特許 6784958 表面被覆強化繊維及び当該表面被覆強化繊維の製造方法、並びに当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む中間基材、複合材料及び成形体

(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】6784958

(24)【登録日】2020年10月28日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】表面被覆強化繊維及び当該表面被覆強化繊維の製造方法、並びに当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む中間基材、複合材料及び成形体

(51)【国際特許分類】

   C08J 5/06 20060101AFI20201109BHJP

   D06M 15/05 20060101ALI20201109BHJP

   D06M 101/40 20060101ALN20201109BHJP

【ＦＩ】

   C08J5/06

   D06M15/05

   D06M101:40

【請求項の数】11

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-127047(P2018-127047)

(22)【出願日】2018年7月3日

(65)【公開番号】特開2020-7650(P2020-7650A)

(43)【公開日】2020年1月16日

【審査請求日】2019年2月21日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター「知」の集積と活用の場による革新的技術創造促進事業（うち「知」の集積と活用の場による研究開発モデル事業）、産業技術力強化法第１９条の適用を受けるもの

(73)【特許権者】

【識別番号】390010227

【氏名又は名称】株式会社三五

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】特許業務法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古月 文志

(72)【発明者】

【氏名】坂田 一郎

(72)【発明者】

【氏名】大畠 崇昭

(72)【発明者】

【氏名】野津 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】鍵谷 二朗

【審査官】 岩田 行剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０６３７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２１８５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９６２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０１６８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２５０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２７３３５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１１９９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０６１３８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−００９４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１５２８５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５０３６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２２０８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０３５０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ１１／１６

１５／０８−１５／１４

Ｃ０８Ｊ５／０４−５／１０

５／２４

Ｄ０６Ｍ１３／００−１５／７１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面の少なくとも一部が直接的に被覆された強化繊維である表面被覆強化繊維と、母材としての樹脂であるマトリックス樹脂と、を含む、中間基材の製造方法であって、
前記ナノセルロース（ＮＣｅ）のみが分散媒中に分散されている分散液であるナノセルロース分散液を調製する第１工程と、
前記強化繊維の表面の少なくとも一部に前記ナノセルロース分散液が塗布された中間素材繊維を調製する第２工程と、
前記中間素材繊維を乾燥させて前記強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布された前記ナノセルロース分散液から前記分散媒を除去することにより前記強化繊維の表面の少なくとも一部に前記ナノセルロース層を形成させて前記表面被覆強化繊維を調製する第３工程と、
前記表面被覆強化繊維と前記マトリックス樹脂とを組み合わせて前記中間基材を調製する第４工程と、
を含み、
前記ナノセルロース（ＮＣｅ）は官能基によって変性されたセルロースナノファイバ（ＣｅＮＦ）であり、
前記強化繊維は炭素繊維（ＣＦ）であり、
前記マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂である、
中間基材の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材は、前記マトリックス樹脂中に前記表面被覆強化繊維を練り込まれたペレットである、
中間基材の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材は、前記マトリックス樹脂からなる繊維である母材繊維と前記表面被覆強化繊維とが混繊されたコミングルヤーンである、
中間基材の製造方法。

【請求項4】

請求項１に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材は、前記マトリックス樹脂からなる粉末である母材粉末が前記表面被覆強化繊維の表面に付着している母材粉末被覆強化繊維である、
中間基材の製造方法。

【請求項5】

請求項１に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材はシート状の形状を有する、
中間基材の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載された中間基材の製造方法であって、
前記中間基材は、前記マトリックス樹脂からなる層と前記表面被覆強化繊維からなる層とが積層された層状構造を有する、
中間基材の製造方法。

【請求項7】

請求項５に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材において、前記表面被覆強化繊維からなる層が前記マトリックス樹脂によって含浸されている、
中間基材の製造方法。

【請求項8】

請求項５に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材は、前記マトリックス樹脂からなる繊維である母材繊維と前記表面被覆強化繊維とが混繊されたコミングルヤーン又は前記マトリックス樹脂からなる粉末である母材粉末が前記表面被覆強化繊維の表面に付着している母材粉末被覆強化繊維によって構成されている、
中間基材の製造方法。

【請求項9】

請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材において、前記強化繊維が単一の方向に配向している、
中間基材の製造方法。

【請求項10】

請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材において、前記強化繊維が単一の方向に配向していない、
中間基材の製造方法。

【請求項11】

請求項１０に記載された中間基材の製造方法であって、
前記第４工程において調製される前記中間基材において、前記強化繊維が織物又は編物を構成している、
中間基材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面被覆強化繊維及び当該表面被覆強化繊維の製造方法、並びに当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む中間基材、複合材料及び成形体に関する。

【背景技術】

【0002】

当該技術分野においては、例えば、軽量であり且つ高い機械的強度を有する材料として、母材としての樹脂（マトリックス樹脂）と例えば炭素繊維（ＣＦ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）等の強化繊維との複合材料である繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）等の繊維強化樹脂複合材料を始めとする「強化繊維及び樹脂を含む複合材料」（以降、「繊維強化樹脂複合材料」と称呼される場合がある。）の開発が盛んに行われている。マトリックス樹脂中に強化繊維を混入させて複合材料とすることにより、当該複合材料の曲げ強度及び衝撃強度等の機械的強度を向上させることができる。

【0003】

上記のような繊維強化樹脂複合材料においては、例えば、強化繊維としてのチョップドファイバとマトリックスとを混練してペレットを製造する工程におけるチョップドファイバの供給量の不安定化及び／又はストランド切れ等に起因する複合材料の物性低下の防止等を目的として、所謂「サイジング剤」を強化繊維に塗布して適切な集束性を強化繊維に付与することが広く知られている。

【0004】

また、強化繊維として炭素繊維（ＣＦ）が採用される場合、ＣＦの単糸は脆く且つ酸化により劣化し易いため、サイジング剤をＣＦの表面に塗布して次加工までにＣＦが折れたり劣化したりすることを防止することも一般的である。更に、ＣＦとマトリックス樹脂との界面における密着性の向上を目的として、ナノセルロース（ＮＣｅ）と所定の官能基を有する化合物とを含むサイジング剤をＣＦに予め塗布することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。これによれば、ＣＦ及びマトリックス樹脂を含む複合材料からなる成形体の機械的強度を高めることができる。

【0005】

しかしながら、ＮＣｅの凝集性が非常に高いことから、サイジング剤中に分散可能なＮＣｅの量には限界がある。加えて、サイジング剤をＣＦの表面全体に均一に塗布することは困難であり、一般的なサイジング剤が塗布された市販のＣＦにおいては、その表面の一部（例えば、約４０％）しかサイジング剤が塗布されていないものが見受けられる。従って、十分な量のＮＣｅを含むサイジング剤をＣＦの表面全体に行き渡らせるためには、例えばサイジング剤を重ね塗りする等してサイジング剤の塗布量を増大させる必要がある。しかしながら、サイジング剤の塗布量を増大させると、例えば、サイジング剤によって形成される層の脆化及び後工程におけるマトリックス樹脂による含浸不良等の問題により、結果として得られる成形体の機械的強度を十分に高めることが困難となる虞がある。

【0006】

以上のように、当該技術分野においては、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を十分に高めることができる技術が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１７−１１９９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したように、当該技術分野においては、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を十分に高めることができる技術が求められている。従って、本発明の１つの目的は、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料における強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて当該複合材料からなる成形体の機械的強度を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題に鑑み、本発明者は、鋭意研究の結果、繊維強化樹脂複合材料において、強化繊維とマトリックス樹脂との界面の少なくとも一部にナノセルロース（ＮＣｅ）を直接的に介在させることにより、当該複合材料からなる成形体の機械的強度を効果的に高めることができることを見出した。

【0010】

そこで、本発明に係る表面被覆強化繊維（以降、「本発明強化繊維」と称呼される場合がある。）は、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面の少なくとも一部が直接的に被覆された強化繊維である。好ましくは、ナノセルロース（ＮＣｅ）はセルロースナノファイバ（ＣｅＮＦ）である。また、詳しくは後述するように、強化繊維は、炭素繊維（ＣＦ）、ガラス繊維（ＧＦ）、セラミック繊維（ＣｅＦ）、金属繊維（ＭＦ）、及び樹脂繊維（ＲＦ）からなる群より適宜選択することができる。更に、詳しくは後述するように、ナノセルロース（ＮＣｅ）は官能基によって変性されていてもよい。

