材を製造する場合は、前者が好ましい。強化繊維基材の表裏の使い分けをしたくない場合は、後者が好ましい。強化繊維基材の多層においては、その積層体の中央層に位置する基材のみに両面に接着し、それ以外の各層は片面のみ接着しておくと、積層体の各層間に樹脂材料が配置できるため、本発明の好ましい態様の一つといえる。
【００５０】
［要件２］：
樹脂材料が、連続した空隙部を周期的に有した形態で接着している。係る形態のように、空隙部が周期的に連続していることにより、優れた含浸性を達成することができる。樹脂材料が、連続した空隙部を有さずに、全面的に布帛を覆って接着している場合、積層された強化繊維基材へのマトリックス樹脂の厚み方向の含浸を著しく妨げる。また、単に樹脂材料に空隙部を設けただけでは、基材の厚み方向の流路を確保するだけにとどまる。
【００５１】
しかしながら、本発明では、空隙部を周期的に連続にすることにより、平面方向（基材を積層した積層体においては層間方向）のマトリックス樹脂の流路をも形成することができ、含浸を格段に効率化できるのである。
【００５２】
係る連続した空隙部の形態としては、例えば、空隙部と、空隙部以外の充填部とが一方向にのみ連続なストライプ形態、空隙部が網目状に連続的で、充填部が離散的なタイル形態を挙げることができる。なお、空隙部が離散的で、充填部が網目状に連続的な網目形態は、平面方向のマトリックス樹脂の流路を連続的に形成できないため、本発明の課題を解決するには至らない。
【００５３】
本発明でいう周期的とは、少なくとも一方向について並進対称性を有することを意味する。係る周期が１５０ｍｍ以下であると、製造プロセスを簡易にできるだけでなく、設計や管理を容易にし、その含浸性も安定したものにできるため好ましい。より好ましくは１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５０ｍｍ以下である。また、係る周期は２ｍｍ以上であるのが好ましい。２ｍｍ未満であると、強化繊維基材の製造プロセスが複雑になり、安価な製造が難しくなる。より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは１０ｍｍ以上である。
【００５４】
ここで、並進対称性とは、決まったパターンが繰り返し並んだ構造の規則性を指し、全体を決まった角度だけ回したときに全体が一致するという回転対称性や、ある平面の右と左が鏡に映った像の関係である鏡映対称性を併せもつものである。
【００５５】
係る樹脂材料は、面積被覆率が５％を超え７０％未満で接着していることが好ましい。７０％以上であると、厚み方向の樹脂流路が不足する場合がある。また、５％以下であると、上述の高靭性化効果、スペーサー効果、層間強化効果が発現しにくい。
【００５６】
なお、面積被覆率は、基材をその平面方向から見て、１００ｍｍ×１００ｍｍの単位面積における基材中の樹脂材料が存在する（カバーされている）部分の百分率を指し、
面積被覆率（％）＝樹脂材料が存在する部分の合計面積（ｍｍ2）／１０，０００
により算出される。係る測定は、基材の任意の箇所で少なくとも５回行い、それら測定値の平均値を用いる。樹脂材料が存在する部分の合計面積は、ＣＣＤカメラやスキャナー等により光学的に取り込まれた画像を元に画像処理を行い算出することができる。
【００５７】
以下において、本発明を図面の参照のもとに、より具体的に説明する。
【００５８】
図１は、本発明の強化繊維基材における樹脂材料のストライプ形態の一態様を示す平面模式図である。図２は、樹脂材料のタイル形態の一態様を示す平面模式図である。図３は、樹脂材料のタイル形態の別の態様を示す平面模式図である。図４は、樹脂材料のストライプ形態の別の態様を示す平面模式図である。
【００５９】
図１において、強化繊維基材は、布帛（図示せず）と布帛に接着した樹脂材料１０とから構成される。樹脂材料１０はストライプ形態を有し、連続した空隙部１１には樹脂材料は存在せず、連続した空隙部以外の充填部１２に樹脂材料が存在している。係る樹脂材料の周期はａの距離といえる（図１中よこ方向）。
【００６０】
図２（図３）においても同様に、樹脂材料２０（３０）はタイル形態を有し、連続した空隙部２１（３１）には樹脂材料は存在せず、連続した空隙部以外の充填部２２（３２）に樹脂材料が存在している。係る樹脂材料の図２（図３）中のたて方向の周期はｂ（ｄ）、図２（図３）中のよこ方向の周期はｃ（ｅ）の距離といえる。
【００６１】
