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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024103903
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】炭素繊維二軸織物及び炭素繊維強化複合材料の製造方法
(51)【国際特許分類】
D03D 15/275 20210101AFI20240726BHJP
B29C 43/12 20060101ALI20240726BHJP
B29C 70/44 20060101ALI20240726BHJP
B29C 70/22 20060101ALI20240726BHJP
D03D 1/00 20060101ALI20240726BHJP
D03D 15/37 20210101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
D03D15/275
B29C43/12
B29C70/44
B29C70/22
D03D1/00 A
D03D15/37
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023007853
(22)【出願日】2023-01-23
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100142309
【弁理士】
【氏名又は名称】君塚 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】原田 耕志
【テーマコード（参考）】
4F204
4F205
4L048
【Ｆターム（参考）】
4F204AA39
4F204AC05
4F204AD16
4F204AM28
4F204FA01
4F204FA13
4F204FB01
4F204FF05
4F204FN11
4F204FN15
4F204FN17
4F204FQ37
4F205AA39
4F205AC05
4F205AD16
4F205AM28
4F205HA09
4F205HA23
4F205HA33
4F205HA37
4F205HA47
4F205HB01
4F205HC05
4F205HC17
4F205HF05
4F205HF30
4F205HK04
4F205HK05
4F205HM02
4L048AA05
4L048AA34
4L048AA37
4L048AA46
4L048AA48
4L048AB07
4L048AB11
4L048AC09
4L048CA01
4L048CA15
4L048DA41
4L048EA00
4L048EB00
(57)【要約】
【課題】ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数が少なく、かつ内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる炭素繊維二軸織物、及びそれを用いた炭素繊維強化複合材料の製造方法の提供。
【解決手段】炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された炭素繊維二軸織物であって、前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
【選択図】なし
【解決手段】炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された炭素繊維二軸織物であって、前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された炭素繊維二軸織物であって、
前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、
前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、
前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
【請求項2】
前記炭素繊維フィラメントの繊維軸に垂直な断面の形状の真円度が０．７以上０．９以下である、請求項１に記載の炭素繊維二軸織物。
【請求項3】
前記炭素繊維フィラメントは、前記炭素繊維フィラメントの長手方向に延びる溝部を表面に有する、請求項１に記載の炭素繊維二軸織物。
【請求項4】
前記炭素繊維フィラメントが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維を含む、請求項１に記載の炭素繊維二軸織物。
【請求項5】
目付が４９０ｇ／ｍ２以上である、請求項１に記載の炭素繊維二軸織物。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項に記載の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として１層以上成形型に積層し、前記強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、前記バッグフィルムの内部を真空状態にし、前記強化繊維基材に液状樹脂を拡散させ、前記強化繊維基材に前記液状樹脂を含浸させる工程と、
前記強化繊維基材に含浸した前記液状樹脂を硬化させる工程とを含む、炭素繊維強化複合材料の製造方法。
前記強化繊維基材に含浸した前記液状樹脂を硬化させる工程とを含む、炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項7】
前記液状樹脂が常温硬化性の樹脂である、請求項６に記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項8】
前記液状樹脂の拡散を常温で行う、請求項６に記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項9】
前記液状樹脂を前記強化繊維基材の面方向に流動するように供給する、請求項６に記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項10】
前記液状樹脂を前記強化繊維基材の厚み方向に流動するように供給する、請求項６に記載の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素繊維二軸織物及び炭素繊維強化複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
炭素繊維は、高い比強度及び比弾性率を有するため、炭素繊維を強化繊維基材として用い、マトリクス樹脂を含浸させた炭素繊維強化複合材料は、優れた力学特性及び軽量性を有する。よって、炭素繊維強化複合材料は、スポーツ用途や航空・宇宙用途に加え、自動車、土木・建築、圧力容器及び風車ブレードなどの一般産業用途にも幅広く展開されつつあり、さらなる高性能化が求められている。
