(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で定義される比弾性（Ｅ）が２．５以上の強化繊維を含む繊維強化複合材料からなる高剛性材をスキン材とし、融点が２００℃以上の有機長繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合材料であって、有機長繊維の形態が、撚糸コード、または撚糸コードで構成される織物あるいは編物である複合材料をコア材とするサンドイッチ材。
Ｅ＝Ｍ／Ｄ／９．８        （１）
ここで、Ｅは比弾性、Ｍは繊維の弾性率（ＭＰａ）、Ｄは繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）である。
【請求項２】
高剛性材の強化繊維が炭素繊維、アラミド繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項３】
スキン材とコア材との体積比が、スキン材１００部に対し、コア材が４０〜９９００部である請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項４】
複合材料の有機長繊維の融点が２５０℃以上である請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項５】
複合材料の有機長繊維と熱可塑性樹脂の体積比が、有機長繊維１００部に対し、熱可塑性樹脂が２０部から９００部であることを特徴とする請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項６】
複合材料中の厚み１０ｍｍ当たりの有機長繊維の目付量が１０００〜１２０００ｇ／ｍ２である請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項７】
複合材料の撚糸コードの撚数が、１ｍあたり１０〜１０００回であることを特徴とする請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項８】
複合材料の有機長繊維がポリエステル長繊維またはナイロン長繊維である請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項９】
複合材料のポリエステル長繊維がポリアルキレンテレフタレートおよび／またはポリアルキレンナフタレートをポリエステル中の９５モル％以上の成分とすることを特徴とする請求項８に記載のサンドイッチ材。
【請求項１０】
複合材料の熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリエステル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のサンドイッチ材。
【請求項１１】
複合材料が、試験速度１１ｍ／ｓｅｃ、試験片押え治具の開口部径４０ｍｍ、直径１０ｍｍストライカーによる高速打抜試験における吸収エネルギーが１０Ｊ以上の複合材料である請求項１記載のサンドイッチ材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機長繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に関し、特に耐衝撃性が求められる用
途および部材に好適な複合材料、および該複合材料をコア材とするサンドイッチ材に関す
る。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック、特に熱可塑性樹脂は様々な成形方法による加工が可能であり、今日の我
々の生活には欠かせない材料である。しかし、熱可塑性樹脂の柔軟性は、場合によっては
強度や剛性の低さに繋がり、高強度、高剛性を要求される用途においては、ガラス繊維や
炭素繊維など無機繊維の短繊維による補強が行われてきた。しかし、有機物である熱可塑
性樹脂と無機物のガラス繊維などの複合化はリサイクルが困難であり、廃棄面の課題があ
った。また、ガラス繊維は高比重であるために重く、軽量化には適さないという課題があ
った。更に、無機繊維による補強は、複合材料の強度や剛性の向上には有効なものの、耐
衝撃性などの性能についてはさほど効果がなかった。
【０００３】
そこで、熱可塑性樹脂と有機繊維による複合化の検討が行われている。例えば、特許文
献１では、強度を改良するために、押し出し機から排出した溶融状態の熱可塑性樹脂に引
き揃えた長繊維状の有機繊維をローラーで押し込みながら複合化する提案がされている。
また、特許文献２では、引張弾性率１ＧＰａ未満、伸度３００％以上の熱可塑性エラスト
マーとシルク繊維の布帛を複合化することにより、樹脂組成物の耐衝撃性を改良すること
が提案されている。
【０００４】
一方、ラテックスなどのゴムやＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン共重合体）などの熱可
塑性エラストマーを有機繊維で補強したゴム資材がタイヤ、ホース、ベルトなどの用途で
使用されている。
【０００５】
また、特許文献１にも記載されているように、複合材料の強度などは有機繊維の効果で
改善することが出来る。しかし、有機繊維の大きな特徴は耐衝撃性である。特許文献１で
は、この耐衝撃性に関しては検討されていなかった。特許文献２では、シルク繊維を用い
て複合材料の耐衝撃性を改善しているが、シルク繊維は天然繊維であるために生産性に課
題があり、高価であるためにコストなどの経済性についても課題があった。シルク繊維な
どの天然繊維は合成繊維と比較して、一般に強度が低いという課題もあった。
【０００６】
また、ゴムや熱可塑性エラストマーを有機繊維で補強した複合材料は、マトリックスで
あるゴムや熱可塑性エラストマーが柔軟であるため、耐衝撃性には問題ないが、硬さや弾
性率が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４４３９５号公報
【特許文献２】特表２００９−５３０４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を考慮してなされたもので、耐衝撃性が求められる用途
、部材に好適な、リサイクル性、軽量性、生産性、経済性にも優れた有機長繊維と熱可塑
性樹脂とからなる複合材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、融点が２００℃以上の有機長繊維を用いて熱可塑性樹脂と複合化することにより、リサイクル性も含めた上記課題を解決できることを見出した。すなわち本発明は融点が２００℃以上の有機長繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合材料であって、有機長繊維の形態が、撚糸コード、または撚糸コードで構成される織物あるいは編物である複合材料をコア材とするサンドイッチ材である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、高強度、高弾性率を維持しながら、耐衝撃性が求められる複合材料を、
経済性よく提供することができる。また本発明の複合材料は軽量性、生産性、リサイクル
性にも優れている。また本発明の複合材料から、成形体を提供することができ、好適に衝
撃吸収材料が提供可能である。また該複合材料をコア材とするサンドイッチ材とすること
で、高強度、高剛性な衝撃吸収材料である成形体を提供することができ、自動車構造材用
部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品として好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】製造例１の複合材料の断面写真（１０００倍）である。
【図２】比較製造例６の複合材料の断面写真（１０００倍）である。
【図３】実施例における高速打抜き試験の測定方法を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について順次説明する。
［有機長繊維］
本発明で使用する融点が２００℃以上の有機長繊維としては、例えばポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエーテルスルホン繊維、アラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリケトン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維などが挙げられる。有機長繊維は複合材料の強化材として用いられるわけであるが、複合材料のマトリックスとなる熱可塑性樹脂の中で特に有用な樹脂の成形温度は、例外を除いて１７０℃以上であるので、有機長繊維は融点が２００℃以上のものを用いる。有機長繊維の融点が成形温度以下であると熱可塑性樹脂とともに溶融してしまい複合材料が得られなくなる。また、成形工程において、有機長繊維が大きく熱劣化することは強化材として好ましくない。一般に、融点付近では有機長繊維内のポリマーの配向や結晶が緩和されやすいことから、有機長繊維の融点は成形温度より１０℃以上高いことが好ましい。有機長繊維の融点は、成形温度より２０℃以上高ければより好ましい。
【００１３】
また、熱可塑性樹脂の中で最も多く使用されているポリオレフィンなどが属する汎用プラスチックの成形温度は通常１７０℃以上であるが、より耐熱性が高いポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルなどのエンジニアリングプラスチックの成形温度は２３０℃以上である。これより、本発明で使用する有機長繊維の融点は２５０℃以上であれば、汎用プラスチックだけでなくエンジニアリングプラスチックにも使用することができ、より好ましい。
【００１４】
ここで融点が２００℃以上とは、２００℃未満で溶融しないという意味であり、実質的に融点を有さないようなものも含むが、融点を有している有機長繊維が好ましく、融点の実質的な上限は３５０℃である。
【００１５】
本発明において、融点が２００℃以上の有機長繊維の中でも、ポリエステル長繊維、ポリアミド長繊維、ポリビニルアルコール長繊維が力学特性や耐熱性などの物性と価格とのバランスが取れていて好ましく、その中でもポリエステル長繊維またはナイロン長繊維が特に好ましい。
【００１６】
ポリエステル長繊維の骨格としては、ポリアルキレンナフタレンジカルボキシレート、ポリアルキレンテレフタレート、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸などが挙げられる。これらの中でも、融点が２５０℃以上であるポリアルキレンナフタレンジカルボキシレートとポリアルキレンテレフタレートが好ましい。これらは単独で用いても、２種類以上を混合しても、共重合して用いてもよい。
【００１７】
ポリアルキレンナフタレンジカルボキシレートとしては、アルキレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートまたはアルキレン−２，７−ナフタレンジカルボキシレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルが好ましい。ポリエステル中のアルキレンナフタレンジカルボキシレートの含有量は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、さらに好ましくは９６〜１００モル％以上である。アルキレン基としては、脂肪族アルキレン基、脂環族アルキレン基いずれでもよいが、炭素数２〜４のアルキレン基が好ましく、ポリアルキレンナフタレンジカルボキシレートは、好ましくはポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、より好ましくはポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートである。
【００１８】
ポリアルキレンテレフタレートとしては、アルキレン−テレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルが好ましい。ポリエステル中のアルキレンテレフタレートの含有量は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、さらに好ましくは９６〜１００モル％である。アルキレン基としては、脂肪族アルキレン基、脂環族アルキレン基いずれでもよいが、炭素数２〜４のアルキレン基が好ましく、ポリアルキレンテレフタレートは、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
【００１９】
ポリエステル繊維の全繰り返し単位中には、本発明の目的を損なわない範囲で第三成分を含んでいても差し支えない。かかる第三成分としては（ａ）２個のエステル形成性官能基を有する化合物、例えばシュウ酸、コハク酸、セバシン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロプロパンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのカルボン酸、グリコール酸、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ｐ，ｐ’−ジヒドロキシフェニルスルホン、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２，２−ビス（ｐ−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、ポリアルキレングリコールなどのオキシ化合物、それらの機能的誘導体、前記カルボン酸、オキシカルボン酸、オキシ化合物またはそれらの機能的誘導体から誘導される高重合度化合物や、（ｂ）１個のエステル形成性官能基を有する化合物、例えば安息香酸、ベンジルオキシ安息香酸、メトキシポリアルキレングリコールなどが挙げられる。さらに（ｃ）３個以上のエステル形成性官能基を有する化合物、例えばグリセリン、ペンタエリストール、トリメチロールプロパンなども、重合体が実質的に線状である範囲内で使用可能である。またこれらのポリエステル中には、二酸化チタンなどの艶消し剤、リン酸、亜リン酸、それらのエステルなどの安定剤が含まれても良い。
【００２０】
ナイロン長繊維としてはナイロン６６、ナイロン６、ポリアミド４６樹脂、ポリアミド６１０樹脂、などの脂肪族ポリアミドからなるものが挙げられる。これらは単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。これらの中でも汎用性に優れ、安価なナイロン６６又はナイロン６繊維が好ましく、融点が２５０℃以上であるナイロン６６繊維がより好ましい。
【００２１】
本発明における有機長繊維は連続長を有するものであり、有機長繊維の形態は、撚糸コード、または撚糸コードで構成される織物あるいは編物である。有機長繊維に組合わせて不連続長の繊維、短繊維を用いても良い。
【００２２】
本発明に使用する有機長繊維はマルチフィラメントであることが好ましい。一般に、有機長繊維には、比較的太い単糸１本で商品となるモノフィラメントと、比較的細い複数の単糸で構成され、束状となっているマルチフィラメントがある。モノフィラメントは生産性が低いことから高価なため、スクリーン紗などの特殊用途で使用され、一般の衣料、産業資材用途にはマルチフィラメントが使用される。本発明の複合材料には、比較的安価なマルチフィラメントが好ましい。マルチフィラメントを構成する単糸の本数は２本から１００００本が好ましく、５０本から５０００本がより好ましい。更には、１００本から１０００本がより好ましい。単糸本数が１００００本を超えると、生産が困難であると共に、マルチフィラメントとしての繊維の取り扱い性が著しく悪くなる。
【００２３】
