特許 5959403 繊維強化樹脂材、及び該繊維強化樹脂材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959403

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】繊維強化樹脂材、及び該繊維強化樹脂材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/06 20060101AFI20160719BHJP

   C08J 5/24 20060101ALI20160719BHJP

   B32B 5/00 20060101ALI20160719BHJP

   B32B 5/02 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   B29C67/14 G

   C08J5/24CFB

   C08J5/24CFC

   C08J5/24CFE

   B32B5/00 A

   B32B5/02 B

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-237261(P2012-237261)

(22)【出願日】2012年10月26日

(65)【公開番号】特開2014-83836(P2014-83836A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2014年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】391003624

【氏名又は名称】サンユレック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】305037123

【氏名又は名称】ＫＢセーレン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大山 紀隆

(72)【発明者】

【氏名】原 廣司

(72)【発明者】

【氏名】安田 直之

【審査官】 田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３９８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７０２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３２９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−３０５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１７８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０３５４５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１０７２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４０６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４７２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−２１１４２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７０／０６

Ｂ３２Ｂ ５／００

Ｂ３２Ｂ ５／０２

Ｃ０８Ｊ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶ポリマー繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、液晶ポリマー繊維プリプレグを得る第１工程と、
炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、炭素繊維プリプレグを得る第２工程と、
前記第１工程で得られた前記液晶ポリマー繊維プリプレグの上下に、前記第２工程で得られた前記炭素繊維プリプレグを配置する第３工程と、
前記第３工程で得られた前記液晶ポリマー繊維プリプレグ及び前記炭素繊維プリプレグの積層体を加熱及び加圧することで、前記液晶ポリマー繊維プリプレグと前記炭素繊維プリプレグとを密着させる第４工程とを有し、
前記第１工程では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含む樹脂シートに、前記液晶ポリマー繊維の繊維材料を重ね合わせることで、前記液晶ポリマー繊維の繊維材料及び前記樹脂シートの第１の積層体を得た後、当該第１の積層体を、加熱されたホットプレート上に載置して、ローラを前記第１の積層体の上面に沿って転動させることで、樹脂シートに含まれる樹脂を溶融させて、該溶融した樹脂を液晶ポリマー繊維の繊維材料に含ませ、
前記第２工程では、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含む樹脂シートに、前記炭素繊維の繊維材料を重ね合わせることで、前記炭素繊維の繊維材料及び前記樹脂シートの第２の積層体を得た後、当該第２の積層体を、加熱されたホットプレート上に載置して、ローラを前記第２の積層体の上面に沿って転動させることで、樹脂シートに含まれる樹脂を溶融させて、該溶融した樹脂を前記炭素繊維の繊維材料に含ませる、繊維強化樹脂材の製造方法。

【請求項2】

前記第４工程では、真空雰囲気下に配置した前記液晶ポリマー繊維プリプレグ及び前記炭素繊維プリプレグの積層体を加熱及び加圧する請求項１に記載の繊維強化樹脂材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭素繊維及び液晶ポリマー繊維を含む繊維強化樹脂材、及び該繊維強化樹脂材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、強化繊維からなる繊維材料に樹脂を含めた繊維強化樹脂材が、スポーツ用品、レジャー用品、自動車、航空機、その他の産業資材用途など、広い分野で利用されている。このうち、炭素繊維を利用する炭素繊維強化樹脂材（例えば特許文献１）は、弾性率が高いことで、ゴルフクラブや釣竿など、衝撃緩和性を要する製品に使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１０６４６１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、上述の炭素繊維強化樹脂材は、一般に製造コストが高い。そこで、製造コストを安価に抑える試みとして、炭素繊維からなる層の間に、材料コストの安価なガラス繊維やビニロン繊維（以下、ガラス繊維等）からなる層を挟み込ませることが行われている。しかしながら、このような繊維材では、ガラス繊維等の弾性率が低い上に、該ガラス繊維等の弾性率が、全体の弾性率に対して支配的になる。このため、炭素繊維強化樹脂材と同等の高い弾性率を得ることができなかった。

