(57)【要約】  連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が上記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形品。意匠面において炭素繊維が均一に配向され、優れた外観意匠性を有する成形品を提供できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの前記意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が前記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、前記意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項２】
前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの繊維目付が３０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下である、請求項１に記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項３】
前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率が１５質量％以上５０質量％以下である、請求項１または２に記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項４】
前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本の繊度が３００ｔｅｘ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項５】
炭素繊維束に０．５〜６ｃＮ／ｔｅｘの張力を付与して引き揃えることによって、該炭素繊維束に樹脂を含浸させる前に該炭素繊維束を予め目的幅の８０〜９８％まで拡幅する工程を経て製造された一方向連続炭素繊維強化シートが、前記成形品の意匠面を形成する最表層に用いられている、請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項６】
前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維の引張弾性率が２７０ＧＰａ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項７】
前記成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに目付１５ｇ／ｍ２以下の樹脂シートが設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【請求項８】
筐体として成形されている、請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化プラスチック成形品に関し、とくに、意匠面において炭素繊維が均一に配向されており、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の炭素繊維強化プラスチック成形品においては、例えば一方向炭素繊維プリプレグを積層して成形する場合においては、炭素繊維束を一方向に引き揃えたプリプレグであったとしても、炭素繊維束の部分的な位置のゆらぎや、炭素繊維束内の炭素繊維単糸が部分的に集合したもののねじれが表面に存在し、成形体に加工した時に外観品位の均一性の視点からすると意匠性の乏しいものでしかなかった。このゆらぎや、ねじれなどの繊維配向の乱れは、成形体表面への光の入射角によって見え方が変わり、外観品位に不快感を与え、“イラツキ”、“ギラツキ”、“ユラギ”などと呼ばれ敬遠されていた。【０００３】
このような、いわゆる外観斑を避けるために、塗装等を施してきたが、重量が増加する上、炭素繊維の意匠性が発揮できないため、内部状態のわかる透明もしくは半透明な塗装を施す用途にはさらなる意匠性改善が望まれていた。【０００４】
成形品の物性や外観を損なわないために、プリプレグに用いるエポキシ樹脂組成物の硬化特性や粘度特性を最適化する技術は知られているが(例えば、特許文献１)、上記のような意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下の問題の解消にまで注意を払った技術は見当たらない。また、表面をガラススクリムクロスで隠蔽し（例えば、特許文献２）斑を分かりにくくする手法はあったが、効果は小さく、炭素繊維の意匠性を発揮するためには、炭素繊維自体の配向の乱れ等の改善が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９９８１４号公報
【特許文献２】米国公開特許第２００９−０１１０８７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、とくに、成形品の意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下の問題点に着目し、意匠面において炭素繊維が均一に配向されており、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの前記意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が前記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、前記意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とするものからなる。【０００８】