図４において、強化繊維基材は、樹脂材料４０はストライプ形態を有し、連続した空隙部４１には樹脂材料は存在せず、連続した空隙部以外の充填部４２に点状の樹脂材料４３が存在している。充填部４２における樹脂材料が布帛表面に点在して接着している形態は、次のようにも説明できる。すなわち、充填部４２を海とし、点状の樹脂材料４３を島とすると、充填部４２における樹脂材料の布帛表面における存在の状態は、海に散在する多数の小さい島群と云える。小さい島の最大幅は、充填部４２の幅より小さい。図４には図示していないが、充填部４２を海とし、点状の樹脂材料４３を島とすると、その島の内に湖を有する形態であっても、それらが混在する形態であってもよい。
【００６２】
係る樹脂材料４０は、充填部４２において布帛表面に散点状に点在したり（図４）、それらが連結した点状や、短繊維状等の不連続状に接着されている形態であってもよいし、図１〜図３に示すように、充填部１２、２２、３２において、フィルム状や連続した繊維状（図示せず）の形態等の連続状に接着されている形態であってもよい。
【００６３】
樹脂材料が、連続した空隙部以外の充填部において連続状に接着している形態であると、所望の衝撃付与後の圧縮強度を発現し易いだけでなく、その品質安定性に優れる。すなわち、力学特性、その安定性の面からは連続状に接着されている形態が好ましい。
【００６４】
樹脂材料が、連続した空隙部以外の充填部において不連続状に接着している形態であると、微視的に細かな空隙部を形成でき、含浸性をさらに向上させることができる。すなわち、含浸の面からは不連続状に接着されている形態が好ましい。
【００６５】
係る点状に接着している場合、基材の平面方向からの点（島）の平均直径（楕円形の場合は平均短径）は、小さければ小さいほど均一に布帛表面に分散させることが可能となるため、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、４００μｍ以下がさらに好ましい。また、点（島）の平均直径は３０μｍ以上であるのが好ましい。３０μｍ未満であると、製造プロセスに制約を受け、安価なプロセスでの強化繊維基材の製造が困難な場合がある。より好ましくは５０μｍ以上、更に好ましくは８０μｍ以上である。
【００６６】
また、充填部における樹脂材料は、上述の連続状、不連続状に関わらず、強化繊維基材を複数枚積層する場合、樹脂材料の厚み方向の凹凸が大き過ぎると、それに接して配置される隣接の強化繊維基材が屈曲する。この屈曲により、複合材料の力学特性を損なう場合がある。一方、樹脂材料が薄過ぎると所望の衝撃付与後の圧縮強度が得られ難い。係る観点から、充填部における樹脂材料の平均厚みは、２〜１００μｍであることが好ましい。より好ましくは、５〜５０μｍ、さらに好ましくは、８〜３０μｍである。係る平気厚みとは、強化繊維基材の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、樹脂材料の任意の１０箇所での厚みの平均値である。ＳＥＭによる観察が困難な場合は、強化繊維基材を液状の室温硬化型エポキシ樹脂で含浸、室温硬化させ、その断面を研磨したものを光学顕微鏡にて観察して任意の１０箇所での厚みの平均値で代用する。
【００６７】
図５は、強化繊維基材における樹脂材料の一態様を示す平面模式図である。図６は、樹脂材料の別の態様を示す平面模式図である。
【００６８】
図５において、強化繊維基材は、布帛（図示せず）と布帛に接着した樹脂材料５０とから構成される。樹脂材料５０には、連続した空隙部は存在せず、空隙部５１は不連続で、空隙部以外の充填部５２の樹脂材料が連続している。係る空隙部５１が連続していないことにより、本発明の効果を効率的に奏することができない。
【００６９】
図６において、樹脂材料６０には、周期的に連続した空隙部が存在しない。換言すると、全てが充填部ということができる。係る充填部においては、点状の樹脂材料６３が周期的でなくランダムに接着している。係る空隙部が周期的でないことにより、本発明の効果を効率的に奏することができない。
【００７０】
［要件３］：
樹脂材料は、強化繊維基材の２〜２０重量％で接着している。係る範囲であることにより、基材のタック性、基材の形態安定性がもたらされる。その結果、取扱性に優れた強化繊維基材を得ることができるのである。上述の高靭性化効果、スペーサー効果、層間強化効果は、係る範囲内の量で最も効率的に発現される。より好ましくは５〜１８重量％、さらに好ましくは８〜１６重量％である。
【００７１】
樹脂材料が、２重量％未満であると、基材の形態安定性、積層する際のタック性等の強化繊維基材の取扱性が劣り、力学特性、特に衝撃付与後の圧縮強度の向上効果も小さい。一方、２０重量％を超えると、複合材料の力学特性、特に０°圧縮強度に優れる複合材料が得られなかったり、複合材料の強化繊維体積率Ｖfが低くなり過ぎるだけでなく、逆に含浸を妨げる場合がある。