【0005】

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、弾性率が高い繊維強化樹脂材、及び該繊維強化樹脂材の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、炭素繊維プリプレグ（樹脂を含む炭素繊維の繊維材料）からなる層の間に、液晶ポリマー繊維プリプレグ（樹脂を含む液晶ポリマー繊維の繊維材料）からなる層を配置することで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0007】

すなわち、本発明の第１の観点に係る繊維強化樹脂材は、炭素繊維プリプレグから構成される炭素繊維層と、液晶ポリマー繊維プリプレグから構成される液晶ポリマー繊維層とを備え、前記炭素繊維プリプレグは、炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませたものであり、前記液晶ポリマー繊維プリプレグは、液晶ポリマー繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませたものであり、前記液晶ポリマー繊維層は、前記炭素繊維層の間に存在する。

【0008】

好ましくは、前記液晶ポリマー繊維の繊維材料は、前記液晶ポリマー繊維の織物である。

【0009】

本発明の第２の観点に係る繊維強化樹脂材の製造方法は、液晶ポリマー繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、液晶ポリマー繊維プリプレグを得る第１工程と、炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、炭素繊維プリプレグを得る第２工程と、前記第１工程で得られた前記液晶ポリマー繊維プリプレグの上下に、前記第２工程で得られた前記炭素繊維プリプレグを配置する第３工程と、前記第３工程で得られた前記液晶ポリマー繊維プリプレグ及び前記炭素繊維プリプレグの積層体を加熱及び加圧することで、前記液晶ポリマー繊維プリプレグと前記炭素繊維プリプレグとを密着させる第４工程とを有する。

【0010】

好ましくは、前記第１工程又は前記第２工程では、前記エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含む樹脂シートに、前記液晶ポリマー繊維又は前記炭素繊維の繊維材料を重ね合わせた後、前記樹脂シートを加圧及び加熱することで、前記樹脂シートに含まれる樹脂を溶融させて、該溶融した樹脂を前記炭素繊維又は前記液晶ポリマー繊維の繊維材料に含ませる。

【0011】

好ましくは、前記第１工程又は前記第２工程では、前記エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を貯留する槽内に前記炭素繊維又は前記液晶ポリマー繊維の繊維材料を浸漬することで、前記エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を前記炭素繊維又は前記液晶ポリマー繊維の繊維材料に含ませる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、液晶ポリマー繊維層は、繊維強化樹脂材全体の弾性率を高める作用を生じる。このため、本発明の繊維強化樹脂材は、厚さ等が同程度の炭素繊維のみで強化された樹脂材に比して、高い弾性率を有する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂材を示す概略断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂材の製造に使用される炭素繊維プリプレグや液晶ポリマー繊維プリプレグを示す概略断面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂材の製造に使用される炭素繊維プリプレグや液晶ポリマー繊維プリプレグを示す概略断面図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂材の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】樹脂シートを示す概略断面図である。

【図6】液晶ポリマー繊維の繊維材料に樹脂シートを重ね合わさせた状態を示す概略断面図である。

【図7】液晶ポリマー繊維の繊維材料及び樹脂シートの積層体を、ホットプレート上に載置した状態を示す概略断面図である。

【図8】液晶ポリマー繊維プリプレグを樹脂シートから分離する状態を示す概略断面図である。

【図9】真空雰囲気の圧力と、真空雰囲気の温度と、成形時間との関係を示すグラフである。

【図10】比較例１の繊維強化樹脂材を示す概略断面図である。

【図11】比較例２の繊維強化樹脂材を示す概略断面図である。

【図12】比較例３の繊維強化樹脂材を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂材１を示す概略断面図である。図２，図３は、繊維強化樹脂材１の製造に使用される炭素繊維プリプレグ５や液晶ポリマー繊維プリプレグ６を示す概略断面図である。

【0015】

図１に示すように、実施の形態に係る繊維強化樹脂材１は、炭素繊維層２と、炭素繊維層３と、液晶ポリマー繊維層４とを備える。液晶ポリマー繊維層４は、炭素繊維層２と炭素繊維層３との間に存在する。