炭素繊維強化複合材料の代表的な成形方法として、オートクレーブ成形法、圧縮成形法、Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ法（ＲＴＭ法）などが知られている。また、これらの成形方法以外にも、低設備投資かつ生産性の高い成型方法として、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法が知られている。
炭素繊維強化複合材料の代表的な成形方法として、オートクレーブ成形法、圧縮成形法、Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ法（ＲＴＭ法）などが知られている。また、これらの成形方法以外にも、低設備投資かつ生産性の高い成型方法として、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法が知られている。
【0003】
ＶａＲＴＭ法では、マトリクス樹脂が含浸されていないドライな強化繊維基材を１層以上、成形型に積層し、強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、バッグフィルムの内部を真空状態とし、低粘度の液状樹脂を注入することにより、強化繊維基材に液状樹脂を含浸させ、その状態で液状樹脂を硬化させることにより、成型品である炭素繊維強化複合材料を製造する。この際、ドライな状態でも取り扱いが可能な強化繊維基材を用いる必要がある。
【0004】
強化繊維基材としては、二軸織物、一方向性強化繊維基材、ＮＣＦ（ノンクリンプファブリック）などが用いられる。これらの中でも、材料としての異方性の小ささや、汎用的に使用される織機で製造可能という設備投資の面での負担の小ささなどの観点から、二軸織物が最も多く使用されている。
【0005】
二軸織物は強化繊維糸条からなる経糸及び緯糸を一体化することで得られ、経糸と緯糸の組み合わせのパターンにより、平織、綾織、朱子織などの周期的な織組織構造が形成される。経糸及び緯糸の一体化の際、経糸及び緯糸はもう一方の糸に上下方向に拘束されながら力を受けるため、幅方向長さの縮小と厚みの増大が生じる。この幅方向長さの縮小が生じるため、隣り合う糸条同士は完全に接触することはできず、糸条間に空隙が存在している。
【0006】
ＶａＲＴＭ法において強化繊維基材に液状樹脂を含浸する際、流動抵抗の大きい糸条内部よりも、流動抵抗の小さい糸条間の空隙において液状樹脂が先行して充填される現象が起こることが知られている。成形型内での二軸織物の積層枚数を減らすためには、糸状厚みを大きくすればよいが、糸条（トウ）厚みが大きいと糸条内部まで液状樹脂が十分に含浸しにくい。糸条内部に液状樹脂の未含浸部が存在する場合、液状樹脂の硬化後にボイドとして残存する、あるいは液状樹脂の注入後に未含浸部周辺の液状樹脂が未含浸部に吸収されることで、成型品表面の樹脂が不足しピンホールが発生する、といった内部欠陥、表面欠陥等の欠陥の原因となる。内部欠陥は成型品強度の低下の原因となり、表面欠陥は外観品位の低下の原因となる。
【0007】
こうした欠陥の発生を防ぐため、特許文献１に開示される炭素繊維二軸織物においては、製織後に空気流による扁平化処理を行うことで、トウ幅の拡幅とトウ厚みの低減を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００１－１７９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、トウ厚みの小さい強化繊維基材を使用する場合は、一定厚みの成型品を製造する際に多数の強化繊維基材を積層する必要がある。
本発明の目的の一つは、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数が少なく、かつ内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる炭素繊維二軸織物、及びそれを用いた炭素繊維強化複合材料の製造方法を提供することである。
本発明の目的の一つは、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数が少なく、かつ内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる炭素繊維二軸織物、及びそれを用いた炭素繊維強化複合材料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】
【0010】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された炭素繊維二軸織物であって、
前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、
前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
［２］前記炭素繊維フィラメントの繊維軸に垂直な断面の形状の真円度が０．７以上０．９以下である、前記［１］の炭素繊維二軸織物。
［３］前記炭素繊維フィラメントは、前記炭素繊維フィラメントの長手方向に延びる溝部を表面に有する、前記［１］又は［２］の炭素繊維二軸織物。
［４］前記炭素繊維フィラメントが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維を含む、前記［１］～［３］のいずれかの炭素繊維二軸織物。
［５］目付が４９０ｇ／ｍ２以上である、前記［１］～［４］のいずれかの炭素繊維二軸織物。
［６］前記［１］～［５］のいずれかの炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として１層以上成形型に積層し、前記強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、前記バッグフィルムの内部を真空状態にし、前記強化繊維基材に液状樹脂を拡散させ、前記強化繊維基材に前記液状樹脂を含浸させる工程と、
前記強化繊維基材に含浸した前記液状樹脂を硬化させる工程とを含む、炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［７］前記液状樹脂が常温硬化性の樹脂である、前記［６］の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［８］前記液状樹脂の拡散を常温で行う、前記［６］又は［７］の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［９］前記液状樹脂を前記強化繊維基材の面方向に流動するように供給する、前記［６］～［８］のいずれかの炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［１０］前記液状樹脂を前記強化繊維基材の厚み方向に流動するように供給する、前記［６］～［８］のいずれかの炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［１］炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された炭素繊維二軸織物であって、