【００７２】
本発明の強化繊維基材は、基材厚みから算出される基材の強化繊維体積率Ｖffが３０〜６０％である。係る基材厚みは、ＪＩＳ  Ｒ７６０２に沿って測定される。より好ましくは３５〜５８％、特に好ましくは４０〜５６％である。
【００７３】
強化繊維体積率Ｖffが３０％未満であると、特に真空圧によりマトリックス樹脂を含浸させる注入成形では、大気圧以上の圧力がかからないため、基材の嵩、すなわち強化繊維体積率Ｖffが所望の範囲に制御できず、得られる複合材料の強化繊維体積率Ｖfも力学特性に適する５０〜６５％に制御することができないだけでなく、所望の厚み寸法の複合材料が得られない。さらには、得られる複合材料中での基材層がうねり、得られる複合材料の力学特性、特に圧縮強度を著しく低下させる。係る問題は、積層構成に関しては、基材層の積層構成が斜交の場合に、成形に関しては、雄型または雌型の一方のみ成形型を用い、もう一方に柔軟なバッグ材を用いる場合に特に顕在化する。すなわち、力学特性に優れ軽量化効果を高く発現する複合材料が得られない。
【００７４】
一方、６０％を超えると、注入成形の場合には、密に充填され過ぎた強化繊維がマトリックス樹脂の流れを阻害する結果、含浸性が悪くなり、未含浸部分（ボイド）を有する複合材料しか得られない。
【００７５】
係る強化繊維体積率Ｖffを３０〜６０％の範囲内に制御することにより、得られる複合材料における強化繊維体積率Ｖffおよび寸法を、所望の範囲に厳密に制御し、高い力学特性を発現することが可能となるのである。
【００７６】
なお、本発明での強化繊維基材の厚み（ＪＩＳ  Ｒ７６０２）から算出される強化繊維体積率Ｖffとは、次式で求めた値をいう（単位は％）。なお、ここで用いた記号は下記に準ずる。ここで、測定に供する基材は、製造した後、少なくとも２４時間以上経過し、スプリングバック量が実質的に飽和したものを用いる。
【００７７】
Ｖff＝Ｗ／（ρ×Ｔｆ×１０）    （％）
Ｗ  ：強化繊維基材１ｍ2当たりの強化繊維の重量（ｇ／ｍ2）
ρ  ：強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ3）
Ｔｆ：ＪＩＳ  Ｒ７６０２に沿って測定した強化繊維基材の厚さ（ｍｍ）
本発明の強化繊維基材を構成する布帛は、強化繊維糸条を用いて形成される。布帛の形態としては、種々のものを用いることができる。例えば、平織や綾織や繻子織等の組織の織物（一方向性、二方向性、三次元性織物等）、編物、組物、強化繊維糸条が一方向に引き揃えられた一方向シート、一方向性シートをその方向性を異ならしめて２層以上重ね合わせて一体化した多方向性シート等が挙げられる。基材は、ステッチ糸、結節糸、樹脂材料等による各種接合手段により、複数の基材を一体化したものであってもよい。
【００７８】
特に複合材料が輸送機器等の構造部材として用いられる場合には、基材には、非常に高い力学特性（特に０°圧縮強度）が要求される。従って、より高い力学特性が得るためには、基材は二方向性織物のように、たて糸とよこ糸とのクリンプが発生しない一方向性織物または一方向性シートの形態であることが好ましい。また、マトリックス樹脂の含浸性を考慮すると、強化繊維糸条の間に、隙間を有するものであることが一層好ましく、係るものとしては一方向ノンクリンプ織物が挙げられる。係る一方向ノンクリンプ織物については、例えば、特許第３２７９０４９号公報、特開２００３−８２１１７号公報に詳しい記載がある。
【００７９】
また、前述の連続した周期的な空隙部が、少なくとも布帛における強化繊維糸条同士の間（場合によっては隙間）に位置していると、さらに含浸性を高く発現させることができる。強化繊維糸条は実質的に楕円状と見なせ、それらが少なくとも一方向に配列された場合、それらの間は、厚み方向としても、平面方向としても、空隙を有した形態、すなわち、樹脂の流路となり易い形態を有している。少なくとも係る箇所（布帛における強化繊維糸条同士の間）に、前記空隙部が位置されると、厚み方向の樹脂流路として効率的に利用できるだけでなく、平面方向（基材を積層した積層体における層間方向）の樹脂流路をも効率的に利用することができ、含浸を格段に効率化できる。かかる観点から、前記空隙部が、布帛における強化繊維糸条同士の間に、連続して位置している形態であるのが、本発明の効果を最大限に発現する形態といえる。
【００８０】
