(57)【要約】【課題】シート状の強化繊維基材を賦形して形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らす。【解決手段】糸条１４を、熱可塑性のエポキシ樹脂を主成分とし、かつ収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥するサイジング処理により前記樹脂組成物の被膜１６が表面に形成された糸条１４が得られる。その糸条１４で形成されたシート状の強化繊維基材１７が積層された状態で賦形されてプリフォーム２０が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸条を、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥する糸条のサイジング処理工程と、
前記サイジング処理工程で得られたサイジング処理後の糸条でシート状の強化繊維基材を製造する強化繊維基材製造工程と、
前記強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材を積層した状態で賦形するプリフォーム製造工程と、
前記プリフォーム製造工程で製造されたプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸硬化させる樹脂含浸硬化工程と
を備えていることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項２】
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物のエマルジョンでシート状の強化繊維基材を処理、乾燥することにより前記樹脂組成物の被膜が形成されたシート状の強化繊維基材。
【請求項３】
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物の被膜が表面に形成された糸条。
【請求項４】
前記樹脂組成物は５０％以上が熱可塑性のエポキシ樹脂からなる請求項３に記載の糸条。
【請求項５】
前記樹脂組成物の被膜は、サイジング処理前の糸条を、前記樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥させることにより形成されたものである請求項３又は請求項４に記載の糸条。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の糸条からなるシート状の強化繊維基材。
【請求項７】
前記糸条は織物に形成されている請求項６に記載のシート状の強化繊維基材。
【請求項８】
請求項２、６及び請求項７のいずれか１項に記載のシート状の強化繊維基材からなるプリフォーム。
【請求項９】
前記シート状の強化繊維基材は積層された状態で賦形されている請求項８に記載のプリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条、シート状の強化繊維基材、プリフォーム及び繊維強化複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量、高強度の材料として繊維強化複合材料が使用されている。繊維強化複合材料は、強化繊維が樹脂や金属等のマトリックス中に複合化されることにより、マトリックス自体に比べて力学的特性（機械的特性）が向上するため、構造部品として好ましい。特にマトリックスとして樹脂を使用した場合はより軽量化が図れるため好ましい。そして、特に高性能が要求される用途では、連続した強化繊維を用いた繊維強化複合材料が用いられ、強化繊維としては炭素繊維が、マトリックス樹脂としては熱硬化性樹脂、なかでもエポキシ樹脂が多く用いられている。
【０００３】
繊維強化複合材料の製造方法としては、シート状の強化繊維基材に樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層して得た積層体を、成形型で加熱、加圧する方法や、型内に配置した強化繊維基材に液状の熱硬化性樹脂組成物を注入し、加熱硬化して繊維強化複合材料を得るレジン・トランスファー・モールディング法（ＲＴＭ法）がある。
【０００４】
ＲＴＭ法で繊維強化複合材料を製造する場合、強化繊維基材を所望の製品と近い形状に加工したプリフォームを予め作製し、このプリフォームを型内に配置して液状熱硬化性樹脂を注入することが多い。
【０００５】