【0011】

本発明は、本発明強化繊維の製造方法にも関する。本発明に係る表面被覆強化繊維の製造方法（以降、「本発明製造方法」と称呼される場合がある。）は、上述した本発明強化繊維の製造方法であって、以下に列挙する第１工程乃至第３工程を含む、表面被覆強化繊維の製造方法である。

【0012】

第１工程：ナノセルロース（ＮＣｅ）が分散媒中に分散されている分散液であるナノセルロース分散液を調製する。
第２工程：強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース分散液が塗布された中間素材繊維を調製する。
第３工程：中間素材繊維を乾燥させて強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒を除去することにより強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース層を形成させる。

【0013】

本発明は、本発明強化繊維及び樹脂を含む中間基材、複合材料及び成形体にも関する。本発明に係る中間基材（以降、「本発明中間基材」と称呼される場合がある。）は、上述した本発明強化繊維と、母材としての樹脂であるマトリックス樹脂と、を含む中間基材である。詳しくは後述するように、本発明中間基材は、例えばペレット状、繊維状及びシート状等、様々な形状及び構成を有することができる。

【0014】

本発明に係る複合材料（以降、「本発明複合材料」と称呼される場合がある。）は、母材としての樹脂であるマトリックス樹脂及び強化繊維を含む複合材料であって、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部においてナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層がマトリックス樹脂と強化繊維との間に直接的に介在している、複合材料である。本発明に係る成形体（以降、「本発明成形体」と称呼される場合がある。）は、上述した本発明複合材料を含む成形体である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、繊維強化樹脂複合材料において、強化繊維とマトリックス樹脂との界面の少なくとも一部にナノセルロース（ＮＣｅ）を直接的に介在させることにより、当該繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を効果的に高めることができる。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】ナノセルロース（ＮＣｅ）を含むサイジング剤によって表面が被覆された従来技術に係る表面被覆強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図2】ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面が被覆された本発明の第１実施形態に係る表面被覆強化繊維（第１強化繊維）及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図3】本発明の第３実施形態に係る表面被覆強化繊維の製造方法（第３製造方法）の１つの変形例における各工程の流れを示すフローチャートである。

【図4】図３に示したステップＳ０２乃至Ｓ０４において実行される処理及びこれらの処理に伴う強化繊維の変化を示す模式図である。

【図5】図４に示したナノセルロース分散液の構成の一例を示す模式図である。

【図6】図３及び図４に示した製造方法によって製造された本発明強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図7】サイジング剤が塗布された市販の強化繊維の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図8】図７に示した市販の強化繊維に第３製造方法を適用して得られた本発明強化繊維の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図9】本発明の第６実施形態に係る中間基材（第６中間基材）の構成の一例を示す模式的な断面図である。

【図10】図９に示した第６中間基材の構成の一例を示す模式的な斜視図である。

【図11】第６中間基材の構成の他の例を示す模式的な断面図である。

【図12】第６中間基材の構成の他の例を示す模式的な断面図である。

【図13】第６中間基材の構成の他の例を示す模式的な断面図である。

【図14】第６中間基材の構成の他の例を示す模式的な断面図である。

【図15】本発明の第９実施形態に係る中間基材（第９中間基材）の構成の１つの例を示す模式図である。

【図16】本発明の第１０実施形態に係る中間基材（第１０中間基材）の構成の１つの例を示す模式図である。

【図17】第１０中間基材の製造方法の１つの例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る表面被覆強化繊維（以降、「第１強化繊維」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0018】

〈構成〉
第１強化繊維は、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面の少なくとも一部が直接的に被覆された強化繊維である表面被覆強化繊維である。

【0019】

ナノセルロース（ＮＣｅ）としては、例えば、α−セルロース等の市販のセルロースを採用することができる。或いは、例えばＴＥＭＰＯ酸化等の手法により再生セルロースをナノファイバ化することによって得られるミクロフィブリル等をＮＣｅとして採用してもよい。好ましくは、ナノセルロース（ＮＣｅ）はセルロースナノファイバ（ＣｅＮＦ：Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ＮａｎｏＦｉｂｅｒ）である。

【0020】

ＮＣｅの直径は１ｎｍ乃至１０００ｎｍ程度、平均長さは１００ｎｍ乃至１０００μｍ程度であることが望ましい。入手したセルロースの直径及び／又は長さが過大である場合は、例えばミル及びアトライタ等の微細化処理装置（粉砕機）を用いて微細化することができる。ミルの具体例としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、及びブレードミル等を挙げることができる。

【0021】

ナノセルロース層は、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層である限り特に限定されない。ナノセルロース層の構造もまた特に限定されないが、具体例としては、例えば、ＮＣｅの繊維によって構成されるネットワーク構造等を挙げることができる。この場合、当該ネットワーク構造は、例えばＮＣｅの繊維同士の物理的な絡み合い及び／又は（例えば、水素結合等を介する）化学的な結合等を含む様々な結合様式の何れによって形成されていてもよい。

【0022】

上記のように、第１強化繊維においては、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって強化繊維の表面の少なくとも一部が直接的に被覆されている。換言すれば、強化繊維の表面の少なくとも一部において、他の物質が介在すること無く、ナノセルロース層を構成するＮＣｅが強化繊維に直接的に結合している。この結合は、例えば、酸又はアルカリ等の薬剤による処理、ブラスト加工、及び／又は電子線照射処理等によって強化繊維の表面に形成された凹凸にＮＣｅの繊維が絡み付いたり係合したりすることによる物理的な結合であってもよい。或いは、例えば、酸又はアルカリ等の薬剤による処理、酸性電解液又はアルカリ性電解液を用いる液相電解酸化等の酸化処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、及び／又は紫外線照射処理等によって強化繊維の表面に生成される官能基とＮＣｅが有する官能基との間における化学的な結合であってもよい。即ち、第１強化繊維を構成する強化繊維は、何等かの表面改質が施された強化繊維であってもよい。

【0023】

尚、ナノセルロース層を強化繊維の表面に形成させる具体的な方法は特に限定されないが、強化繊維の表面のより多くの領域に、好ましくは全ての領域に、ナノセルロース（ＮＣｅ）を均一に分布させることが可能な方法が望ましい。具体的には、例えば、ＮＣｅが水又は有機溶媒等の分散媒中に分散されている分散液を強化繊維の表面に塗布した後に蒸発等によって分散媒を除去することにより、ナノセルロース層を強化繊維の表面に形成させることができる（詳しくは後述する）。

【0024】

強化繊維は、第１強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料から製造される成形体の用途及び製造条件等に応じて、例えば、当該技術分野において種々の繊維強化樹脂複合材料における強化繊維として使用される多種多様な強化繊維から適宜選択することができる。このような強化繊維の具体例としては、例えば、炭素繊維（ＣＦ）、ガラス繊維（ＧＦ）、セラミック繊維（ＣｅＦ）、金属繊維（ＭＦ）及び樹脂繊維（ＲＦ）等を挙げることができる。

【0025】

セラミック繊維（ＣｅＦ）の具体例としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、ジルコニア繊維及び炭化ケイ素繊維等を挙げることができる。金属繊維（ＭＦ）の具体例としては、例えば、鉄繊維、ステンレス鋼繊維、銅繊維、黄銅繊維、アルミニウム（Ａｌ）繊維及びチタン（Ｔｉ）繊維等を挙げることができる。樹脂繊維（ＲＦ）の具体例としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、及びポリアミドイミド繊維等を挙げることができる。第１強化繊維を構成する強化繊維は、上記のような種々の強化繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の繊維である。即ち、強化繊維は、上記のような種々の強化繊維のうちの何れか１種であってもよく、或いは上記のような種々の強化繊維のうちの何れか２種以上の組み合わせであってもよい。

【0026】

〈効果〉
前述した従来技術のようにナノセルロース（ＮＣｅ）を含むサイジング剤を強化繊維に予め塗布する場合、サイジング剤を強化繊維の表面全体に均一に塗布することは困難である。重ね塗り等によりサイジング剤を強化繊維の表面全体に行き渡らせたとしても、ＮＣｅの凝集性が非常に高いことから、サイジング剤中に分散可能なＮＣｅの量には限界がある。従って、例えば図１に示すように、ＮＣｅ２１を含むサイジング剤５０によって表面が被覆された従来技術に係る表面被覆強化繊維３０及びマトリックス樹脂４０を含む繊維強化樹脂複合材料１００においては、サイジング剤５０中に分散されているＮＣｅ２１の一部のみが強化繊維１０に結合しているに過ぎない。即ち、強化繊維１０の表面に結合しているＮＣｅ２１の密度（単位面積当たりの数）を効果的に高めることは困難である。その結果、繊維強化樹脂複合材料１００において、強化繊維１０とマトリックス樹脂４０との界面における密着性を向上させることは困難である。