本発明に使用するマルチフィラメントとしての有機長繊維の総繊度は１００ｄｔｅｘから１００００ｄｔｅｘが好ましく、２００ｄｔｅｘから８０００ｄｔｅｘがより好ましい。更には、５００ｄｔｅｘから５０００ｄｔｅｘがより好ましい。繊度が１００ｄｔｅｘより小さくなると、糸自体の強力が小さくなるために複合材料への補強効果が得られにくい。繊度が１００００ｄｔｅｘより大きくなると、糸の製造が困難となる。
【００２４】
本発明において、有機長繊維を構成する単糸の繊度は１〜３０ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには上限値としては２５ｄｔｅｘ以下、特には２０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また下限値としては１．５ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。もっとも好ましくは２〜２０ｄｔｅｘの範囲である。このような範囲にあることにより、本発明の目的を達成しやすくなる。単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満では製糸性に問題が生じる傾向にあり、繊度が大きすぎると繊維／樹脂間の界面強度が低下し、複合材料の物性が低下する傾向にある。
【００２５】
本発明で使用する有機長繊維の引張強度は６〜１１ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。さらに好ましくは７〜１０ｃＮ／ｄｔｅｘである。６ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、得られる複合材料の強度が低すぎる傾向にある。
【００２６】
さらに本発明の有機長繊維は、１８０℃における乾熱収縮率が２０％以下であることが好ましい。さらに好ましくは１８％以下である。２０％を超えると成形加工時の熱による繊維の寸法変化が大きくなり、補強樹脂の成形形状に不良が発生しやすくなる傾向にある。
【００２７】
このような物性を有する有機長繊維の製造方法には、特に限定はない。例えば、溶融紡糸して得られる未延伸糸を紡糸後、一旦巻き取り別途延伸する方法、あるいは未延伸糸を巻き取らずに連続的に延伸する方法などによって製造することができる。得られる繊維は高強度で寸法安定性にも優れたものである。また、原料となるポリマーを含む溶液を湿式紡糸する方法でも有機長繊維を得ることができる。
また、樹脂成形品の特性を高める目的で、適切な処理剤で繊維表面を処理しても良い。この場合、繊維の表面に、該繊維１００重量部に対して、表面処理剤が０．１〜１０重量部、好ましくは０．１〜３重量部付着させたらよい。表面処理剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜、選定したらよい。
【００２８】
［撚糸］
本発明の有機長繊維の形態は、撚りを掛けた撚糸コード、またはこの撚糸コードで構成される織物あるいは編物である。撚りが施されることで繊維束が締まり、繊維束内部への樹脂の含浸が抑えられる。樹脂の含浸については詳しくは後述するが、有機長繊維がマルチフィラメントであって、その繊維束間は実質的に熱可塑性樹脂が含浸していることが好ましく、また有機長繊維の繊維束内部は、実質的に熱可塑性樹脂が未含浸であることが好ましい。
【００２９】
有機長繊維がマルチフィラメントの場合、製糸メーカーから供給された原糸は無撚りの状態であるため、この原糸をそのまま加工する際には単糸の引き揃えが乱れ、繊維の性能が十分に発現できないおそれがある。また、無撚りの糸は収束性が低いためにハンドリングが悪い。このような糸の引き揃えやハンドリング性を改善するために、繊維に撚りを加えることは有効である。また、原糸に撚りを加えた撚糸コードは、原糸よりも伸度が高くなること、屈曲疲労性が高くなることなどから耐衝撃性に関して有効である。また、撚糸コードとすることによりマルチフィラメントを構成する単糸を最密充填化できる。
【００３０】
撚り構成には特に限定はなく、有機長繊維に１度だけ撚りを施す片撚りでも良く、２本以上の糸を使用し、下撚りと上撚りで構成される諸撚りでも良い。糸の強度や取り扱い性を考慮すると、スナールの発生を抑制しやすい諸撚りが好ましく、下撚りと上撚りのそれぞれの構成本数は求める物性に合わせて、適宜設定して良い。繊維の撚数は、１ｍあたり１回〜１０００回、好ましくは１０〜１０００回の範囲で規定される。この中で、撚糸コードの強度と伸度の積であるタフネスを考えると、１ｍあたりの撚数は３０回から７００回が好ましく、５０回から５００回がより好ましい。撚数が１０００回を超えると、撚糸コードの強度が下がりすぎるので複合材料の補強効果を考慮すると好ましくない。また、撚数が１０００回を超えると生産性も極端に悪くなる。上記の撚数範囲で下撚りと上撚りの回数は設定されるが、スナールの抑制を考慮すると、下撚りと上撚りは撚り係数を合わせて撚数を設定することが好ましい。また、タイヤコードに使用されているように下撚りと上撚りの回数を同数とするバランス撚りとすることも撚糸コードの耐久性の面で好ましい。
【００３１】
本発明において、有機長繊維の形態としては、繊維に撚りを施した撚糸コードをそのまま複数本引き揃えて一方向材として用いても、織物や編物などの布帛形態、すなわち二方向材としても使用可能である。本発明の複合材料は一方向材、二方向材それぞれ、用いる形態により適宜選択することができる。撚糸コードは原糸の繊度、撚り数、およびコードの間隔等により規定されるが、好ましい撚糸コードの一層の目付けとしては３０〜５００ｇ／ｍ２であり、より好ましくは５０〜３００ｇ／ｍ２である。撚糸コードの一層の目付が３０ｇ／ｍ２より小さくなると、必要なエネルギー吸収性能が得られない。逆に、５００ｇ／ｍ２より大きくなると繊維束間に樹脂が入りにくくなったり、複合材料が重くなりすぎる傾向となる。
【００３２】
織物における織り組織としては、平織り、綾織り、朱子織りなどを挙げることができる。その中でも、有機長繊維束間に樹脂が含浸しやすい平織りが好適である。織物の経糸密度は、長繊維束間の樹脂の含浸性を考慮すると２．５ｃｍあたり５本から５０本が好ましく、１０本から４０本がより好ましい。経糸密度が５本より少なくなると、糸が動きやすくなるために目開きが起きやすくなり、織物の取り扱い性が著しく悪くなる。経糸密度が５０本より多くなると長繊維束間が狭くなりすぎて繊維束間へ樹脂が浸透しにくくなり、目的の複合材料が得られなくなる。織物の緯糸密度は長繊維束間の樹脂の含浸性などを考慮すると２．５ｃｍあたり１本から５０本が好ましく、１本から４０本がより好ましい。織物の中には、織物性能は経糸に委ね、緯糸は経糸の極端な目開きを抑制するために使用されている簾織物もある。このような簾織物はタイヤコードなどに使用されており、緯糸が極端に少ない織物であるが、本発明においても適用可能である。これより、２．５ｃｍあたりの緯糸密度は１本以上あれば良い。これに対し、経糸密度が多くなりすぎて５０本以上となると長繊維束間が狭くなりすぎて繊維束間へ樹脂が浸透しにくくなり、目的の複合材料が得られなくなる。経糸と緯糸の密度は、上記の範囲内であれば同一、アンバランスのどちらでも構わない。織物の目付、すなわち複合材料中の有機長繊維織物一層の目付けは、有機長繊維束間の樹脂の含浸性を考慮すると１ｍ２あたり３０ｇから５００ｇが好ましく、５０ｇから４００ｇがより好ましい。目付が３０ｇより少なくなると、織物強度が低下するため複合材料への補強効果が得られなくなる。目付が５００ｇより多くなると、長繊維束間が狭くなって繊維束間へ樹脂が含浸しにくくなり、目的の複合材料が得られなくなる。
【００３３】
編物における編み組織としては、たて編み、よこ編み、ラッセル編みなどを挙げることができる。その中でも、編物の強度を考えると、より強靭な組織としやすいラッセル編みが好適である。編物とした場合の目付け、すなわち複合材料中の有機長繊維編物一層の目付は、有機長繊維束間の樹脂の含浸性を考慮すると１ｍ２あたり３０ｇから５００ｇが好ましく、５０ｇから４００ｇがより好ましい。目付が３０ｇより少なくなると、編物強度が低下するため複合材料への補強効果が得られなくなる。目付が５００ｇより多くなると、長繊維束間が狭くなって繊維束間へ樹脂が含浸しにくくなり、目的の複合材料が得られなくなる。
【００３４】
［繊維への樹脂含浸］
本発明では、繊維束間に樹脂が含浸しているが、繊維束内には樹脂が含浸していない部分を有するもの、すなわち繊維束内の含浸度が低いものが好ましい。有機長繊維の繊維束内部は、実質的に熱可塑性樹脂が未含浸とすることで、より良好な物性が得られている。本発明の複合材料において、有機長繊維束間は実質的に熱可塑性樹脂が含浸した構造であることが好ましい。長繊維束間が樹脂で十分に満たされていないと、長繊維束間にボイドが残る状態となるため、複合材料の強度が低下する。本発明において、有機長繊維束間が実質的に樹脂が含浸した構造とは、繊維束間のボイド率が１０％以下であることを指す。その検証は、体積が算出可能な試料の重量を秤量することや断面の顕微鏡観察によって実施することができる。
【００３５】
また、本発明の複合材料において、有機長繊維束内部は実質的に熱可塑性樹脂が含浸していても未含浸であっても良いが、耐衝撃性を考慮すると、材料中で繊維には多少自由度がある方がエネルギー吸収に有効であると考えられることから、長繊維束内部は実質的に樹脂が未含浸である方がより好ましい。本発明において、マルチフィラメントである有機長繊維束内部が実質的に樹脂未含浸であるということは、繊維束間のボイド率が１０％以下の複合材料中で、繊維束内部への樹脂浸透率が５０％以下であることを指す。
【００３６】
その検証は、複合材料から取り出した有機長繊維から、マルチフィラメントを構成する単糸をどの程度取り出せるか、すなわち遊離単糸率を算出することにより判断できる。例えば、２５０本の単糸から構成される有機長繊維の場合、１５０本の遊離単糸を取り出せるのであれば遊離単糸率は６０％となり、樹脂含浸率は残りの４０％ということとなる。また、電子顕微鏡や光学顕微鏡などの顕微鏡観察によっても樹脂含浸率は確認でき、具体的には複合材料の断面における空隙部面積の割合より求めることができる。
【００３７】
製造例１の複合材料の断面写真の一例を図１に、比較製造例に相当する複合材料の断面写真の一例を図２に示す。写真中に複数観察される丸形状は有機繊維の単糸断面の輪郭であり、丸が密に集まって見えるものが繊維束である。丸の外側に白く見えているのは熱可塑性樹脂であり、黒く見えているのは空隙部である。図１では繊維束内部にボイドが観察されており、図２では繊維束内部に熱可塑性樹脂が入り込んでいるのが観察される。
【００３８】
上記のような構造とすることにより、複合材料の強度は有機長繊維と繊維束間の熱可塑性樹脂によって保つことができる。また、複合材料中で有機長繊維、厳密には繊維を構成する単糸には変形や動きの自由度があることから、複合材料が受けた衝撃を、破壊も伴うこれらの自由度によって吸収することが可能となり、耐衝撃性に優れた材料となる。
【００３９】
繊維束内部への樹脂浸透程度は、上述の撚糸、織物、編物構成に加え、熱可塑性樹脂の種類の選択、また後述するとおり繊維束間への樹脂の含浸工程における成形の圧力、熱可塑性樹脂の温度等により制御できる。一方で有機長繊維の繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させ複合材料を得た場合は、硬化前の熱硬化性樹脂は低粘度のために繊維束内部にまで樹脂が含浸されることから、物性が低下、例えば耐衝撃性が低くなる。
【００４０】
［複合材料］
本発明は融点が２００℃以上の有機長繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合材料である。本発明において、有機長繊維と熱可塑性樹脂の組成比は、体積比で有機長繊維１００部に対し、熱可塑性樹脂は２０部から９００部であることが好ましく、より好ましくは２５部から４００部である。有機長繊維１００部に対する熱可塑性樹脂の割合が２０部より少なくなると、長繊維の繊維束間がボイドだらけとなり複合材料の力学的強度が大きく低下する。逆に、９００部より多くなると有機長繊維の補強効果が十分に発現しなくなる。  複合材料中の厚み１０ｍｍ当たりの有機長繊維の目付量は、１０００〜１２０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。より好ましくは２０００〜１００００ｇ／ｍ２である。有機長繊維の目付量が１０００ｇ／ｍ２より小さくなると必要なエネルギー吸収性能が発現しにくくなる。逆に、１２０００ｇ／ｍ２より大きくなると長繊維の繊維束間にボイドが発生しやすく、複合材料の力学的強度が大きく低下するおそれがある。
【００４１】
［熱可塑性樹脂］
本発明の複合材料は、耐衝撃性と共に高強度、高弾性を併せ持つことを目的とすることから、マトリックスは一般の熱可塑性樹脂であることが好ましく、熱可塑性エラストマーやゴムなどの弾性体は適さない。その目安としては、マトリックスの熱変形温度が８０℃以上であることが好ましい。熱変形性の指標としては荷重たわみ温度を用いる。
【００４２】
本発明の複合材料を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド４６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアミド６１０樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが挙げられる。
この中でも、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂がより好ましく、特に好ましいのは、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂である。
【００４３】
［製造方法］
本発明の複合材料、ならびに複合材料からなる成形体の製造方法は、繊維束間への樹脂の含浸による複合化、および得られた複合材料の賦形で構成される。繊維束間への樹脂の含浸方法は特に限定されず、使用する有機長繊維の形態に応じて適宜、選定すればよい。例えば、有機長繊維が織物や編物などの布帛形態の場合、プレス成形機や真空成形機などを用いて、熱可塑性樹脂が溶融し、有機繊維が溶融しない温度で、積層した織物・編物と樹脂フィルム・不織布を加圧または減圧することにより、長繊維束間に熱可塑性樹脂が含浸した複合材料を得ることができる。また、有機長繊維が撚糸コードの場合、上記のプレス成形や真空成形のほかに、押し出し成形や引抜き成形によっても長繊維束間に熱可塑性樹脂が含浸した複合材料を得ることができる。例えば、クリールスタンドに仕立てた複数本の撚糸コードを一定テンション下で繰出しながら、糸ガイドを用いて引き揃え、引抜き成形機の含浸ダイに導入する。ここで、撚糸コード間に溶融樹脂を含浸させた後、含浸ダイから引抜いて冷却することにより、連続繊維のＵＤシートを得ることができる。
【００４４】
賦形方法にも特に限定はなく、繊維束間へ樹脂を含浸させる際に同時に行っても良く、いったん繊維束間へ樹脂を含浸させた後に改めて賦形しても良い。樹脂含浸と賦形を同時に行う場合には、所望の形状が得られる金型を利用すれば容易に成形体を得ることができる。樹脂含浸と賦形を分けて行う場合にも、所望形状の型枠などを利用すれば比較的容易に賦形することができる。
【００４５】
このように賦形方法を工夫することにより、大型・平面・薄物部材から小型・複雑形状部材まで作製することができる。成形体の形状としては、平板のほかにコルゲート、トラス、ハニカムなどの三次元形態が挙げられる。
【００４６】
有機長繊維束間および繊維束内部への樹脂含浸のコントロールは上記の撚糸、織物、編物構成や熱可塑性樹脂の種類選択に加え、成形条件で適宜調整する。一般に、成形温度や圧力を高めれば、樹脂の溶融粘度が低下するために樹脂の浸透性が増す。温度は、樹脂が結晶性樹脂の場合には融点温度から融点温度＋５０℃、樹脂が非晶性樹脂の場合にはガラス転移温度から融点＋５０℃の範囲が好ましい。圧力は０．０１ＭＰａから２０ＭＰａの範囲、時間は３０秒から１時間程度の範囲が好ましい。