強化繊維基材が、一方向性織物または一方向性シートを用いると、各強化繊維基材層を任意の角度で積層ができるため、複合材料の強度設計の自由度という観点から好ましい布帛形態ということができる。係る強化繊維基材の場合、含浸性や、複合材料の力学特性の面から、強化繊維基材の強化繊維糸条の目付は、５０〜５００ｇ／ｍ2であることが好ましい。１００〜３５０ｇ／ｍ2であることがより好ましく、１５０〜２５０ｇ／ｍ2であることがさらに好ましい。
【００８１】
一方、二方向性織物、多方向シート（特にステッチ糸により一体化した多軸シート）を用いると、積層の手間を減らすことができるため、低コスト化という観点からは好ましい布帛形態ということができる。係る強化繊維基材の場合、含浸性や複合材料の力学特性の面から強化繊維基材の強化繊維糸条の目付は、１００〜１０００ｇ／ｍ2であることが好ましい。２００〜８００ｇ／ｍ2であることがより好ましく、３００〜６００ｇ／ｍ2であることが更に好ましい。二方向性織物または多方向性シートの目付が一方向性の目付よりも大きくてもよい理由は、強化繊維糸条の目付が小さいと、二方向性または多方向性にする意味合いが希薄になるためである。
【００８２】
本発明で用いる強化繊維糸条としては、特にその種類に制限はなく、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維（例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維等）、金属繊維またはセラミック繊維、これらの組み合わせ等を用いることができる。中でも、炭素繊維は、比強度および比弾性率に優れ、耐吸水性に優れるので、強度要求の高い航空機や自動車の構造部材向けの強化繊維糸条として好ましく用いられる。
【００８３】
本発明で用いる強化繊維糸条は、実質的に連続したフィラメントであるのが好ましい。フィラメントが連続であると、より高い力学特性を発現することができる。実質的に連続とは、連続したフィラメント、およびこれら連続した多数のフィラメントの内の極めて少数が、基材の形成において、破断する場合があるため、このような破断したフィラメントをも含むものである。なお、強化繊維糸条は不連続のもの（例えば紡績糸）を用いてもよい。繊維長が３ｍｍ以上である場合は、補強効果をある程度発現することができる。
【００８４】
本発明で用いる樹脂材料は、強化繊維基材の取扱性を向上させ、複合材料の力学特性を向上させるものであれば特に限定されない。樹脂材料として、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。
【００８５】
熱硬化性樹脂を樹脂材料の主成分として用いる場合には、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミドから選ばれる少なくとも１種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシが好ましい。エポキシを使用すると、接着性が高いため基材の接着性やタック性に優れるだけでなく、特にマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合に高い力学特性を発現することができる。
【００８６】
エポキシを主成分とする場合は、硬化剤や硬化触媒等を含んでもよいし、含まなくてもよいが、樹脂材料のライフの面から後者の方が好ましい。前者の場合でも潜在性の高い硬化剤や硬化触媒であれば特に大きな問題とはならない。
【００８７】
熱可塑性樹脂を樹脂材料の主成分として用いる場合には、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノキシから選ばれる少なくとも１種のであるのが好ましく、その中でもポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォン、フェノキシがとりわけ好ましい。
【００８８】
係る熱可塑性樹脂は、樹脂材料の主成分となり、その配合量が、７０〜１００重量％であることが好ましい。配合量は、７５〜９７重量％であることがより好ましく、８０〜９５重量％であることが更に好ましい。配合量が７０重量％未満であると、ＣＡＩに優れた複合材料を得にくいことがある。
【００８９】
但し、熱可塑性樹脂を主成分とした場合、樹脂材料の基材への接着性やタック性が劣る場合がある。この場合には、樹脂材料に副成分として少量の粘着付与剤、可塑剤等を配合するとよい。係る副成分として、熱硬化性樹脂を含むことが好ましく、上述の例に挙げられるものが使用できる。中でもエポキシが好ましい。
【００９０】