本発明では、２層以上の積層体からなる成形品において、とくに成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに着目し、その一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所が２０％以下とされている。つまり、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている割合が０．５％以上ある箇所は、前述の炭素繊維の配向の乱れに伴う“イラツキ”などと呼ばれる外観品位の低下を引き起こすおそれが高いが、このような箇所の意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下に抑えられる。このような箇所の意匠面の全体に対する面積割合が１０％以下であると、より好ましい。このように、外観品位の低下を引き起こすおそれが高い箇所の割合を低く抑えることにより、成形品全体として、良好な意匠面が確保され、良好な外観意匠性が達成される。【０００９】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品において、上記の如き優れた意匠面をより確実に達成するためには、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの繊維目付が３０ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、さらに４０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。このように１００ｇ／ｍ2以下の低目付とすることにより、炭素繊維がより均一に広がりやすくなり、目標とする成形品の優れた意匠性が一層達成されやすくなる。また、繊維目付を３０ｇ／ｍ２以上とすることにより、炭素繊維を均一に拡げる際に単糸が真直性を保持しやすい。【００１０】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品において、上記の如き優れた意匠面をより確実に達成するためには、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率は、１５質量％以上５０質量％以下が好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。樹脂含有率が１５質量％以上とすることにより、成形体を製造した際に樹脂を表面に均一に存在させやすくなる。かかる観点から、さらに好ましくは２０質量％以上である。また、樹脂含有率を５０％以下とすることにより、成形時の樹脂の流動性によって繊維配向が乱されることを抑制できる。かかる観点から、さらに好ましくは４０質量％以下である。【００１１】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本が３００ｔｅｘ以下であることが好ましい。前述の如く、成形品の優れた意匠面を達成するためには、上記最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグを製造する段階において連続炭素繊維束に張力をかけることが有効であり、それによってプリプレグの段階でも炭素繊維束の位置のゆらぎ抑えたり炭素繊維の配向の乱れを抑えたりすることが可能になるが、炭素繊維束が太すぎると、このような抑制効果が少なくなるおそれがあるので、炭素繊維束１本当たり繊度を３００ｔｅｘ以下としておくことが好ましい。炭素繊維束１本当たり繊度の下限はとくに限定されないが、プリプレグの製造にとって９０ｔｅｘ程度以上あれば十分である。【００１２】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維の引張弾性率が２７０ＧＰａ以上であることが好ましい。すなわち、使用される炭素繊維として、連続炭素繊維束とするために張力が加わった際に所定の一方向にきれいに揃いやすい引張弾性率が２７０ＧＰａ以上の炭素繊維が用いられる。このようにすれば、成形後に上記最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグの製造工程において、上記連続炭素繊維束に張力がかけられる際に、炭素繊維束の位置のゆらぎが生じにくくなるとともに、炭素繊維束内の炭素繊維の配向にも乱れが生じにくくなる。このような状態を維持して最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分形成用のプリプレグが作製され、それが成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートとして積層されて成形品が成形されることとなる。したがって、成形された成形品の意匠面においても、炭素繊維束の位置のゆらぎが少なく、炭素繊維の配向の乱れも小さく抑えられ、より優れた意匠面が現出される。【００１３】
本発明に用いられる炭素繊維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系などの炭素繊維が用いられるが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維が比較的引張強さが高く好ましい。好ましい炭素繊維束の引張強さは３５００ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５００ＭＰａ以上である。このような範囲を選択することにより、得られる複合体の軽量化が可能となる。【００１４】
以下、一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグについてさらに詳しく説明する。【００１５】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを製造する段階において、炭素繊維を均一に拡幅させる必要があり、均一な拡幅を得るためには、炭素繊維束内の単糸の本数は１５０００本以下が好ましい。かかる観点から、より単糸数が少ないことが望まれるが、単糸数が少なくなると目的のプリプレグを得るためにより多くの炭素繊維束を使用し、炭素繊維束を均一の張力で引き揃えて製造せねばならず、工業的に難度が増すと考えられるため、現実的には５００本以上が好ましい。さらに好ましくは、１０００本以上７０００本以下である。【００１６】