従来、熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂を用いるＲＴＭ法に適し、溶剤を使わない加熱による固着方法を用いても、強化繊維との密着性が優れ、保存安定性の良いプリフォーム作製用のバインダー組成物と、このバインダー組成物を付与、含有させたシート状の強化繊維基材を用いて作製したプリフォームが提案されている（特許文献１参照）。バインダー組成物は、１分子内にアルコール性水酸基又はアミド結合を２つ以上有する熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂から成り、自己硬化性がない。また、バインダー組成物の形態としては、通孔を設けたフィルム、テープ、長繊維、短繊維、紡績糸、織物、ニット、不織布、網状体、粒子等を採用することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のバインダー組成物は、種々の形態で採用することができるが、強化繊維の表面を被覆するように均一に存在する状態で付与、付着させることはできない。そのため、強化繊維基材を賦形して形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダー組成物の使用量が多くなるという問題がある。
【０００８】
また、炭素繊維のように他数本のフィラメント繊維で構成される強化繊維の場合は、強化繊維の取り扱い性を容易にするため一般にサイジング処理を行った糸条を用いて織物等のシート状の強化繊維基材を形成する。特許文献１には、強化繊維ストランドの表面にバインダー組成物を付与する方法も可能であるとの記載もあるが、サイジング処理に関しては何ら記載がなく、バインダー組成物はサイジング剤（収束剤）としての機能はなく、サイジング処理がなされた強化繊維ストランドに対しての付与である。即ち、特許文献１のバインダー組成物を使用する場合は、強化繊維としてサイジング処理が行われた糸条が原料となり、サイジング処理工程とバインダー付与工程とが必要である。
【０００９】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、シート状の強化繊維基材を賦形して形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる糸条、シート状の強化繊維基材、プリフォーム及び繊維強化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】
【００１０】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、糸条を、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥する糸条のサイジング処理工程と、前記サイジング処理工程で得られたサイジング処理後の糸条でシート状の強化繊維基材を製造する強化繊維基材製造工程と、前記強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材を積層した状態で賦形するプリフォーム製造工程と、前記プリフォーム製造工程で製造されたプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸硬化させる樹脂含浸硬化工程とを備えている繊維強化複合材料の製造方法である。ここで、「糸条」とは、繊維が撚りを掛けられずに引きそろえられた繊維束あるいは繊維に撚りを掛けられた糸を意味する。
【００１１】
この発明の繊維強化複合材料の製造方法では、糸条のサイジング処理工程において、サイジング処理前の糸条が、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物であるウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥されることによりサイジング処理が行われ、かつ強化繊維基材の原料（材料）となる糸条の表面にバインダー機能を有する被膜が形成される。その後、シート状の強化繊維基材を製造する強化繊維基材製造工程と、強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材を積層した状態で賦形するプリフォーム製造工程が実施される。即ち、従来必要としたバインダー付与工程を特に設けずに、形体安定性が確保されたプリフォームが形成される。そして、プリフォーム製造工程で製造されたプリフォームに対して樹脂含浸硬化工程において液状の熱硬化性樹脂を含浸硬化させることにより繊維強化複合材料が製造される。したがって、強化繊維基材を賦形して形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。なお、「バインダー機能」とは、繊維強化複合材料を製造する際、シート状の強化繊維基材を積層して所望の製品と近い形状に加工したプリフォームを予め作成する場合、このプリフォームを取り扱う際の形体安定性を確保するために、強化繊維基材同士を接合する役割を意味する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物のエマルジョンでシート状の強化繊維基材を処理、乾燥することにより前記樹脂組成物の被膜が形成されたシート状の強化繊維基材である。この発明の強化繊維基材は、強化繊維基材を賦形することにより形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる減らすことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物の被膜が表面に形成された糸条である。