【００４７】
有機長繊維と熱可塑性樹脂の組み合わせは、使用する樹脂が結晶性樹脂の場合には、繊維の融点は樹脂の融点より１０℃以上高いことが好ましい。また、使用する樹脂が非晶性樹脂の場合には、繊維の融点は樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高いことが好ましい。この観点で、有機長繊維がポリエステル長繊維またはナイロン長繊維であって、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド６樹脂、またはポリアミド６６樹脂の組み合わせが好ましい。より具体的には、有機長繊維がナイロン６長繊維の場合には、熱可塑性樹脂はポリプロピレン樹脂との組み合わせが好ましく、有機長繊維がポリエチレンテレフタレート繊維、またはナイロン６６長繊維の場合には、熱可塑性樹脂はポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド６樹脂が好ましい。また、有機長繊維がポリエチレンナフタレート繊維の場合には熱可塑性樹脂はポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド６樹脂、またはポリアミド６６樹脂が好ましい。更に、有機長繊維が融点２８０℃以上の高融点タイプのポリエチレンナフタレート繊維の場合には上記の熱可塑性樹脂と併せて、融点が２８０℃未満のレギュラータイプのポリエチレンナフタレート樹脂も適用可能となる。
【００４８】
［衝撃吸収性］
本発明の複合材料は試験速度１１ｍ／ｓｅｃ、試験片押え治具の開口部径４０ｍｍ、直径１０ｍｍストライカーによる高速打抜試験における吸収エネルギーが１０Ｊ以上であることを特徴とする。より好ましくは吸収エネルギーが１２Ｊ以上である。上述のとおり、有機長繊維の種類、目付け量、マトリクスの熱可塑性樹脂、繊維束間の含浸程度、および繊維束内部の含浸程度より所望のエネルギー吸収性能を有する複合材料とすることができる。吸収エネルギーの上限は実質５００Ｊである。
【００４９】
［サンドイッチ材］
本発明はさらに、上記の複合材料をコア材とするサンドイッチ材を包含する。本発明のサンドイッチ材は、上記の複合材料を衝撃吸収材としてコア材に用い、スキン層と組み合わせることにより構成される。スキン材としては高剛性材が好ましいが、これについては後述する。スキン材とコア材との体積比は、スキン材１００部に対し、コア材が４０〜９９００部であることが好ましい。より好ましくはスキン材１００部に対し、コア材が１００〜１０００部である。スキン材１００部に対するコア材の体積が４０部より小さくなると、サンドイッチ材の強度や剛性は高いものの十分な衝撃吸収性が発現しにくくなる。逆に、スキン材１００部に対するコア材の体積が９９００部より大きくなると、強度や剛性はコア材単独の場合と大差ないレベルに留まり、手間を掛けて敢えてサンドイッチ材とする必要がなくなる。
【００５０】
［スキン材］
サンドイッチ材におけるスキン材は下記式（１）で定義される比弾性（Ｅ）が２．５以上の強化繊維を含む繊維強化複合材料からなる高剛性材であることが好ましい。
Ｅ＝Ｍ／Ｄ／９．８        （１）
ここで、Ｅは比弾性、Ｍは繊維の弾性率（ＭＰａ）、Ｄは繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）である。
このような強化繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、スチール繊維（ステンレス繊維）、セラミック繊維などの無機繊維、およびアラミド繊維などが挙げられる。この中でも、汎用性や取扱い性からガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が好ましい。
【００５１】
強化繊維は、複数本の単糸（モノフィラメント）から構成されるマルチフィラメントであることが好ましい。モノフィラメントは生産性が低く、高価なためである。マルチフィラメントを構成する単糸の本数は２本から１０００００本が好ましく、５０本から５００００本がより好ましい。更には、１００本から３００００本がより好ましい。単糸本数が１０００００本を超えると、生産が困難であると共に、マルチフィラメントとしての繊維の取扱い性が著しく悪くなる。
【００５２】
マルチフィラメントとしての強化繊維の総繊度は１００ｄｔｅｘから１０００００ｄｔｅｘが好ましく、２００ｄｔｅｘから５００００ｄｔｅｘがより好ましい。更には、５００ｄｔｅｘから３００００ｄｔｅｘがより好ましい。繊度が１００ｄｔｅｘより小さくなると、繊維の生産性に劣るため繊維が高価となる。繊度が１０００００ｄｔｅｘより大きくなると、糸の製造が困難となる。
【００５３】
強化繊維を構成する単糸の繊度は０．１〜２０ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには上限値としては１５ｄｔｅｘ以下、特には１０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また下限値としては０．３ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。もっとも好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘの範囲である。このような範囲にあることにより、本発明の目的を達成しやすくなる。単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ未満では製糸性に問題が生じる傾向にあり、繊度が大きすぎると補強効果が低下し、サンドイッチ材の物性が低下する傾向にある。
高剛性材を構成する強化繊維の強度は５００ＭＰａ以上であることが好ましい。さらに好ましくは１０００ＭＰａ以上である。５００ＭＰａ未満では、得られるサンドイッチ材の強度が低すぎる傾向にある。
また強化繊維の弾性率は３０ＧＰａ以上であることが好ましい。さらに好ましくは５０ＧＰａ以上である。３０ＧＰａ未満では、得られるサンドイッチ材の剛性が低すぎる傾向にある。
【００５４】
このような物性を有する繊維の製造方法には、特に限定はない。例えば、溶融紡糸して得られる未延伸糸を延伸する方法、原料成分を含む溶液を湿式紡糸する方法、原料となる繊維を焼成、炭化する方法などで目的とする強化繊維を得ることができる。
また、サンドイッチ材および成形品の特性を高める目的で、適切な処理剤で繊維表面を処理しても良い。この場合、繊維の表面に、該繊維１００重量部に対して、表面処理剤が０．１〜１０重量部、好ましくは０．１〜３重量部付着させたらよい。表面処理剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜、選定したらよい。
【００５５】
また、高剛性材を構成するマトリックスとしては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド４６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアミド６１０樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。この中でも、成形性、生産性、加工性に優れる熱可塑性樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂の中でも塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂はより好ましく、特に好ましいのは、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド６６樹脂である。
【００５６】
スキン材における高剛性材中において、強化繊維の形態としては、短繊維、長繊維、および織物や編物などの布帛形態が挙げられ、これらはサンドイッチ材または成形体の用途に応じて、適宜使い分ければよい。
【００５７】
また、スキン材における高剛性材において、強化繊維束内部はマトリックス樹脂が含浸していることが好ましく、樹脂の含浸度は体積比で８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。更に好ましくは９５％以上である。繊維束内部への樹脂の含浸度が８０％未満であると、サンドイッチ材の強度、剛性共に目標とするレベルに到達しない。
【００５８】
強化繊維束内部への樹脂含浸度の検証は、体積が判明している高剛性材中の繊維成分または樹脂成分の一方を溶解、分解、燃焼などの方法により除去し、処理前後の重量差から算出することにより行う。
【００５９】
スキン材における高剛性材において、強化繊維とマトリックス樹脂の組成比は、体積比で強化繊維１００部に対し、マトリックス樹脂は２０部から９００部であることが好ましく、より好ましくは２５部から４００部である。
【００６０】
強化繊維１００部に対するマトリックス樹脂の体積割合が２０部より少なくなると、材料中にボイドが発生しやすくなり、サンドイッチ材の力学的強度が大きく低下する。逆に、９００部より多くなると強化繊維の補強効果が十分に発現しなくなる。
高剛性材を上記のような原料、組成、構成とすることにより、サンドイッチ材および成形体に強度と剛性を付与することができる。
スキン材である高剛性材のマトリックス樹脂と、コア材であり衝撃吸収材である複合材料のマトリックス樹脂は、必ずしも同一である必要はなく、溶着する樹脂、あるいは相溶する樹脂であれば異なっていても良い。
【００６１】
［サンドイッチ材の製造］
サンドイッチ材の製造方法は、予めスキン材とコア材を個別に作製しておいて後で複合化する方法、スキン材とコア材の原料を合わせて一段階で複合化する方法のいずれであっても良い。
例えば、二段階で複合化する方法としては、スキン材とコア材の原料となる強化繊維とマトリックス樹脂をプレス成形機、真空成形機、押出成形機、引抜成形機などに仕込み、それぞれ成形する。この際、高剛性材は繊維束内に樹脂が含浸している方が性能面で好ましいため、より厳しい温度、圧力、時間条件で成形することが多い。その後、比較的温和な条件で成形したコア材の複合材料とプレス成形機、真空成形機、高周波溶着機などを用いて溶着する。高剛性材とコア材の複合材料の成形方法が同様で、成形条件が大きくかけ離れていなければ、一段階で成形しても良い。
【００６２】
また、サンドイッチ材の成形方法は用途の形状に合わせて適宜設定してよい。複合材料のマトリックスが熱可塑性樹脂であれば、単純な形態ならばマトリックス樹脂のガラス転移温度以上で賦形可能となることがある。また複雑な形状でも、マトリックス樹脂の融点前後の温度で賦形可能となる。これより、複合化の際に同時に成形しても良いし、いったん平板などの基材を作製した後に再度加温して賦形・成形しても良い。成形方法としては、所望形状の型枠や金型を用いたプレス成形、真空成形などが挙げられ、大型・平面・薄物部材から小型・複雑形状部材まで作製することができる。成形体の形状としては、平板のほかにコルゲート、トラス、ハニカムなどの三次元形態が挙げられる。
【００６３】
繊維束間および繊維束内部への樹脂含浸のコントロールは成形条件で適宜調整する。一般に、成形温度や圧力を高めれば、樹脂の溶融粘度が低下するために樹脂の浸透性が増す。温度は、樹脂が結晶性樹脂の場合には融点温度から融点温度＋５０℃、樹脂が非晶性樹脂の場合にはガラス転移温度から融点＋５０℃の範囲が好ましい。圧力は０．０１ＭＰａから２０ＭＰａの範囲、時間は３０秒から１時間程度の範囲が好ましい。
【００６４】
繊維とマトリックス樹脂の組み合わせは、使用する樹脂が結晶性樹脂の場合には、繊維の融点は樹脂の融点より１０℃以上高いことが好ましい。また、使用する樹脂が非晶性樹脂の場合には、繊維の融点は樹脂のガラス転移温度より１０℃以上高いことが好ましい。
【００６５】
［成形体］
該複合材料、ならびに該複合材料をコア材とするサンドイッチ材とすることで、高強度、高剛性な衝撃吸収材料である成形体を提供することができる。本発明は上記の複合材料から得られる成形体を包含する。本発明は上記のサンドイッチ材から得られる成形体を包含する。
【００６６】
［自動車用部品］
該複合材料、ならびに該複合材料をコア材とするサンドイッチ材は、自動車構造材用部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品に好ましく用いられる。本発明は上記の複合材料、および／またはサンドイッチ材から得られる自動車構造材用部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品を包含する。自動車構造材用部品としては、例えばクラッシュストラクチャー、フロアパンなどが挙げられる。自動車外装材用部品としては、例えばバンパー、ボンネット、フェンダーなどが挙げられる。自動車内装材用部品としては、例えばインストルメンタルパネル、ドアトリム、センターコンソール、ピラーカバーなどが挙げられる。
該複合材料は衝撃吸収に優れるので衝撃吸収部材、例えばバンパー、ボンネット、フェンダー、フロア、座席、ドアトリム、ピラーカバーなどに用いられる。
該複合材料をコア材とするサンドイッチ材は衝撃吸収性に加え剛性にも優れるため、上記の用途に加え、構造部材、例えばクラッシュストラクチャー、フロアパンなどに用いられる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。
１）有機繊維の撚数測定
織物、編物、撚糸コードから構成糸をサンプリングし、１ｍあたりの撚数（Ｔ／ｍ）を測定した。構成糸が片撚り（１本撚り）の場合はその撚数を測定し、諸撚り（２本撚り）の場合は上撚、下撚それぞれの撚数を測定した。
２）繊維（有機長繊維および強化繊維）／樹脂の繊維体積分率測定
１ｃｍ２から１０ｃｍ２の試料の重量を秤量する。繊維または樹脂のいずれか一方を溶解、または分解する薬品を使用して溶解成分を抽出する。残渣を洗浄および乾燥後に秤量する。残渣と溶解成分の重量、および繊維と樹脂の比重から、繊維と樹脂の体積分率を算出する。例えば、樹脂がポリプロピレンの場合、加熱したトルエンまたはキシレンを用いることにより、ポリプロピレンのみを溶解することができる。樹脂がポリアミドの場合は、加熱したギ酸によりポリアミドを分解することができる。樹脂がポリカーボネートの場合には加熱した塩素化炭化水素を用いることにより、ポリカーボネートを溶解することができる。また繊維／樹脂の繊維体積分率より、繊維１００部に対する、樹脂の体積部を求めることができ、例えば繊維体積分率が５０％である場合、樹脂１００部に対し、繊維の体積部は１００部となる。
３）複合材料１０ｍｍ厚みあたりの繊維目付評価
複合材料中の繊維体積分率、および繊維比重から複合材料１０ｍｍ厚みあたりの繊維目付（ｇ／ｍ２）を算出した。
４）繊維束間のボイド率測定
試料をマイクロトームで切断し、その断面を顕微鏡観察して繊維束間を２値化処理することによりボイド率を算出した。
５）繊維への樹脂の含浸度評価
高剛性材については、試料の断面を顕微鏡観察し、気泡の割合を算出することにより樹脂の含浸度を評価した。複合材料については、試料から取り出した長繊維をピンセットや針などを用いてほぐし、容易に選別できるマルチフィラメント構成単糸の本数から、遊離単糸率を算出する。例えば、２５０本の単糸から構成される有機長繊維の場合、１５０本の遊離単糸を取り出せるのであれば遊離単糸率は６０％となり、樹脂の含浸度は体積分率で残りの４０％ということとなる。
６）引張試験
