(57)【要約】  炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を準備する工程と、前記複合構造体を加熱する工程と、を有する炭素樹脂複合材料の製造方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を準備する工程と、
前記複合構造体を加熱する工程と、
を有する炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項２】
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体を有する複合構造体を準備する工程である請求項１に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項３】
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との織物を有する複合構造体を準備する工程である請求項１又は請求項２に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との編物を有する複合構造体を準備する工程である請求項１又は請求項２に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項５】
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との巻付体を有する複合構造体を準備する工程である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂線状体が、少なくとも熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体である請求項１〜請求項５に記載のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項７】
前記炭素線状体が、カーボンナノチューブを含む線状体である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項８】
前記カーボンナノチューブを含む線状体が、カーボンナノチューブが線状体軸方向に配向した線状体である請求項７に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項９】
前記カーボンナノチューブを含む線状体において、線状体に対する前記カーボンナノチューブの占める割合が７０質量％以上である請求項７又は請求項８に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
【請求項１０】
炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した炭素樹脂複合材料の製造用複合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭素樹脂複合材料の製造方法、および炭素樹脂複合材料の製造用複合構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭素繊維と熱硬化樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化させた樹脂）との炭素樹脂複合材料（ＣＦＲＰ）、炭素繊維と熱可塑性樹脂（ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等）との炭素樹脂複合材料（ＣＦＲＴＰ）が知られている（例えば、特許文献１〜２）。
これら、炭素樹脂複合材料は、軽量である一方で、力学特性（強度、剛性等）、耐熱性および耐食性に優れている。そのため、各種分野（航空、宇宙、自動車、鉄道車両、船舶、土木建築、スポーツ用品等）に利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：日本国特開２０１７−１３２９３２号公報
特許文献２：日本国特開２０１７−０８２２１５号公報
特許文献３：日本国特表２００７−５１８８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、炭素樹脂複合材料は、炭素繊維一本では強度が弱いため、１０００本から１００００本程度の炭素繊維を結着剤により結着した集束繊維が用いられる。このような集束繊維を用いて、例えば、特許文献２のように炭素繊維層と樹脂フィルムとからプリプレグを得る場合、炭素繊維層と樹脂フィルムの界面の接着性を高めることができず、厚み方向の機械的負荷に対する強度が低くなる傾向があった。
一方で、上記の集束繊維を開繊する技術も提案されている（例えば、特許文献３）。しかし、炭素繊維一本単位まで開繊することができないことから、炭素繊維同士の間に樹脂を含浸させることが難しい。そのため、炭素繊維同士の間に、樹脂が含浸しない間隙が生じ、機械的強度のバラツキが生じる傾向がある。【０００５】
そこで、本開示の課題は、機械的強度のバラツキが抑えられ、厚み方向の機械的負荷に対する機械的強度を向上し得る炭素樹脂複合材料の製造方法、および当該製造方法に使用する炭素樹脂複合材料の製造用複合構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の手段により解決される。【０００７】
＜１＞
炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を準備する工程と、
前記複合構造体を加熱する工程と、
を有する炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜２＞