【0027】

上記に対し、第１強化繊維においては、上記のように、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって強化繊維の表面の少なくとも一部が直接的に被覆されている。具体的には、例えば図２に示すように、ナノセルロース層２０を構成するＮＣｅ２１が強化繊維１０の表面に直接的に結合している。従って、上述した従来技術のようにＮＣｅ２１を含むサイジング剤５０を強化繊維１０に予め塗布する場合と比べて、強化繊維１０に直接的に結合しているＮＣｅ２１の密度がより高い。その結果、第１強化繊維３１及びマトリックス樹脂４０を含む繊維強化樹脂複合材料１０１において、強化繊維１０とマトリックス樹脂４０との界面における密着性を向上させることができる。

【0028】

また、ナノセルロース層の表面にはＮＣｅの繊維によって凹凸が形成されているので、所謂「アンカー効果」によっても、強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性が高まる。このように、第１強化繊維によれば、強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性を向上させることができるので、第１強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の機械的強度を高めることができる。

【0029】

更に、第１強化繊維のナノセルロース層はサイジング剤を含まないので、前述したようなサイジング剤によって形成される層の脆化及び後工程におけるマトリックス樹脂による含浸不良等の問題が生ずる可能性が無い。

【0030】

加えて、一般的にナノセルロース（ＮＣｅ）は柔軟であるためナノセルロース層は緩衝材（クッション）としても機能することができるので、強化繊維とマトリックス樹脂との間における層間剥離を抑制して、繊維強化樹脂複合材料としての曲げ強度及び衝撃強度等の機械的強度を向上させることができる。

【0031】

しかも、ナノセルロース（ＮＣｅ）はマトリックス樹脂の全体に添加されるのではなく、強化繊維とマトリックス樹脂との界面にナノセルロース層として配置される。従って、第１強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の総量に対するＮＣｅの添加量を低減することができるので、母材全体としての組成が変化して所期の特性を達成することが困難となる虞を低減することができる。

【0032】

更に、ナノセルロース（ＮＣｅ）同士の強固な水素結合により高いガスバリア性（気密性）が達成されるので、例えば炭素繊維及び金属繊維等、酸素及び／又は水等との接触に起因する劣化が懸念される強化繊維の劣化防止に寄与し、結果として得られる繊維強化樹脂複合材料において高い機械的強度を達成することができる。具体的には、例えば、所定の直径及び長さ（例えば、３ｎｍ乃至４ｎｍの直径及び１００ｎｍ乃至数μｍの直径）を有するセルロースナノファイバ（ＣｅＮＦ）をＮＣｅとして採用する場合、高いガスバリア性が達成される。また、ＣｅＮＦが有する電荷量が高いほど、或いは、ＣｅＮＦのアスペクト比が小さいほど、より高いガスバリア性が達成される。

【0033】

以上のように、第１強化繊維によれば、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を効果的に高めることができる。

【0034】

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る表面被覆強化繊維（以降、「第２強化繊維」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0035】

当業者に周知であるように、セルロースは分子式（Ｃ_６Ｈ_１０Ｏ_５）_ｎによって表される炭水化物（多糖類）であり、その表面に存在する多数の水酸基が水分子と水素結合を形成することができるので親水性が高い。従って、ナノセルロース（ＮＣｅ）を分散媒としての水に分散させることは容易であるが、水以外の分散媒中においてはナノセルロース（ＮＣｅ）同士が水素結合によって凝集し、均一に分散させることは困難である。従って、上述したようにＮＣｅが水以外の分散媒中に分散されている分散液を用いて本発明強化繊維を製造する場合は、ＮＣｅ同士の水素結合を弱めたり、ＮＣｅと分散媒との親和性を高めたりする必要がある。

【0036】

また、本発明強化繊維においては強化繊維の表面の少なくとも一部がナノセルロース層によって被覆されているので、マトリックス樹脂と本発明強化繊維とを含む繊維強化樹脂複合材料においてはマトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部にはナノセルロース（ＮＣｅ）が介在する。従って、当該複合材料の機械的強度を高めるためにはＮＣｅと強化繊維との親和性及びＮＣｅとマトリックス樹脂との親和性を高める必要がある。

【0037】

〈構成〉
そこで、第２強化繊維は、上述した第１強化繊維であって、ナノセルロース（ＮＣｅ）が官能基によって変性されている、表面被覆強化繊維である。

【0038】

ナノセルロース（ＮＣｅ）を変性させるためにＮＣｅに導入される官能基としては、上述した分散媒、強化繊維及びマトリックス樹脂に対する高い親和性を有する官能基が好ましい。具体的には、高い親水性を有する分散媒、強化繊維及びマトリックス樹脂が採用される場合は、上記官能基としては、例えば、ヒドロキシル基、アルコール基、（第１級、第２級、第３級、及び第４級のアミノ基を含む）アミノ基、カルボキシル基、及びカルボニル基等の親水性基を挙げることができる。逆に、高い疎水性を有する分散媒、強化繊維及びマトリックス樹脂が採用される場合は、上記官能基としては、例えば、アルキル基（特に、長鎖アルキル基）及びアリール基等の疎水性基を挙げることができる。

【0039】

更に、上記官能基は、第１強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の特性に何らかの悪影響を及ぼさない限り、強化繊維及び／又はマトリックス樹脂を構成する分子との化学反応により共有結合を生成することができる官能基であってもよい。このような官能基の具体例としては、例えば、シリコーン樹脂との間にシロキサン結合を生成することができるアルコキシシリル基等を挙げることができる。また、例えば分散媒、強化繊維及びマトリックス樹脂の親水性（疎水性）及び／又は化学的性状に差がある場合等においては、上記のような官能基のうち異なる２種以上の官能基によってナノセルロース（ＮＣｅ）が変性されていてもよい。

【0040】

異なる２種以上の官能基によってナノセルロース（ＮＣｅ）が変性される場合、これらの異なる２種以上の官能基によって変性された１種類のＮＣｅを使用してもよく、或いは、これらの異なる２種以上の官能基の一部（例えば、何れか１種類の官能基）によって変性された２種以上のＮＣｅを使用してもよい。

【0041】

或いは、強化繊維及びマトリックス樹脂に対する高い親和性を有する官能基によってナノセルロース（ＮＣｅ）を変性し、当該官能基によって変性されたＮＣｅを均一に分散させることができる溶媒を分散媒として選択してもよい。

【0042】

〈効果〉
第２強化繊維においては、上記のように、ナノセルロース（ＮＣｅ）が官能基によって変性されている。従って、第２強化繊維の製造工程において使用される分散媒、強化繊維及びマトリックス樹脂に対する高い親和性を有する官能基を選択することにより、均一なナノセルロース層を強化繊維の表面に形成させることができ、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度をより効果的に高めることができる。

【0043】

《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る表面被覆強化繊維の製造方法（以降、「第３製造方法」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0044】

上述したように、ナノセルロース層を強化繊維の表面に形成させる具体的な方法は特に限定されないが、例えば、ナノセルロース（ＮＣｅ）が水又は有機溶媒等の分散媒中に分散されている分散液を強化繊維の表面に塗布した後に分散媒を蒸発等によって除去することにより、ナノセルロース層を強化繊維の表面に形成させることができる。

【0045】

〈構成〉
そこで、第３製造方法は、上述した第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維の製造方法であって、以下に列挙する第１工程乃至第３工程を含む、表面被覆強化繊維の製造方法である。

【0046】

第１工程：ナノセルロース（ＮＣｅ）が分散媒中に分散されている分散液であるナノセルロース分散液を調製する。
第２工程：強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース分散液が塗布された中間素材繊維を調製する。
第３工程：中間素材繊維を乾燥させて強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒を除去することにより強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース層を形成させる。