【0016】

炭素繊維層２，３は、各々、炭素繊維プリプレグ５から構成される（図２、図３）。炭素繊維プリプレグ５は、炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませたものである。

【0017】

炭素繊維層２，３を構成する炭素繊維プリプレグ５の数は、１或いは任意の複数の数に設定される。図２，３は、炭素繊維層２，３を、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５から構成する場合の例を示す。

【0018】

炭素繊維プリプレグ５に含まれる繊維材料は、例えば、炭素繊維の織物である。炭素繊維として、例えば、東レ株式会社製のＴ３００−３０００を使用できる。

【0019】

液晶ポリマー繊維層４は、液晶ポリマー繊維プリプレグ６から構成される（図２、図３）。液晶ポリマー繊維プリプレグ６は、液晶ポリマー繊維の繊維材料９（後述の図６）に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませたものである。

【0020】

液晶ポリマー繊維層４を構成する液晶ポリマー繊維プリプレグ６の数は、１或いは任意の複数の数に設定される。図２は、液晶ポリマー繊維層４を、１枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６から構成する場合の例を示す。図３は、液晶ポリマー繊維層４を、２枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６から構成する場合の例を示す。

【0021】

液晶ポリマーは、溶融相において、光学的異方性（液晶性）を示す芳香族ポリエステルから主に構成される。上記の繊維材料９に含まれる液晶ポリマー繊維は、芳香族ポリエステル系樹脂から形成される。芳香族ポリエステル系樹脂は、熱可塑性樹脂に属する合成樹脂であり、溶融状態で分子の直鎖が規則正しく並んだ液晶様性質を示す。芳香族ポリエステル系樹脂は、パラヒドロキシ安息香酸などを基本構造としつつ、各種の成分と直鎖状にエステル結合されたものであり、例えば、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸から誘導される反復構成単位の組み合わせからなる。

【0022】

液晶ポリマー繊維の繊維材料９は、例えば、複数本の液晶ポリマー繊維を平行に配列したものである。或いは、繊維材料９は、液晶ポリマー繊維の織物であってもよい。この場合、繊維材料９は、縦糸及び横糸からなる２軸織物とすることができる。或いは、繊維材料９は、縦糸や横糸と、これらに対して斜めに交差する斜糸とからなる３軸織物とすることができる。或いは、繊維材料９は、縦糸や横糸と、これらに対して斜めに交差する第１斜糸及び第２斜糸とからなり、第１斜糸及び第２斜糸が直交する４軸織物とすることができる。上記いずれの場合においても、繊維材料９に含まれる液晶ポリマー繊維は、総繊度が、２８ｄＴ以上、２２００ｄＴ以下であることが好ましい。また、繊維材料９は、厚さが５０μｍ以上、２０００μｍ以下であることが好ましい。また、上記液晶ポリマー繊維として、例えば、ＫＢセーレン株式会社製のゼクシオン（登録商標）を使用できる。

【0023】

次に、図４を用いて、繊維強化樹脂材１の製造方法を説明する。

【0024】

まず、液晶ポリマー繊維の繊維材料９に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、液晶ポリマー繊維プリプレグ６を得る（ステップＳ１）。

【0025】

ステップＳ１は、図５に示す樹脂シート１０を用いて行われる。樹脂シート１０は、離型紙１０ａと、これに積層される樹脂層１０ｂとからなる。樹脂層１０ｂには、上述の樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂）と、硬化剤と、硬化促進剤と、添加剤とを配合した組成物が含まれる。樹脂層１０ｂは、上記組成物を、離型紙１０ａの表面に塗工した後、乾燥して、上記組成物に含まれる樹脂をＢ−ステージ状態（半硬化状態）にしたものである。

【0026】

ステップＳ１（図４）では、まず、図６に示すように、繊維材料９の上下に、樹脂シート１０が重ね合わされる。この際、各樹脂シート１０は、樹脂層１０ｂが繊維材料９側となるように、向きが調整される。