前記炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、
前記炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上である、炭素繊維二軸織物。
［２］前記炭素繊維フィラメントの繊維軸に垂直な断面の形状の真円度が０．７以上０．９以下である、前記［１］の炭素繊維二軸織物。
［３］前記炭素繊維フィラメントは、前記炭素繊維フィラメントの長手方向に延びる溝部を表面に有する、前記［１］又は［２］の炭素繊維二軸織物。
［４］前記炭素繊維フィラメントが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維を含む、前記［１］～［３］のいずれかの炭素繊維二軸織物。
［５］目付が４９０ｇ／ｍ２以上である、前記［１］～［４］のいずれかの炭素繊維二軸織物。
［６］前記［１］～［５］のいずれかの炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として１層以上成形型に積層し、前記強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、前記バッグフィルムの内部を真空状態にし、前記強化繊維基材に液状樹脂を拡散させ、前記強化繊維基材に前記液状樹脂を含浸させる工程と、
前記強化繊維基材に含浸した前記液状樹脂を硬化させる工程とを含む、炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［７］前記液状樹脂が常温硬化性の樹脂である、前記［６］の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［８］前記液状樹脂の拡散を常温で行う、前記［６］又は［７］の炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［９］前記液状樹脂を前記強化繊維基材の面方向に流動するように供給する、前記［６］～［８］のいずれかの炭素繊維強化複合材料の製造方法。
［１０］前記液状樹脂を前記強化繊維基材の厚み方向に流動するように供給する、前記［６］～［８］のいずれかの炭素繊維強化複合材料の製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数が少なく、かつ内部欠陥あるいは表面欠陥として特にピンホールの発生が抑制された成型品が得られる炭素繊維二軸織物、及びそれを用いた炭素繊維強化複合材料の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】炭素繊維強化複合材料の製造方法を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
「炭素繊維二軸織物」
以下、炭素繊維二軸織物の一実施形態について説明する。
本実施形態の炭素繊維二軸織物は、炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された二軸織物である。具体的には、炭素繊維マルチフィラメント糸条からなる経糸群を配列させ、炭素繊維マルチフィラメント糸条からなる緯糸群を交錯させて接着せしめる二軸織物である。
以下、炭素繊維二軸織物の一実施形態について説明する。
本実施形態の炭素繊維二軸織物は、炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸に用いて製織された二軸織物である。具体的には、炭素繊維マルチフィラメント糸条からなる経糸群を配列させ、炭素繊維マルチフィラメント糸条からなる緯糸群を交錯させて接着せしめる二軸織物である。
【0014】
炭素繊維二軸織物の平均厚みは、０．５４ｍｍ以上であり、０．５４ｍｍ以上２．２０ｍｍ以下が好ましく、０．５４ｍｍ以上０．８８ｍｍ以下がより好ましく、０．５４ｍｍ以上０．７２ｍｍ以下がさらに好ましい。炭素繊維二軸織物の平均厚みが上記下限値以上であれば、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。炭素繊維二軸織物の平均厚みが上記上限値以下であれば、強化繊維基材が十分なドレープ性を有し、屈曲した金型上に配置した際に、ものしわが発生しにくい。
炭素繊維二軸織物の平均厚みは、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０の「織物及び編物の生地試験方法」の「８．４ 厚さ」に記載のＡ法（ＪＩＳ法）に従って測定される値である。
炭素繊維二軸織物の平均厚みは、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０の「織物及び編物の生地試験方法」の「８．４ 厚さ」に記載のＡ法（ＪＩＳ法）に従って測定される値である。
【0015】
炭素繊維二軸織物の目付は、４９０ｇ／ｍ２以上が好ましく、４９０ｇ／ｍ２以上２０００ｇ／ｍ２以下がより好ましく、４９０ｇ／ｍ２以上８００ｇ／ｍ２以下がさらに好ましく、４９０ｇ／ｍ２以上６５３ｇ／ｍ２以下が特に好ましい。炭素繊維二軸織物の目付が上記下限値以上であれば、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。炭素繊維二軸織物の目付が上記上限値以下であれば、強化繊維基材が十分なドレープ性を有し、屈曲した金型上に配置した際に、ものしわが発生しにくい。
【0016】
炭素繊維マルチフィラメント糸条は、複数の単繊維である炭素繊維フィラメントが同一方向に引き揃えられ、例えばサイズ剤などにより一体化された糸条である。
炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度は、１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、１．２ｄｔｅｘ以上１．８ｄｔｅｘ以下が好ましく、１．２ｄｔｅｘ以上１．６ｄｔｅｘ以下がより好ましく、１．２ｄｔｅｘ以上１．４ｄｔｅｘ以下がさらに好ましい。炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が上記下限値以上であれば、炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメント間の距離が大きくなる。その結果、流体の流動抵抗が少なくなり、通常では含浸が困難な厚い基材においても液状樹脂の含浸性が良好となる。具体的には、成型品製造の際に、炭素繊維二軸織物への液状樹脂の含浸速度が高まるとともに、炭素繊維マルチフィラメント糸条の内部にまで液状樹脂が十分に含浸しやすくなる。よって、本実施形態の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いれば、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる。加えて、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が上記上限値以下であれば、容易に炭素繊維フィラメントを入手できる。
炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメントの単繊維繊度は、１．２ｄｔｅｘ以上２．４ｄｔｅｘ未満であり、１．２ｄｔｅｘ以上１．８ｄｔｅｘ以下が好ましく、１．２ｄｔｅｘ以上１．６ｄｔｅｘ以下がより好ましく、１．２ｄｔｅｘ以上１．４ｄｔｅｘ以下がさらに好ましい。炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が上記下限値以上であれば、炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメント間の距離が大きくなる。その結果、流体の流動抵抗が少なくなり、通常では含浸が困難な厚い基材においても液状樹脂の含浸性が良好となる。具体的には、成型品製造の際に、炭素繊維二軸織物への液状樹脂の含浸速度が高まるとともに、炭素繊維マルチフィラメント糸条の内部にまで液状樹脂が十分に含浸しやすくなる。よって、本実施形態の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いれば、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる。加えて、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。炭素繊維フィラメントの単繊維繊度が上記上限値以下であれば、容易に炭素繊維フィラメントを入手できる。
【0017】
炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度は、０．７以上０．９以下が好ましく、０．７５以上０．９以下がより好ましく、０．８以上０．９以下がさらに好ましい。断面形状の真円度が上記下限値以上であれば、炭素繊維フィラメントが均一に分散しやすくなり、液状樹脂を含浸させたときに繊維間において液状樹脂が過剰に含浸される領域が少なくなり、成型品の強度が向上する。断面形状の真円度が上記上限値以下であれば、炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメント間の距離が大きくなる。その結果、流体の流動抵抗が少なくなり、通常では含浸が困難な厚い基材においても液状樹脂の含浸性が良好となる。具体的には、成型品製造の際に、炭素繊維二軸織物への液状樹脂の含浸速度が高まるとともに、炭素繊維マルチフィラメント糸条の内部にまで液状樹脂が十分に含浸しやすくなる。よって、本実施形態の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いれば、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる。
【0018】
なお、炭素繊維フィラメントの断面形状とは、炭素繊維フィラメントの繊維軸に対して垂直な断面の形状のことである。
炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度は、例えば、炭素繊維フィラメントの材料である樹脂組成や、樹脂を紡糸する際のノズルの形状により制御できる。
炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度は、下記式（１）により求められる。式（１）中の「Ｓ」は炭素繊維フィラメントの断面積であり、「Ｌ」は炭素繊維フィラメントの周長である。「Ｓ」及び「Ｌ」は、それぞれ、炭素繊維フィラメントの繊維軸に対して垂直な断面をＳＥＭ観察し画像解析することにより求められる。
真円度＝４πＳ／Ｌ２ ・・・（１）
炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度は、例えば、炭素繊維フィラメントの材料である樹脂組成や、樹脂を紡糸する際のノズルの形状により制御できる。
炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度は、下記式（１）により求められる。式（１）中の「Ｓ」は炭素繊維フィラメントの断面積であり、「Ｌ」は炭素繊維フィラメントの周長である。「Ｓ」及び「Ｌ」は、それぞれ、炭素繊維フィラメントの繊維軸に対して垂直な断面をＳＥＭ観察し画像解析することにより求められる。
真円度＝４πＳ／Ｌ２ ・・・（１）
【0019】
炭素繊維フィラメントは、その表面に、炭素繊維フィラメントの長手方向に延びる溝部を有することが好ましい。炭素繊維フィラメント表面に溝部が設けられていれば、炭素繊維マルチフィラメント糸条を構成する炭素繊維フィラメント間の距離が大きくなる。その結果、流体の流動抵抗が少なくなり、通常では含浸が困難な厚い基材においても液状樹脂の含浸性が良好となる。具体的には、成型品製造の際に、炭素繊維二軸織物への液状樹脂の含浸速度が高まるとともに、炭素繊維マルチフィラメント糸条の内部にまで液状樹脂が十分に含浸しやすくなる。よって、本実施形態の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いれば、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる。
【0020】
炭素繊維フィラメント表面に設けられる溝部は１本でもよいし、２本以上でもよい。
なお、本明細書において、炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度が０．７以上０．９以下であり、かつ、炭素繊維フィラメントの表面に前記溝部が設けられている場合、炭素繊維フィラメントの断面形状を「キドニー形状」又は「空豆形状」ともいう。
なお、本明細書において、炭素繊維フィラメントの断面形状の真円度が０．７以上０．９以下であり、かつ、炭素繊維フィラメントの表面に前記溝部が設けられている場合、炭素繊維フィラメントの断面形状を「キドニー形状」又は「空豆形状」ともいう。
【0021】
炭素繊維フィラメントを構成する炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（以下、「ＰＡＮ」ともいう。）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
ここで、ＰＡＮ系炭素繊維は、アクリロニトリルを主成分として重合させたポリアクリロニトリル系樹脂からなる繊維を、不融化させて、さらに炭化させて生成される。
ピッチ系炭素繊維は、メソフェーズピッチ、すなわち石油タール、石炭タール等を処理して生じた部分的に液晶構造を示す樹脂、又は、人工的に合成されたメソフェーズピッチを紡糸して、不融化して、さらに炭化させて生成される。
ここで、ＰＡＮ系炭素繊維は、アクリロニトリルを主成分として重合させたポリアクリロニトリル系樹脂からなる繊維を、不融化させて、さらに炭化させて生成される。
