(57)【要約】【解決手段】炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差（最大値／最小値）が３．０倍未満であることを特徴とする炭素短繊維湿式不織布、及び、該炭素短繊維湿式不織布と、該炭素短繊維湿式不織布と複合化された樹脂とからなる炭素繊維強化樹脂。【効果】炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）に加工する際に均一な成形流動性を示し、ＣＦＲＰ加工後には優れた強度及び均一性を持つ、炭素短繊維湿式不織布を得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差（最大値／最小値）が３．０倍未満であることを特徴とする炭素短繊維湿式不織布。
【請求項２】
請求項１に記載の炭素短繊維湿式不織布と、該炭素短繊維湿式不織布と複合化された樹脂とからなる炭素繊維強化樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素短繊維湿式不織布及び炭素繊維強化樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は鉄よりも軽量であり、強度が強いという優れた力学特性を有している。そのため、炭素繊維複合材料は、航空機、自動車、テニスラケット、釣り竿、風力発電の羽根などの幅広い分野で使用されており、今後も用途が拡大すると予想される。
【０００３】
炭素繊維としては、現在主に、ポリアクリロニトリルを炭素化、黒鉛化することで得られるＰＡＮ系炭素繊維と、タールピッチ液化石炭を溶融紡糸してから炭素化、黒鉛化することで得られるピッチ系炭素繊維とが使用されている。こうして生産された炭素繊維は、織物として加工するか、あるいは一方向に並べた後に、未硬化樹脂を含浸させた炭素繊維プリプレグと呼ばれる材料を、目標とする成形物の型に合うように裁断した後に樹脂を硬化することで得られる、炭素繊維強化樹脂（以下、「炭素繊維強化樹脂」を「ＣＦＲＰ」と略記する場合がある）として使用されることが多い。あるいは、ＣＦＲＰ廃材をリサイクルして得られた炭素繊維を使用する場合は、炭素繊維がリサイクル過程において短繊維化して炭素短繊維となることから、織物として加工することはできないため、不織布として加工されることが一般的である。
【０００４】
炭素短繊維をシート化して炭素短繊維湿式不織布とする方法としては、炭素短繊維と水膨潤フィブリル化繊維とを水中に分散させ、抄紙用スラリーを作製し、繊維を交絡させて、炭素短繊維湿式不織布を製造する方法が開示されている。水膨潤フィブリル化繊維としては、フィブリル化パラ型芳香族ポリアミド繊維や、フィブリル化アクリル繊維が挙げられている（特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１では、ＣＦＲＰ加工する際にトラブルが発生する恐れや、加工したＣＦＲＰの強度が各方向で不均一となるおそれが考えられる。
【０００５】
また、炭素短繊維湿式不織布を製造する別方法としては、炭素短繊維７５質量％〜９７質量％、セルロース２５質量％〜３質量％からなる炭素短繊維湿式不織布を製造する方法において、含窒素有機溶媒を含有する水性分散助剤を炭素短繊維に対して１０質量％以下と炭素短繊維を所定量の水に添加して撹拌し、さらに水でスラリー固形分濃度を０．０５質量％以下に希釈して回流させる工程を経た後、湿式抄紙する方法が示されている（特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２の炭素短繊維湿式不織布は、ガス透過性や導電性を有する不織布であり、ＣＦＲＰに使用される不織布ではないため、ＣＦＲＰ加工の際やＣＦＲＰ加工後に不具合が発生する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０２１３６６号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−３５３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）加工する際にトラブルが発生しにくく、均一な成形流動性を示し、ＣＦＲＰ加工後には優れた強度及び均一性を持つ、炭素短繊維湿式不織布を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、この課題を解決するため研究を行い、ＣＦＲＰ加工の際やＣＦＲＰ加工後に不具合が発生する原因について検討した。その結果、ＣＦＲＰ加工後のＣＦＲＰ内部での炭素短繊維の均一性や炭素短繊維の配向性が重要な因子であることが分かった。具体的には、ＣＦＲＰ加工に使用する炭素短繊維不織布が強い配向性を持つ場合、配向性が強い方向と配向性が弱い方向とでＣＦＲＰ加工後の強度に大きな差が見られる場合があった。また、ＣＦＲＰ加工の際に、配向性が弱く、強度が弱い方向に、炭素短繊維不織布が破けてしまい、ＣＦＲＰの強度が不均一となる場合があった。以上の知見から、本発明者らは、下記手段を見出した。