【0047】

分散媒は、ＮＣｅを均一に分散させることができる溶媒が選択される。具体的には、例えば、上述したように、強化繊維及びマトリックス樹脂に対する高い親和性を有する官能基によってナノセルロース（ＮＣｅ）を変性し、当該官能基によって変性されたＮＣｅを均一に分散させることができる溶媒を分散媒として選択してもよい。一方、後述する第３工程において分散媒は除去されなければならないので、例えば蒸発等により容易に除去することができる溶媒を分散媒として選択してもよい。

【0048】

このような分散媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等のアルコール、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン、ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド等を挙げることができる。これらの中で、取り扱いの容易さ及び安全性の高さという観点からは水が好ましい。一方、第３工程における除去の容易さという観点からは低い沸点を有するアルコール及びケトンが好ましい。

【0049】

第２工程におけるナノセルロース分散液の塗布方法は、ナノセルロース分散液を強化繊維の表面に均一に塗布することが可能である限り特に限定されず、例えば、強化繊維の性状（例えば、機械的強度、柔軟性及び脆性等）及び形態（例えば、繊維、不織布及び織物等）並びに分散媒の性状（例えば、沸点及び粘度等）等に応じて適宜選択することができる。このような塗布方法の具体例としては、例えば、ディップコーティング、スプレーコーティング及び刷毛塗り等を挙げることができる。尚、上述したように、強化繊維の表面のより多くの領域に、好ましくは全ての領域に、ナノセルロース（ＮＣｅ）を均一に分布させることが可能な塗布方法が望ましい。

【0050】

第３工程における中間素材繊維の乾燥方法は、強化繊維の表面に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒を除去することが可能である限り特に限定されず、例えば、強化繊維の性状（例えば、機械的強度、柔軟性及び脆性等）及び形態（例えば、繊維、不織布及び織物等）並びに分散媒の性状（例えば、沸点及び粘度等）等に応じて適宜選択することができる。このような乾燥方法の具体例としては、例えば、ブロワーによって温風又は熱風を中間素材繊維に吹き付ける方法、中間素材繊維の加熱炉内への静置又は搬送、真空又は減圧オーブン内への中間素材繊維の静置等を挙げることができる。尚、第３工程における温度及び圧力等の乾燥条件は、例えば、強化繊維の性状（例えば、耐熱性等）及び分散媒の性状（例えば、沸点等）に応じて適宜設定することができる。また、周囲雰囲気への蒸散により環境への影響が懸念される溶媒を分散媒として使用する場合は、当該溶媒の蒸気を回収する手段を設けることが望ましいのは言うまでも無い。

【0051】

尚、第２工程及び第３工程を１回だけ実行したのでは十分な量のＮＣｅを強化繊維の表面に配置することが困難な場合は、第２工程及び第３工程を複数回に亘って繰り返し実行してもよい。

【0052】

〈効果〉
以上のように、第３製造方法においては、ナノセルロース（ＮＣｅ）が分散媒中に分散されている分散液であるナノセルロース分散液を強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布して中間素材繊維を調製し、中間素材繊維を乾燥させて強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒を除去することにより強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース層を形成させる。このように、より低い粘度を有する分散媒中にＮＣｅが分散されているので、前述した従来技術のようにＮＣｅを含むサイジング剤を強化繊維に予め塗布する場合に比べて、強化繊維の表面にＮＣｅをより均一に配置することができる。

【0053】

また、強化繊維の表面に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒が除去されるので、ＮＣｅからなる層であるナノセルロース層のみが強化繊維の表面に残る。従って、上述したように第２工程及び第３工程を複数回に亘って繰り返し実行しても、ＮＣｅを含むサイジング剤を強化繊維に予め塗布する場合のようにサイジング剤によって形成される層の脆化及び後工程におけるマトリックス樹脂による含浸不良等の問題に繋がる虞が無い。即ち、本発明強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料から製造される成形体の機械的強度を容易且つ効果的に高めることができる。

【0054】

〈第３製造方法の変形例１〉
前述したように、上述した第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維を構成する強化繊維は、何等かの表面改質が施された強化繊維であってもよい。即ち、上述した第２工程においてナノセルロース分散液が塗布される前に、前述したような表面改質を強化繊維に施してもよい。これにより、ナノセルロース層を構成するＮＣｅと強化繊維との間の物理的な結合及び／又は化学的な結合がより強固となり、本発明強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料から製造される成形体の機械的強度を更に高めることができる。

【0055】

〈第３製造方法の変形例２〉
また、サイジング剤によって形成される層とナノセルロース層とを併用してもよい。例えば、上述した第１工程乃至第３工程を実行した後の本発明強化繊維にサイジング剤を更に塗布する処理（サイジング処理）を施してもよい。この場合、サイジング剤の塗布量を少なめに設定して強化繊維の表面に部分的にサイジング剤を塗布することにより、前述したような集束性を強化繊維に付与したり強化繊維を破損から保護したりする効果を追加することができる。また、結果的にサイジング剤に比べて高価なナノセルロース（ＮＣｅ）の使用量を低減することができるので、本発明強化繊維の製造コストを削減することもできる。

【0056】

ここで、上述した第３製造方法の変形例１及び変形例２の両方の要件を満たす変形例（即ち、表面改質が施された強化繊維を使用し且つ第３工程の後にサイジング処理を行う第３製造方法の変形例）における各工程の流れについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0057】

図３は、第３製造方法の１つの変形例における各工程の流れを示すフローチャートである。図３に例示する変形例に係る表面被覆強化繊維の製造方法は、上述した第３製造方法と同様に、ナノセルロース（ＮＣｅ）が分散媒中に分散されている分散液であるナノセルロース分散液を調製する第１工程（ステップＳ０１）、例えば炭素繊維（ＣＦ）等の強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース分散液が塗布された中間素材繊維を調製する第２工程（ステップＳ０２）、及び中間素材繊維を乾燥させて強化繊維の表面の少なくとも一部に塗布されたナノセルロース分散液から分散媒を除去することにより強化繊維の表面の少なくとも一部にナノセルロース層を形成させる第３工程（ステップＳ０３）を含む。

【0058】

上記に加えて、図３に例示する製造方法は、第２工程においてナノセルロース分散液を強化繊維の表面に塗布する前に例えばアルカリ性電解液を用いる液相電解酸化等の表面改質を強化繊維に施す表面改質処理（ステップＳ００）と、第３工程を実行した後の本発明強化繊維にサイジング剤を更に塗布するサイジング処理（ステップＳ０４）と、を更に含む。

【0059】

次に、図４は、上述したステップＳ０２乃至Ｓ０４において実行される処理及びこれらの処理に伴う強化繊維の変化を示す模式図である。Ｆ０１は、上述したステップＳ００において表面改質処理が施された強化繊維１０ｍを示す模式的な斜視図である。次のステップＳ０２において、強化繊維１０ｍはナノセルロース分散液２０ｄが収容された浴の中に通され、その表面にナノセルロース分散液２０ｄが塗布される。即ち、図４に例示する製造方法に含まれるステップＳ０２においては、ディップコーティングによって、ナノセルロース分散液２０ｄが強化繊維１０ｍの表面に塗布される。尚、ナノセルロース分散液２０ｄは、上述したステップＳ０１においてナノセルロース（ＮＣｅ）を分散媒中に分散さることによって調製された分散液であり、図５に示すように、ＮＣｅ２１が分散媒２２中に均一に分散されている。

【0060】

上記のようにして調製された中間素材繊維は、次のステップＳ０３において加熱炉内に通されることによって乾燥され、強化繊維１０ｍの表面に塗布されたナノセルロース分散液２０ｄから分散媒が除去される。Ｆ０２は、このようにしてナノセルロース層２０が表面に形成された強化繊維１０ｍを示す模式的な斜視図である。更に、次のステップＳ０４において、ナノセルロース層２０が表面に形成された強化繊維１０ｍはサイジング剤５０が収容された浴の中に通され、その表面の一部にサイジング剤５０が塗布される。即ち、図４に例示する製造方法に含まれるステップＳ０４においては、ディップコーティングによってサイジング剤５０が塗布される。Ｆ０３は、このようにして強化繊維１０ｍの表面に形成されたナノセルロース層２０の表面の一部にサイジング剤５０が塗布された強化繊維１０ｍを示す模式的な斜視図である。