本発明で使用する樹脂材料は、タックが発現する温度（加工温度）の面から、ガラス転移点が５０〜３００℃のものが好ましい。より好ましくは６０〜２５０℃、さらに好ましくは８０〜１８０℃である。係るガラス転移点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により絶乾状態で２０℃／ｍｉｎの昇温速度にて計測される。
【００９１】
本発明の強化繊維基材の製造方法は、強化繊維基材を積層した後にマトリックス樹脂を含浸して成形する複合材料に用いる強化繊維基材の製造方法であって、（Ａ）少なくとも強化繊維糸条を用いて布帛を構成し、（Ｂ）強化繊維基材の２〜２０重量％の樹脂材料を、少なくとも布帛の表面に、連続した空隙部を周期的に有した形態で、基材厚みから算出される基材の強化繊維体積率Ｖffを３０〜６０％にするように接着する。
【００９２】
上記（Ｂ）において、布帛表面をマスキングをして樹脂材料を塗布する手段、または、布帛表面にフィルム状の樹脂材料を転写または貼り合わせる手段で樹脂材料を接着すると、製造プロセスを簡易にすることができるだけでなく、連続した周期的な空隙部を正確に制御することができるため好ましい手段といえる。
【００９３】
塗布する樹脂材料の形態としては、溶融した樹脂、粒子状や短繊維状の樹脂等が挙げられる。塗布方法としては、溶融した樹脂の場合はメルトブロー、粒子状や短繊維状の樹脂の場合はスプレー、自重落下散布等が挙げられる。
【００９４】
また、転写または貼り合わせる樹脂材料の形態としては、フィルム、不織布、マット等のシート状の形態が挙げられ、それらは離型紙、プラスチックフィルム等の支持体上に形成されていてもよい。転写または貼り合わせ方法としては、スクリーン、キスロール、プレスロール、平板プレス等の各種コーティング、加圧方法が挙げられる。
【００９５】
本発明に係るプリフォームは、上述の強化繊維基材が、２層以上積層されたものであり、かつ、前記強化繊維基材同士が前記樹脂材料により少なくとも部分的に接着されて一体化しているものである。係る接着が、強化繊維基材の全面に及んでいると、プリフォームの取扱性が劣ったり、マトリックス樹脂の含浸を阻害することがある。係る接着は、複数の積層された強化繊維基材が一体化したプリフォームとして運搬等の取り扱いができる程度であればよく、基材同士が部分的に接着しているものが好ましい態様といえる。
【００９６】
また、プリフォーム厚みから算出されるプリフォームの強化繊維体積率Ｖpfが４０〜６５％であるのが好ましい。強化繊維体積率Ｖpfが４０％未満であると、前述した通り、プリフォームの嵩、すなわち強化繊維体積率Ｖpfが所望の範囲に制御できず、得られる複合材料の強化繊維体積率Ｖfも力学特性に適する５０〜６５％範囲内に制御することができないだけでなく、所望の厚に寸法の複合材料が得られない。一方、６５％を超えると、注入成形の場合には、密に充填され過ぎた強化繊維がマトリックス樹脂の流れを阻害する結果、含浸性が悪くなり、未含浸部分（ボイド）を有する複合材料しか得られない。
【００９７】
なお、本発明での強化繊維基材の厚みから算出される強化繊維体積率Ｖpfとは、次式で求めた値をいう（単位は％）。なお、ここで用いた記号は下記に準ずる。ここで、測定に供するプリフォームは、製造した後、少なくとも２４時間以上経過し、スプリングバック量が実質的に飽和したものを用いる。
【００９８】
Ｖpf＝（Ｗ×ｐｌ）／（ρ×Ｔｐ×１０）    （％）
Ｗ  ：強化繊維基材１ｍ2当たりの強化繊維の重量（ｇ／ｍ2）
ｐｌ：強化繊維基材の積層枚数（枚）
ρ  ：強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ3）
Ｔｐ：プリフォームの厚さ（ｍｍ）
本発明に係る複合材料は、前記強化繊維基材または前記プリフォームにマトリックス樹脂が含浸されて固化したものである。
【００９９】
マトリックス樹脂は、前記樹脂材料と同様に、本発明の課題を解決するものであれば特に限定されないが、成形性、力学特性の面から熱硬化性樹脂であるのが好ましい。但し、樹脂材料と異なる点は、成形に供する場合は、注入温度では液状である点である。
【０１００】
マトリックス樹脂である熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ビニルエステル、不飽和ポリエステル、シアネートエステル、ビスマレイミドから選ばれる少なくとも１種であると本発明の課題を容易に解決できるため好ましい。さらにエラストマーやゴム、硬化剤、硬化促進剤、触媒等を添加した樹脂も使用することができる。中でも、例えば航空機の構造部材で要求される非常に高い力学特性（特にＣＡＩ）を達成するためにはエポキシが、高い耐熱性を達成するためにはビスマレイミドであるのが好ましく、とりわけエポキシが好ましい。