【0027】

ついで、図７に示すように、液晶ポリマー繊維の繊維材料９及び樹脂シート１０の積層体を、ホットプレート７上に載置する。そして、ホットプレート７を１００℃程度に加熱し、積層体の上面にローラ８を押し付けて、ローラ８を積層体の上面に沿って転動させる。これにより、樹脂シート１０が加圧及び加熱される。この結果、樹脂シート１０に含まれる樹脂が溶融して、該溶融した樹脂が液晶ポリマー繊維の繊維材料９に含まれて、液晶ポリマー繊維プリプレグ６が得られる。また、ローラ８が積層体の上面に沿って転動することで、液晶ポリマー繊維プリプレグ６は、全体に樹脂が含まれたものになる。

【0028】

ついで、図８に示すように、液晶ポリマー繊維プリプレグ６と樹脂シート１０とを分離する。さらに、液晶ポリマー繊維プリプレグ６を冷却する。以上で、ステップＳ１（図４）が終了する。

【0029】

ステップＳ２（図４）では、炭素繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂を含ませることで、炭素繊維プリプレグ５を得る。

【0030】

ステップＳ２においても、ステップＳ１と同様、樹脂シート１０、ホットプレート７、及びローラ８を用いる方法で、炭素繊維の繊維材料に、上記の樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂）を含ませる。

【0031】

ステップＳ３では、図２，図３に示すように、ステップＳ１で得られた液晶ポリマー繊維プリプレグ６の上下に、ステップＳ２で得られた炭素繊維プリプレグ５を配置する（ステップＳ３）。

【0032】

図２の例では、１枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６の上下に、炭素繊維プリプレグ５が２枚ずつ配置されている。図３の例では、２枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６の上下に、炭素繊維プリプレグ５が２枚ずつ配置されている。

【0033】

ついで、ステップＳ３で得られた炭素繊維プリプレグ５及び液晶ポリマー繊維プリプレグ６の積層体を加圧及び成形する（ステップＳ４）。ステップＳ４における加圧及び成形は、フィラメントワインディング、シートワインディング、プレス、オートクレブ等により行われる。この結果、積層体に含まれる炭素繊維プリプレグ５及び液晶ポリマー繊維プリプレグ６が密着して、所定寸法に成形された繊維強化樹脂材１（図１）が得られる。

【0034】

本実施の形態によれば、液晶ポリマー繊維層４は、繊維強化樹脂材１全体の弾性率を高める作用を生じる。このため、繊維強化樹脂材１は、厚さ等が同程度の炭素繊維のみで強化された樹脂材に比して、高い弾性率を有する。

【0035】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲において種々変更することができる。

【0036】

例えば、図４に示すステップＳ１又はＳ２では、各々、溶融状態にある樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂、或いは不飽和ポリエステル樹脂）を貯留する槽内に、炭素繊維の繊維材料又は液晶ポリマー繊維の繊維材料９を浸漬させることで、これらの繊維材料に上記樹脂を含ませてもよい。このようにしても、上記樹脂を全体に含む炭素繊維プリプレグ５又は液晶ポリマー繊維プリプレグ６を得ることができる。

【0037】

また、上記実施の形態では、炭素繊維層２，３の間に液晶ポリマー繊維層４が存在する例を示したが、炭素繊維層を２以外の複数設けて、該複数の炭素繊維層のうちいずれか２つの炭素繊維層の間に、液晶ポリマー繊維層が存在するようにしてもよい。

【0038】

次に、本発明の繊維強化樹脂材１の弾性率を確認した試験について説明する。本試験は、本発明の繊維強化樹脂材１である後述の実施例１，２と、後述の比較例１〜４との弾性率を比較するものである。実施例１，２及び比較例１〜４の繊維強化樹脂材は、いずれも厚みが１ｍｍである。

【0039】

（実施例１，２）
実施例１は、図２に示すように、炭素繊維層２，３を、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５から構成し、液晶ポリマー繊維層４を、１枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６から構成したものである。

【0040】

実施例２は、図３に示すように、炭素繊維層２，３を、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５から構成し、液晶ポリマー繊維層４を、２枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６から構成したものである。