【0061】

また、図６は、上記のようにして強化繊維１０ｍの表面に形成されたナノセルロース層２０の表面の一部にサイジング剤５０が塗布された強化繊維１０ｍ（本発明に係る表面被覆強化繊維３２）及びマトリックス樹脂４０を含む繊維強化樹脂複合材料１０２の構成を示す模式的な断面図である。図６に示す例においては、強化繊維１０ｍの表面全体にナノセルロース層２０が形成されており、ナノセルロース層２０の表面の一部にサイジング剤の層が形成されている。

【0062】

上記のようにして調製された本発明に係る表面被覆強化繊維（本発明強化繊維）３２は、強化繊維１０ｍの表面改質により、ナノセルロース層２０を構成するナノセルロース（ＮＣｅ）２１と強化繊維１０ｍとの間の物理的な結合及び／又は化学的な結合がより強固となる。その結果、本発明強化繊維３２及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料から製造される成形体の機械的強度を更に高めることができる。

【0063】

また、強化繊維１０ｍの表面に形成されたナノセルロース層２０の表面の一部にサイジング剤５０が塗布されているので、前述したような集束性を強化繊維１０ｍに付与したり強化繊維１０ｍを破損から保護したりする効果をも達成することができる。更に、表面被覆の一部をナノセルロース（ＮＣｅ）２１に比べて安価なサイジング剤５０によって構成することができるので、サイジング剤５０に比べて高価なＮＣｅ２１の使用量を低減して本発明強化繊維３２の製造コストを削減することもできる。

【0064】

加えて、前述したように、サイジング剤を強化繊維の表面全体に均一に塗布することは困難であり、一般的なサイジング剤が塗布された市販の強化繊維においては、その表面の一部にしかサイジング剤が塗布されていないものが見受けられる。しかしながら、図６に示したように、上記のようにして調製された本発明強化繊維３２においては、その表面の一部のみにサイジング剤５０が塗布されている場合であっても、サイジング剤５０が塗布されていない領域においてはナノセルロース層２０が露出している。従って、サイジング剤の層のみを備える従来技術に係る強化繊維に比べて、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性をより高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度をより高めることができる。

【0065】

〈第３製造方法の変形例３〉
ところで、上述した第３製造方法の変形例２においては、強化繊維の表面にナノセルロース層が形成された後にサイジング剤を塗布したが、サイジング剤が既に表面に塗布されている強化繊維の表面にナノセルロース層を形成してもよい。換言すれば、上述したステップＳ０４を、ステップＳ０３の後ではなく、ステップＳ０２の前に実行してもよい。或いは、サイジング剤が塗布された市販の強化繊維に対して第３製造方法を適用してもよい。

【0066】

図７は、サイジング剤が塗布された市販の強化繊維の構成の一例を示す模式的な断面図である。図７に示した例においては、前述したように、強化繊維１０（表面改質処理が施された強化繊維１０ｍであってもよい）の表面の一部にしかサイジング剤５０が塗布されていない。このような強化繊維に対しても第３製造方法を適用することができる。図８は、図７に示した市販の強化繊維に第３製造方法を適用して得られた本発明強化繊維の構成の一例を示す模式的な断面図である。図８に示した本発明に係る表面被覆強化繊維３３においては、サイジング剤５０が表面の一部に塗布されている強化繊維１０（又は表面改質処理が施された強化繊維１０ｍ）の表面全体にナノセルロース層２０が形成されている。

【0067】

本発明強化繊維３３において、強化繊維として表面改質処理が施された強化繊維１０ｍを使用する場合は、サイジング剤５０と強化繊維１０ｍとの間及びナノセルロース層２０を構成するナノセルロース（ＮＣｅ）２１と強化繊維１０ｍとの間の物理的な結合及び／又は化学的な結合がより強固となる。その結果、本発明強化繊維３３及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料から製造される成形体の機械的強度を更に高めることができる。

【0068】

また、サイジング剤５０が塗布されているので、前述したように強化繊維１０又は強化繊維１０ｍを破損から保護する効果をも達成することができる。更に、表面被覆の一部をナノセルロース（ＮＣｅ）２１に比べて安価なサイジング剤５０によって構成することができるので、上述した本発明強化繊維３２と同様に、サイジング剤５０に比べて高価なＮＣｅ２１の使用量を低減して本発明強化繊維３３の製造コストを削減することもできる。

【0069】

加えて、本発明強化繊維３３の表面被覆の最外面にはナノセルロース層２０が露出しているので、サイジング剤の層のみを備える従来技術に係る強化繊維に比べて、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を十分に高めることができる。

【0070】

尚、上述した第３製造方法の変形例２及び変形例３において使用されるサイジング剤はナノセルロース（ＮＣｅ）を含んでいてもよい。この場合、サイジング剤がＮＣｅを含んでいない場合に比べて、ＮＣｅと強化繊維との間及びＮＣｅとマトリックス樹脂との間における密着性を更に高めて、これらの本発明強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料からなる成形体の機械的強度を更に高めることができる。

【0071】

《第４実施形態》
以上、本発明に係る表面被覆強化繊維（本発明強化繊維）及び本発明強化繊維の製造方法（本発明製造方法）について詳細に説明してきたが、本明細書の冒頭において述べたように、本発明は本発明強化繊維と樹脂とを含む中間基材（本発明中間基材）にも関する。

【0072】

以下、本発明の第４実施形態に係る中間基材（以降、「第４中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0073】

〈構成〉
第４中間基材は、上述した第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維と、母材としての樹脂であるマトリックス樹脂と、を含む、中間基材である。

【0074】

マトリックス樹脂は、例えば、第４中間基材の構造及び製造方法、第４中間基材から製造される成形体の用途において求められる機械的強度及び耐熱性等の種々の特性、並びに第４中間基材から製造される成形体の製造方法等に応じて、例えば、当該技術分野において種々の繊維強化樹脂複合材料におけるマトリックス樹脂として使用される多種多様な樹脂から適宜選択することができる。マトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、或いは熱可塑性樹脂であってもよい。

【0075】

熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂若しくはプレポリマーを挙げることができる。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂及びポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン樹脂（ＡＳ）及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂を含むスチレン系樹脂からなる汎用プラスチック、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂を含むポリエステル系樹脂、及びポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂からなる汎用エンジニアリングプラスチック、並びにポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリスルホン（ＰＳＦ）樹脂及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂からなるスーパーエンジニアリングプラスチック、からなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を挙げることができる。

【0076】

本明細書において、中間基材は最終的な成形体を得るための中間的な素材を意味する。第４中間基材は、比較的短い強化繊維がマトリックス樹脂中に分散されている短繊維強化樹脂複合材料からなる中間基材であってもよい。このような中間基材は、例えば、強化繊維（本発明強化繊維）のチョップドファイバとマトリックス樹脂との混合物を一軸押出機又は二軸押出機によって加熱及び混練して熔融物として押し出したものを所定の形状に成形することによって得ることができる。

【0077】

或いは、第４中間基材は、比較的長い強化繊維がマトリックス樹脂中に分散されている長繊維強化樹脂複合材料からなる中間基材であってもよい。このような中間基材は、例えば、所謂「ＬＦＴ−Ｄ工法」によって得ることができる。当業者に周知であるように、ＬＦＴ−Ｄ工法は、熔融押し出しされた熱可塑性樹脂と強化繊維（本発明強化繊維）の長繊維とを混練押出機に連続的に供給して両者を混練して押し出したものを所定の形状に成形することによって得ることができる。

【0078】

但し、第４中間基材の構成及び製造方法は上記に限定されず、また、詳しくは後述するように、例えば、ペレット状、繊維状及びシート状等、多種多様な形態を取り得る。また、第４中間基材は、予め調製された本発明強化繊維とマトリックス樹脂とを含む原材料から製造することができる。或いは、第４中間基材は、強化繊維とナノセルロース（ＮＣｅ）とマトリックス樹脂とを含む原材料から製造することもできる。この場合、第４中間基材の製造に伴って本発明強化繊維が調製され易くすることを目的として、例えば強化繊維とＮＣｅとを予め混合した後に当該混合物をマトリックス樹脂と混合してもよい。

【0079】

〈効果〉
上述したように、第４中間基材は本発明強化繊維とマトリックス樹脂とを含む中間基材である。また、本発明強化繊維は、前述したように、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面の少なくとも一部が直接的に被覆された強化繊維である。従って、第４中間基材においては、強化繊維とマトリックス樹脂との界面の少なくとも一部にナノセルロース（ＮＣｅ）が直接的に介在している。その結果、第４中間基材から製造される成形体においては強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性が向上され、当該成形体の機械的強度が効果的に高められる。