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体を有する複合構造体を準備する工程である＜１＞に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜３＞
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との織物を有する複合構造体を準備する工程である＜１＞又は＜２＞に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜４＞
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との編物を有する複合構造体を準備する工程である＜１＞又は＜２＞に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜５＞
前記複合構造体を準備する工程が、前記炭素線状体と前記樹脂線状体との巻付体を有する複合構造体を準備する工程である＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜６＞
前記樹脂線状体が、少なくとも熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体である＜１＞〜＜５＞に記載のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜７＞
前記炭素線状体が、カーボンナノチューブを含む線状体である＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜８＞
前記カーボンナノチューブを含む線状体が、カーボンナノチューブが線状体軸方向に配向した線状体である＜７＞に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜９＞
前記カーボンナノチューブを含む線状体において、線状体に対する前記カーボンナノチューブの占める割合が７０質量％以上である＜７＞又は＜８＞に記載の炭素樹脂複合材料の製造方法。
＜１０＞
炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した炭素樹脂複合材料の製造用複合構造体。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、機械的強度のバラツキが抑えられ、厚み方向の機械的負荷に対する機械的強度を向上し得る炭素樹脂複合材料の製造方法、および当該製造方法に使用する炭素樹脂複合材料の製造用複合構造体が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る炭素樹脂複合材料において、炭素線状体と樹脂線状体との織物の一例（炭素線状体と樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体の一例）を示す概略平面図である。
【図２】本実施形態に係る炭素樹脂複合材料において、炭素線状体と樹脂線状体との編物の一例（炭素線状体と樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体の他の一例）を示す概略平面図である。
【図３】本実施形態に係る炭素樹脂複合材料において、炭素線状体と樹脂線状体との巻付体の一例（炭素線状体と樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体の他の一例）を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書において、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
「〜」を用いた数値範囲は、「〜」の前後で示された数値が各々最小値及び最大値として含まれる数値範囲を意味する。
段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【００１１】
＜炭素樹脂複合材料の製造方法＞
本実施形態に係る炭素樹脂複合材料の製造方法は、
炭素材料を含む炭素線状体と、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を準備する工程（以下、第一工程とも称する）と、
複合構造体を加熱する工程（以下、第二工程とも称する）と、
を有する。
【００１２】
本実施形態に係る炭素樹脂複合材料の製造方法では、炭素線状体と樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を使用する。つまり、この複合構造体は、炭素線状体に対して、規則的に樹脂線状体が配置された状態となっている。この複合構造体に対して、加熱を施すと、樹脂線状体が溶融して、炭素線状体の間に充填され易く、炭素線状体の間に樹脂が充填されていない間隙が生じ難い。それにより、得られる炭素樹脂複合材料において、炭素線状体と樹脂との緊密な接合が実現できる。
それに加え、使用する炭素線状体は、炭素材料（カーボンナノチューブ、炭素繊維等）同士の間隙がない又は小さい連続的な線状の構造物である。
そのため、本実施形態に係る炭素樹脂複合材料の製造方法では、機械的強度のバラツキを抑え、厚み方向の機械的負荷に対する強度を向上し得る炭素樹脂複合材料が得られる。
【００１３】
以下、本実施形態に係る炭素樹脂複合材料の製造方法について、詳細に説明する。
【００１４】
（第一工程）
第一工程では、炭素線状体と樹脂線状体とを規則的に配置した複合構造体を準備する。