【０００９】
＜１＞炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差（最大値／最小値）が３．０倍未満であることを特徴とする炭素短繊維湿式不織布。
＜２＞上記＜１＞に記載の炭素短繊維湿式不織布と、該炭素短繊維湿式不織布と複合化された樹脂とからなる炭素繊維強化樹脂。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）に加工する際に均一な成形流動性を示し、ＣＦＲＰ加工後には優れた強度及び均一性を持つ、炭素短繊維湿式不織布を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ＣＦＲＰ加工後の強度が高く、各方向の強度の均一性に優れ、ＣＦＲＰ加工する際にトラブルが発生しにくく、加工後のＣＦＲＰの強度が各方向で均一である炭素短繊維湿式不織布を得るための発明である。本発明者らは、炭素短繊維湿式不織布をＣＦＲＰ加工する際において、炭素短繊維湿式不織布の強度に大きな差がある場合、強度の低い箇所から不織布が破けることでＣＦＲＰ内に炭素短繊維が存在せず、樹脂のみとなる箇所ができ、ＣＦＲＰとして適さないという問題が発生する場合があることを見出した。また、炭素短繊維不織布の引張強度が高い箇所は、炭素短繊維が流動しにくくなり、成型流動性が低くなる傾向にあるため、強度の高い箇所と低い箇所とで成型流動性に差ができることで、ＣＦＲＰが不均一となる場合があることを見出した。また、炭素繊維湿式不織布が高い配向性を持つ場合、ＣＦＲＰ加工後の強度が配向性の高い方向と低い方向とで大きな差が見られるようになるため、ＣＦＲＰとして適さないという問題が発生する場合があることを見出した。
【００１２】
これらの問題を解決するため、鋭意研究を行った結果、炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向と巾方向、左右斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差（最大値／最小値）が３．０倍未満であることを特徴とする炭素短繊維湿式不織布は、炭素短繊維湿式不織布の成形流動性が均一であり、ＣＦＲＰ加工後の強度も高く、強度が均一であることが分かった。すなわち、炭素短繊維湿式不織布の引張強度が均一であることから、炭素短繊維が破けることなく均一に流動し、また、炭素短繊維の配向性も均一であることから、均一性に優れたＣＦＲＰを得ることができる。
【００１３】
本発明において、炭素短繊維の配合量は１０質量％以上、９８質量％未満であり、２０質量％以上、９７質量％未満であることがより好ましく、３０質量％以上、９６質量％未満であることがさらに好ましい。炭素短繊維の配合量は、炭素短繊維湿式不織布に含まれる全繊維に対するものである。炭素短繊維の配合量が１０質量％未満である場合は、加工した際に炭素短繊維によって発現する「強度が高く、質量が軽い」という効果が十分に発揮できない。炭素短繊維の含有量が９８質量％以上である場合は、繊維同士の結着が不十分となり、脱落繊維が発生する。
【００１４】
本発明において、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差は３．０倍未満であり、２．５倍未満であることが好ましく、２．０倍未満であることがさらに好ましい。引張強度の最大値と最小値の差が３．０倍以上である炭素短繊維湿式不織布は、ＣＦＲＰ成形時に破れが生じることで、炭素短繊維が不均一となり、ＣＦＲＰ加工後の強度も不均一となる。また、引張強度が強く、繊維の配向性が強い方向はＣＦＲＰ加工後の強度が強くなる傾向にあり、逆に引張強度が弱く、繊維の配向性が弱い方向はＣＦＲＰ加工後の強度が弱くなる傾向にあるため、引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍以上である炭素短繊維不織布は、ＣＦＲＰ加工後の強度が不均一となる。