【００１４】
ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる樹脂組成物の被膜は収束剤及びバインダーの機能を備えている。したがって、この発明の糸条は、製織等によるシート状の強化繊維基材の作製が容易になる。また、シート状の強化繊維基材を賦形して作製されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記樹脂組成物は５０％以上が熱可塑性のエポキシ樹脂からなる。この発明では、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜を形成するための原料を入手し易い。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記樹脂組成物の被膜は、サイジング処理前の糸条を、前記樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥させることにより形成されたものである。この発明では、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜が、通常のサイジング処理と同じ方法で糸条の表面に形成される。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の糸条からなるシート状の強化繊維基材である。この発明のシート状の強化繊維基材を構成する糸条は、バインダー機能を有する樹脂組成物の被膜が形成されているため、強化繊維基材を賦形することにより形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記糸条は織物に形成されている。ここで、「織物」とは平織物や綾織物のように互いに交差するように配列された糸条の配列ピッチが同じものに限らず、すだれ織物のように経糸の配列ピッチに比べて緯糸の配列ピッチが極端に大きな織物も含む。この発明では、織物以外のシート状の強化繊維基材に比べて、強化繊維基材の作製や強化繊維基材からプリフォームを形成する際の取り扱いが容易になる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項２、６及び請求項７のいずれか１項に記載のシート状の強化繊維基材からなるプリフォームである。この発明のプリフォームは形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記シート状の強化繊維基材は積層された状態で賦形されている。この発明のプリフォームも、形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、強化繊維基材を賦形して形成されたプリフォームの形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の繊維強化複合材料の製造方法におけるプリフォーム製造までの模式図、（ｂ）はサイジング処理後の糸条の模式図、（ｃ）はすだれ織物の概略図。
【図２】強化繊維基材としての織物に粉末のバインダーを付与する場合の模式図。
【図３】（ａ）はバインダー樹脂組成物が被膜状に形成された積層強化繊維基材の模式図、（ｂ）は粉末のバインダーが付与された積層強化繊維基材の模式図。
【図４】（ａ），（ｂ）は第２の実施形態における強化繊維基材に対するバインダーの付与工程を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を強化繊維として炭素繊維を使用した繊維強化複合材料の製造方法に具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００２４】
繊維強化複合材料の製造方法は、糸条のサイジング処理工程と、強化繊維基材製造工程と、プリフォーム製造工程と、樹脂含浸硬化工程とを備えている。
サイジング処理工程では、サイジング処理前の糸条としての炭素繊維束を、収束剤（サイジング剤）及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥する。炭素繊維束は細い繊維が数百〜数万本束ねられて１本の繊維束が構成されており、要求性能に適した繊維の本数の繊維束が選択される。例えば、図１（ａ）に示すように、樹脂含浸槽１１と、糸条を樹脂含浸槽１１内のエマルジョンに漬かる状態で案内するガイドローラ１２ａ，１２ｂとを備えている樹脂含浸装置１３を用いて、サイジング処理前の糸条１４に樹脂組成物としての熱可塑性のエポキシ樹脂のエマルジョンを含浸させる。エマルジョンが含浸された糸条１４は図示しない引出し装置で引き出され、図示しない乾燥装置を経てボビン１５に巻き取られる。サイジング処理前の糸条１４が、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥されることにより、図１（ｂ）に示すように、強化繊維基材の原料（材料）となる糸条１４は、表面にバインダー機能を有する被膜１６が形成されたものとなる。被膜１６は、糸条１４にコーティングされた樹脂組成物のエマルジョンが乾燥されて形成されるため、厚さが均一に形成される。