ピッチ系炭素繊維は、メソフェーズピッチ、すなわち石油タール、石炭タール等を処理して生じた部分的に液晶構造を示す樹脂、又は、人工的に合成されたメソフェーズピッチを紡糸して、不融化して、さらに炭化させて生成される。
【0022】
炭素繊維としては、強度が高く、また、生産性に優れることから製造コストを低減できる観点から、ＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。すなわち、炭素繊維フィラメントは、ポリアクリロニトリル系炭素繊維を含むことが好ましい。
【0023】
ＰＡＮ系炭素繊維を含む炭素繊維フィラメントで構成された炭素繊維マルチフィラメント糸条は、例えば以下のようにして製造できる。
まず、アクリロニトリル系重合体を有機溶媒に溶解して調製した紡糸原液を、湿式紡糸法により紡糸し、前駆体繊維束を得る。次いで、前駆体繊維束を耐炎化処理した後に、炭素化処理し、炭素繊維マルチフィラメント糸条を得る。
まず、アクリロニトリル系重合体を有機溶媒に溶解して調製した紡糸原液を、湿式紡糸法により紡糸し、前駆体繊維束を得る。次いで、前駆体繊維束を耐炎化処理した後に、炭素化処理し、炭素繊維マルチフィラメント糸条を得る。
【0024】
炭素繊維二軸織物の製造方法としては特に制限されないが、例えば、炭素繊維二軸織物は、複数の炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸として用い、織り合わせることで得られる。
【0025】
以上説明した本実施形態の炭素繊維二軸織物は、従来の二軸織物に用いられていた糸条よりも、単繊維繊度の大きい炭素繊維フィラメントで構成された炭素繊維マルチフィラメント糸条を用いているので、炭素繊維フィラメント間の距離が大きく、液状樹脂の含浸性が良好である。よって、本実施形態の炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いれば、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品が得られる。
また、本実施形態の炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上であるため、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。
また、本実施形態の炭素繊維二軸織物の平均厚みが０．５４ｍｍ以上であるため、ＶａＲＴＭ法による成型品製造の際に必要な強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。
【0026】
「炭素繊維強化複合材料の製造方法」
以下、炭素繊維強化複合材料の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の炭素繊維強化複合材料の製造方法は、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いて、ＶａＲＴＭ法により炭素繊維強化複合材料を製造する方法であり、具体的には、以下に示す含浸工程と、硬化工程とを含む。
含浸工程は、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として１層以上成形型に積層し、強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、バッグフィルムの内部を真空状態にし、強化繊維基材に液状樹脂を拡散させ、強化繊維基材に液状樹脂を含浸させる工程である。
硬化工程は、強化繊維基材に含浸した液状樹脂を硬化させる工程である。
ここで、「液状」とは、常温で液体であることを意味する。「常温」とは、２３℃±５℃を意味する。
以下、炭素繊維強化複合材料の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の炭素繊維強化複合材料の製造方法は、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いて、ＶａＲＴＭ法により炭素繊維強化複合材料を製造する方法であり、具体的には、以下に示す含浸工程と、硬化工程とを含む。
含浸工程は、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として１層以上成形型に積層し、強化繊維基材の全体をバッグフィルムで覆い、バッグフィルムの内部を真空状態にし、強化繊維基材に液状樹脂を拡散させ、強化繊維基材に液状樹脂を含浸させる工程である。
硬化工程は、強化繊維基材に含浸した液状樹脂を硬化させる工程である。
ここで、「液状」とは、常温で液体であることを意味する。「常温」とは、２３℃±５℃を意味する。
【0027】
以下、図１を用い、炭素繊維強化複合材料の製造方法の一例について詳細に説明する。
図１は、炭素繊維強化複合材料の製造方法を模式的に説明する図である。
まず、成形型１に離型剤を塗布し、その上に強化繊維基材２として上述した炭素繊維二軸織物を所定の方向に所定の枚数、積層する。
また、強化繊維基材２の面方向Ｐの両端に液状樹脂を供給するスパイラルチューブ３を配置し、これら全体をバッグフィルム４で覆い、空気が漏れないようにバッグフィルム４の周囲をシール材５で成形型１に接着し、封止する。なお、一方のスパイラルチューブ３には、樹脂タンク（図示略）から注入される液状樹脂の吐出口８を取り付けておき、強化繊維基材２の面方向Ｐの一端から液状樹脂を注入して、液状樹脂が強化繊維基材２の面方向Ｐに流動するように供給する。強化繊維基材２の面方向Ｐに樹脂含浸させるＶａＲＴＭ法の場合であっても、トウ内部にまで液状樹脂が含浸するため、強化繊維基材の積層枚数を減らしつつピンホールの発生を抑制することができる。他方のスパイラルチューブ３には、真空ポンプの吸引口６を取り付けておく。
バッグフィルム４としては、機密性を有するものが好ましく、例えばナイロンフィルム、ポリエステルフィルムなどが挙げられる。
図１は、炭素繊維強化複合材料の製造方法を模式的に説明する図である。
まず、成形型１に離型剤を塗布し、その上に強化繊維基材２として上述した炭素繊維二軸織物を所定の方向に所定の枚数、積層する。
また、強化繊維基材２の面方向Ｐの両端に液状樹脂を供給するスパイラルチューブ３を配置し、これら全体をバッグフィルム４で覆い、空気が漏れないようにバッグフィルム４の周囲をシール材５で成形型１に接着し、封止する。なお、一方のスパイラルチューブ３には、樹脂タンク（図示略）から注入される液状樹脂の吐出口８を取り付けておき、強化繊維基材２の面方向Ｐの一端から液状樹脂を注入して、液状樹脂が強化繊維基材２の面方向Ｐに流動するように供給する。強化繊維基材２の面方向Ｐに樹脂含浸させるＶａＲＴＭ法の場合であっても、トウ内部にまで液状樹脂が含浸するため、強化繊維基材の積層枚数を減らしつつピンホールの発生を抑制することができる。他方のスパイラルチューブ３には、真空ポンプの吸引口６を取り付けておく。
バッグフィルム４としては、機密性を有するものが好ましく、例えばナイロンフィルム、ポリエステルフィルムなどが挙げられる。