高剛性材とサンドイッチ材の引張試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６５を参考として、Ａ＆Ｄ社製のテンシロン万能試験機を用いて測定した。試験片の形状はＡ形試験片とし、幅は１５ｍｍ、厚さは２ｍｍとした。チャック間距離は１３６ｍｍ、試験速度は２ｍｍ／分とした。複合材料については、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３に準拠して、島津製作所製のオートグラフＡＧ−Ｉ型を用いて測定した。試験片の形状は１号形試験片とし、試長部の長さは６０ｍｍ、幅は１０ｍｍとした。チャック間距離は１１５ｍｍ、試験速度は１０ｍｍ／分とした。
７）成形品の落錘衝撃試験
インストロン社製のダイナタップ落錘衝撃試験機９２５０ＨＶ型を用いて測定した。試験片サイズ１５０ｍｍ×１００ｍｍ、錘重量５．４３ｋｇ、負荷エネルギー量４５Ｊとした。
８）高速打抜き試験
島津製作所製のハイドロショットＨＩＴＳ−Ｐ１０型を用い、ＩＳＯ  ６６０３−２規格に準拠して試験片を打ち抜いた際の最大荷重と吸収エネルギー量、および最大荷重点変位を測定した。試験片サイズは１４０ｍｍ×１４０ｍｍとし、ストライカー径は１０ｍｍ、押え治具の開口部径は４０ｍｍ、試験速度は１１ｍ／秒とした。この試験で得られた変位−荷重曲線の面積を試験片の吸収エネルギー量として評価した。
９）圧縮試験
Ａ＆Ｄ社製のテンシロン万能試験機を用い、ＳＡＣＭＡ  ＳＲＭ１規格に準拠して測定した。試験片の形状は矩形で幅は１５ｍｍ、長さは８０ｍｍ、標線間距離は４．８ｍｍとした。試験速度は１ｍｍ／分とした。
【００６８】
［使用原料］
１）ポリプロピレンフィルム
サン・トックス社製サントックス−ＣＰフィルム、Ｋグレード、厚み３０μｍ
２）ポリアミド６フィルム
ユニチカ社製エンブレムＯＮフィルム、標準グレード、厚み２５μｍ
３）ポリカーボネートフィルム
帝人化成社製パンライトＬ−１２２５Ｌを用いてフィルム作製、厚み１００μｍ
４）ポリエチレンテレフタレートフィルム
帝人デュポンフィルム製テイジンテトロンフィルム、標準Ｓグレード、厚み２５μｍ
５）ポリエチレンナフタレートフィルム
帝人デュポンフィルム製テイジンテオネックスフィルム、標準Ｑ５１グレード、厚み２５μｍ
６）ポリエチレンテレフタレート織物
帝人ファイバー社製Ｔ−４４９８織物：原糸；ポリエチレンテレフタレート繊維１１００ｄｔｅｘ１９２ｆ、撚数；１２０Ｔ／ｍ（Ｓ方向）、組織；平織り、厚み；０．４ｍｍ、目付；１７５ｇ／ｍ２
７）ポリエチレンナフタレート織物
帝人ファイバー社製ＰＦ−１２００織物：原糸；ポリエチレンナフタレート繊維１１００ｄｔｅｘ２５０ｆ（融点２８０℃未満）、撚数；３０Ｔ／ｍ（Ｓ方向）、組織；綾織り、厚み；０．５ｍｍ、目付；３１０ｇ／ｍ２
８）ポリエチレンテレフタレート編物
帝人ファイバー社製Ｔ−１１５８８織物：原糸；ポリエチレンテレフタレート繊維５６０ｄｔｅｘ９６ｆ、撚数；６０Ｔ／ｍ（Ｓ方向）、組織；ラッセル編み、厚み；０．３ｍｍ、目付；１２０ｇ／ｍ２
９）ポリエチレンテレフタレート撚糸コード
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維Ｐ９００Ｍ  １１００Ｔ２５０ｆを原糸とし、カジテック社製のリング撚糸機を用いてＺ方向に２７５Ｔ／ｍの下撚をかけた（撚り係数３．０）。次に、下撚糸２本を合わせ、Ｓ方向に２００Ｔ／ｍの上撚をかけて（撚り係数３．０）、実験用の撚糸コードとした。撚糸コード１本の直径は０．５ｍｍであった。これ以外にも同様の方法で上／下撚数：７／１０（Ｔ／ｍ）、７１０／１０００（Ｔ／ｍ）、９６５／１３６５（Ｔ／ｍ）の撚糸コードを得た。
１０）ポリエチレンナフタレート撚糸コードＡ
帝人ファイバー社製ポリエチレンナフタレート繊維Ｑ９０４Ｍ  １１００Ｔ２５０ｆ（融点２８０℃未満）を原糸とし、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）の撚糸コードを得た。
１１）ポリエチレンナフタレート撚糸コードＢ
ＷＯ２００９／１１３５５５公報に記載された方法で製糸した融点２８５℃以上のポリエチレンナフタレート繊維１１００ｄｔｅｘ２５０ｆを原糸として、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）の撚糸コードを得た。
１２）ナイロン６６撚糸コード
旭化成せんい社製ナイロン６６繊維Ｔ５  ９４０Ｔ１４０ｆを原糸とし、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上／下撚数：２１０／３００（Ｔ／ｍ）の撚糸コードを得た。
１３）ポリエチレンテレフタレート無撚糸コード
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維Ｐ９００Ｍ  １１００Ｔ２５０ｆを原糸とし、撚りを加えずに２本合糸したものを無撚糸コードとした。
１４）ポリエチレンテレフタレート短繊維
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維Ｐ９００Ｍ  １１００Ｔ２５０ｆを原糸とし、ギロチンカッターを用いて１ｍｍの長さにカットした。
１５）炭素繊維原糸
東邦テナックス社製ＳＴＳ４０  ２４Ｋ（繊度１６０００ｄｔｅｘ）、およびＨＴＳ４０  １２Ｋ（繊度８０００ｄｔｅｘ）を使用した。  比弾性は１２．２
１６）炭素繊維短繊維
炭素繊維原糸をロータリーカッターを用いて５−５０ｍｍ長にカットした。
１７）炭素繊維織物
東邦テナックス社製ＳＴＳ４０  ２４Ｋをレピア織機を用いて製織した。織組織は平織りとし、目付は２００ｇ／ｍ２に調整した。
１８）ガラス繊維原糸
日東紡績社製ＲＳ２４０  ＱＲ−４８３  比弾性は４．２
１９）アラミド繊維
帝人テクノプロダクツ社製テクノーラＴ−２４１Ｊ  １６７０Ｔ１０００ｆ。実験に際しては、原糸を１０本引き揃えながら合糸して、繊度を１６７００ｄｔｅｘに調整して使用した。  比弾性は５．１
【００６９】
製造例１：ポリエチレンナフタレート織物／ポリプロピレン成形体
ポリエチレンナフタレート織物とポリプロピレンフィルムを、フィルム８枚／織物１枚／フィルム１６枚／織物１枚／フィルム１６枚／織物１枚／フィルム１６枚／織物１枚／フィルム８枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物／ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは１．６ｍｍで、織物の体積分率は３５％であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で３５％であった。得られた成形体から、織物の経糸方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１に示す。
【００７０】
製造例２：ポリエチレンテレフタレート織物／ポリプロピレン成形体
ポリエチレンテレフタレート織物とポリプロピレンフィルムを、フィルム４枚／織物１枚／フィルム８枚／織物１枚／フィルム８枚／織物１枚／フィルム８枚／織物１枚／フィルム４枚の順に積層すること以外は製造例１と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート織物／ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは１．４ｍｍで、織物の体積分率は３７％であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で３０％であった。評価結果を表１に示す。
【００７１】
製造例３：  ポリエチレンテレフタレート織物／ポリプロピレン成形体
成形条件を２１０℃、２．０ＭＰａとすること以外は製造例２と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート織物／ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは１．３ｍｍで、織物の体積分率は３７％であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で９５％であった。評価結果を表１に示す。
【００７２】
製造例４：ポリエチレンテレフタレート編物／ポリプロピレン成形体
ポリエチレンテレフタレート編物とポリプロピレンフィルムを、フィルム３枚／編物１枚／フィルム６枚／編物１枚／フィルム６枚／編物１枚／フィルム６枚／編物１枚／フィルム３枚の順に積層すること以外は製造例１と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート編物／ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは０．９ｍｍで、編物の体積分率は３４％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で２８％であった。評価結果を表１に示す。
【００７３】
製造例５：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン成形体
ポリプロピレンフィルム６枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム６枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３３％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で１５％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレンの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３３％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１に示す。
【００７４】
製造例６：  ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン成形体
成形条件を２１０℃、２．０ＭＰａとすること以外は製造例５と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３３％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で７０％であった。評価結果を表１に示す。
【００７５】
比較製造例１：ポリエチレンテレフタレート短繊維／ポリプロピレン成形体
カット長１ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維とポリプロピレン樹脂を、サーモ・プラスティックス工業製の単軸押出機ＴＰ１５型を用いて２１０℃で１分間混練し、ポリエチレンテレフタレート短繊維とポリプロピレンの複合材料ストランドを得た。次に、日精樹脂工業製の小型射出成形機ＥＰ５型を用いて、得られたストランドから、２１０℃で引張試験片、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片を作製した。試験片における繊維の体積分率は３４％であった。試験片の断面をレーザー顕微鏡観察した結果、短繊維は単糸レベルにまで分かれて樹脂中でよく分散しており、単糸の凝集体は観察されなかった（ポリプロピレンの含浸度は体積分率で１００％）。評価結果を表１に示す。
【００７６】
比較製造例２：ポリプロピレン成形体
ポリプロピレンフィルム４０枚を積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力１．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリプロピレンの成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍであった。評価結果を表１に示す。
【００７７】
比較製造例３：ポリカーボネート成形体
ポリカーボネートフィルム１２枚を積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリカーボネートの成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍであった。評価結果を表２に示す。
【００７８】
製造例７：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６成形体
ポリアミド６フィルム７枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム７枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６フィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリアミド６を浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３５％であった。繊維内へのポリアミド６の含浸度は体積分率で２０％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６の３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３５％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表２に示す。
【００７９】
製造例８：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート成形体
ポリカーボネートフィルム２枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを一定のテンション下、約１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム２枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリカーボネートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３０％であった。繊維内へのポリカーボネートの含浸度は体積分率で１０％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネートの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３０％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表２に示す。
【００８０】
製造例９：ポリエチレンナフタレート織物／ポリエチレンテレフタレート成形体
ポリエチレンナフタレート織物とポリエチレンテレフタレートフィルムを、フィルム１０枚／織物１枚／フィルム１９枚／織物１枚／フィルム１９枚／織物１枚／フィルム１９枚／織物１枚／フィルム１０枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物／ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは１．６ｍｍで、織物の体積分率は３５％であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で２３％であった。評価結果を表２に示す。
【００８１】
比較製造例４：ポリアミド６成形体
ポリアミド６フィルム５０枚を積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６フィルムを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリアミド６の成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍであった。これらの結果を表２に示す。
【００８２】
比較製造例５：ポリエチレンテレフタレート成形体