【００２５】
収束剤兼バインダーエマルジョンは、不揮発分が５〜５０％のものが使い易く、中でも１５〜２０％だとなおよい。コーティング量は織物に１〜１００ｇ／ｍ２程度となるようにする。エマルジョン処理された糸条１４の乾燥は１〜２００℃程度までの温度範囲の中でバインダーが乾燥する温度で行う。乾燥の時間は１〜２時間程度でよい。糸条１４は互いに固着されない状態でボビン１５に巻き取られた後、最終状態まで乾燥される。
【００２６】
収束剤兼バインダーエマルジョンとしては、熱可塑性のエポキシ樹脂を主成分としたものが好ましい。熱可塑性のエポキシ樹脂としては例えばフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂は、分子鎖が長いので屈曲性があり、柔軟性に優れる。また、親水基としての水酸基、疎水基としての炭化水素基を有するため接着性がよい。市販のエポキシ樹脂エマルジョンを検討したところ、収束剤及びバインダーの機能を備えたエマルジョンがあった。例えば、市販のアデカレジンＥＭ−０５１Ｒ（ＡＤＥＫＡ製）やアデカレジンＥＭ−１０７−５０Ｌ（ＡＤＥＫＡ製）が挙げられる。アデカレジンＥＭ−０５１Ｒは、エポキシ樹脂：４０〜５０％、プロピレングリコールモノメチルエーテル：１〜１０％、ノニオン系界面活性剤：１〜１０％、水：４０〜５０％であった。
【００２７】
強化繊維基材製造工程では、サイジング処理工程で得られたサイジング処理後の糸条１４でシート状の強化繊維基材１７を製造する。シート状の強化繊維基材１７としては例えば、織物や、糸条１４が一方向に配列された繊維束層を糸条１４の配列方向が交差する状態で複数層積層した状態で結合糸により結合されたものが挙げられる。織物としては平織物や綾織物のように互いに交差するように配列された糸条の配列ピッチが同じものに限らず、図１（ｃ）に示す、すだれ織物のように経糸１８の配列ピッチに比べて緯糸１９の配列ピッチが極端に大きな織物も含む。緯糸１９は経糸１８に比べて細い糸条１４が使用されるのが好ましい。強化繊維基材１７として用いられるすだれ織物の緯糸１９は、すだれ織物が繊維強化複合材料の強化材を構成する状態で強化繊維の機能をほとんど果たさず、経糸１８が強化繊維の機能を果たし、すだれ織物は一方向材として機能する。この実施形態では織物としてすだれ織物が使用されている。
【００２８】
プリフォーム製造工程では、強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材１７が積層された状態で賦形されてプリフォーム２０が形成される。図１（ａ）に示すように、強化繊維基材１７は経糸１８の配列方向が互いに直交する方向となるように配置される強化繊維基材１７と、その配列方向に対して±４５度の角度を成すように配置される強化繊維基材１７とが存在するように積層されて、全体で４軸配向となる強化繊維基材１７が賦形されて所望の形状のプリフォーム２０が形成される。具体的には、所望枚数の強化繊維基材１７が積層された状態で賦形型内に配置され、賦形型により加圧・加熱されて目的の形状に賦形されてプリフォーム２０が形成される。なお、図１（ａ）においては緯糸１９の図示を省略している。
【００２９】
賦形の際の加熱温度は、バインダー樹脂が溶融する温度に設定され、加熱により樹脂が溶融することで、糸条１４の接点及び接触面が拘束された状態になる。糸条１４の接点あるいは接触面での拘束により、強化繊維基材１７の層間が接着される。また、強化繊維基材１７層内の糸条１４も任意の形状で拘束されるため、形状保持性及び繊維束のほつれ防止性が付与された状態に賦形されたプリフォーム２０が得られる。
【００３０】
樹脂含浸硬化工程では、プリフォーム製造工程において製造されたプリフォーム２０に液状の熱硬化性樹脂が含浸硬化されて繊維強化複合材料が形成される。樹脂の含浸硬化は、例えば、ＲＴＭ法で行われる。繊維強化複合材料のマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂が使用される。樹脂の含浸硬化をＲＴＭ法で行う場合、繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂の場合、硬化前の粘度が熱可塑性樹脂よりも低いため取り扱いがし易い。
【００３１】
即ち、この実施形態の繊維強化複合材料の製造方法は、サイジング処理工程において、サイジング処理された糸条１４の表面にバインダー機能を有する被膜１６が形成される。その後、シート状の強化繊維基材１７を製造する強化繊維基材製造工程と、強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材１７を積層した状態で賦形するプリフォーム製造工程が実施される。その結果、シート状の強化繊維基材１７を賦形してプリフォーム２０を製造する場合に、従来必要としたバインダー付与工程を特に設けずに、形体安定性が確保されたプリフォーム２０が形成される。