【0041】

実施例１、２で用いた炭素繊維プリプレグ５は、炭素繊維の平織物に、エポキシ樹脂を含ませたものである。炭素繊維は、東レ株式会社製のＴ３００−３０００を使用した。炭素繊維プリプレグ５は、厚みが０．２４ｍｍであり、単位重量が２００ｇ／ｍ^２であった。

【0042】

実施例１、２で用いた液晶ポリマー繊維プリプレグ６は、液晶ポリマー繊維の平織物に、エポキシ樹脂を含ませたものである。液晶ポリマー繊維は、ＫＢセーレン株式会社製のゼクシオン（登録商標）を使用した。液晶ポリマー繊維プリプレグ６は、厚みが０．１０ｍｍであり、単位重量が１１０ｇ／ｍ^２であった。

【0043】

（実施例１の製造工程）
実施例１は、図４に示すフローに従って製造したものである。ステップＳ１では、樹脂シート１０、ホットプレート７、及びローラ８を用いる方法で、液晶ポリマー繊維の繊維材料９に、エポキシ樹脂を含ませて、１枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６を得た。樹脂シート１０は、樹脂層１０ｂの厚さが約１６μｍ、樹脂層１０ｂの単位重量が２０ｇ／ｍ^２であるものを使用した。ホットプレート７は１００℃に加熱した。

【0044】

ステップＳ２においても、樹脂シート１０、ホットプレート７、及びローラ８を用いる方法で、炭素繊維の繊維材料にエポキシ樹脂を含ませて、４枚の炭素繊維プリプレグ５を得た。樹脂シート１０は、樹脂層１０ｂの厚さが約７０μｍ、樹脂層１０ｂの単位重量が８０ｇ／ｍ^２であるものを使用した。ホットプレート７は１００℃に加熱した。

【0045】

ステップＳ３では、図２に示すように、１枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６の上下に、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５を配置した。

【0046】

ステップＳ４では、真空プレス機を用いて、ステップＳ３で得られる炭素繊維プリプレグ５及び液晶ポリマー繊維プリプレグ６の積層体を、プレス成形した。このプレス成形は、真空雰囲気の圧力及び温度を上昇させることで、真空雰囲気下に配置した積層体を加圧及び加熱するものである。

【0047】

図９は、真空雰囲気の圧力（以下、圧力と略す）と、真空雰囲気の温度（以下、温度と略す）と、成形時間との関係を示す。成形時間とは、積層体の加圧及び加熱を開始した時点からの経過時間である。ステップＳ４では、図９に示すように、約２０分が経過するまでの間、圧力を２ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ^２）にした状態で、温度を１３０℃まで上昇させた。そして、３０分が経過したときに、圧力を３ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ^２）に上昇させるとともに、温度を１５０℃に上昇させた。この状態を９０分間（１２０分経過時まで）維持した後、３０分間（１５０分経過時まで）冷却を行い、その後、真空雰囲気を開放した。

【0048】

（実施例２の製造工程）
実施例２も、図４に示すフローに従って製造した。ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４では、実施例１と同様の処理を行った。ステップＳ３では、図３に示すように、２枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６の上下に、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５を配置した。

【0049】

（比較例１）
図１０は、比較例１の繊維強化樹脂材２０を示す概略断面図である。繊維強化樹脂材２０は、実施例１，２で使用した炭素繊維プリプレグ５を４枚重ね合わせて密着させたものである。

【0050】

繊維強化樹脂材２０を製造する際には、実施例１，２の製造工程におけるＳ１と同様の方法で、炭素繊維の繊維材料にエポキシ樹脂を含ませて、４枚の炭素繊維プリプレグ５を得た。