ポリエチレンテレフタレート５０枚を積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレートの成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍであった。評価結果を表２に示す。
【００８３】
製造例１０〜２８
繊維の種類、形態、撚数等を表３または４に示したものに変え、製造例１〜６に示した成形条件でプレス処理することにより各種のポリプロピレン系複合材料を作製、評価した。評価結果を表３、表４に示す。
【００８４】
製造例２９：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６成形体
ポリアミド６フィルム３枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを１００ｇのテンション下、２ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム４枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６フィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリアミド６を浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６一体成形体を得た。成形体の厚みは０．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３５％であった。繊維内へのポリアミド６の含浸度は体積分率で５６％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６の３プライ成形体を得た。成形体の厚みは０．９ｍｍで、撚糸コードの体積分率は３５％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表４に示す。
【００８５】
製造例３０〜４０
繊維の種類、形態、撚数等を表５または６に示したものに変え、製造例７または２９に示した成形条件でプレス処理することにより各種のナイロン６系複合材料を作製、評価した。評価結果を表５、表６に示す。
【００８６】
製造例４１：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート成形体
ポリカーボネートフィルム１枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを一定のテンション下、約２ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム１枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力５．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリカーボネートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート一体成形体を得た。成形体の厚みは０．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は２９％であった。繊維内へのポリカーボネートの含浸度は体積分率で４８％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネートの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは０．９ｍｍで、撚糸コードの体積分率は２９％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表６に示す。
【００８７】
製造例４２〜４８
繊維の種類、形態、撚数等を表６に示したものに変え、製造例８または４１に示した成形条件でプレス処理することにより各種のポリカーボネート系複合材料を作製、評価した。評価結果を表６に示す。
【００８８】
製造例４９：ポリエチレンナフタレート撚糸コードＡ／ポリエチレンテレフタレート成形体
ポリエチレンテレフタレートフィルム３枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンナフタレート撚糸コードＡを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム４枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力３．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードＡの繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードＡ／ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは０．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で５７％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレート撚糸コードＡ／ポリエチレンテレフタレートの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．０ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表６に示す。
【００８９】
製造例５０：ポリエチレンナフタレート織物／ポリエチレンテレフタレート成形体
ポリエチレンナフタレート織物とポリエチレンテレフタレートフィルムを、フィルム５枚／織物１枚／フィルム１０枚／織物１枚／フィルム１０枚／織物１枚／フィルム１０枚／織物１枚／フィルム５枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力３．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物／ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは１．６ｍｍで、織物の体積分率は５０％であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で５５％であった。得られた成形体から、織物の経糸方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表７に示す。
【００９０】
製造例５１：ポリエチレンナフタレート撚糸コードＢ／ポリエチレンナフタレート成形体
ポリエチレンナフタレートフィルム３枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンナフタレート撚糸コードＢを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム４枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２８０℃、最大圧力３．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードＢの繊維束間にポリエチレンナフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードＢ／ポリエチレンナフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは０．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。繊維内へのポリエチレンナフタレートの含浸度は体積分率で５９％であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンテレフタレートの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．０ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。この３プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表７に示す。
【００９１】
比較製造例６：ポリエチレンテレフタレート無撚糸コード／ポリプロピレン成形体
ポリプロピレンフィルム３枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上にポリエチレンテレフタレート無撚糸コードを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム３枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２１０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート無撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート無撚糸コード／ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは０．３ｍｍで、撚糸コードの体積分率は５０％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で９８％であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード／ポリプロピレンの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．０ｍｍで、撚糸コードの体積分率は５０％であった。評価結果を表７に示す。
【００９２】
比較製造例７：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン成形体
ポリプロピレンフィルム３枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：９６５／１３６５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを１００ｇのテンション下、１ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム３枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２１０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で１０％であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード／ポリプロピレンの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．１ｍｍで、撚糸コードの体積分率は４９％であった。評価結果を表７に示す。
【００９３】
比較製造例８：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン成形体
ポリプロピレンフィルム６枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上／下撚数：２００／２７５（Ｔ／ｍ）のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを１００ｇのテンション下、１０ｍｍのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム６枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２１０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは０．４ｍｍで、撚糸コードの体積分率は５％であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で６０％であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード０度方向、９０度方向、０度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード／ポリプロピレンの３プライ成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍで、撚糸コードの体積分率は５％であった。評価結果を表７に示す。
【００９４】
比較製造例９：ポリエチレンナフタレート成形体
ポリエチレンナフタレート５０枚を積層し、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２８０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレートを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレートの成形体を得た。成形体の厚みは１．２ｍｍであった。評価結果を表７に示す。
【００９５】
製造例５２：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  複合材料の作製
片面にポリアミド６フィルムを６枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードを均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を得た。樹脂含浸度は３０％、厚みは０．３ｍｍ、繊維の体積分率は４０％であった。得られた一方向材から繊維方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、一方向材の繊維方向を基準として、０度方向、９０度方向、０度方向と重ね、適当なサイズに切り出した後に３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは１．０ｍｍであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表８に示した。
【００９６】
製造例５３：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  複合材料の作製
プレス成形における最大圧力を２．０ＭＰａとした以外は、製造例５２と同様に処理を行い、樹脂含浸度９５％、厚み０．３ｍｍ、繊維体積分率は４０％のポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を含む複合材料を得た。評価結果を表８に示した。
【００９７】
製造例５４：ポリエチレンテレフタレート織物／ポリアミド６樹脂  複合材料の作製
片面にポリアミド６フィルムを６枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、目付が２００ｇ／ｍ２のポリエチレンテレフタレート織物を１枚貼り付けた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート織物の二方向材を得た。樹脂含浸度は３０％、厚みは０．３ｍｍ、繊維の体積分率は４０％であった。得られた二方向材から経糸方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、二方向材の繊維軸を合わせて３枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは１．０ｍｍであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表８に示した。
【００９８】
製造例５５：ポリエチレンテレフタレート編物／ポリアミド６樹脂  複合材料の作製