本発明に係る意匠面を形成する最表層の一方向炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグに使用される樹脂成分としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のどちらも使用することができる。熱硬化性樹脂である場合、成形品の剛性、強度に優れ、熱可塑性樹脂である場合、成形品の衝撃強度、リサイクル性に優れる。かかる熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール、レゾール、ユリア・メラミン、ポリイミド等や、これらの共重合体、変性体、および／または２種類以上ブレンドした樹脂等を使用することができる。更に、耐衝撃性向上のために、上記熱硬化性樹脂にエラストマーもしくはゴム成分を添加してもよい。【００１７】
また、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグ中の炭素繊維を均一に拡げるという観点から、プリプレグ原料の炭素繊維の糸幅は、プリプレグにおける炭素繊維束１本あたりの目標幅に対して、小さく巻き上げられたパッケージを使用することが好ましい。また、あまり細い糸幅の糸条は使用しないことで、開繊時に斑を生じることなく、プリプレグを作成できる。より好ましくは目標幅に対して９５％以下、さらに好ましくは９０％以下であり、２５％以上が好ましく、より好ましくは３０％以上である。ここで目標幅とは、プリプレグ全幅を炭素繊維使用本数で除した幅のことを言う。この値を９０％未満とすることにより、プリプレグ化時に糸が拡がっても隣接する糸条と干渉することが少なく、単糸の真直性が維持され、均一な厚みと拡がり性のプリプレグが製造できる。炭素繊維の糸幅は、炭素繊維繊度、フィラメント数、炭素繊維作成時の表面処理以降の工程条件、特に巻き上げ条件の設定により、適宜設定し、この範囲の糸条を選定することによって達成できる。【００１８】
本発明のプリプレグの製造方法としては、一方向に糸を引き揃えるために糸に張力を付与できるものであり、樹脂含浸前に炭素繊維束を拡幅できる機能を備えているものであれば特に制限を受けるものではない。但し、圧縮空気を吹き付け、炭素繊維束を拡幅する様な設備は炭素繊維束内に単糸の交絡を生じさせる可能性があるため、ロール等による開繊手段を用いることが好ましい。【００１９】
また、上述したように製造された炭素繊維シートの幅は、各炭素繊維束に０．５〜６ｃＮ／ｔｅｘの張力をかけること、好ましくは１．５〜３ｃＮ／ｔｅｘの張力をかけることで、トータルの繊維束の幅が、プリプレグのシート幅に対し８０〜９８％、好ましくは８５〜９５％にあるようにすると良い。８５％以上とすることにより、樹脂含浸中に炭素繊維シートが無理矢理押し込められた樹脂で大きく移動するという現象を防ぐことができ、炭素繊維の真直性が維持される。また、９５％以下とすることにより、樹脂含浸中の炭素繊維の厚み方向の移動が損なわれることにより真直性が低下することを抑制し、そのうえ、単糸の重なりによる真直性低下をも抑制できる。【００２０】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、意匠面を形成する一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを最表層に積層し、その他の層は特に限定されるものではないものの、最表層と同一のプリプレグもしくは、他材料を積層し、成形することで得られる。同一のプリプレグを積層すると使用する材料が１つで済み、積層時に間違いが無く好ましい。同一のプリプレグの目付が低い場合は、必要な厚みの炭素繊維強化プラスチック成形品を得るために多くの枚数を積層することになることから、炭素繊維の種類や目付が異なるプリプレグを用いることも、積層作業時間の短縮やコストの観点からも好ましい。また、その他の層に樹脂シートや発泡樹脂シート、軽量の金属シートなどを用い、最表層の反対側の最表層に炭素繊維強化シートを用いるサンドイッチ構造にすることも、軽量化やコストの観点から好ましい。【００２１】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグとその他の層からなる積層体が、積層体の中心から両表層に向かって対称となるように、配置することが好ましい。ここで対称となるように配置するとは、例えば炭素繊維強化シートを積層する時、積層体の枚数が偶数の場合は、その積層枚数の半分にあたる炭素繊維強化シートの接する面に対して対称となるように配置されることをいい、奇数の場合は中心に配置される炭素繊維強化シートに対して、その両側に配置される炭素繊維強化シートが対称に配置されることである。さらに、それぞれの炭素繊維強化シートの繊維配向も対称になるように配置されることがさらに好ましい。例えば、同一の織り組織からなる一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを６層積層（偶数）する場合、繊維配列方向が上から０°／９０°／０°／０°／９０°／０°となるように積層させることができる。また、一方向連続炭素繊維強化プリプレグを７層積層（奇数）する場合、繊維配列方向が上から０°／９０°／０°／９０°／０°／９０°／０°となるように積層させることができる。このように対称に配置すると、反りや撓みのない炭素繊維強化プラスチック成形品が得られる。逆に対称に配置しないと、強化繊維束の配向によって、反りや撓みを発生させる原因となる。そのため、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグは最表層と反対側の最表層にも積層されることが好ましい。