【００１５】
本発明において、炭素短繊維の平均繊維長が１ｍｍ以上５０ｍｍ未満であることが好ましい。炭素短繊維の平均繊維長が１ｍｍ未満の場合は、炭素短繊維が短いため、炭素短繊維湿式不織布の強度が十分に発揮されず、ＣＦＲＰ加工後の強度が弱くなる場合がある。また、炭素短繊維の平均繊維長が５０ｍｍ以上である場合は、長い繊維同士が複雑に交錯することにより、炭素短繊維湿式不織布の成形流動性が低くなる場合がある。炭素短繊維の平均繊維長は、より好ましくは３ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００１６】
なお、本発明において、炭素短繊維とは、繊維長が５０ｍｍ以下の繊維を言う。また、繊維長の下限値は、０．１ｍｍであることが好ましい。炭素短繊維の繊維長が０．１ｍｍ未満になると、湿式不織布を製造する際に繊維が脱落する場合がある。繊維長の上限値は特に規定しないが、繊維長が５０ｍｍを超える繊維が含まれると、その繊維を核に繊維がダマ状の塊となり、均一に抄紙を行うことが難しくなる場合がある。
【００１７】
炭素短繊維としては、ポリアクリロニトリルを炭素化、黒鉛化することで得られるＰＡＮ系炭素繊維、タールピッチ液化石炭を溶融紡糸してから炭素化、黒鉛化することで得られるピッチ系炭素繊維など、どのような製法で製造された炭素短繊維でも使用することができる。また、新品未使用の炭素短繊維でも、廃棄された炭素繊維をリサイクル処理して得られた炭素短繊維でもなんら問題は無い。炭素短繊維を得るのに必要なコストを考慮すると、リサイクル処理して得られた炭素短繊維がより好ましい。
【００１８】
本発明の炭素短繊維湿式不織布においては、性能を阻害しない範囲で、バインダー合成繊維を使用することができる。バインダー合成繊維としては、芯鞘繊維（コアシェルタイプ）、並列繊維（サイドバイサイドタイプ）、放射状分割繊維などの複合繊維；未延伸繊維；低融点合成樹脂単繊維；湿熱接着性バインダー合成繊維等が挙げられる。熱融着性バインダー合成繊維は、繊維全体又は繊維の一部のガラス転移温度又は溶融温度（融点）が低く、抄紙機の乾燥工程において、バインダー能力を発現する。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、炭素短繊維湿式不織布の空間を保持したまま、機械的強度を向上させることができる。より具体的には、複合繊維としては、ポリプロピレン（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）とエチレンビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、高融点ポリエステル（芯）と低融点ポリエステル（鞘）の組み合わせ、高融点ポリエステル（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ等が挙げられる。未延伸繊維としては、ポリエステル等の未延伸繊維が挙げられる。また、ポリエチレンやポリプロピレン等の低融点樹脂のみで構成される単繊維（全融タイプ）等の低融点合成樹脂単繊維や、ポリビニルアルコール系のような湿熱接着性バインダー合成繊維は、乾燥工程で皮膜を形成しやすいが、本発明では使用することができる。
【００１９】
本発明において、炭素短繊維湿式不織布が湿熱接着性バインダー合成繊維を含有する場合、炭素短繊維湿式不織布に含まれる全繊維に対して、湿熱接着性バインダー合成繊維の配合量は１５質量％未満であることが好ましく、１２質量％未満であることがより好ましく、１０質量％未満であることがさらに好ましい。湿熱接着性バインダー合成繊維の配合量が１５質量％以上である場合、炭素短繊維同士が強く結着することで、成形流動性が阻害され、ＣＦＲＰ用炭素短繊維湿式不織布として適さない場合がある。湿式接着性バインダー樹脂繊維の配合量の下限値は特に規定しておらず、ゼロ質量％でもなんら支障はないが、２質量％以上配合させることで、湿潤状態でもある程度強度を発現するため、抄紙性が安定する傾向にある。
【００２０】
本発明の炭素短繊維湿式不織布においては、性能を阻害しない範囲で、半合成繊維、合成繊維（バインダー合成繊維を除く）、無機繊維、セルロース繊維等を含有することもできる。
【００２１】