【0028】
樹脂タンクには、液状樹脂を充填しておく。
次いで、真空ポンプ（図示略）によりバッグフィルム４で覆われた強化繊維基材２を、真空圧力が７０～７６ｃｍＨｇ程度の真空状態にした後、バルブ７を開放して液状樹脂を注入する。
その際、バッグフィルム４で覆われた内部が真空状態であり、強化繊維基材２の面方向Ｐの両端に配したスパイラルチューブ３の一方から注入した液状樹脂は、強化繊維基材２の面方向Ｐに向かってほぼ一線状に拡散し、含浸する。この含浸度合いは強化繊維基材２として用いる炭素繊維二軸織物の形態に影響される。なお、真空ポンプは少なくとも液状樹脂の含浸が完了するまで運転し、バッグフィルム４の内部を真空状態に保つことが好ましい。
液状樹脂の拡散は常温で行うことが好ましい。特に、液状樹脂が後述する常温硬化性の樹脂である場合、液状樹脂の拡散は常温で行うことが好ましい。
次いで、真空ポンプ（図示略）によりバッグフィルム４で覆われた強化繊維基材２を、真空圧力が７０～７６ｃｍＨｇ程度の真空状態にした後、バルブ７を開放して液状樹脂を注入する。
その際、バッグフィルム４で覆われた内部が真空状態であり、強化繊維基材２の面方向Ｐの両端に配したスパイラルチューブ３の一方から注入した液状樹脂は、強化繊維基材２の面方向Ｐに向かってほぼ一線状に拡散し、含浸する。この含浸度合いは強化繊維基材２として用いる炭素繊維二軸織物の形態に影響される。なお、真空ポンプは少なくとも液状樹脂の含浸が完了するまで運転し、バッグフィルム４の内部を真空状態に保つことが好ましい。
液状樹脂の拡散は常温で行うことが好ましい。特に、液状樹脂が後述する常温硬化性の樹脂である場合、液状樹脂の拡散は常温で行うことが好ましい。
【0029】
液状樹脂の含浸が完了した後、液状樹脂を硬化させる。液状樹脂が常温硬化性の樹脂である場合は、液状樹脂を常温で硬化させることが好ましい。
次いで、バッグフィルム４などを除去し、成形型１から脱型することによって炭素繊維強化複合材料を得る。
次いで、バッグフィルム４などを除去し、成形型１から脱型することによって炭素繊維強化複合材料を得る。
【0030】
液状樹脂は、常温で硬化する樹脂（以下、「常温硬化性の樹脂」ともいう。）であることが好ましい。液状樹脂が常温硬化性であれば、大型の部材であっても全体を加熱するオーブンなど高価な設備を必要とせず、製造コストを低減できる。
常温硬化性の樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
常温硬化性の樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【0031】
液状樹脂の常温における粘度は、５００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上３００ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましい。液状樹脂の粘度が上記上限値以下であれば、液状樹脂の流動性に優れ、液状樹脂を注入しやすい。
【0032】
液状樹脂には、硬化剤が混合されていてもよい。以下の明細書において、液状樹脂と硬化剤とを含む混合物を「マトリクス樹脂組成物」ともいう。すなわち、液状樹脂として、マトリクス樹脂組成物を用いてもよい。
硬化剤の割合は特に制限されないが、例えば液状樹脂１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下が好ましく、５質量部以上３０質量部以下がより好ましい。
硬化剤の割合は特に制限されないが、例えば液状樹脂１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下が好ましく、５質量部以上３０質量部以下がより好ましい。
【0033】
なお、フローメディア（図示略）を強化繊維基材２の厚み方向Ｔの両端に配置し、液状樹脂の吐出口８を強化繊維基材２の厚み方向Ｔの少なくとも一方に取り付けて、液状樹脂が強化繊維基材２の厚み方向Ｔに流動するように供給してもよい。この場合、液状樹脂は、強化繊維基材２の厚み方向Ｔに向かってほぼ平面状に拡散し、含浸する。
【0034】
また、強化繊維基材２の上面に、液状樹脂が硬化した後に引き剥がして除去するシート、いわゆるピールプライをさらに積層してもよい。
ピールプライとしては、液状樹脂を通過させることができるものであれば特に制限されないが、例えばナイロン繊維織物、ポリエステル繊維織物、ガラス繊維織物などが挙げられる。これらの織物においては、織密度の少ない物ほど隙間が大きいため、液状樹脂の通過は容易である反面、液状樹脂が硬化した後に剥がす際に、強化繊維基材２の表面に凹凸が発生することがある。そのため、できるだけ液状樹脂の通過性に優れ、強化繊維基材２の表面に凹凸が発生しにくいものを選択して用いることが好ましい。
ピールプライとしては、液状樹脂を通過させることができるものであれば特に制限されないが、例えばナイロン繊維織物、ポリエステル繊維織物、ガラス繊維織物などが挙げられる。これらの織物においては、織密度の少ない物ほど隙間が大きいため、液状樹脂の通過は容易である反面、液状樹脂が硬化した後に剥がす際に、強化繊維基材２の表面に凹凸が発生することがある。そのため、できるだけ液状樹脂の通過性に優れ、強化繊維基材２の表面に凹凸が発生しにくいものを選択して用いることが好ましい。
【0035】
以上説明した本実施形態の炭素繊維強化複合材料の製造方法によれば、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いて炭素繊維強化複合材料を製造するので、液状樹脂の含浸性が良好である。よって、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された成型品である炭素繊維強化複合材料が得られる。加えて、強化繊維基材の積層枚数を少なくできる。
【0036】
なお、上述した炭素繊維強化複合材料の製造方法は、ＶａＲＴＭ法により炭素繊維強化複合材料を製造する方法であるが、上述した炭素繊維二軸織物を強化繊維基材として用いて、ＲＴＭ法により炭素繊維強化複合材料を製造してもよい。
【実施例0037】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例中の「％」及び「ｐｐｍ」は断りのない限り「質量％」及び「質量ｐｐｍ」を意味する。
実施例及び比較例中の「％」及び「ｐｐｍ」は断りのない限り「質量％」及び「質量ｐｐｍ」を意味する。
【0038】
［実施例１］
＜炭素繊維マルチフィラメント糸条の製造＞
容量８０Ｌのタービン撹拌翼付きアルミニウム製の重合釜（攪拌翼：２４０φ、５５ｍｍ×５７ｍｍの２段４枚羽）に、脱イオン交換水が重合釜のオーバーフロー口まで達するよう７６．５Ｌ入れ、硫酸第一鉄（Ｆｅ２ＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を０．０１ｇ加え、反応液のｐＨが３．０になるように硫酸を用いて調節し、重合釜内の温度を５７℃で保持した。