また、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの炭素繊維目付が低い場合は、最表層と反対側の最表層に意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを積層し、上から０°／０°／９０°／０°／９０°／０°／９０°／０°／０°となるように積層させることで、意匠面を形成する最表層と下の２層目が同一方向となり、２層目のプリプレグの凹凸が最表層の意匠性に与える影響を小さく出来ることから好ましい。【００２２】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、他部材と接着させる場合に接着性を向上させる目的で、意匠面を形成する最表層と反対側の最表層に接着介在シートを積層させることができる。この接着介在シートとしては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＥＶＡ樹脂（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、スチレン系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）系樹脂からなるシート等が挙げられる。またこれらの変性体でもよい。これらの熱可塑性樹脂は、単体で使用してもよいし、これらの共重合体あるいはブレンドポリマーとして２種類以上を併用してもよい。【００２３】
ここで、炭素繊維強化プラスチック成形品の製造方法としては、特に限定されるものではなく、ハンドレイアップ成形法、スプレーアップ成形法、真空バック成形法、加圧成形法、オートクレーブ成形法、プレス成形法、トランスファー成形法等の熱硬化樹脂を使用した方法、およびプレス成形、スタンピング成形法等の熱可塑性樹脂を使用した方法が挙げられる。とりわけ、プロセス性、力学特性の観点から真空バック成形法、プレス成形法、トランスファー成形法等が好適に用いられる。【００２４】
本発明に係るプリプレグを最表層に積層した積層体を用いて成形を行うことにより、成形時に特にプリプレグの炭素繊維方向に張力を掛けること無く成形しても、炭素繊維束の微細な揺らぎや配向の乱れが発生することなく、意匠性に優れた炭素繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。【００２５】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品の製造時には、所定の形状を得るために圧力を掛けながら成形することが必要であり、例えばプレス成形などにおいては、プレス圧力０．５〜５ＭＰａの圧力で成形することが好ましい。圧力が低すぎると、プレス金型で作成した所定の厚みの成形品が得られなくなり、圧力が高すぎると樹脂が流れてしまい、意匠面を構成する最表層にピンホールなどの樹脂欠損が発生するなど好ましくない。【００２６】
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに目付１５ｇ／ｍ2以下の樹脂シートが設けられている構成を採用することもできる。この樹脂シートとしては、例えば、樹脂の不織布シートを用いることができる。樹脂シートの樹脂の種類はとくに限定されず、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用できる。このような樹脂シートは、本質的に成形品の強度や剛性を担うものではないので、薄いものでよく、したがって、目付１５ｇ／ｍ2以下の低目付の樹脂シートでよい。このような樹脂シートを付加することにより、前記最表層の一方向連続炭素繊維強化シートによって形成される意匠面にたとえごく僅かな明暗部が生じていたとしても、その明暗部は、外観上、樹脂シートによって遮蔽可能となり、より確実に明暗部が現れない優れた外観意匠面が実現される。この樹脂シートは最終的な最表層を形成することになるが、この樹脂シートが目付１５ｇ／ｍ2を超えて厚くなりすぎると、内層の炭素繊維が見えなくなるおそれがあり、また、不織布を用いる場合には樹脂が意匠面に回りこまずに表面外観が悪化するおそれがある。【００２７】
本発明に係る炭素繊維プラスチック成形品は、例えばそのままでも意匠性の優れた筐体として用いることができるが、第二の部材と接合して一体化した筐体とすることもできる。前述の第二の部材としては特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂などが好適に用いられる。一体化の手法としては、接着剤などを用いて接着させることができる。また、上述の本発明に係る炭素繊維プラスチック成形品の意匠面と反対側の最表層に接着介在シートを積層している場合は、一体化の手法として接着介在シートを構成する熱可塑性樹脂の融点以上のプロセス温度にて別の部材を接着し、次いで冷却することにより接合する手法が挙げられる。また、第二の部材として熱可塑性樹脂を溶融させて接着させる手法としては例えば、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、インサート射出成形、アウトサート射出成形を挙げることができる。【００２８】
このような本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、前述の如き外観意匠性の欠陥が現れない優れた意匠面が要求されるあらゆる成形品に適用可能であり、例えば、各種分野における筐体として好適なものである。とくに電気・電子製品の筐体に適用すれば、極めて優れた意匠面を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品によれば、意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下が極めて少ない優れた外観を呈する意匠面を得ることができ、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品を提供できる。とくに本発明を筐体に適用すれば、その筐体を有する製品の商品価値を大幅に高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明における炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプルの意匠面を観察する手法を示す概略構成図である。