織物を編物に変更した以外は製造例５４と同様の処理を行い、樹脂含浸度３０％、厚み０．３ｍｍ、繊維体積分率４０％のポリエチレンテレフタレート編物の二方向材を含む複合材料を得た。評価結果を表８に示した。
【００９９】
製造例５６：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂  複合材料の作製
片面にポリプロピレンフィルムを５枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードを均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を得た。樹脂含浸度は３０％、厚みは０．３ｍｍ、繊維の体積分率は４０％であった。得られた一方向材から繊維方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、一方向材の繊維方向を基準として、０度方向、９０度方向、０度方向と重ね、適当なサイズに切り出した後に３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは１．０ｍｍであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表８に示した。
【０１００】
上記のように、製造例１から製造例５６で作製した成形体は、比較製造例１から比較製造例９の成形体と対比して、優れた強度と耐衝撃性（エネルギー吸収性）を併せ持っていることを示した。特に、比較製造例３のポリカーボネート樹脂は、熱可塑性樹脂の中で最も耐衝撃性が高い素材と言われているが、本発明の製造例１から製造例５６の成形体は、このポリカーボネート樹脂よりも優れた特性を有した。このことは、補強材として用いた有機長繊維の効果であることは明白である。また、成形条件を調整して有機長繊維束間は実質的に熱可塑性樹脂が含浸し、繊維束内部は熱可塑性樹脂の含浸度を調整することにより、耐衝撃性は更に向上した。
【０１０１】
参考例１：炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
片面にポリアミド６フィルムを５枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２６０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう３枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２６０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は９９％であった。厚みは０．５ｍｍ、繊維の体積分率は５０％であった。この成形品を用いて繊維方向（０度方向）の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を０度方向、９０度方向、０度方向に重ねた後に再度加熱加圧して０度／９０度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは０．５ｍｍで、繊維の体積分率は５０％であった。この０度／９０度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表９に示す。
【０１０２】
参考例２：炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
部分含浸におけるポリアミド６フィルムの枚数を７枚とした以外は、参考例１と同様に処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み０．５ｍｍ、繊維体積分率４０％の炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表９に示す。
【０１０３】
参考例３：炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いたプレス成形における最大圧力を２．５ＭＰａとした以外は、参考例１と同様に処理を行い、樹脂含浸度９２％、厚み０．５ｍｍ、繊維体積分率は５０％の炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表９に示す。
【０１０４】
参考例４：炭素繊維短繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
カット長１０ｍｍの炭素短繊維２４ｇを４０ｃｍ×３０ｃｍのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリアミド６フィルムを５枚置き、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２６０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を３枚重ね、適当なサイズに切出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２６０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは０．５ｍｍ、繊維の体積分率は５０％であった。評価結果を表９に示す。
【０１０５】
参考例５：炭素繊維織物／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
片面にポリアミド６フィルムを５枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、目付が２００ｇ／ｍ２の炭素繊維織物を１枚貼り付けた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２６０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリアミド６樹脂が部分含浸した炭素繊維二方向材を得た。次に、部分含浸二方向材を繊維軸を合わせて３枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２６０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維が二方向の高剛性材を得た。厚みは０．５ｍｍ、繊維の体積分率は５０％であった。評価結果を表９に示す。
【０１０６】
参考例６：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
片面にポリプロピレンフィルムを４枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２２０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう３枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２２０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。厚みは０．５ｍｍ、繊維の体積分率は５０％であった。この成形品を用いて繊維方向（０度方向）の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を０度方向、９０度方向、０度方向に重ねた後に再度加熱加圧して０度／９０度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは０．５ｍｍで、繊維の体積分率は５０％であった。この０度／９０度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表９に示す。
【０１０７】
参考例７：ガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維をガラス繊維に変えた以外は、参考例１と同様に処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み０．５ｍｍ、繊維体積分率５０％のガラス繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表９に示す。
【０１０８】
参考例８：アラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維をアラミド繊維に変えた以外は、参考例１と同様に処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み０．５ｍｍ、繊維体積分率５０％のアラミド繊維が一方向の高剛性材をと０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表９に示す。
【０１０９】
参考例９：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
一方向材作製時のポリプロピレンフィルムを９枚とし、高剛性材作製時の積層枚数を９枚とした以外は参考例６と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３１％の炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１０に示す。
【０１１０】
参考例１０：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
一方向材作製時のポリプロピレンフィルムを９枚とし、高剛性材作製時の積層枚数を９枚、プレス成形圧を２ＭＰａとした以外は参考例６と同様の処理を行い、樹脂含浸度９１％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３１％の炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１０に示す。
【０１１１】
参考例１１〜１３：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
使用するポリプロピレンフィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例６と同様の処理を行い、各種の炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１０に示す。
【０１１２】
参考例１４：炭素繊維短繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
カット長２０ｍｍの炭素短繊維２４ｇを４０ｃｍ×３０ｃｍのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリプロピレンフィルムを６枚置き、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２２０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を９枚重ね、適当なサイズに切出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２２０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は４０％であった。評価結果を表１０に示す。
【０１１３】
参考例１５〜１９：炭素繊維短繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
使用する炭素繊維の繊度、目付量、ポリプロピレンフィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数、プレス成形圧を変えて参考例１４と同様の処理を行い、各種の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。これらの評価結果を表１０と１１に示した。
【０１１４】
参考例２０：炭素繊維短繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維短繊維のカット長を５０ｍｍ、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を９枚として参考例１４と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１１５】
参考例２１：炭素繊維短繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維短繊維のカット長を５ｍｍ、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を９枚として参考例１４と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１１６】
参考例２２：ガラス繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維をガラス繊維に変え、ポリプロピレンフィルム枚数を９枚、高剛性材作製時の積層枚数を９枚として参考例６と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％のガラス繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１１７】
参考例２３：アラミド繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維をアラミド繊維に変え、ポリプロピレンフィルム枚数を９枚、高剛性材作製時の積層枚数を９枚として参考例６と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％のアラミド繊維が一方向の高剛性材をと０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１１８】
参考例２４、２５：炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
使用するポリアミド６フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例１と同様の処理を行い、繊維体積分率と厚みが異なる炭素繊維が一方向の高剛性材と０度／９０度積層の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１１９】
参考例２６：炭素繊維織物／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
使用するポリアミド６フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例５と同様の処理を行い、繊維体積分率と厚みが異なる炭素繊維が二方向の高剛性材を得た。評価結果を表１１に示す。
【０１２０】
参考例２７〜３１：炭素繊維短繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
使用する炭素繊維短繊維のカット長を２０ｍｍとし、炭素繊維の繊度、目付量、ポリアミド６フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数、プレス成形圧を変えて参考例４と同様の処理を行い、各種の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表１２に示した。
【０１２１】
参考例３２：炭素繊維短繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維短繊維のカット長を５０ｍｍ、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を９枚、高剛性材作製時の積層枚数を９枚として参考例４と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表１２に示した。