【0080】

《第５実施形態》
以下、本発明の第５実施形態に係る中間基材（以降、「第５中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0081】

上述したように、中間基材は、最終的な成形体を得るための中間的な素材を意味し、例えば、ペレット状、繊維状及びシート状等、多種多様な形態を取り得る。従って、本発明に係る中間基材もまた、例えば、ペレット状、繊維状及びシート状等、多種多様な形態を取り得る。

【0082】

〈構成〉
そこで、第５中間基材は、上述した第４中間基材であって、マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、マトリックス樹脂中に本発明強化繊維が練り込まれたペレットである、ペレット状中間基材である。

【0083】

〈効果〉
上記のように、第５中間基材は、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂中に本発明強化繊維が練り込まれたペレットである。従って、例えば、一軸押出機又は二軸押出機及び成形用金型等の設備を用いる射出成形により、所望の形状を有する成形体を第５中間基材から容易に製造することができる。

【0084】

《第６実施形態》
以下、本発明の第６実施形態に係る中間基材（以降、「第６中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0085】

〈構成〉
第６中間基材は、上述した第４中間基材であって、マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、マトリックス樹脂からなる繊維である母材繊維と本発明強化繊維とが混繊されたコミングルヤーンである、繊維状中間基材である。

【0086】

図９は第６中間基材の構成の一例を示す模式的な断面図であり、図１０は第６中間基材の構成の一例を示す模式的な斜視図である。第６中間基材２０１は、熱可塑性樹脂であるマトリックス樹脂からなる繊維（母材繊維４１）と本発明強化繊維３１とが混繊されたコミングルヤーンである。尚、図９及び図１０においては全ての繊維が同じ方向を向いているかのように描かれているが、必ずしも全ての繊維が同じ方向を向いている必要は無い。尚、母材繊維と本発明強化繊維とをコミングルヤーンとして混繊するための具体的な手法については当業者に周知であるので、ここでの説明は割愛する。

【0087】

〈効果〉
上記のように、第６中間基材は、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂からなる繊維である母材繊維と本発明強化繊維とが混繊されたコミングルヤーンである。従って、第６中間基材においても、強化繊維とマトリックス樹脂との界面の少なくとも一部にナノセルロース（ＮＣｅ）が直接的に介在している。その結果、第６中間基材から製造される成形体においては強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性が向上され、当該成形体の機械的強度が効果的に高められる。

【0088】

また、第６中間基材は、上記コミングルヤーンからなる繊維状中間基材である。従って、例えば、所望の構造（例えば、単一方向に並んでいる構造、織物状の構造及び編物状の構造等）を第６中間基材によって構成し、熱及び／又は圧力を当該構造に与えることにより、強化繊維が所望の構造及び配向を有する成形体を容易に製造することができる。

【0089】

尚、第６中間基材の具体的な構成は上記に限定されない。例えば、モノフィラメントとしての母材繊維４１の外周が、図１１に示すように複数の本発明強化繊維３１によって覆われていてもよく、或いは、図１２に示すように母材繊維４１の外周を覆う個々の本発明強化繊維が複数本の繊維束によって構成されていてもよい。

【0090】

図１１及び図１２に示した例においては、太い１本のモノフィラメントである母材繊維４１が中心に配置されているため、用途によっては柔軟性が不十分となる場合がある。このような場合は、例えば図１３及び図１４に示すように、中心に配置される母材繊維４１を細くして複数本を束ねることにより柔軟性を高め、成形性を向上させることができる。図１３は、図１１におけるモノフィラメントとしての母材繊維４１がより細い複数本の母材繊維４１の束に置き換えられ且つこれら複数本の母材繊維４１の束が本発明強化繊維３１によって覆われている例を示す。図１４は、図１２におけるモノフィラメントとしての母材繊維４１がより細い複数本の母材繊維４１の束に置き換えられ且つこれら複数本の母材繊維４１の束が複数本の本発明強化繊維３１の束によって覆われている例を示す。

【0091】

尚、第６中間基材においては、母材繊維と本発明強化繊維とが互いに熔着していない状態にあってもよく、或いは、母材繊維と本発明強化繊維とが少なくとも部分的に互いに熔着している状態（所謂「半含浸状態」）にあってもよい。

【0092】

《第７実施形態》
以下、本発明の第７実施形態に係る中間基材（以降、「第７中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0093】

〈構成〉
第７中間基材は、上述した第４中間基材であって、マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、マトリックス樹脂からなる粉末である母材粉末が本発明強化繊維の表面に付着している、繊維状中間基材である。

【0094】

〈効果〉
上記のように、第７中間基材においては、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂からなる粉末である母材粉末が本発明強化繊維の表面に付着している。従って、第７中間基材においても、強化繊維とマトリックス樹脂との界面の少なくとも一部にナノセルロース（ＮＣｅ）が直接的に介在している。その結果、第７中間基材から製造される成形体においては強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性が向上され、当該成形体の機械的強度が効果的に高められる。具体的には、所定の形状及び構造となるように構成された第７中間基材を加熱及び／又は加圧することによって製造される成形体の機械的強度が効果的に高められる。

【0095】

また、第７中間基材もまた繊維状中間基材であるので、例えば、所望の構造（例えば、単一方向に並んでいる構造、織物状の構造及び編物状の構造等）を第７中間基材によって構成し、熱及び／又は圧力を当該構造に与えることにより、強化繊維が所望の構造及び配向を有する成形体を容易に製造することができる。

【0096】

尚、第７中間基材においては、母材粉末と本発明強化繊維とが互いに熔着していない状態にあってもよく、或いは、母材粉末と本発明強化繊維とが少なくとも部分的に互いに熔着している状態（所謂「半含浸状態」）にあってもよい。

【0097】

《第８実施形態》
以下、本発明の第８実施形態に係る中間基材（以降、「第８中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0098】

上述した第６中間基材及び第７中間基材は何れも第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維と母材としての樹脂であるマトリックス樹脂とを含む繊維状中間基材である。しかしながら、本発明中間基材は、前述したように、例えば、ペレット状、繊維状及びシート状等、多種多様な形態を取り得る。

【0099】

〈構成〉
そこで、第８中間基材は、上述した第４中間基材であって、シート状の形状を有する、シート状中間基材である。第８中間基材の他の構成（例えば、強化繊維及びマトリックス樹脂の材料並びに第８中間基材の構造等）は、例えば、当該中間基材から製造される成形体の用途における要求特性等に応じて適宜選択される。

【0100】

尚、第８中間基材の構成及び製造方法は特に限定されず、例えば、関連する他の実施形態に関する説明において詳しく後述するように、予め調製された本発明強化繊維とマトリックス樹脂とを含む原材料から製造することができる。或いは、第８中間基材は、強化繊維とナノセルロース（ＮＣｅ）とマトリックス樹脂とを含む原材料から製造することもできる。この場合、第８中間基材の製造に伴って本発明強化繊維が調製され易くすることを目的として、例えば強化繊維とＮＣｅとを予め混合した後に当該混合物をマトリックス樹脂と混合してもよい。具体的には、例えば、マトリックス樹脂と強化繊維との間にＮＣｅが介在するように第８中間基材の各原材料が配置された状態において第８中間基材を製造してもよい。より具体的には、例えば、強化繊維からなる層とマトリックス樹脂からなる層との間にＮＣｅ又はＮＣｅからなる層が挟まれている状態において、これらの原材料を加熱及び／又は加圧することにより、第８中間基材を製造してもよい。

【0101】

〈効果〉
上記のように、第８中間基材はシート状の形状を有する本発明中間基材である。従って、例えば所謂「ホットスタンプ」（熱間プレス）等の手法により第８中間基材から成形体を製造することができる。但し、第８中間基材から成形体を製造するための具体的な手法は上記に限定されず、例えば強化繊維及びマトリックス樹脂の性状並びに第８中間基材から製造される成形体の用途における要求特性等に応じて、当該技術分野において広く採用されている種々の手法から適宜選択することができる。即ち、例えば、所謂「プリプレグ」、「プリフォーム」、及び「スタンパブルシート」等として第８中間基材を使用して、様々な成形体を容易に製造することができる。