例えば、複合構造体としては、炭素線状体と樹脂線状体とを、１本ずつ又は複数本ずつ、平行に交互に配置した複合構造体、平行に配置した炭素線状体群と、平行に配置した樹脂線状体群と交差させて配置した複合構造体等が挙げられる。
なお、複合構造体は、別途作製した複数の複合構造体を積層した構造体であってもよい。
【００１５】
複合構造体としては、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体を有する複合構造体であることがよい。予め、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸していることで、炭素線状体と樹脂との接合が緊密で、より機械的強度の高い炭素樹脂複合材料を得ることが可能となる。
また、炭素線状体は個別の炭素線状体を撚糸又は合糸した炭素線状体であってもよく、樹脂線状体は、個別の樹脂線状体を撚糸又は合糸した樹脂線状体であってもよい。複合構造体としては、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体と、これらが互いに撚糸又は合糸されていない炭素線状体および／又は樹脂線状体とを有する複合構造体であってもよい。
【００１６】
複合構造体としては、例えば、炭素線状体と樹脂線状体との織物を有する複合構造体、炭素線状体と樹脂線状体との編物を有する複合構造体、炭素線状体と樹脂線状体との巻付体を有する複合構造体も挙げられる。また、複合構造体は、これらの織物、編物、および巻付体の少なくとも２種以上を有する複合構造体も挙げられる。
【００１７】
織物、編物、および巻付体の少なくとも１つを有する複合構造体は、容易に目的とする配置位置で、炭素線状体と樹脂線状体とが規則的に配置された構造体となる。そのため、配置位置により、任意の方向に対する炭素樹脂複合材料の機械的強度を高めることが可能となる。
また、この複合構造体は、第二工程（複合構造体を加熱する工程）に至るまで、炭素線状体と樹脂線状体との配置位置が崩れ難く、形状安定性が高い。
【００１８】
織物は、平織り、綾織り、朱子織り、周知の応用織り等の織物のいずれであってもよい。織物は、複数の織物層の積層体であってもよい。
例えば、織物としては、炭素線状体および樹脂線状体の一方を縦糸、他方を緯糸として、織り込んだ織物（図１参照）が挙げられる。ただし、図１は、炭素線状体を縦糸、樹脂線状体を緯糸として、織り込んだ織物の一例（つまり、複合構造体の一例）を示している。なお、図１中、１０は炭素線状体を示し、１２は樹脂線状体を示し、１０１は織物を示す。
【００１９】
ただし、織物は、炭素線状体および樹脂線状体が規則的に配置された織組織を有していれば、特に限定されない。
例えば、織物は、縦糸および緯糸の双方として、炭素線状体および樹脂線状体を１本ずつ又は複数本ずつ交互に織り込んだ織物、炭素線状体および樹脂線状体の一方の織組織に、他方を織り込んだ織物などであってもよい。
織物は、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体の織物であってもよい。この場合には、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体のみを織ることによっても、本実施形態に係る織物を得ることができ、また、織物は、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体と、これらが互いに撚糸又は合糸されていない炭素線状体および／又は樹脂線状体との織物であってもよい。
【００２０】
編物は、緯編み、経編み、レース編み、周知の応用編み等の編物のいずれであってもよい。編物は、複数の編物層の積層体であってもよい。
例えば、編物としては、例えば、コース方向に、炭素線状体および樹脂線状体を１本ずつ又は複数本ずつ交互に編み込んだ編物（図２参照）が挙げられる。ただし、図２は、コース方向に、炭素線状体および樹脂線状体を１本ずつ交互に編み込んだ編物の一例（つまり、複合構造体の他の一例）を示している。なお、図２中、１０は炭素線状体を示し、１２は樹脂線状体を示し、１０２は編物を示す。
【００２１】
ただし、編物は、炭素線状体および樹脂線状体が規則的に配置された編組織を有していれば、特に限定されない。
編物は、例えば、引き揃え編み、プレーティング編み、インレイ編みなどを利用し、炭素線状体および樹脂線状体を規則的に配置した編物であってもよい。
編物は、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体の編物であってもよい。この場合には、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体のみを編むことによっても、本実施形態に係る編物を得ることができ、また、編物は、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体と、これらが互いに撚糸又は合糸されていない炭素線状体および／又は樹脂線状体との編物であってもよい。
【００２２】
巻付体は、被巻付体（例えば、円柱体、多角柱体、円筒体、多角筒体、板状体等）に、炭素線状体および樹脂線状体を巻き付けた後、被巻付体を取り除いた構造体である。巻付体は、被巻付体を取り除いた後、押圧してシート状としてもよい。また、巻付体の一方の開口部から他の開口部に至るように巻付体を切断し、切り開いてシート状としてもよい。切断は、被巻付体を取り除く前に行っても、後に行ってもよい。また、巻付体は、複数のシート状の巻付体の積層体であってもよい。