【０１２２】
参考例３３：炭素繊維短繊維／ポリアミド６樹脂  高剛性材の作製
炭素繊維短繊維のカット長を５ｍｍ、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を９枚、高剛性材作製時の積層枚数を９枚として参考例４と同様の処理を行い、樹脂含浸度９９％、厚み１．５ｍｍ、繊維体積分率３０％の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表１２に示した。
【０１２３】
参考例３４：炭素繊維長繊維／ポリカーボネート樹脂  高剛性材の作製
片面にポリカーボネートフィルムを３枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度３００℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリカーボネート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう９枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度３００℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は９９％であった。厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。この成形品を用いて繊維方向（０度方向）の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を０度方向、９０度方向、０度方向と交互に９枚重ねた後に再度加熱加圧して０度／９０度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは１．５ｍｍで、繊維の体積分率は３０％であった。この０度／９０度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１２に示した。
【０１２４】
参考例３５：炭素繊維短繊維／ポリカーボネート樹脂  高剛性材の作製
カット長２０ｍｍの炭素短繊維２４ｇを４０ｃｍ×３０ｃｍのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリカーボネートフィルムを３枚置き、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度３００℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリカーボネート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を９枚重ね、適当なサイズに切出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度３００℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。評価結果を表１２に示した。
【０１２５】
参考例３６：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂  高剛性材の作製
片面にポリエチレンテレフタレートフィルムを１１枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２９０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう９枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２９０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は９９％であった。厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。この成形品を用いて繊維方向（０度方向）の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を０度方向、９０度方向、０度方向と交互に９枚重ねた後に再度加熱加圧して０度／９０度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは１．５ｍｍで、繊維の体積分率は３０％であった。この０度／９０度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１３に示した。
【０１２６】
参考例３７：炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂  高剛性材の作製
カット長２０ｍｍの炭素短繊維２４ｇを４０ｃｍ×３０ｃｍのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリエチレンテレフタレートフィルムを１１枚置き、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２９０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を９枚重ね、適当なサイズに切出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２９０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。評価結果を表１３に示した。
【０１２７】
参考例３８：炭素繊維長繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂  高剛性材の作製
片面にポリエチレンナフタレートフィルムを１１枚貼った４０ｃｍ×３０ｃｍサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで２００ｇ／ｍ２の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度３００℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう９枚重ね、適当なサイズに切り出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度２９０℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は９９％であった。厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。この成形品を用いて繊維方向（０度方向）の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を０度方向、９０度方向、０度方向と交互に９枚重ねた後に再度加熱加圧して０度／９０度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは１．５ｍｍで、繊維の体積分率は３０％であった。この０度／９０度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１３に示した。
【０１２８】
参考例３９：炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂  高剛性材の作製
カット長２０ｍｍの炭素短繊維２４ｇを４０ｃｍ×３０ｃｍのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリエチレンナフタレートフィルムを１１枚置き、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度３００℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を９枚重ね、適当なサイズに切出した後、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型を用いて最高温度３００℃、最大圧力３．０ＭＰａで２０分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を９９％まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは１．５ｍｍ、繊維の体積分率は３０％であった。評価結果を表１３に示した。
【０１２９】
参考例１から３９の高剛性材は、引張試験と圧縮試験の結果、強度と弾性率に優ねた材料であった。
【０１３０】
実施例１：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例５２のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂複合材料をコア材として、参考例１の炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１４に示した。
【０１３１】
実施例２：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹
脂  サンドイッチ材の作製
製造例５３のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６複合材料をコア材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１４に示した。
【０１３２】
実施例３：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート織物／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例５４のポリエチレンテレフタレート織物／ポリアミド６樹脂複合材料をコア材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート織物／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１４に示した。
【０１３３】
実施例４：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート編物／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例５５のポリエチレンテレフタレート編物／ポリアミド６樹脂複合材料をコア材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート編物／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１４に示した。
【０１３４】
比較例１  炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  二方向性高剛性材の作製
参考例１の炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として０度方向、９０度方向、９０度方向、０度方向に４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂の二方向性の高剛性材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１４に示した。
【０１３５】
比較例２：炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリアミド６フィルムを４４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリアミド６の成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリアミド６成形品をコア材として、参考例１の炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１４に示した。
【０１３６】
参考例４０ ：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  複合材料の作製
製造例５２のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂複合材料を２枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより界面を溶着して、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂の複合材料を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍであった。得られた複合材料から、経糸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１５に示した。
【０１３７】
参考例４１：ポリアミド６樹脂／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード  サンドイッチ材の作製
ポリアミド６フィルムを２２枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリアミド６の成形品を得た。厚みは０．５ｍｍであった。得られたポリアミド６成形品をスキン材として、製造例５２のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂複合材料のコア材を挟んだものを３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ポリアミド６樹脂／ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、経糸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１５に示した。
【０１３８】
実施例５：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹
脂  サンドイッチ材の作製
参考例２の炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１５に示す。
【０１３９】
実施例６：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
参考例３の炭素繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１５に示した。
【０１４０】
実施例７：炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
参考例４の炭素繊維短繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１５に示した。
【０１４１】
実施例８：炭素繊維織物／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
参考例５の炭素繊維織物／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、炭素繊維織物／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。評価結果を表１５に示した。
【０１４２】
実施例９：炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例５６のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂複合材料をコア材として、参考例６の炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１６に示す。
【０１４３】