合成繊維（バインダー合成繊維を除く）としては、例えば、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ベンゾエート系、ポリクラール系、フェノール系などの合成繊維を挙げることができる。また、無機繊維としては、ガラス繊維、岩石繊維、スラッグ繊維、金属繊維などの無機繊維が挙げられる。また、半合成繊維としては、アセテート、トリアセテート、プロミックス等が挙げられる。
【００２２】
合成繊維（バインダー合成繊維を除く）、バインダー合成繊維、無機繊維及び半合成繊維の繊維長は特に限定しないが、３ｍｍ以上３０ｍｍ未満であることが好ましい。これらの繊維の繊維長が長いほど、一本あたりの繊維同士の接触点が多くなり、繊維が脱落しにくくなる傾向があるため、これらの繊維の繊維長は３ｍｍ以上であることが好ましい。繊維長が長すぎる場合は、抄紙性や不織布の地合いが悪化する場合があるため、３０ｍｍ未満であることが好ましい。繊維径についても特に限定しないが、１μｍ以上３０μｍ未満であることが好ましく、２μｍ以上２０μｍ未満であることが特に好ましい。繊維径が１μｍ未満の繊維を配合すると、炭素短繊維湿式不織布内が過剰に密な構造になることから、例えば炭素短繊維湿式不織布に樹脂を浸透させるなどの加工を行う際に樹脂の浸透を阻害し、加工後のＣＦＲＰの性能が下がる場合がある。繊維径が３０μｍ以上である場合は、合成繊維（バインダー合成繊維を除く）又は無機繊維が脱落しやすい場合がある。
【００２３】
セルロース繊維の種類としては、天然セルロース繊維、再生セルロース繊維等が挙げられる。天然セルロース繊維としては、針葉樹パルプ、広葉樹パルプなどの木材パルプ；藁パルプ、竹パルプ、リンターパルプ、ケナフパルプなどの木本類又は草本類のパルプが挙げられる。再生セルロース繊維としては、レーヨン、キュプラ、リヨセル等の再生セルロース繊維が挙げられる。これらのセルロース繊維は、フィブリル化（叩解）されていてもなんら差し支えない。さらに、古紙、損紙などから得られるパルプ繊維を使用してもよい。
【００２４】
上記セルロース繊維の中で、針葉樹パルプ、リンターパルプ及びリヨセルの群から選ばれる１種以上のセルロース繊維を使用することが好ましく、リヨセルを使用することがより好ましい。また、リヨセルはフィブリル化（叩解）されていることが好ましい。これらの好ましいセルロース繊維を使用することによって、繊維の脱落を抑制することができる。また、炭素短繊維湿式不織布を抄紙法で製造する場合の操業性が安定するという効果も得られる。
【００２５】
フィブリル化（叩解）セルロース繊維は、上記のセルロース繊維をフィブリル化することによって製造することができる。フィブリル化するための装置としては、ビーター、ＰＦＩミル、シングルディスクリファイナー（ＳＤＲ）、ダブルディスクリファイナー（ＤＤＲ）、また、顔料等の分散や粉砕に使用するボールミル、ダイノミル、ミキサー、摩砕装置、高速の回転刃により剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に少なくとも２０ＭＰａの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより繊維に剪断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等の装置が挙げられる。これらの装置を、単独又は組み合わせて用いることによって、フィブリル化セルロース繊維を製造することができる。そして、これらの装置の種類、処理条件（繊維濃度、温度、圧力、回転数、リファイナーの刃の形状、リファイナーのプレート間のギャップ、処理回数）等のフィブリル化条件の調整により、目的のフィブリル化状態を得ることができる。
【００２６】
セルロース繊維を配合する場合、その配合量は、炭素短繊維湿式不織布に含まれる全繊維に対して、１質量％以上３０質量％未満であることが好ましく、２質量％以上２０質量％未満であることがさらに好ましい。セルロース繊維の配合量が１質量％未満である場合、セルロース繊維の量が少なく、セルロース繊維を配合したことによる効果が十分に得られない場合がある。セルロース繊維の配合量が１質量％以上であると、繊維同士の接触点が増え、抄紙の際に紙切れがより起こり難くなり、より安定した生産が可能になる。セルロース繊維の配合量が３０質量％以上である場合、ＣＦＲＰ加工の際に、セルロース繊維が樹脂の浸透を阻害することがあり、樹脂を均一に含浸させることが難しい場合がある。
【００２７】
本発明の炭素短繊維湿式不織布は、炭素短繊維を抄紙機でシート化する抄紙法によって得られる。
【００２８】