＜炭素繊維マルチフィラメント糸条の製造＞
容量８０Ｌのタービン撹拌翼付きアルミニウム製の重合釜（攪拌翼：２４０φ、５５ｍｍ×５７ｍｍの２段４枚羽）に、脱イオン交換水が重合釜のオーバーフロー口まで達するよう７６．５Ｌ入れ、硫酸第一鉄（Ｆｅ２ＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を０．０１ｇ加え、反応液のｐＨが３．０になるように硫酸を用いて調節し、重合釜内の温度を５７℃で保持した。
【0039】
次いで、重合開始５０分前から、単量体に対してレドックス重合開始剤である過硫酸アンモニウムを０．１０モル％、亜硫酸水素アンモニウムを０．３５モル％、硫酸第一鉄（Ｆｅ２ＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を０．３ｐｐｍ、硫酸を５．０×１０－２モル％となるように、それぞれ脱イオン交換水に溶解して連続的に供給し、攪拌速度１８０ｒｐｍ、攪拌動力１．２ｋＷ／ｍ３にて撹拌を行い、重合釜内での単量体の平均滞在時間が７０分になるように設定した。
【0040】
次いで、重合開始時に、モル比でアクリロニトリル（以下、「ＡＮ」と略す。）９８．７％、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル（以下、「ＨＥＭＡ」と略す。）１．３％からなる単量体混合物を水／単量体混合物＝３（質量比）となるように、単量体混合物の連続供給を開始した。その後、重合開始１時間後に重合反応温度を５０℃まで下げて温度を保持し、重合釜のオーバーフロー口より連続的に重合体スラリーを取り出した。
【0041】
重合体スラリーには、シュウ酸ナトリウム０．３７×１０－２モル％、重炭酸ナトリウム１．７８×１０－２モル％を脱イオン交換水に溶解した重合停止剤水溶液を、重合スラリーのｐＨが５．５～６．０になるように加えた。この重合スラリーをオリバー型連続フィルターによって脱水処理した後、重合体に対して１０倍量の脱イオン交換水（７０Ｌ）を加え、再び分散させた。再分散後の重合体スラリーを再度オリバー型連続フィルターによって脱水処理し、ペレット成形して、８０℃にて８時間、熱風循環型の乾燥機で乾燥後、ハンマーミルで粉砕し、ポリアクリロニトリル系共重合体Ａ（以下、「ＰＡＮ系共重合体Ａ」と略す。）を得た。
得られたＰＡＮ系共重合体Ａの組成は、ＡＮ単位９８．５モル％、ＨＥＭＡ単位１．５モル％であり、比粘度は０．２１であり、湿熱下融点は１７０℃であった。
得られたＰＡＮ系共重合体Ａの組成は、ＡＮ単位９８．５モル％、ＨＥＭＡ単位１．５モル％であり、比粘度は０．２１であり、湿熱下融点は１７０℃であった。
【0042】
ＰＡＮ系共重合体Ａをジメチルアセトアミド等の有機溶媒に溶解して濃度２１％の紡糸原液を調製した。次いで、紡浴濃度６０％、紡浴温度３５℃の紡浴条件で、湿式紡糸法にて紡糸し、前駆体繊維束を得た。
得られた前駆体繊維束の単繊維繊度は、２．０ｄｔｅｘ、フィラメント数は６０００本、繊維密度は１．１８ｇ／ｃｍ３、断面形状は真円度０．８５の空豆形状であった。
得られた前駆体繊維束の単繊維繊度は、２．０ｄｔｅｘ、フィラメント数は６０００本、繊維密度は１．１８ｇ／ｃｍ３、断面形状は真円度０．８５の空豆形状であった。
【0043】
次いで、前駆体繊維束を熱風循環式耐炎化炉にて２５０℃～２９０℃の加熱空気中で伸張率＋２％で耐炎化処理を６０分間行い、耐炎化繊維束を得た。
得られた耐炎化繊維の密度は、１．３９２ｇ／ｃｍ３であった。
得られた耐炎化繊維の密度は、１．３９２ｇ／ｃｍ３であった。
【0044】
次いで、耐炎化繊維束を窒素雰囲気下、最高温度６６０℃、伸張率３．０％にて１．５分間低温熱処理し、さらに窒素雰囲気下、最高温度が１３５０℃の高温熱処理炉にて－４．５％の伸張の下、約１．５分間、炭素化処理して、ＰＡＮ系炭素繊維である炭素繊維フィラメントで構成された、炭素繊維マルチフィラメント糸条（炭素繊維束）を得た。
得られた炭素繊維フィラメントの単繊維繊度は１．２ｄｔｅｘ、直径Ｄは９．４３μｍであり、断面形状は真円度０．８４の空豆形状であった。
得られた炭素繊維フィラメントの単繊維繊度は１．２ｄｔｅｘ、直径Ｄは９．４３μｍであり、断面形状は真円度０．８４の空豆形状であった。
【0045】
＜炭素繊維二軸織物の製造＞
先に得られた炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸として用い、レピア織機（津田駒工業株式会社製）によって製織を実施し、炭素繊維二軸織物を得た。経糸密度及び緯糸密度は、それぞれ７．５Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈとした。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．５４ｍｍであり、基材目付は４９０ｇ／ｍ２であった。
なお、炭素繊維二軸織物の平均厚みは、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０の「織物及び編物の生地試験方法」の「８．４ 厚さ」に記載のＡ法（ＪＩＳ法）に従って測定した。測定時の負荷圧力は２３．５ｋＰａとした。
先に得られた炭素繊維マルチフィラメント糸条を経糸及び緯糸として用い、レピア織機（津田駒工業株式会社製）によって製織を実施し、炭素繊維二軸織物を得た。経糸密度及び緯糸密度は、それぞれ７．５Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈとした。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．５４ｍｍであり、基材目付は４９０ｇ／ｍ２であった。
なお、炭素繊維二軸織物の平均厚みは、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０の「織物及び編物の生地試験方法」の「８．４ 厚さ」に記載のＡ法（ＪＩＳ法）に従って測定した。測定時の負荷圧力は２３．５ｋＰａとした。
【0046】
＜炭素繊維強化複合材料の製造＞
先に得られた炭素繊維二軸織物から縦４００ｍｍ、横１６０ｍｍの長方形形状のカットシートを４枚切り出した。切り出したカットシートの１枚目を配置し、同じ向きで２枚目のカットシートを１枚目のカットシートの上に積層した。さらに、３枚目のカットシートを裏返して２枚目のカットシートの上に積層し、３枚目と同じ向きで４枚目のカットシートを３枚目のカットシートの上に積層し、合計４枚のカットシートからなる積層体を得た。得られた積層体を強化繊維基材として用い、図１に示すようにして炭素繊維強化複合材料を製造した。具体的には以下の通りである。
離形剤が塗された成形型１の上に、強化繊維基材２として積層体を配置した。繊維配向と直角に向かい合う二辺のそれぞれ中央には内径４ｍｍのポリウレタン製のスパイラルチューブ３を配置した。一方のスパイラルチューブ３には液状樹脂の吐出口８を取り付け、他方のスパイラルチューブ３には真空ポンプの吸引口６を取り付けた。これら全体をバッグフィルム４としてバギングフィルム（ＡＩＲＴＥＣＨ社製、製品名：「ライトロンＷＬ８４００」）で覆い、空気が漏れないようにバッグフィルム４の周囲をシール材５としてシーラントテープ（ＲＩＣＨＭＯＮＤ社製、製品名：「ＲＳ２００」）で成形型１に接着し、封止した。