【００３２】
表面にバインダー機能を有する被膜が形成されていない糸条で形成されたシート状の強化繊維基材１７からプリフォーム２０を製造する場合、例えば、従来技術のように粉末のバインダーを使用する場合は、図２に示すように、粉末のバインダー２１をシート状の強化繊維基材１７に振りかけた後、その強化繊維基材１７を積層して賦形を行う。
【００３３】
バインダー機能を有する被膜１６が形成された糸条１４で形成された強化繊維基材１７を用いて製造されたプリフォーム２０では、図３（ａ）に示すように、糸条１４の交差部や隣り合う部分の間には被膜１６（バインダー）が存在する。一方、粉末のバインダー２１が付与された強化繊維基材１７を用いて製造されたプリフォーム２０では、図３（ｂ）に示すように、糸条１４の交差部や隣り合う部分の間にはバインダー２１が存在しない箇所があり、糸条１４同士の拘束は点となり、バインダー２１の固着していない糸条１４の表面では  拘束点が発生しない。そのため、プリフォーム２０の形体安定性を確保するためには、糸条１４の間に点在するバインダー２１の各部の力は、糸条１４の間にバインダーが被膜１６として存在する場合に比べて大きくなければならない。その結果、粉末のバインダー２１が付与された強化繊維基材１７を用いて製造されたプリフォーム２０ではバインダー２１の使用量が、バインダー機能を有する被膜１６が形成された糸条１４で形成された強化繊維基材１７を用いて製造されたプリフォーム２０に比べて増える。なお、図３（ａ），（ｂ）では、両者の違いを分かり易くするため、３層に積層された強化繊維基材１７を構成する糸条１４が一方向（図３（ａ），（ｂ）の紙面と直交する方向）に配列された状態で示している。
【００３４】
プリフォーム２０の形体を保持するためのバインダーの量が多いと、プリフォーム２０に含浸、硬化されるマトリックス樹脂の硬化や物性に悪影響を与える虞がある。しかし、エマルジョンで糸条１４を処理してバインダー機能を有する被膜１６を形成する場合は、賦形性との兼ね合いを判断しながらバインダー量を減らすことが、粉末のバインダー２１を付与する場合に比べて容易になる。
【００３５】
＜実施例＞
収束剤兼バインダーエマルジョンとして、熱可塑性のエポキシ樹脂としての市販のアデカレジンＥＭ−０５１Ｒ（ＡＤＥＫＡ製）１００ｇを水１００ｇで希釈してサイジング処理用のエマルジョンを調整した。炭素繊維束にこのエマルジョンを含浸、乾燥させて、表面に被膜が形成された炭素繊維束を得た。この繊維束でシート状の強化繊維基材を作製した。作製された強化繊維基材を構成する炭素繊維束の表面には被膜が剥がれずに残っていた。
【００３６】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）繊維強化複合材料の製造方法は、糸条１４を、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥する糸条のサイジング処理工程と、サイジング処理後の糸条１４でシート状の強化繊維基材１７を製造する強化繊維基材製造工程とを備えている。また、その強化繊維基材製造工程で製造された強化繊維基材１７を積層した状態で賦形するプリフォーム製造工程と、そのプリフォーム製造工程で製造されたプリフォーム２０に熱硬化性樹脂を含浸硬化させる樹脂含浸硬化工程とを備えている。したがって、従来必要としたバインダー付与工程を特に設けずに、形体安定性が確保されたプリフォーム２０が形成されるため、従来法より工程を減らすことができ、減った工程分の設備が不必要となる。また、シート状の強化繊維基材１７となる織物の製織後にバインダーを付与する工程がなくなるため工程の自由度が増す。
【００３７】
（２）糸条１４は、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜１６が表面に形成されている。したがって、製織等によりシート状の強化繊維基材１７の作製が容易になり、強化繊維基材１７を賦形して作製されたプリフォーム２０の形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダーを使用した場合に比べて減らすことができる。
【００３８】
（３）収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物は熱可塑性のエポキシ樹脂を主成分（エポキシ樹脂が５０％以上）としたものである。したがって、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜１６を形成するための原料を入手し易い。また、糸条１４として炭素繊維を使用する場合、糸条１４との密着性が優れるため好ましい。
【００３９】
（４）樹脂組成物の被膜１６は、サイジング処理前の糸条１４を、前記樹脂組成物のエマルジョンで処理、乾燥させることにより形成されたものである。したがって、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜１６を糸条１４の表面に形成する場合、通常のサイジング処理と同じ方法で形成することができる。