抄紙法では、例えば、長網式、円網式、傾斜ワイヤー式を用いることができる。これらの抄紙方式を単独で有する抄紙機を使用しても良いし、同種又は異種の２機以上の抄紙方式がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機を使用しても良い。均一性に優れた炭素短繊維湿式不織布を製造するには、長網式、傾斜ワイヤー式のように、緩やかに、ワイヤー上のスラリーから脱水することができる抄紙方式を使用することが好ましい。本発明の炭素短繊維湿式不織布は、単層であっても良いし、複層であっても良い。
【００２９】
抄紙法において、繊維を分散することを目的に、パルパーでの離解作業を行う。パルパーの種類は特に限定しておらず、縦型パルパーを使用しても良いし、横型パルパーを使用しても良いし、その他の形式のパルパーでもなんら問題は無い。パルパーの離解能力も特に限定していないが、パルパーの離解能力が強すぎる場合、炭素短繊維がパルパーによって砕かれ、ミルド状となり、ＣＦＲＰ加工後の強度が低くなる場合がある。パルパーの離解能力が弱すぎる場合、炭素短繊維が全く離解せずに、地合いが悪くなり、炭素短繊維が不均一になり、ＣＦＲＰ加工後の強度も不均一になる場合がある。炭素短繊維の離解の状態については、パルパーの強度、時間を調節することでコントロールすることが望ましい。
【００３０】
抄紙法において、繊維を均一に水中に分散させる目的や各種機能を付与する目的で、繊維を水中に分散する際に、各種アニオン性、ノニオン性、カチオン性、あるいは両性の分散剤、消泡剤、親水剤、濾水剤、紙力向上剤、粘剤、帯電防止剤、高分子粘剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤、ｐＨ調整剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等の薬品を添加する場合もある。
【００３１】
本発明の炭素短繊維湿式不織布には、必要に応じてサイズ剤を配合することができる。サイズ剤としては、本発明の所望の効果を損なわないものであれば、強化ロジンサイズ剤、ロジンエマルジョンサイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、合成サイズ剤、中性ロジンサイズ剤、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）などのサイズ剤の中からいずれをも用いることができる。
【００３２】
抄紙機で製造された湿紙を、ヤンキードライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等で乾燥することにより、炭素短繊維湿式不織布を得る。湿紙の乾燥の際に、ヤンキードライヤー等の熱ロールに密着させて熱圧乾燥させることによって、密着させた面の平滑性が向上する。熱圧乾燥とは、タッチロール等で熱ロールに湿紙を押しつけて乾燥させることを言う。熱ロールの表面温度は、１００〜１８０℃が好ましく、１００〜１６０℃がより好ましく、１１０〜１６０℃がさらに好ましい。圧力は、好ましくは５０〜１０００Ｎ／ｃｍであり、より好ましくは１００〜８００Ｎ／ｃｍである。また、炭素短繊維の配向性を調整し、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差を３．０倍未満とするためには、抄紙の際の水流や抄紙ワイヤーの速度、乾燥工程後の張力によって調節することができる。乾燥工程後の張力が高い場合、炭素繊維不織布が流れ方向に伸び、繊維が流れ方向に向くことから、流れ方向の配向性が高くなる場合がある。乾燥工程後にかかる張力は０．０５ｋＮ／ｍ以下であることが好ましく、０．０４５ｋＮ／ｍ以下であることがより好ましく、０．０４ｋＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部数や百分率は質量基準である。
【００３４】
実施例１
表１記載の繊維長の炭素短繊維と叩解リヨセルとＰＶＡバインダー（クラレ製、製品名：ＶＰＢ１０７−１）とを、表１記載の配合比率（質量基準）で水に投入して、縦型パルパーで１０分間混合分散した後、湿紙を傾斜ワイヤー方式で、一層抄きで湿式抄紙し、表面温度１３０℃のヤンキードライヤーで乾燥し、抄紙速度２０ｍ／ｍｉｎで、坪量５０ｇ／ｍ２の炭素短繊維湿式不織布を得た。抄紙の際の乾燥後にかかる張力が５０Ｎ／ｍよりも低くなるように調節して、製造過程において炭素短繊維不織布に張力がかからないようにした。
【００３５】
実施例２、３、比較例１