【０１０１】
マトリックス樹脂と樹脂材料とは、その役割がそれぞれ異なることから、少なくとも一部でも異なるものを用いる方がよい。すなわち、マトリックス樹脂としては、含浸性に優れ（樹脂粘度が低く、ゲル化時間が長い）、力学特性に優れる樹脂を、樹脂材料としては、基材の取扱性を向上し、高い力学特性を付与する樹脂（樹脂粘度が高くてもよい）をそれぞれ選択して使用するのが好ましい。勿論、樹脂材料とマトリックス樹脂とが、その一部の成分に共通の成分を有することに何ら制限はなく、両者の相性の面からは好ましい場合もある。
【０１０２】
マトリックス樹脂を後述の注入成形にて含浸させる場合は、その粘度が低いと含浸が容易なため、成形サイクルを短くできる。この粘度は、注入温度において、４００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、２００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。注入温度は１００℃以下であると設備が簡易なものにできるため好ましい。
【０１０３】
複合材料は、例えば、注入成形（ＲＴＭ、ＶａＲＴＭ、ＲＦＩ、ＲＩＭ等）、プレス成形等の各種成形方法およびそれらを組み合わせた成形方法にて成形することができる。中でも、生産性の高い注入成形方法が挙げられる。
【０１０４】
係る注入成形方法としてＲＴＭが挙げられる。ＲＴＭとは、雄型および雌型により形成したキャビティ中にマトリックス樹脂を加圧して注入する成形方法である。この場合、キャビティを減圧しながら注入するのが好ましい。
【０１０５】
他の好ましい成形方法としてＶａＲＴＭも挙げられる。ＶａＲＴＭとは、雄型または雌型のいずれか一方と、フィルム等のバッグ材（例えば、ナイロンフィルム、シリコンラバー等）とにより形成したキャビティを減圧し、大気圧にて樹脂を注入する成形方法である。この場合、キャビティ内の強化繊維基材やプリフォーム上または中に樹脂拡散媒体（メディア）を配置して樹脂含浸を促進し、成形後に複合材料からメディアを分離することが好ましい。これらの成形方法は、成形コストの面から好ましく用いられる。
【０１０６】
本発明に係る複合材料の用途は、特に限定されない。この複合材料は、優れた力学特性（特にＣＡＩ）を有しているため、特に航空機、自動車、船舶等の輸送機器における一次構造部材、二次構造部材、外装部材、内装部材もしくはそれらの部品の内に用いられると、その効果を最大限に発現する。
【実施例】
【０１０７】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。実施例および比較例に用いる原材料は次の通りである。
【０１０８】
強化繊維糸条：ＰＡＮ系炭素繊維、フィラメント数：２４，０００本、繊度：１，０３０ｔｅｘ、引張強度：５８３０ＭＰａ、引張弾性率：２９４ＧＰａ。
【０１０９】
ガラス繊維糸条：ＥＣＥ２２５  １／０  １．０Ｚ、繊度：２２．５ｔｅｘ、バインダー：”ＤＰ”（日東紡（株）製）。
【０１１０】
ポリアミド６６繊維糸条：繊度：１．７ｔｅｘ、フィラメント数：７本。
【０１１１】
樹脂材料：ポリエーテルスルフォン樹脂（住友化学工業（株）製スミカエクセル５００３Ｐ）６０重量％（主成分）と次のエポキシ樹脂組成物４０重量％（副成分）とを２軸押出機にて溶融混練したものを冷凍粉砕したもの。平均粒子径Ｄ50（（株）セイシン企業製ＬＭＳ−２４で測定）１１５μｍ、ガラス転移点６８℃。
【０１１２】
エポキシ樹脂組成物−ジャパンエポキシレジン（株）製”エピコート”８０６を２１重量部、日本化薬（株）製ＮＣ−３０００を１２．５重量部、および、日産化学工業（株）製ＴＥＰＩＣ−Ｐを４重量部を、１００℃で均一になるまで攪拌したもの。
【０１１３】
マトリックス樹脂：次の主液１００重量部に次の硬化液を３９重量部加え、８０℃にて均一撹拌したエポキシ樹脂組成物。８０℃におけるＥ型粘度計による粘度：５５ｍＰａ・ｓ、１８０℃で２時間硬化後のガラス転移点：１９７℃、曲げ弾性率：３．３ＧＰａ。
【０１１４】
主液−エポキシとして、Ｖａｎｔｉｃｏ（株）製”アラルダイト”ＭＹ−７２１を４０重量部、ジャパンエポキシレジン（株）製”エピコート”８２５を３５重量部、日本化薬（株）製ＧＡＮを１５重量部、および、ジャパンエポキシレジン（株）製”エピコート”６３０１００重量部を７０℃で１時間攪拌して均一溶解させたもの。
【０１１５】