【００４０】
（５）シート状の強化繊維基材１７は、バインダー機能を有する樹脂組成物の被膜１６が形成されている糸条１４からシート状に形成されている。したがって、強化繊維基材１７を賦形することにより形成されたプリフォーム２０の形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダー２１を使用した場合に比べて減らすことができる。
【００４１】
（６）シート状の強化繊維基材１７を構成する糸条１４は織物に形成されている。したがって、織物以外のシート状の強化繊維基材１７に比べて、強化繊維基材１７の作製や強化繊維基材１７からプリフォーム２０を形成する際の取り扱いが容易になる。
【００４２】
（７）強化繊維基材１７の織物としてすだれ織物が採用されている。したがって、強化繊維基材１７は実質的に一方向性シートとして機能する。そのため、平織物や綾織物に比べて、強化繊維（糸条１４）同士が交差部において屈曲する割合が少なくなり、最終的に得られる繊維強化複合材料の物性が向上する。
【００４３】
（８）プリフォーム２０はバインダー機能を有する樹脂組成物の被膜１６が形成されている糸条１４からシート状に形成された強化繊維基材１７からなる。したがって、プリフォーム２０は形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダー２１を使用した場合に比べて減らすことができる。
【００４４】
（９）繊維強化複合材料はバインダー機能を有する樹脂組成物の被膜１６が形成されている糸条１４からシート状に形成された強化繊維基材１７で構成されたプリフォーム２０を強化材とし、マトリックス樹脂を熱硬化性樹脂としている。したがって、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用した繊維強化複合材料に比べて、機械物性や耐熱性に優れる。
【００４５】
（１０）繊維強化複合材料のマトリックス樹脂を構成する熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂である。したがって、マトリックス樹脂として他の熱硬化性樹脂を使用した繊維強化複合材料に比べて、強化繊維として炭素繊維を使用した場合に、目的の機械物性や耐熱性を満たす繊維強化複合材料を容易に得ることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図４にしたがって説明する。この実施形態では、強化繊維基材は従来の強化繊維基材と同様にバインダー機能を有しないサイジング剤で処理された糸条を用いて製造されたシート状の強化繊維基材にバインダーを付与する工程を有する点が前記第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４７】
シート状の強化繊維基材１７としての織物に対するバインダーの付与は、第１の実施形態と同じ収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンを、例えば、図４（ａ）に示すように、シート状の強化繊維基材１７に対して刷毛２２等を用いて塗布し、浸透させてコーティングすることで行われる。また、図４（ｂ）に示すように、強化繊維基材１７をエマルジョンバインダーのバス２３の中へくぐらせて繊維表面にコーティングする方法を採用してもよい。得られた強化繊維基材１７は、第１の実施形態の強化繊維基材１７と同様に、強化繊維基材１７を構成する糸条１４の表面全体に被膜１６が形成された状態になる。
【００４８】
この第２の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１１）シート状の強化繊維基材１７は、バインダーの機能を備えた樹脂組成物のエマルジョンでシート状の強化繊維基材１７を処理、乾燥することにより前記樹脂組成物の被膜１６が形成される。したがって、シート状の強化繊維基材１７を積層して賦形することにより製造されたプリフォーム２０は、形体安定性を確保するために必要なバインダーの使用量を、粉末のバインダー２１を使用した場合に比べて減らすことができる。
【００４９】
（１２）糸条１４のサイジング処理からプリフォーム製造までを一貫して行わずに、バインダーがコーティングされていない強化繊維基材１７を入手して、バインダー付与工程から繊維強化複合材料の製造工程を開始することができる。
【００５０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンに使うことのできる樹脂は、熱可塑性のエポキシ樹脂に限らず、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、及びそれらの共重合体のいずれか又はブレンドしたものを使用可能である。即ち、前記樹脂組成物のエマルジョンに使うことのできる樹脂は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される１以上の樹脂からなる。