【0102】

《第９実施形態》
以下、本発明の第９実施形態に係る中間基材（以降、「第９中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0103】

上述した第８中間基材は、第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維と母材としての樹脂であるマトリックス樹脂とを含むシート状中間基材である。このようなシート状中間基材の構造（及び製造方法）は、例えば当該中間基材を構成する本発明強化繊維及びマトリックス樹脂の性状等に応じて適宜選択される。

【0104】

〈構成〉
そこで、第９中間基材は、上述した第８中間基材であって、マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、マトリックス樹脂からなる層と本発明強化繊維からなる層とが積層された層状構造を有する、シート状中間基材である。マトリックス樹脂からなる層及び本発明強化繊維からなる層の各々の数及び厚み等は、例えば強化繊維及びマトリックス樹脂の性状並びに第９中間基材から製造される成形体の用途における要求特性等に応じて適宜選択することができる。

【0105】

図１５は、第９中間基材の構成の１つの例を示す模式図である。図１５に示す第９中間基材３０１においては、本発明強化繊維３１からなる層と母材となる熱可塑性樹脂４２からなる層（例えば、フィルム及びシート等）とが（交互に）積層されて層状構造が形成されている。

【0106】

〈効果〉
上記のように、第９中間基材は、マトリックス樹脂からなる層と本発明強化繊維からなる層とを含む積層構造を有するシート状の中間基材である。従って、例えば、所謂「プリプレグ」、「プリフォーム」、及び「スタンパブルシート」等として第９中間基材を使用して、様々な成形体等を容易に製造することができる。

【0107】

尚、第９中間基材においては、マトリックス樹脂からなる層と本発明強化繊維からなる層とが互いに熔着していない状態にあってもよく、或いは、マトリックス樹脂からなる層と本発明強化繊維からなる層とが少なくとも部分的に互いに熔着している状態（所謂「半含浸状態」）にあってもよい。本発明強化繊維からなる層がマトリックス樹脂によって含浸されている本発明中間基材については次の実施形態において説明する。

【0108】

《第１０実施形態》
以下、本発明の第１０実施形態に係る中間基材（以降、「第１０中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0109】

上述したように、第８中間基材は、第１強化繊維及び第２強化繊維を始めとする本発明強化繊維と母材としての樹脂であるマトリックス樹脂とを含むシート状中間基材であり、このようなシート状中間基材の構造（及び製造方法）は、例えば当該中間基材を構成する本発明強化繊維及びマトリックス樹脂の性状等に応じて適宜選択される。

【0110】

〈構成〉
そこで、第１０中間基材は、上述した第８中間基材であって、マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であり、本発明強化繊維からなる層がマトリックス樹脂によって含浸されている、シート状中間基材である。マトリックス樹脂及び強化繊維を構成する材料等、第１０中間基材の具体的な構成は、例えば第１０中間基材から製造される成形体の用途における要求特性等に応じて適宜選択することができる。

【0111】

図１６は、第１０中間基材の構成の１つの例を示す模式図である。図１６に示す第１０中間基材３０２においては、マトリックス樹脂４３によって本発明強化繊維３１からなる層が含浸されている。

【0112】

上記のような層状構造を有する第１０中間基材は、当該技術分野において周知の種々の方法によって製造することができる。具体的には、熱硬化性樹脂がマトリックス樹脂として使用される場合は、例えば、本発明強化繊維からなる層を熱硬化性樹脂のプレポリマーによって含浸することにより、第１０中間基材を製造することができる。或いは、熱硬化性樹脂のモノマーを本発明強化繊維からなる層に含浸させた後に所定の程度にまで重合反応を進行させてプレポリマーとすることにより、第１０中間基材を製造してもよい。

【0113】

一方、熱可塑性樹脂がマトリックス樹脂として使用される場合は、例えば、図１７の（ａ）に示すような本発明強化繊維３１からなる層と母材となる熱可塑性樹脂４２からなる層（例えば、フィルム及びシート等）とが（交互に）積層された積層体（例えば、上述した第９中間基材３０１）を加熱及び／又は加圧することにより、図１７の（ｂ）に示すような第１０中間基材３０３を製造することができる。

【0114】

〈効果〉
上記のように、第１０中間基材は、母材としての熱可塑性樹脂と本発明強化繊維とを含むシート状の中間基材である。従って、例えば、所謂「プリプレグ」、「プリフォーム」、及び「スタンパブルシート」等として第１０中間基材を使用して、様々な成形体を容易に製造することができる。

【0115】

《第１１実施形態》
以下、本発明の第１１実施形態に係る中間基材（以降、「第１１中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0116】

上述したように、第６中間基材は、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂からなる繊維である母材繊維と本発明強化繊維とが混繊されたコミングルヤーンである。また、第７中間基材は、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂からなる粉末である母材粉末が本発明強化繊維の表面に付着している繊維状中間基材である。従って、例えば、第６中間基材又は第７中間基材によって所望の構造及び形状を有する物体を構成し、熱及び／又は圧力を当該物体に与えることにより、所望の形状を有する中間基材及び／又は成形体を容易に製造することができる。

【0117】

〈構成〉
そこで、第１１中間基材は、上述した第８中間基材であって、上述した繊維状の第６中間基材又は第７中間基材によって構成されている、シート状中間基材である。

【0118】

〈効果〉
上述したように、第６中間基材及び第７中間基材は、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂と本発明強化繊維とを含む繊維状中間基材である。従って、これらの繊維状中間基材をシート状に成形し、例えば加熱及び／又は加圧によって処理することにより、マトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂と本発明強化繊維とを含むシート状中間基材として第１１中間基材を容易に製造することができる。

【0119】

また、第６中間基材及び第７中間基材においては、ナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層によって表面の少なくとも一部が直接的に被覆された強化繊維である表面被覆強化繊維（本発明強化繊維）の表面又は表面の近傍にマトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂が予め配置されている。従って、第６中間基材及び第７中間基材から製造される第１１中間基材においては、強化繊維とマトリックス樹脂との間にＮＣｅが確実に介在することができる。その結果、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を向上させて、第１１中間基材及び第１１中間基材から製造される成形体の機械的強度を効果的に高めることができる。

【0120】

《第１２実施形態》
以下、本発明の第１２実施形態に係る中間基材（以降、「第１２中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0121】

上述した第８中間基材乃至第１１中間基材は、マトリックス樹脂と本発明強化繊維とを含むシート状中間基材である。当業者に周知であるように、このような繊維強化樹脂複合材料は強化繊維の配向方向に応じて様々な機械的特性を呈し、当該複合材料によって形成される成形体の用途における要求特性に応じて使い分けられている。

【0122】

〈構成〉
そこで、第１２中間基材は、上述した第６中間基材乃至第１１中間基材の何れかのシート状中間基材であって、強化繊維が単一の方向に配向している、シート状中間基材である。第１２中間基材の製造方法は特に限定されず、当該技術分野において採用されている種々の製造方法から適宜選択することができる。例えば、第１２中間基材は、単一の方向に強化繊維が配向するように上述した繊維状中間基材が並べられている状態において当該中間基材を加熱及び／又は加圧することによって製造することができる。

【0123】

〈効果〉
上記のように、第１２中間基材においては強化繊維が単一の方向に配向している。従って、第１２中間基材は、強化繊維の配向方向においては高い機械的強度を呈する一方、その他の方向においては比較的低い機械的強度を呈する。即ち、第１２中間基材は、例えば機械的強度等の特性において異方性を有する。従って、第１２中間基材は、例えば、所謂「ＵＤ材」として使用することができる。

【0124】

《第１３実施形態》
以下、本発明の第１３実施形態に係る中間基材（以降、「第１３中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0125】

上述したように第１２中間基材においては強化繊維が単一の方向に配向しているため、第１２中間基材は例えば機械的強度等の特性において異方性を有する。しかしながら、本発明に係る中間基材（本発明中間基材）から製造される成形体の用途によっては、機械的強度等の特性において異方性を有することが望ましくない場合がある。