炭素短繊維を抄紙する際にワイヤーの速度や抄き水を調節することで、炭素短繊維の配向性を変化させ、表１記載の不織布の強度に変えた以外は、実施例１と同様に実施例２、３、比較例１の炭素短繊維不織布を得た。
【００３６】
実施例４〜７
繊維の配合比率を表１記載内容に変えた以外は、実施例１と同様に、実施例４〜７の炭素短繊維湿式不織布を得た。
【００３７】
実施例８〜１２、比較例２及び３
繊維の配合比率を表１記載内容に変えた以外は、実施例１と同様に、実施例８〜１２、比較例２及び３の炭素短繊維湿式不織布を得た。
【００３８】
実施例１３、比較例４
抄紙の際の乾燥後にかかる張力を表１記載内容に変えた以外は、実施例１と同様に実施例１３、比較例４の炭素短繊維湿式不織布を得た。
【００３９】
【表１】
2020158912.tif 000002
【００４０】
表１に記載されている繊維の詳細は、以下のとおりである。
【００４１】
叩解リヨセル：リヨセル繊維（繊度１．４ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍ）を、ダブルディスクリファイナーを用いて処理し、平均繊維径１４．０μｍの幹部から平均繊維径１μｍ以下の枝部を発生させるように調製した繊維。
叩解針葉樹パルプ：ろ水度５００ｍｌＣＳＦとなるように調製した天然針葉樹パルプ。
ＰＥＴ繊維：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）延伸繊維、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ
アラミド繊維：繊度０．９ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ
ＰＶＡバインダー：ポリビニルアルコール系バインダー合成繊維（湿熱接着性バインダー合成繊維、クラレ製、製品名：ＶＰＢ１０７−１）
ＰＥＴバインダー：ＰＥＴ未延伸バインダー合成繊維（熱融着性バインダー合成繊維）、繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ
【００４２】
実施例及び比較例で作製した炭素短繊維湿式不織布において、強度を測定した。また、抄紙安定性、ＣＦＲＰ加工後の強度、均一性及び成形流動性を評価した。測定結果及び評価結果を表１に示した。
【００４３】
＜坪量＞
炭素短繊維湿式不織布の坪量をＪＩＳ  Ｐ  ８１２４：２０１１に則って測定した。
【００４４】
＜強度＞
ＪＩＳ  Ｐ８１１３：２００６に準じ、引張強度の測定を行った。なお、引張試験機には（日本Ａ＆Ｄ社製、商品名：テンシロン（登録商標）ＵＴＭ−III−１００型）を使用し、引張強さ（Ｎ／ｍ）を引張強度とした。引張強度は、流れ方向、巾方向及び斜め方向について測定を行い、最大値と最小値との差（最大値／最小値）を求めた。
【００４５】
＜ＣＦＲＰ加工＞
炭素短繊維湿式不織布のＣＦＲＰ加工を行った。炭素短繊維湿式不織布に硬化剤を混合した熱硬化性樹脂を炭素短繊維湿式不織布の質量の二倍量塗工した後、厚みが２ｍｍとなるように熱プレス加工（温度１２０℃、圧力５ＭＰａ）を行い、炭素短繊維湿式不織布のＣＦＲＰ板を得た。
【００４６】
使用したエポキシ樹脂は以下のとおりである。
エポキシ樹脂：ＧＭ−６８００（ブレニー技研）
硬化剤混合後粘度：５０５ｃｐｓ
【００４７】
エポキシ樹脂は、硬化剤を主剤／硬化剤が１０／３となるように混合した後、ＣＦＲＰ加工を実施した。
【００４８】
＜ＣＦＲＰ加工後の強度評価＞
作製したＣＦＲＰ板の強度をＪＩＳ  Ｋ  ７０７４：１９８８に則って、サンプルごとにＮ＝１０回測定して、評価を行った。
【００４９】
○：ＣＦＲＰ板として十分高い強度が得られた。
△：ＣＦＲＰ板としてやや低めではあるものの、高い強度が得られた。
×：ＣＦＲＰ板として強度が不足していた。
【００５０】
＜成型流動性  均一性評価＞
ＣＦＲＰ板を加工する際に炭素短繊維に破れなどの問題が見られたかを確認した。
【００５１】
○：ＣＦＲＰ板を加工する際に破れなどの問題は見られなかった。
△：ＣＦＲＰ板を加工する際にわずかに破れなどの問題が見られた。
×：ＣＦＲＰ板を加工する際に破れなどの問題が見られた。
【００５２】
＜ＣＦＲＰ加工後の均一性評価＞
作製したＣＦＲＰ板の強度の変動係数を求め、評価を行った。
【００５３】
○：変動係数が１０％未満であり、強度が均一であった
△：変動係数が１０〜３０％であり、強度がやや不均一であった。
×：変動係数が３０％よりも高く、強度が不均一であった。