硬化液−ポリアミンとして、ジャパンエポキシレジン（株）製”エピキュア”Ｗを７０重量部、三井化学ファイン（株）製３，３’−ジアミノジフェニルスルホンを２０重量部、および、住友化学工業（株）製”スミキュア”Ｓを１０重量部を１００℃で１時間攪拌して均一にした後７００℃に降温し、硬化促進剤として宇部興産（株）製ｔ−ブチルカテコールを２重量部を更に７０℃で３０分間攪拌して均一溶解させたもの。
【０１１６】
［実施例１］
図７は、本発明の本実施例の強化繊維基材の態様を示す斜視模式図である。強化繊維糸条をたて糸７５、ガラス繊維糸条をたて補助糸７６、ポリアミド６６繊維糸条をよこ糸７７として、たて糸７５とたて補助糸７６とを交互に１本おきに配列し、よこ糸７７と平織組織に製織して、たて補助糸７６とよこ糸７７とを交錯させ、強化繊維糸条７５を一体に保持した布帛７４である一方向性ノンクリンプ織物（織物Ａ）を得た。織物Ａは、布帛厚み０．２ｍｍ、強化繊維糸条の目付１９３ｇ／ｍ2、たて糸（たて補助糸）密度１．８本／ｃｍ、よこ糸密度３本／ｃｍであった。
【０１１７】
係る織物Ａの上に、粒子状の樹脂材料を、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自重落下させた。この際、自重で落下している粒子は、振動ネットを通過し一旦均一に分散し、マスキング（５．３ｍｍピッチ（周期）に１ｍｍのマスクを配したもの）を介して布帛の片表面に塗布した。すなわち、粒子状の樹脂材料はストライプ形態にて塗布されたことになる。粒子状の樹脂材料の塗布量は、後述の基材Ａの１４重量％となるようにした。更に、遠赤外線ヒーターにて１８０〜２００℃に加熱しながら、離型処理を施した金属ニップローラーにて加圧して、粒子状の樹脂材料を織物Ａに接着し、その後に冷水にて強制冷却してから巻き取り、強化繊維基材７８である基材Ａを得た。図７に示すように、基材Ａにおいて、空隙部７１が、布帛における強化繊維糸条（たて糸７５）同士の間に、連続して位置している形態となっていた。また、樹脂材料は、充填部７２において点状７３に存在していた。
【０１１８】
得られた基材Ａは、基材厚み０．２３ｍｍ、基材Ａの強化繊維体積率Ｖff４６％、基材目付２３０ｇ／ｍ2、面積被覆率６２％、樹脂材料の平均直径は０．２ｍｍ、樹脂材料の平均厚みは２９μｍであった。
【０１１９】
［実施例２］
実施例１で得られた基材Ａを、積層構成が［−４５°／０°／＋４５°／９０°］を３回繰り返したものを２組用意し、それを９０°層を向かい合わせて鏡面対称積層になるように貼り合わせた。係る積層体を平面型に配置し、シーラントとバッグ材（ポリアミドフィルム）にて密閉して、減圧吸引口を設けたキャビティを形成した。減圧吸引口から真空ポンプによってキャビティ内を真空に減圧し、賦形型を６０℃に温調した。この状態で２時間保持し、室温に冷却してから吸引を中止して取り出し、プリフォームＡを得た。かかるプリフォームＡの強化繊維体積率Ｖpfは５１％であった。
【０１２０】
［実施例３］
プリフォームＡを、平面状の成形型（アルミ製）に配置し、プリフォーム上に樹脂拡散媒体（平滑な金属製メッシュ）を配置して、シーラントとバッグ材にて、密閉して樹脂注入口と減圧吸引口を設けたキャビティを形成した。減圧吸引口から真空ポンプによってキャビティ内を真空に減圧し、成形型および各プリフォームを６０℃に温調した。次いで、事前に調合・真空脱泡したマトリックス樹脂を６０℃に保ちながら、樹脂注入口から大気圧を利用して注入した。マトリックス樹脂が減圧吸引口に到達した時に注入口を閉じて注入を停止した。それ以降は、減圧吸引口から減圧を続けながら１８０℃で２時間保持し、マトリックス樹脂を硬化させ、複合材料Ａを得た。複合材料Ａは、どこにもピンホールやボイドが見当たらず、良好な成形が行われていることが実証された。
【０１２１】
複合材料Ａの強化繊維体積率Ｖfは５６％であった。得られた複合材料Ａを用いて、ＳＡＣＭＡ  ＳＲＭ  ２Ｒ−９４に準拠して２３°でのＣＡＩを測定した。なお、衝撃は５．４４ｋｇ（１２ポンド）の錘を落下させて、６．６７ｋＪ／ｍ（２７０ｉｎ・ｌｂ）の落錘衝撃エネルギーとした。
【０１２２】
［実施例４］
実施例１で得られた基材Ａを、積層構成が［−４５°／０°／＋４５°／９０°］を８回繰り返したものを２組用意し、それを９０°層を向かい合わせて鏡面対称積層になるように貼り合わせ、賦形型を８０℃に温調した以外は、実施例３と同じようにして厚肉プリフォームＡを得た。係る厚肉プリフォームＡを、平板状の成形型としてガラス板を用いる以外は、実施例３と同様にして、マトリックス樹脂を含浸・硬化させた。含浸性については、係る厚肉プリフォームＡの含浸時間を測定した。なお、後述の比較例との比較のため、本実施例でかかった時間を１００とした指数で相対評価した。