【図２】画像処理の例を示す説明図である。
【図３】図２の画像処理に続く画像処理の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明について、実施の形態とともに詳細に説明する。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、成形品は、連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなるが、このうちとくに、成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が上記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であるものとされている。そして、前述したように、好ましくは、この最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの炭素繊維目付が３０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下のものが用いられる。また、好ましくは前述したように、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率が１５質量％以上５０質量％とされ、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本の繊度が３００ｔｅｘ以下とされる。さらに、好ましくは、前述したように、プリプレグの製造工程において炭素繊維束に０．５〜６Ｎ／ｔｅｘの張力を付与して引き揃えることによって炭素繊維束に樹脂を含浸させる前に炭素繊維束を予め目的幅の８０〜９８％まで拡幅する工程を経て製造された一方向連続炭素繊維強化シートが、上記成形品の意匠面を形成する最表層に用いられる。また、この最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維として、引張弾性率が２７０ＧＰａ以上の炭素繊維を用いることが好ましい。また、成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに樹脂シートが設けられる場合には、目付１５ｇ／ｍ２以下の樹脂シートとされることが好ましい。
【００３２】
ここで、上記本発明における外観特性としての「意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の割合」を画像処理により求める手法について説明する。
【００３３】
例えば図１に示すように、連続炭素繊維束を有する一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層が一方向連続炭素繊維強化シートで形成された炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプル１を、所定の水槽２の水中に沈め、上方から光学顕微鏡３でサンプル１の意匠面を観察する。
【００３４】
この場合の測定条件は、例えば以下の通りである。
測定装置：KEYENCE VHX-500
レンズ：VH-Z20R
画像視野範囲：3.04×2.28mm
倍率：100倍
解像度：1600×1200画素
測定点数：25point以上（ランダム）
撮影方法：繊維が主に0°（水平方向）を向くように撮影
【００３５】
撮影により取り出した画像を次のように処理する。画像処理の実施環境は例えば以下の通りである。
OS：Windows(登録商標) XP
CPU：Celeron 2.8GHz
Memory：512MB
使用ソフト：画像処理ライブラリHALCON（Ver.8.0 MVTec社製）
【００３６】
まず、画像処理（１）を以下の手順で行う。
処理前画像（０）の読込→ノイズ除去→輪郭強調→２値化→膨張・収縮→細線化
→150画素(0.285mm)以上の長さの繊維を抽出（抽出画像（１））(実際には色づけされた繊維として抽出される。）
処理前画像（０）と抽出画像（１）の例を図２に示す。
【００３７】
次に、図３に示すような画像処理（２）を以下の手順で行う。
上記抽出画像（１）で抽出された各繊維について、繊維の角度を割り出し、水平方向（０°方向）に対して±３°以上傾いた繊維１０を抽出する(この抽出画像（２）においては、実際には色づけにより強調されて±３°以上傾いた繊維１０が抽出される)。
【００３８】
次に、上記抽出画像（１）、（２）で抽出された繊維の面積をそれぞれ計算し、下式を用いて上記の±３°以上傾いた繊維１０の割合を算出する。
±３°以上傾いた繊維の割合（％）＝
［抽出画像（２）で抽出された繊維の面積（画素数）／抽出画像（１）で抽出された繊維の面積（画素数）］×100
【００３９】
上記のように観察した画像全て（２５点以上）について、傾いた繊維の割合を、例えば表１（表１では、後述の実施例１、２、比較例１について例示している。）に示すように算出する。そして、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所が何％あるかの発生率を計算する(発生率についても、表１に例示されている)。
【００４０】
【表１】
2012081406.tif 000003
【００４１】