例えば、巻付体としては、炭素線状体および樹脂線状体を１本ずつ又は複数本ずつ交互に配置され、かつ螺旋状に被巻付体に巻き付けた巻付体（図３参照）が挙げられる。図３は、炭素線状体および樹脂線状体を１本ずつ交互に配置され、かつ螺旋状に被巻付体に巻き付けた巻付体の一例（つまり、複合構造体の他の一例）を示している。なお、図３中、１０は炭素線状体を示し、１２は樹脂線状体を示し、２０は被巻付体を示し、１０３は巻付体を示す。
【００２３】
ただし、巻付体は、炭素線状体および樹脂線状体が規則的に配置された組織を有していれば、特に限定されない。
例えば、巻付体は、被巻付体に、炭素線状体および樹脂線状体の一方を巻き付けた層と、この層上に、他方を巻き付けた層とを有する巻付体、又は、これら２層を交互に積層した巻付体等であってもよい。
巻付体は、炭素線状体と樹脂線状体とを撚糸又は合糸した線状体、および炭素線状体と樹脂線状体との織物、および炭素線状体と樹脂線状体との編物の少なくとも一つの巻付体であってもよい。
具体的には、例えば、巻付体は、予め作製した帯状の織物及び／又は帯状の編物を被巻付体に巻き付けた後、被巻付体を引き抜いた巻付体であってもよい。
【００２４】
複合構造体において、炭素線状体よりも樹脂線状体の直径が大きくても、炭素線状体よりも樹脂線状体の直径が小さくてもよい。
炭素線状体と樹脂線状体の直径の大小を調節することにより、下記の炭素線状体と樹脂線状体との体積比の調整を容易に行うことができる。
【００２５】
複合構造体において、炭素線状体と樹脂線状体との体積比（炭素線状体／樹脂線状体）は、１０／９０〜８０／２０が好ましく、３０／７０〜７０／３０がより好ましい。
なお、炭素線状体と樹脂線状体との体積は、目的とする炭素樹脂複合材料の炭素線状体と樹脂との体積比に応じて選択する。
【００２６】
−炭素線状体−
炭素線状体は、炭素材料を含む炭素線状体である。炭素材料としては、炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられる。
【００２７】
炭素線状体としては、カーボンナノチューブ（カーボンナノチューブを利用した糸）を含む線状体（以下、「カーボンナノチューブ線状体」とも称する）が好ましい。炭素線状体として、カーボンナノチューブ線状体を使用すると、炭素繊維を含む線状体に比べ、機械的強度が高い炭素樹脂複合材料が得られる。また、カーボンナノチューブ線状体は、炭素繊維を含む線状体に比べ、柔軟性が高いため、断線することなく、織物、編物等が得られる利点もある。
【００２８】
炭素線状体として、カーボンナノチューブ線状体と共に、炭素繊維を含む線状体を用いてもよい。カーボンナノチューブ線状体と、炭素繊維を含む線状体と、を併用すると、炭素繊維由来の引張強度の強さと、長く細い糸が得られるために、厚さ方向の機械的強度をより向上させやすいというカーボンナノチューブ線状体に由来する効果と、の両方を得られるという利点がある。
【００２９】
カーボンナノチューブ線状体は、例えば、カーボンナノチューブフォレスト（カーボンナノチューブを、基板に対して垂直方向に配向するよう、基板上に複数成長させた成長体のことであり、「アレイ」と称される場合もある）の端部から、カーボンナノチューブをシート状に引出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚ることにより得られる。このような製造方法において、撚りの際に捻りを加えない場合には、リボン状のカーボンナノチューブ線状体が得られ、捻りを加えた場合には、糸状の線状体が得られる。リボン状のカーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブが捻られた構造を有しない線状体である。このほか、カーボンナノチューブの分散液から、紡糸をすること等によっても、カーボンナノチューブ線状体を得ることができる。紡糸によるカーボンナノチューブ線状体の製造は、例えば、米国公開公報ＵＳ  ２０１３／０２５１６１９（日本国特開２０１１−２５３１４０号公報）に開示されている方法により行うことができる。カーボンナノチューブ線状体の直径の均一さが得られる観点からは、糸状のカーボンナノチューブ線状体を用いることが望ましく、純度の高いカーボンナノチューブ線状体が得られる観点からは、カーボンナノチューブシートを撚ることによって糸状のカーボンナノチューブ線状体を得ることが好ましい。カーボンナノチューブ線状体は、２本以上のカーボンナノチューブ線状体同士が撚られた線状体であってもよい。
【００３０】
カーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブが線状体軸方向に配向した線状体であることがよい。カーボンナノチューブが線状体軸方向に配向したカーボンナノチューブ線状体を使用すると、線状体の機械的強度が高くなり、その結果、機械的強度が高い炭素樹脂複合材料が得られ易くなる。
【００３１】
カーボンナノチューブが線状体軸方向に配向したカーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブフォレストの端部から、カーボンナノチューブをシート状に引出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚る又は拠る及び捻ることにより得られる。
【００３２】
カーボンナノチューブ線状体において、線状体に対するカーボンナノチューブの占める割合は、７０質量％以上（好ましくは９０質量％以上）が好ましい。カーボンナノチューブの占める割合が７０質量％以上であると、カーボンナノチューブ線状体の機械的強度が高まり、その結果、機械的強度が高い炭素樹脂複合材料が得られ易くなる。
【００３３】
炭素線状体は、樹脂線状体の溶融固化後、又は溶融硬化後の樹脂と接合を高める添加剤（例えば、樹脂線状体がポリオレフィン系樹脂を含む場合に、三洋化成工業株式会社製のユーメックス（登録商標）シリーズ（無水マレイン酸変性ポリプロピレン）等）を含んでいてもよい。