【００５１】
○  糸条１４にサイジング処理を行う場合、糸条１４を樹脂含浸槽１１内のエマルジョンに漬ける代わりに刷毛でエマルジョンを塗布してもよい。
○  収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物の被膜１６が表面に形成された糸条１４を形成する方法は、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂組成物のエマルジョンによるサイジング処理には限らない。例えば、収束剤及びバインダーの機能を兼ね備えた樹脂を有機溶媒に溶解した溶液に糸条１４を含浸した後、溶媒を蒸発させて糸条１４の表面に被膜１６を形成してもよい。
【００５２】
○  強化繊維基材１７を積層してプリフォーム２０を製造する場合、複数積層された強化繊維基材１７全体としての繊維配列は４軸配向となる構成に限らない。例えば、互いに直交する２軸配向や配列角度が０度又は９０度の繊維束と、その繊維束に対して斜めに配列されるバイアス繊維束との組み合わせによる３軸配向となる構成にしてもよい。
【００５３】
○  強化繊維基材１７として実質的に一方向材として機能するすだれ織物のみ積層する代わりに、すだれ織物と平織物、すだれ織物と綾織物、平織物と綾織物、平織物のみあるいは綾織物のみを積層するようにしてもよい。
【００５４】
○  積層する強化繊維基材１７の数が多い場合、隣り合う強化繊維基材１７の糸条１４の配列方向が異なるように積層せずに、糸条１４の配列方向が同じ強化繊維基材１７が隣り合う箇所が存在してもよい。
【００５５】
○  織物以外のシート状の強化繊維基材１７として、配列角度０度の繊維束層、配列角度９０度の繊維束層、配列角度±４５度の繊維束層が積層された積層繊維束層が、積層繊維束層の厚さ方向に配列された厚さ方向糸により結合されている三次元繊維組織を使用してもよい。
【００５６】
○  糸条１４を構成する連続繊維は炭素繊維に限らず、繊維強化複合材料に要求される物性に対応して、アラミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の高強度の有機繊維等、ガラス繊維やセラミック繊維等の無機繊維を使用してもよい。
【００５７】
○  プリフォーム２０を強化材とした繊維強化複合材料に使用される熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂に限らず、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等を使用してもよい。
○  繊維強化複合材料を構成するマトリックス樹脂として熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用してもよい。マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用する場合は、プリフォーム２０に溶融状態で熱可塑性樹脂が含浸された後、冷却されて繊維強化複合材料が形成される。熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が使用される。
【００５８】
○  プリフォーム２０に樹脂を含浸、硬化させて繊維強化複合材料を製造する方法は一般のＲＴＭ法に限らない。例えば、プリフォーム２０を配置した型のキャビティ内を減圧し、マトリックス用の樹脂を、減圧されたキャビティ内圧力と外部圧力との差圧を利用してキャビティ内に注入し、プリフォーム２０に含浸する真空ＲＴＭ法や、プリフォーム２０に樹脂を含浸させて圧縮成形するメタルマッチドダイ法を採用してもよい。
【００５９】
○  繊維強化複合材料の製造方法は、プリフォーム２０に液状の熱硬化製樹脂あるいは溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸、硬化させる方法に限らない。例えば、強化繊維基材１７に熱硬化製樹脂が含浸された半硬化状態（Ｂステージ状態）のプリプレグや、強化繊維基材１７に溶融状態の熱可塑性樹脂が含浸されて冷却硬化されたプリプレグをプレス成形型で加熱、加圧して製造してもよい。
【００６０】
○  界面活性剤はノニオン系に限らず、アニオン系あるいはカチオン系であっても良い。
○  プリフォームは積層された状態で賦形型に加圧される場合に限らず、１枚ごとに賦形された後、積層される場合であってもよい。
【００６１】
○  樹脂組成物は、モノマーであってもポリマーであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１４…糸条、１６…被膜、１７…強化繊維基材、２０…プリフォーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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