先に得られた炭素繊維二軸織物から縦４００ｍｍ、横１６０ｍｍの長方形形状のカットシートを４枚切り出した。切り出したカットシートの１枚目を配置し、同じ向きで２枚目のカットシートを１枚目のカットシートの上に積層した。さらに、３枚目のカットシートを裏返して２枚目のカットシートの上に積層し、３枚目と同じ向きで４枚目のカットシートを３枚目のカットシートの上に積層し、合計４枚のカットシートからなる積層体を得た。得られた積層体を強化繊維基材として用い、図１に示すようにして炭素繊維強化複合材料を製造した。具体的には以下の通りである。
離形剤が塗された成形型１の上に、強化繊維基材２として積層体を配置した。繊維配向と直角に向かい合う二辺のそれぞれ中央には内径４ｍｍのポリウレタン製のスパイラルチューブ３を配置した。一方のスパイラルチューブ３には液状樹脂の吐出口８を取り付け、他方のスパイラルチューブ３には真空ポンプの吸引口６を取り付けた。これら全体をバッグフィルム４としてバギングフィルム（ＡＩＲＴＥＣＨ社製、製品名：「ライトロンＷＬ８４００」）で覆い、空気が漏れないようにバッグフィルム４の周囲をシール材５としてシーラントテープ（ＲＩＣＨＭＯＮＤ社製、製品名：「ＲＳ２００」）で成形型１に接着し、封止した。
【0047】
次いで、真空ポンプの吸引口６から真空引きを行い、液状樹脂の吐出口８より液状樹脂を流し込み、液状樹脂を強化繊維基材２の面方向Ｐに流動するように供給し、常温環境下でのＶａＲＴＭ成型を実施した。その後、硬化条件２４℃、２４時間で含浸硬化を行った。以上の工程により、炭素繊維強化複合材料（成型品）を得た。
なお、液状樹脂としては、ナガセケムテックス株式会社製のエポキシ樹脂（製品名：「ＸＮＲ６８１５」）と、硬化剤（製品名：「ＸＮＨ６８１５」）とを、エポキシ樹脂：硬化剤＝１００：２７の質量比で配合したマトリクス樹脂組成物（樹脂粘度２６０ｍＰａ・ｓ）を用いた。
なお、液状樹脂としては、ナガセケムテックス株式会社製のエポキシ樹脂（製品名：「ＸＮＲ６８１５」）と、硬化剤（製品名：「ＸＮＨ６８１５」）とを、エポキシ樹脂：硬化剤＝１００：２７の質量比で配合したマトリクス樹脂組成物（樹脂粘度２６０ｍＰａ・ｓ）を用いた。
【0048】
得られた成型品の外観品質を目視による評価を行ったところ、ピンホール発生はなく良好であった。
【0049】
［実施例２］
製織における経糸密度及び緯糸密度を７．５Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈから１０．０Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈに変更した以外は、実施例１と同様にして炭素繊維二軸織物を製造した。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．７２ｍｍであり、基材目付は６５３ｇ／ｍ２であった。
得られた炭素繊維二軸織物を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
製織における経糸密度及び緯糸密度を７．５Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈから１０．０Ｔｏｗｓ／ｉｎｃｈに変更した以外は、実施例１と同様にして炭素繊維二軸織物を製造した。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．７２ｍｍであり、基材目付は６５３ｇ／ｍ２であった。
得られた炭素繊維二軸織物を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
【0050】
得られた成型品の外観品質を目視による評価を行ったところ、ピンホール発生はなく良好であった。
【0051】
［実施例３］
積層体を作製する際のカットシートの積層枚数を４枚から２枚に変更した、具体的には、１枚目と４枚目のカットシートを積層しなかった以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
積層体を作製する際のカットシートの積層枚数を４枚から２枚に変更した、具体的には、１枚目と４枚目のカットシートを積層しなかった以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
【0052】
得られた成型品の外観品質を目視による評価を行ったところ、ピンホール発生はなく良好であった。
【0053】
［比較例１］
製織において使用する経糸及び緯糸として、単繊維繊度が０．８ｄｔｅｘであり、フィラメント数が１２０００本である炭素繊維糸条（三菱ケミカル株式会社製、製品名：「パイロフィル」）を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維二軸織物を製造した。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．５４ｍｍであり、基材目付は４９０ｇ／ｍ２であった。
得られた炭素繊維二軸織物を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
製織において使用する経糸及び緯糸として、単繊維繊度が０．８ｄｔｅｘであり、フィラメント数が１２０００本である炭素繊維糸条（三菱ケミカル株式会社製、製品名：「パイロフィル」）を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維二軸織物を製造した。
得られた炭素繊維二軸織物の平均厚みは０．５４ｍｍであり、基材目付は４９０ｇ／ｍ２であった。
得られた炭素繊維二軸織物を用いた以外は、実施例１と同様にして炭素繊維強化複合材料（成型品）を製造した。
【0054】
得られた成型品の外観品質を目視による評価を行ったところ、ピンホール発生がみられ、良好な成型品は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明の炭素繊維二軸織物は、内部欠陥あるいは表面欠陥の発生が抑制された炭素繊維強化複合材料の材料として好適である。本発明の炭素繊維二軸織物を用いて得られる炭素繊維強化複合材料は、例えばスポーツ用途、航空・宇宙用途、自動車、土木・建築、圧力容器、風車ブレードとして有用である。
【符号の説明】
【0056】
１ 成形型
２ 強化繊維基材
３ スパイラルチューブ
４ バッグフィルム
５ シール材
６ 真空ポンプの吸引口
７ バルブ
８ 液状樹脂の吐出口
Ｐ 強化繊維基材２の面方向
Ｔ 強化繊維基材２の厚み方向
２ 強化繊維基材
３ スパイラルチューブ
４ バッグフィルム
５ シール材
６ 真空ポンプの吸引口
７ バルブ
８ 液状樹脂の吐出口
Ｐ 強化繊維基材２の面方向
Ｔ 強化繊維基材２の厚み方向
【図1】