【手続補正書】
【提出日】平成20年6月20日(2008.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】プリフォームおよび成形方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】引張弾性率が２１０ＧＰａ以上で、かつ破壊歪みエネルギーが４０ＭＪ／ｍ3 以上の炭素繊維からなる多軸布帛が複数枚積層され、該多軸布帛の層間には層間靭性補強材が配置され、前記層間靭性補強材が熱可塑性樹脂からなる不織布、熱可塑性樹脂からなるメッシュ、及び、熱可塑性樹脂からなる粒子のいずれかであることを特徴とするプリフォーム。
【請求項２】前記炭素繊維の引張弾性率が２８０ＧＰａを超え５００ＧＰａ未満であり、かつ破壊歪みエネルギーが５３ＭＪ／ｍ3 以上であることを特徴とする請求項１に記載のプリフォーム。
【請求項３】前記多軸布帛が布帛の長さ方向に対して０゜、＋α゜、９０゜、−α゜（ここでαは０を越え９０未満である）を含む方向に配列した層をステッチ糸で一体化されている多軸ステッチ布帛であることを特徴とする請求項１または２に記載のプリフォーム。
【請求項４】前記多軸布帛が布帛の長さ方向に対して０゜、＋α゜、９０゜、−α゜（ここでαは０を越え９０未満である）を含む方向に配列した層を、０゜方向に配列する連結糸の交錯により一体化されてなる多軸織物であることを特徴とする請求項１または２に記載のプリフォーム。
【請求項５】前記バイアス角度α゜が４５゜であることを特徴とする請求項３または４に記載のプリフォーム。
【請求項６】多軸布帛と層間靭性補強材がステッチ手段または接着手段で一体化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プリフォーム。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のプリフォームを使用し炭素繊維強化プラスチックを成形する方法であって、下記Ａ．Ｂ．Ｃ．のいずれかの方法で樹脂を真空含浸させることを特徴とする成形方法。
Ａ．プリフォームを成形型に積層し、これらをバックフイルムで覆い、バックフイルム内部を真空に保ちながら樹脂を注入、含浸させる方法。
Ｂ．プリフォームを雌型（または雄型）に積層した後、雄型（または雌型）で型締めし、キャビティ内を真空に保ちながら樹脂を注入し、含浸させる方法。
Ｃ．プリフォームを成形型に積層し、さらに前記積層体にマトリックス樹脂となる樹脂フイルム層を積層し、これらをバックフイルムで覆い、バックフイルム内部を真空に保ちながら樹脂を注入し、含浸させる方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
（１）引張弾性率が２１０ＧＰａ以上で、かつ破壊歪みエネルギーが４０ＭＪ／ｍ3 以上の炭素繊維からなる多軸布帛が複数枚積層され、該多軸布帛の層間には層間靭性補強材が配置され、前記層間靭性補強材が熱可塑性樹脂からなる不織布、熱可塑性樹脂からなるメッシュ、及び、熱可塑性樹脂からなる粒子のいずれかであることを特徴とするプリフォーム。
（２）前記炭素繊維の引張弾性率が２８０ＧＰａを超え５００ＧＰａ未満であり、かつ破壊歪みエネルギーが５３ＭＪ／ｍ3 以上であることを特徴とする（１）に記載のプリフォーム。
（３）前記多軸布帛が布帛の長さ方向に対して０゜、＋α゜、９０゜、−α゜（ここでαは０を越え９０未満である）を含む方向に配列した層をステッチ糸で一体化されている多軸ステッチ布帛であることを特徴とする（１）または（２）に記載のプリフォーム。
（４）前記多軸布帛が布帛の長さ方向に対して０゜、＋α゜、９０゜、−α゜（ここでαは０を越え９０未満である）を含む方向に配列した層を、０゜方向に配列する連結糸の交錯により一体化されてなる多軸織物であることを特徴とする（１）または（２）に記載のプリフォーム。
（５）前記バイアス角度α゜が４５゜であることを特徴とする（３）または（４）に記載のプリフォーム。
（６）多軸布帛と層間靭性補強材がステッチ手段または接着手段で一体化していることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のプリフォーム。
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載のプリフォームを使用し、炭素繊維強化プラスチックを成形する方法であって、下記Ａ．Ｂ．Ｃ．のいずれかの方法で樹脂を真空含浸させることを特徴とする成形方法。
Ａ．プリフォームを成形型に積層し、これらをバックフイルムで覆い、バックフイルム内部を真空に保ちながら樹脂を注入、含浸させる方法。
Ｂ．プリフォームを雌型（または雄型）に積層した後、雄型（または雌型）で型締めし、キャビティ内を真空に保ちながら樹脂を注入し、含浸させる方法。
Ｃ．プリフォームを成形型に積層し、さらに前記積層体にマトリックス樹脂となる樹脂フイルム層を積層し、これらをバックフイルムで覆い、バックフイルム内部を真空に保ちながら樹脂を注入し、含浸させる方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ここで、上記した層間靭性補強材は、多軸布帛製造の際、炭素繊維層と同時にステッチ一体化してもよいし、低融点の熱可塑性樹脂や、低融点の熱硬化性樹脂からなるタッキファイヤーの付着で多軸布帛と一体化してもよい。また、タッキファイヤーは、多軸布帛同士の付着一体化にも使うことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
層間靭性補強材の粒子として用いられる原料は、熱可塑性樹脂が好ましく、たとえばポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等が挙げられ、なかでも非晶性ポリアミド（特に芳香族および／または脂環式の共重合ポリアミド）は吸収エネルギーが大きく、ＡＳＴＭ Ｄ５７０における平衡吸水率が小さいため（好ましくは平衡吸水率は３重量％以下、より好ましくは２重量％以下）、とくに航空機の１次構造材に求められる吸水時の力学的特性において、強度低下が小さいので好ましいものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で炭素繊維強化プラスチックを得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる炭素繊維強化プラスチックの用途は特に限定されないが、好ましくは航空機構造部材である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図４は本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる航空機構造部材を用いた航空機２４の概略斜視図である。各種フェアリング、メイン・ランデング・ギアドア、テイルコーン、エンジン・ナセルなどの２次構造部材のほか、本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる航空機構造部材は安価で、靭性に優れ、機械的特性に優れるので、主翼２５、尾翼２６、フロアービーム２７、胴体２８、ウイング・ボックス （図示せず）、 キール（図示せず）などの１次構造部材にも使用することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図５、図６は本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる炭素繊維強化プラスチックの構造要素２９としての実施例である。従来はスキン材３０、桁材３１、リブ材３２を別々に成形し、これをリベット止めしていたが、本発明によればスキン材３０と桁材３１やリブ材３２を一体に成形することが可能となった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
【発明の効果】本発明により、安価で、生産性が良く、かつ靭性および信頼性に優れるＣＦＲＰが得られるプリフォーム、その成形方法を提供でき、安価で、生産性が良く、かつ靭性および信頼性に優れる炭素繊維強化プラスチックおよび航空機構造部材を提供できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリフォームの好ましい１態様を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に使用する多軸布帛としての多軸ステッチ布帛の好ましい１態様を示す概略斜視図である。
【図３】本発明に使用する別の多軸布帛としての多軸織物の好ましい１態様を示す概略斜視図である。
【図４】本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる航空機構造部材を使用している航空機の概略斜視図である。
【図５】本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる炭素繊維強化プラスチックの構造要素としての実施例を示す概略斜視図である。
【図６】本発明のプリフォームを使用し、上述した成形方法で得られる炭素繊維強化プラスチックの構造要素としての別の実施例を示す概略斜視図である。