【００５４】
炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍未満である炭素短繊維湿式不織布である実施例１〜３においては、優れた成形流動性の均一性とＣＦＲＰ加工後の強度及び均一性を持つことが分かる。炭素短繊維湿式不織布の流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が小さいため、ＣＦＲＰ加工時に炭素短繊維が均一に流動されたものと推測される。また、炭素短繊維の各方向の配向性も均一であることから、ＣＦＲＰ加工後の強度差も小さく、均一となったと推測される。流れ方向の強度がやや高い実施例３では、実施例１及び２と比較して、ＣＦＲＰ加工後の強度の均一性がやや不均一という結果となった。
【００５５】
また、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍以上である比較例１では、強度の強い流れ方向と強度の弱い巾方向とで、ＣＦＲＰ加工時の成形流動性に差が出ることにより、炭素短繊維湿式不織布に破れなどが生じ、成形流動性の均一性に劣る結果となった。また、流れ方向と巾方向でのＣＦＲＰの加工後の強度にも差が生じ、ＣＦＲＰ加工後の均一性に劣る結果となった。
【００５６】
炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍未満である炭素短繊維湿式不織布である実施例４〜７においては、優れた成形流動性とＣＦＲＰ加工後の強度及び均一性を持つことが分かる。実施例４から、セルロース繊維を変更しても、変わらず優れた成形流動性とＣＦＲＰ加工後の強度を持つことが分かる。また、実施例５から、湿熱接着性バインダー合成繊維の代わりにＰＥＴ未延伸バインダー合成繊維を使用しても、変わらず優れた成形流動性とＣＦＲＰ加工後の強度を持つことが分かる。また、実施例６及び７から、ＰＥＴ繊維やアラミド繊維などの合成繊維（バインダー合成繊維を除く）を配合しても、変わらず優れた成形流動性の均一さとＣＦＲＰ加工後の強度、均一性を持つことが分かる。
【００５７】
炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍未満である炭素短繊維湿式不織布である実施例１、８〜１２においては、優れた成形流動性とＣＦＲＰ加工後の強度及び均一性を持つことが分かる。炭素短繊維の配合量が低い実施例１１及び１２においては、セルロース繊維が成形を阻害するため、やや成形流動性の均一性に劣り、また、炭素短繊維の配合量が少ないことから、やや強度に劣る結果となった。
【００５８】
炭素短繊維の配合量が９８質量％以上である比較例２においては、湿紙の強度が非常に低いため、炭素短繊維湿式不織布として抄紙することができないという結果となった。炭素短繊維の配合量が１０質量％未満である比較例３においては、炭素短繊維の配合量が少ないため、炭素短繊維の強度を十分に発揮することができず、ＣＦＲＰ加工後の強度が低いという結果となった。
【００５９】
炭素短繊維の配合量が１０質量％以上９８質量％未満であり、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍未満である炭素短繊維湿式不織布である実施例１３においては、優れた成形流動性とＣＦＲＰ加工後の強度及び均一性を持つことが分かる。抄紙の際の乾燥後にかかる張力が低い場合においても、変わらず優れた成型流動性とＣＦＲＰ加工後の強度、均一性を持つことが分かる。
【００６０】
また、流れ方向、巾方向及び斜め方向の引張強度における最大値と最小値の差が３．０倍以上である比較例４では、強度の強い流れ方向と強度の弱い巾方向とでＣＦＲＰ加工時の成形流動性に差が出ることにより、炭素短繊維湿式不織布に破れなどが生じ、成形流動性の均一性に劣る結果となった。また、流れ方向と巾方向でのＣＦＲＰの加工後の強度にも差が生じ、ＣＦＲＰ加工後の均一性に劣る結果となった。抄紙の際の乾燥後において、流れ方向に強い張力がかかることにより、炭素短繊維に強い配向性ができ、流れ方向と巾方向で強い強度差が生じることで、成型流動性の均一性とＣＦＲＰ加工後の強度の均一性に劣る結果となったと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の炭素短繊維湿式不織布は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）加工用として好適に使用できる。