【０１２３】
なお、厚肉プリフォームＡと成形された厚肉複合材料Ａとの強化繊維体積率の差は小さく、厚み方向の寸法精度に優れたものが得られた。
【０１２４】
［比較例１］
樹脂材料を接着しない以外は実施例１と同様にして一方向性織物をそのまま強化繊維基材Ｂを得た。得られた基材Ｂは、基材厚み０．２ｍｍ、基材Ｂの強化繊維体積率Ｖff５４％、基材目付１９３ｇ／ｍ2、面積被覆率０％であった。
【０１２５】
［比較例２］
樹脂材料を塗布する際にマスキングせずに塗布し、樹脂材料を金属ニップローラーを用いずに遠赤外線ヒーターのみで接着する以外は実施例１と同様にして強化繊維基材Ｃを得た。得られた基材Ｃは、基材厚み０．３２ｍｍ、基材Ｃの強化繊維体積率Ｖff３４％、基材目付２３０ｇ／ｍ2、面積被覆率７８％、樹脂材料の平均直径は０．２ｍｍ、樹脂材料の平均厚みは１２４μｍであった。
【０１２６】
［比較例３］
比較例１、２で得られた基材Ｂ、Ｃを用いる以外は、実施例２と同様にしてプリフォームＢ、Ｃを得た。かかるプリフォームＢ、Ｃの強化繊維体積率Ｖpfは５８％、４７％であった。
【０１２７】
［比較例４］
比較例３で得られたプリフォームＢ、Ｃを用いる以外は、実施例３と同様にして複合材料Ｂ、Ｃを成形した。複合材料Ｂ、Ｃの炭素繊維含有率Ｖfはそれぞれ６１％、５４％であった。
【０１２８】
［比較例５］
比較例１、２で得られた基材Ｂ、Ｃを用いる以外は、実施例４と同様にして含浸性を評価した。なお、基材Ｃから得られた厚肉プリフォームＣと成形された厚肉複合材料Ｃとの強化繊維体積率の差は大きく、厚み方向の寸法精度に劣ったものとなった。
【０１２９】
以上の結果を表１に示す。
【０１３０】
【表１】
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【０１３１】
表１から明らかなように、実施例１の基材Ａ、比較例２の基材Ｃは、織物上に接着した樹脂材料により、織物の目ズレ・蛇行等が生じない形態安定性を有し、これらをプリフォーム化する際には優れたタック性を発現した。また、いずれも力学特性にも優れていた。一方、比較例１の樹脂材料を有さない基材Ｂは、取扱性、力学特性ともに著しく劣った。
【０１３２】
但し、比較例２の空隙部を有さない基材Ｃは、含浸性に大幅に劣り、実施例１の基材Ａは優れた。以上の結果から、本発明の効果は明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明によれば、取扱性に優れるだけでなく、高い力学特性の複合材料が得られ、かつ、マトリックス樹脂の含浸性に優れる基材およびその製造方法、係る強化繊維基材から得られるプリフォーム、係る強化繊維基材またはプリフォームから得られる複合材料を得ることができる。
【０１３４】
このようにして得られた複合材料は、航空機、自動車、船舶等の輸送機器における構造部材、内層部材または外層部材などの各部材をはじめ、幅広い分野に適するが、特に航空機の構造部材に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】材料のストライプ形態の一態様を示す平面模式図である。
【図２】樹脂材料のタイル形態の一態様を示す平面模式図である。
【図３】樹脂材料のタイル形態の別の態様を示す平面模式図である。
【図４】樹脂材料のストライプ形態の別の態様を示す平面模式図である。
【図５】樹脂材料の一態様を示す平面模式図である。
【図６】樹脂材料の別の態様を示す平面模式図である。
【図７】本発明の実施例１の強化繊維基材の態様を示す斜視模式図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０、２０、３０、４０、５０、６０：樹脂材料
１１、２１、３１、４１、７１：連続した空隙部
１２、２２、３２、４２、５２、７２：充填部
４３、６３、７３：点状の樹脂材料
５１：連続していない空隙部
７４：布帛
７５：たて糸
７６：たて補助糸
７７：よこ糸
７８：強化繊維基材
ａ、ｃ、ｅ：よこ方向の周期
ｂ、ｄ：たて方向の周期
【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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【図６】
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【図７】
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