なお、後述の実施例、比較例においては、上記の意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の発生率による意匠外観の評価に関して、発生率が１０％以下の場合を、◎（とくに優れている）、１０％を超え２０％以下の場合を、○（優れている）、２０％を超えた場合を、×（意匠外観が良くない）としてランク付けした。
【００４２】
また、各実施例、比較例においては、併せて、用いた炭素繊維の引張強度（ＭＰａ）、引張弾性率（ＧＰａ）、炭素繊維束の繊度（ｔｅｘ）、成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートのプリプレグについて、繊維目付（ｇ／ｍ2）、繊維含有量（ｗｔ％）、プリプレグ製造時に炭素繊維束に付与された張力（ｃＮ／ｔｅｘ）、炭素繊維開繊後の糸幅（ｍｍ）、プリプレグ加工後の糸幅（ｍｍ）、拡幅率（％）を測定し、さらに樹脂シートが最表層上に設けられる場合にはその目付（ｇ／ｍ2）も測定した。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１
アクリロニトリル９９．５モル％、イタコン酸０．５モル％からなる固有粘度［η］が１．８０のアクリロニトリル系重合体を２０質量％含むジメチルスルホキシド溶液を紡糸原液として、孔径が０．１５ｍｍφの６０００ホールの口金を用いて一旦空気中に吐出し、１０℃に温調されたジメチルスルホキシド３５％水溶液から成る凝固浴に導入して凝固糸を得た。該凝固糸を水洗・延伸後、アミノ変性シリコーン分散物を主成分とした界面活性剤を付与した後、乾燥緻密化を行い、スチーム延伸装置を用いて延伸を行ない、円形断面で表面平滑な前駆体繊維を巻き取った。【００４４】
この前駆体を炭化工程に供し、撚りが入らないように解舒しながら無撚り耐炎化し、最高温度１９００℃で張力５ｇ／炭化糸ｔｅｘで炭化した。その後、同張力で連続して陽極酸化してマトリックスとのなじみ性を付与した後、サイジングを付与し、乾燥することによって、繊度２５０ｔｅｘ、フィラメント数６０００，ＪＩＳ  Ｒ７６０８：２００７に従って測定したストランド強度５４９０ＭＰａ、弾性率２９５ＧＰａ、ボビン上の糸幅３．５ｍｍの炭素繊維を得た。【００４５】
三菱化学製ｊＥＲ１００５Ｆ：２０質量部、ｊＥＲ８２８：８０質量部を溶融混練し、４０から６０℃で三菱化学製ＤＩＣＹ−７：５質量部、ＣＶＣスペシャリティケミカルズ製オミキュア２４：４．２質量部を加えて混練し、樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を担持シートに塗布し、プリプレグ用樹脂シートを得た。【００４６】
上記炭素繊維束を１．９ｃＮ／ｔｅｘの張力にて引き揃え、複数ローラーを持つ多段式拡幅装置を使用して炭素繊維シートを得、表２に示す条件で炭素繊維強化プリプレグを得た。この一方向炭素繊維強化プリプレグを所定のサイズにカットし、最表層１層目、８層目に用い、内層（２〜７層目）には東レ(株)製のＰ３０５２Ｓプリプレグ（炭素繊維目付１５０ｇ／ｍ2）を用い、合計８層の積層体を形成した。積層構成は炭素繊維成形品の長手方向を０°としたときに、０°／０°／９０°／０°／０°／９０°／０°／０°となるように積層させた。この積層体を離型フィルムで挟んだものを、積層体中の空気を抜く目的で５分間真空引きを行った後、プレス成形し（金型温度１５０℃、圧力１．５ＭＰａ、硬化時間２０分、プレス後の狙い厚み０．８ｍｍ）、炭素繊維強化プラスチック成形品を得た。プリプレグをカットしてから、成形まで特にプリプレグの炭素繊維を引き揃えるような目的で張力を掛けるようなことは行っていない。上記各条件と、得られた成形品の特性（意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている割合が０．５％以上ある箇所の発生率）と、それに基づく外観評価結果を表２に示す。【００４７】
実施例２〜８、比較例１〜８
上記実施例１に対し、炭素繊維の引張弾性率や、炭素繊維束の繊度、プリプレグにおける炭素繊維目付や樹脂含有率、製造時の張力、拡幅率、意匠面に樹脂シート（目付１５ｇ／ｍ２以下のＰＥＴ不織布）を設けた場合などの他の条件の少なくとも一つを変更した場合（実施例２〜８、比較例１〜８）の試験結果を表２、表３に示す。【００４８】
【表２】
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【００４９】
【表３】
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【００５０】
表２、表３に示すように、炭素繊維の引張弾性率、炭素繊維束の繊度、プリプレグにおける炭素繊維目付や含有率、製造時の張力などを本発明で規定した好ましい条件とすることにより、成形中にも炭素繊維束が乱れることなく成形品の優れた意匠外観が得られることが分かった（実施例１，３、５〜８）。さらには樹脂シートを設けた場合には、その目付が本発明で規定した好ましい条件内であれば、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の発生率が低下し、成形品の特性が良くなった（実施例２，４）。一方、プリプレグにおける炭素繊維目付や含有率、製造時の張力などが本発明で規定した好ましい条件内に無い場合には、意匠外観が良くならなかった（比較例１、３〜８）。このような成形品にさらに樹脂シートを設けたとしても、意匠外観が改善されることはなかった（比較例２）。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、優れた意匠面が要求されるあらゆる成形品に適用でき、とくに、筐体として好適なものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプル
２  水槽
３  光学顕微鏡
１０  ±３°以上傾いた繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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