【0051】

そして、実施例１，２の製造工程におけるＳ４と同様の方法で、重ね合わせた４枚の炭素繊維プリプレグ５を加圧して密着させ、繊維強化樹脂材２０を得た。

【0052】

（比較例２）
図１１は、比較例２の繊維強化樹脂材３０を示す概略断面図である。繊維強化樹脂材３０は、実施例１，２で使用した炭素繊維プリプレグ５の間に、ガラス繊維プリプレグ３１を挟み込ませたものである。ガラス繊維プリプレグ３１は、ガラス繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂を含ませたものである。ガラス繊維は、日東紡株式会社製のＩＣＰ２１１６タイプを使用した。ガラス繊維プリプレグ３１は、厚みが９５μｍであり、単位重量が１１０４ｇ／ｍ^２であった。

【0053】

繊維強化樹脂材３０を製造する際には、実施例１，２の製造工程におけるＳ１と同様の方法で、炭素繊維の繊維材料にエポキシ樹脂を含ませて、４枚の炭素繊維プリプレグ５を得た。

【0054】

そして、実施例１，２の製造工程におけるＳ２と同様の方法で、ガラス繊維の繊維材料にエポキシ樹脂を含ませて、１枚のガラス繊維プリプレグ３１を得た。

【0055】

そして、図１１（ａ）に示すように、１枚のガラス繊維プリプレグ３１の上下に、それぞれ２枚の炭素繊維プリプレグ５を配置した。

【0056】

そして、実施例１の製造工程におけるＳ４と同様の方法で、重ね合わせた炭素繊維プリプレグ５及びガラス繊維プリプレグ３１を加圧して密着させ、繊維強化樹脂材３０を得た。

【0057】

（比較例３）
図１２は、比較例３の繊維強化樹脂材４０を示す概略断面図である。繊維強化樹脂材４０は、実施例１，２で使用した液晶ポリマー繊維プリプレグ６を１０枚重ね合わせて密着させたものである。

【0058】

繊維強化樹脂材４０を製造する際には、実施例１，２の製造工程におけるＳ２と同様の方法で、液晶ポリマー繊維の繊維材料９にエポキシ樹脂を含ませて、１０枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６を得た。

【0059】

そして、実施例１の製造工程におけるＳ４と同様の方法で、重ね合わせた１０枚の液晶ポリマー繊維プリプレグ６を加圧して密着させ、繊維強化樹脂材４０を得た。

【0060】

（比較例４）
比較例４の繊維強化樹脂材（図示せず）は、１枚のガラス繊維プリプレグから構成されるものである。該ガラス繊維プリプレグは、ガラス繊維の繊維材料に、エポキシ樹脂を含ませたものである。ガラス繊維は、比較例２と同様、日東紡株式会社製のＩＣＰ２１１６タイプを使用した。

【0061】

本試験では、上述の実施例１，２や比較例１〜４をそれぞれ切断することで、試験片を得た。試験片は、幅８ｍｍ、長さ４０ｍｍ、高さ１ｍｍの直方体である。試験片は、実施例１，２や比較例１〜４毎に、３つずつ得た。そして、TA Instruments Ltd.製の測定機器（ＤＭＡ Ｑ ８００）を用いて、各試験片の弾性率を測定した。測定結果を表１に示す。

【表1】

【0062】

表１に示すように、実施例１，２の弾性率の平均は、比較例１〜４の弾性率の平均よりも高くなった。このことから、本発明の繊維強化樹脂材１は、同程度の厚さを有し、また同種の樹脂を含む他の繊維強化補強材に比して、弾性率が高いことが確認された。

【0063】

また、実施例１，２が比較例１よりも弾性率が高いことで、繊維強化樹脂材１は、厚さ等が同程度の炭素繊維のみで強化された樹脂材に比べても、高い弾性率を有することが確認された。また、実施例１，２は、比較例１から液晶ポリマー繊維層４を追加したものに相当する。このことから、繊維強化樹脂材１の弾性率が高くなる要因として、液晶ポリマー繊維層４が全体の弾性率を高めていることが確認された。

【符号の説明】

【0064】

１ 繊維強化樹脂材
２，３ 炭素繊維層
４ 液晶ポリマー繊維層
５ 炭素繊維プリプレグ
６ 液晶ポリマー繊維プリプレグ
９ 液晶ポリマー繊維の繊維材料
１０ 樹脂シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図7】