比較例３：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  二方向性高剛性材の作製
参考例６の炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として０度方向、９０度方向、９０度方向、０度方向に４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂の二方向性の高剛性材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１６に示す。
【０１４４】
参考例４２：ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂  複合材料の作製
製造例５６のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂複合材料を２枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより界面を溶着して、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂の複合材料を得た。複合材料の厚みは２．０ｍｍであった。得られた複合材料から、繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１６に示す。
【０１４５】
比較例４：炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリプロピレンフィルムを３８枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリプロピレンの成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリプロピレン成形品をコア材として、参考例６の炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維／ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１６に示す。
【０１４６】
参考例４３：ポリプロピレン樹脂／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード  サンドイッチ材の作製
ポリプロピレンフィルムを１９枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリプロピレンの成形品を得た。厚みは０．５ｍｍであった。得られたポリプロピレン成形品をスキン材として、製造例５６のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂複合材料のコア材を挟んだものを３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２００℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ポリプロピレン樹脂／ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１６に示す。
【０１４７】
実施例１０：ガラス繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
参考例７のガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、ガラス繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、ガラス繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１４８】
比較例５：ガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  二方向性高剛性材の作製
参考例７のガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として０度方向、９０度方向、９０度方向、０度方向に４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、ガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂の二方向性の高剛性材を得た。高剛性材の厚みは２．０ｍｍであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１４９】
比較例６：ガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリアミド６フィルムを４４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリアミド６の成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリアミド６成形品をコア材として、参考例７のガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ガラス繊維長繊維／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、ガラス繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１５０】
実施例１１：アラミド繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
参考例８のアラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例１と同様の処理を行い、アラミド繊維長繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、アラミド繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１５１】
比較例７：アラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  二方向性高剛性材の作製
参考例８のアラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として０度方向、９０度方向、９０度方向、０度方向に４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、アラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂の二方向性の高剛性材を得た。高剛性材の厚みは２．０ｍｍであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１５２】
比較例８：アラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリアミド６フィルムを４４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリアミド６の成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリアミド６成形品をコア材として、参考例８のアラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２４０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、アラミド繊維長繊維／ポリアミド６樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは２．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、アラミド繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表１７に示す。
【０１５３】
実施例１２：炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例４２のポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリカーボネート樹脂複合材料をコア材として、参考例３５の炭素繊維短繊維／ポリカーボネート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート撚糸コード／ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５４】
比較例９：炭素繊維短繊維／ポリカーボネート樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリカーボネートフィルムを１１枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリカーボネートの成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリカーボネート成形品をコア材として、参考例３５の炭素繊維短繊維／ポリカーボネート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２５０℃、最大圧力０．５ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／ポリカーボネート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５５】
実施例１３：炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンテレフタレート樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例４９のポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンテレフタレート樹脂複合材料をコア材として、参考例３７の炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンテレフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５６】
比較例１０：炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリエチレンテレフタレートフィルムを４４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリエチレンテレフタレートの成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリエチレンテレフタレート成形品をコア材として、参考例３７の炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２７０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／ポリエチレンテレフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５７】
実施例１４：炭素繊維短繊維／高融点ポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンナフタレート樹脂  サンドイッチ材の作製
製造例５１の高融点ポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンナフタレート樹脂複合材料をコア材として、参考例３９の炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２８０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／高融点ポリエチレンナフタレート撚糸コード／ポリエチレンナフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５８】
比較例１１：炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂  サンドイッチ材の作製
ポリエチレンナフタレートフィルムを４４枚積層して３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２８０℃、最大圧力２．０ＭＰａで１０分間加熱加圧することにより、ポリエチレンナフタレートの成形品を得た。厚みは１．０ｍｍであった。得られたポリエチレンナフタレート成形品をコア材として、参考例３９の炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂高剛性材のスキン材２枚で挟んだものを、３０ｃｍ×２０ｃｍの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスＭＨＰＣ型を用いて、最高温度２８０℃、最大圧力０．２ＭＰａで１０分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維／ポリエチレンナフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは４．０ｍｍ、コア材の体積分率は５０％であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表１８に示す。
【０１５９】
参考例の高剛性材は、引張試験と圧縮試験の結果、強度と弾性率に優れた材料であった。また、製造例の複合材料は衝撃吸収材であり、エネルギー吸収性に富んだ材料であった。これらの高剛性材と複合材料を組み合わせた実施例１〜４、５〜９、１０〜１４のサンドイッチ材は両者の長所を併せ持ち、強度と剛性の力学的強度に優れ、更に耐衝撃性にも優れた材料となった。このようなサンドイッチ材を成形した成形品は産業資材用途全般に有用であり、特に自動車用構造部品、外装部品、内装部品に有用である。
以下表１〜表１８に得られた複合材料およびサンドイッチ材の評価結果を示す。
【０１６０】
【表１】
0005497786.tif 000002
【０１６１】
【表２】
0005497786.tif 000003
【０１６２】
【表３】
0005497786.tif 000004
【０１６３】
【表４】
0005497786.tif 000005
【０１６４】
【表５】
0005497786.tif 000006
【０１６５】
【表６】
0005497786.tif 000007
【０１６６】
【表７】
0005497786.tif 000008
【０１６７】
【表８】
0005497786.tif 000009
【０１６８】
【表９】
0005497786.tif 000010
【０１６９】
【表１０】
0005497786.tif 000011
【０１７０】
【表１１】
0005497786.tif 000012
【０１７１】
【表１２】
0005497786.tif 000013
【０１７２】
【表１３】
0005497786.tif 000014
【０１７３】
【表１４】
0005497786.tif 000015
【０１７４】
【表１５】
0005497786.tif 000016
【０１７５】
【表１６】
0005497786.tif 000017
【０１７６】
【表１７】
0005497786.tif 000018
【０１７７】
【表１８】
0005497786.tif 000019
【符号の説明】
【０１７８】
１  打抜き方向
２  ストライカー
３  開口部
４  試験片の押え治具
５  試験片
【図３】
0005497786.tif 000020
【図１】
0005497786.tif 000021
【図２】
0005497786.tif 000022