【００３４】
−樹脂線状体−
樹脂線状体は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体である。つまり、樹脂線状体は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の一方のみを含んでいてもよいし、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の両方を含んでいてもよい。なお、熱硬化性樹脂を含む樹脂線状体の場合、線状体には熱硬化剤も含むことがよい。
【００３５】
熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の周知の樹脂、又はこれらを２種以上含む混合樹脂を含む層が挙げられる。
【００３６】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂組成物、ウレタン反応により硬化する樹脂組成物、ラジカル重合反応により硬化する樹脂組成物等の周知な組成物の層が挙げられる。
【００３７】
エポキシ樹脂組成物としては、多官能系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、アミン化合物、フェノール系硬化剤等の硬化剤とを組み合わせたものが挙げられる。
ウレタン反応により硬化する樹脂組成物としては、例えば、（メタ）アクリルポリオールと、ポリイソシアネート化合物とを含む樹脂組成物が挙げられる。
ラジカル重合反応により硬化する樹脂組成物としては、（メタ）アクリロイル基や不飽和ポリエステル等のラジカル重合反応可能な樹脂組成物が挙げられ、例えば、側鎖にラジカル重合性基を有する（メタ）アクリル樹脂（反応性基を有するビニル単量体（ヒドロキシ（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等）の重合体に、当該共重合体の反応性基と反応し得る基を有し且つラジカル重合性基を有する単量体（（メタ）アクリル酸、イソシアナート基含有（メタ）アクリレート等）を反応させた（メタ）アクリル樹脂等）、エポキシ樹脂の末端に（メタ）アクリル酸等を反応させた（メタ）アクリル基を有するエポキシアクリレート、不飽和基を有するカルボン酸（フマル酸等）をジオールと縮合した不飽和ポリエステル等が挙げられる。
【００３８】
これらの中でも、樹脂線状体としては、少なくとも熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体であることが好ましい。
例えば、複合構造体として、別途作製した複数の複合構造体を積層した構造体を適用し、炭素樹脂複合材料（例えば立体的な炭素樹脂複合材料）を製造する場合、熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体を適用すると、別途作製した複数の複合構造体間の接合が容易であり、また、炭素繊維層が存在するプリプレグと比べて、接合が強固となる利点がある。
また、熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体を適用すると、炭素樹脂複合材料の生産性およびリサイクル性も向上できる利点がある。
また、通常、熱可塑性樹脂は、硬化前に流動性を付与できる熱硬化性樹脂に比べて間隙に充填し難いが、複合構造体を上記構成とすることで、複合構造体を加熱したとき、炭素線状体の間隙に十分充填されることから、熱可塑性樹脂を含む樹脂線状体を適用しても強度が高い炭素樹脂複合材料が得られる。
【００３９】
樹脂線状体は、樹脂線状体の溶融固化後および／又は溶融硬化後の、樹脂と炭素線状体との接合を高める添加剤（例えば、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂線状体の場合に、三洋化成工業株式会社製のユーメックス（登録商標）シリーズ等）を含んでいてもよい。
【００４０】
（第二工程）
第二工程では、複合構造体を加熱する。具体的には、樹脂線状体が熱可塑性樹脂を含む場合、第二工程では、複合構造体を加熱し、樹脂線状体を溶融後、固化する。一方、樹脂線状体が熱硬化性樹脂を含む場合、第二工程では、複合構造体を加熱し、樹脂線状体を溶融後、硬化する。
なお、樹脂線状体が熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の両方を含む場合、第二工程では、加熱により樹脂は、溶融後、固化および硬化する。ただし、樹脂線状体の溶融後に硬化が進行し、固化の現象が生じない場合もある。
【００４１】
第二工程において、加熱温度、加熱時間は、樹脂種に応じて、適宜設定する。第二工程では、複合構造体を成形（例えば、プレス成形）しながら、加熱してもよい。
【００４２】
以上の工程を経て、機械的強度のバラツキを抑え、特に、厚み方向の機械的負荷に対する強度を向上し得る炭素樹脂複合材料が得られる。
【００４３】
符号の説明は、次の通りである。
１０１ 織物
１０２ 編物
１０３ 巻付体
１０ 炭素線状体
１２ 樹脂線状体
【００４４】
なお、日本国特許出願第２０１８−１０４８４６号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
2019230729.tif 000003
【図２】
2019230729.tif 000004
【図３】
2019230729.tif 000005
【国際調査報告】
2019230729.tif 000006
2019230729.tif 000007
2019230729.tif 000008
2019230729.tif 000009