【0126】

〈構成〉
そこで、第１２中間基材は、上述した第６中間基材乃至第１１中間基材の何れかのシート状中間基材であって、強化繊維が単一の方向に配向していない、シート状中間基材である。第１３中間基材の製造方法は特に限定されず、当該技術分野において採用されている種々の製造方法から適宜選択することができる。例えば、第１３中間基材は、強化繊維がランダムな方向又は所定の複数の方向に配向するように上述した繊維状中間基材が並べられている状態において当該中間基材を加熱及び／又は加圧することによって製造することができる。或いは、上述したように強化繊維が単一の方向に配向している第１２中間基材を複数用意し、これらを強化繊維の配向方向が一致しないように積層することによって第１３中間基材を製造してもよい。

【0127】

〈効果〉
上記のように、第１３中間基材においては強化繊維が単一の方向に配向していない。従って、第１３中間基材は、例えば機械的強度等の特性において異方性を有することが望ましくない用途又は複数の方向における異方性を有することが望ましい用途等において使用することができる。

【0128】

《第１４実施形態》
以下、本発明の第１４実施形態に係る中間基材（以降、「第１４中間基材」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0129】

上述したように第１３中間基材においては強化繊維が単一の方向に配向していないため、例えば機械的強度等の特性において異方性を有することが望ましくない用途又は複数の方向における異方性を有することが望ましい用途等において第１３中間基材を使用することができる。このような中間基材を構成する強化繊維を織物又は編物とすることにより、当該中間基材から製造される成形体の機械的強度及び耐久性等を更に向上させることができる。

【0130】

〈構成〉
そこで、第１４中間基材は、上述した第１３中間基材であって、強化繊維が織物又は編物を構成している、シート状中間基材である。第１４中間基材の製造方法は特に限定されず、当該技術分野において採用されている種々の製造方法から適宜選択することができる。例えば、第１４中間基材は、上述した繊維状中間基材が織物又は編物を構成している状態において当該中間基材を加熱及び／又は加圧することによって製造することができる。或いは、強化繊維によって構成された織物又は編物とマトリックス樹脂からなる層との間にＮＣｅ又はＮＣｅからなる層が挟まれている状態において、これらの原材料を加熱及び／又は加圧することにより、第１４中間基材を製造してもよい。

【0131】

〈効果〉
上記のように、第１４中間基材においては強化繊維が織物又は編物を構成している。従って、第１４中間基材から製造される成形体の機械的強度及び耐久性等を更に向上させることができる。

【0132】

《第１５実施形態》
以下、本発明の第１５実施形態に係る複合材料（以降、「第１５複合材料」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0133】

本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、表面被覆強化繊維及びその製造方法、並びに当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む中間基材のみならず、当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む複合材料及び当該複合材料を含む成形体にも関する。

【0134】

〈構成〉
そこで、第１５複合材料は、母材としての樹脂であるマトリックス樹脂及び強化繊維を含む複合材料であって、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部においてナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層がマトリックス樹脂と強化繊維との間に直接的に介在している、複合材料である。

【0135】

マトリックス樹脂、強化繊維、ナノセルロース（ＮＣｅ）及びナノセルロース層の詳細については、本発明に係る強化繊維（本発明強化繊維）に関する説明において既に述べたので、ここでの説明は省略する。

【0136】

上記のように、第１５複合材料においては、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部においてナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層がマトリックス樹脂と強化繊維との間に直接的に介在している。換言すれば、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部において、他の物質が介在すること無く、ナノセルロース層を構成するＮＣｅがマトリックス樹脂及び強化繊維のそれぞれと直接的に結合している。

【0137】

ナノセルロース層と強化繊維との間の結合については、本発明強化繊維に関する説明において既に詳細に述べたので、ここでの説明は省略する。一方、ナノセルロース層とマトリックス樹脂との間の結合は、例えば、ナノセルロース層の表面に形成された凹凸に入り込んだマトリックス樹脂が硬化して係合することによる物理的な結合（所謂「アンカー効果」）であってもよい。或いは、マトリックス樹脂の表面に存在する官能基とナノセルロース層を構成するナノセルロース（ＮＣｅ）が有する官能基との間における化学的な結合であってもよい。

【0138】

尚、ナノセルロース層とマトリックス樹脂との間にナノセルロース層を介在させる具体的な方法については、本発明に係る中間基材（本発明中間基材）に関する説明において既に詳細に述べたので、ここでの説明は省略する。

【0139】

〈効果〉
第１５複合材料においては、上記のように、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部においてナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層がマトリックス樹脂と強化繊維との間に直接的に介在している。具体的には、例えば、第１強化繊維に関する説明において参照した図２に示すように、ナノセルロース層２０を構成するＮＣｅ２１がマトリックス樹脂と４０と強化繊維１０との界面に直接的に介在している。従って、図１を参照しながら説明した従来技術のようにＮＣｅ２１を含むサイジング剤５０を強化繊維１０に予め塗布する場合と比べてマトリックス樹脂と４０と強化繊維１０との界面に直接的に介在しているＮＣｅ２１の密度がより高い。その結果、第１５複合材料においては、強化繊維１０とマトリックス樹脂４０との界面における密着性を向上させることができる。

【0140】

また、上述したように、ナノセルロース層の表面にはＮＣｅの繊維によって凹凸が形成されているので、所謂「アンカー効果」によっても、強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性が高まる。このように、第１５複合材料によれば、強化繊維とマトリックス樹脂との界面における密着性を向上させることができるので、第１５複合材料を含む成形体の機械的強度を高めることができる。

【0141】

更に、第１５複合材料のナノセルロース層はサイジング剤を含まないので、前述したようなサイジング剤によって形成される層の脆化及び後工程におけるマトリックス樹脂による含浸不良等の問題が生ずる可能性が無い。

【0142】

加えて、一般的にナノセルロース（ＮＣｅ）は柔軟であるためナノセルロース層は緩衝材（クッション）としても機能することができるので、強化繊維とマトリックス樹脂との間における層間剥離を抑制して、繊維強化樹脂複合材料としての曲げ強度及び衝撃強度等の機械的強度を向上させることができる。

【0143】

しかも、ナノセルロース（ＮＣｅ）はマトリックス樹脂の全体に添加されるのではなく、強化繊維とマトリックス樹脂との界面にナノセルロース層として配置される。従って、第１強化繊維及びマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂複合材料の総量に対するＮＣｅの添加量を低減することができるので、母材全体としての組成が変化して所期の特性を達成することが困難となる虞を低減することができる。

【0144】

更に、ナノセルロース（ＮＣｅ）同士の強固な水素結合により高いガスバリア性（気密性）が達成されるので、例えば炭素繊維及び金属繊維等、酸素及び／又は水等との接触に起因する劣化が懸念される強化繊維の劣化防止に寄与し、結果として第１５複合材料を含む成形体において高い機械的強度を達成することができる。

【0145】

以上のように、第１５複合材料によれば、強化繊維とマトリックス樹脂との密着性を高めて、当該複合材料を含む成形体の機械的強度を効果的に高めることができる。

【0146】

《第１６実施形態》
以下、本発明の第１６実施形態に係る成形体（以降、「第１６成形体」と称呼される場合がある。）について説明する。

【0147】

本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、表面被覆強化繊維及びその製造方法、並びに当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む中間基材のみならず、当該表面被覆強化繊維と樹脂とを含む複合材料及び当該複合材料を含む成形体にも関する。

【0148】

〈構成〉
そこで、第１６成形体は、上述した第１５複合材料を含む成形体である。

【0149】

〈効果〉
上述したように、第１５複合材料においては、マトリックス樹脂と強化繊維との界面の少なくとも一部においてナノセルロース（ＮＣｅ）からなる層であるナノセルロース層がマトリックス樹脂と強化繊維との間に直接的に介在している。その結果、第１５複合材料を含む成形体である第１６成形体によれば、第１５複合材料について述べたような種々の顕著な効果が達成される。

【0150】

以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。

【符号の説明】

【0151】

１０…強化繊維、１０ｍ…表面改質強化繊維、２０…ナノセルロース層、２０ｄ…ナノセルロース分散液、２１…ナノセルロース（ＮＣｅ）、２２…分散媒、３０…表面被覆強化繊維（従来技術）、３１、３２及び３３…表面被覆強化繊維（本発明）、４０及び４３…マトリックス樹脂、４１…母材繊維、４２…熱可塑性樹脂、５０…サイジング剤、１００…繊維強化樹脂複合材料（従来技術）、１０１及び１０２…繊維強化樹脂複合材料（本発明）、２０１、２０２、２０３、２０４及び２０５…中間基材（繊維状）、並びに３０１、３０２及び３０３…中間基材（シート状）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】