(57)【要約】【課題】取扱い性が良好であり、立体形状への賦型が容易であり、機械的特性、特に耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックが得られる繊維強化プラスチック成形用基布を提供する。【解決手段】強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０であり、該熱可塑性繊維が、ポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなり、ポリカーボネート系樹脂：ポリスチレン系樹脂が重量比で９５：５〜５０：５０であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形用基材とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０であり、該熱可塑性繊維が、ポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなり、ポリカーボネート系樹脂：ポリスチレン系樹脂が重量比で９５：５〜５０：５０であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項２】
強化繊維と熱可塑性繊維とが一部で交絡している請求項１に記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項３】
強化繊維が、炭素繊維、および／または、融点、軟化点、または熱分解開始温度が２５０℃以上の耐熱有機繊維である請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項４】
耐熱有機繊維が、アラミド繊維、ポリオキシベンザゾール繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維から選ばれる少なくとも一種である請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項５】
スチレン系樹脂が、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）から選ばれる少なくとも１種の樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項６】
強化繊維の繊維直径が５〜１００μｍである請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項７】
強化繊維の繊維長が２０〜１５０ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項８】
熱可塑性繊維を構成する熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが１６〜６０ｃｍ３／１０分である請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項９】
炭素繊維と耐熱性有機繊維との両方を含み、該炭素繊維と該耐熱性有機繊維が少なくとも一部で交絡している請求項２〜８のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材を熱可塑性繊維の融点または軟化点以上の温度で加熱処理または加熱加圧処理してなる繊維強化プラスチック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量な繊維強化プラスチックを製造するための、取り扱い性が良好で、かつ、変形性に優れ立体形状への賦型が容易である繊維強化プラスチック成形用基材を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維を強化材として使用した複合材料は、引張強度・引張弾性率が高く、線膨張係数が小さいので寸法安定性に優れることおよび、耐熱性、耐薬品性、耐疲労特性、耐摩耗性、電磁波シールド性、Ｘ線透過性にも優れることから、炭素繊維を強化材として使用した繊維強化プラスチックは、自動車、スポーツ・レジャー、航空・宇宙、一般産業用途に幅広く適用されている。
【０００３】
炭素繊維強化プラスチックを製造する方法としては、フィラメントワインディング法、プレス成型法、オートクレーブ法、射出成型法など、種々の手段が知られているが、３次元形状等の複雑な形状に適した成形方法として、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）等の不連続な強化繊維からなる基材が挙げられる。ＳＭＣとは、熱硬化性樹脂を含浸した２５ｍｍ程度の長さを持つチョップドストランドという繊維構造体を成形型内にシート状に配置した後、加熱、加圧することによりプラスチックを成形するものであり、比較的流動性が高いため、複雑な立体構造を形成することが可能であるが、一方、シート化工程において、チョップドストランドの分布ムラ、配向ムラが必然的に生じているため、機械的特性に優れた均一なプラスチックを成形することは難しかった。
【０００４】
一方、リサイクル性を向上させるために熱可塑性樹脂を強化繊維にプルトリュージョン法、樹脂含浸法、フィルム積層法などを用いて賦与する方法も試みられているが、生産性、均一性、プレス時の樹脂の濡れ性などの観点から、立体成形性、機械的特性、耐衝撃性を同時に満足するものは得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１１８３７９号公報
【特許文献２】特開平６−２３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、取扱い性が良好であり、立体形状への賦型が容易であり、機械的特性、特に耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックが得られる繊維強化プラスチック成形用基布を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者が、検討した結果、強化繊維と特定の熱可塑性繊維とを混合した基材とすることにより、機械的特性に優れたプラスチック成形物を得るための、取り扱い性、立体成形性優れ、かつ、耐衝撃性に優れた成形品が得られる繊維強化プラスチック成形用基材を提供できることを見出した。
【０００８】
かくして本発明によれば、強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０であり、該熱可塑性繊維が、ポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなり、ポリカーボネート系樹脂：ポリスチレン系樹脂が重量比で９５：５〜５０：５０であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形用基材が提供される。また、上記の繊維強化プラスチック成形用基材を熱可塑性繊維の融点または軟化点以上で加熱処理または加熱加圧処理してなる繊維強化プラスチックが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の繊維強化プラスチック成形用基材は、強化繊維を用いることにより、高い機械的物性を示すことはもちろん、マトリックスである熱可塑繊維と、強化繊維とが交絡した不織布構造を有することにより、均一で取り扱い性に優れ、かつ非連続繊維を用いることによる流動性により、立体成形性に優れたプラスチック成形用基材を提供できる。
【００１０】
これらは、プルトリュージョン法などにより製造されたチョップドストランドを金型内にセットする場合、あるいは強化繊維に樹脂を含浸する方法に比べて極めて取り扱いやすく、均一性に優れる。また、強化繊維基材にフィルムを積層しプレスする方法などに比べて、格段に柔軟性に富んだ基材を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の基材では、射出成形のように炭素繊維が切断されて短くなるといったことがなく、繊維間の交絡を成形できるため、成形体として十分な強度や弾性率を発揮することができる。また、熱可塑性樹脂が繊維の形状で他の繊維間に存在し、かつ交絡しているため、従来のプルトリュージョン法、樹脂含浸法、フィルム積層法に比べて、シート状物の取り扱い性（持ち運び性など）に優れ、熱プレス等の工程において、これら熱可塑繊維が溶融して十分に強化繊維の隙間に浸透し、かつ流動性に優れることから、複雑な形状を賦形する立体成形性を有し、強度、弾性率、特に耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックを容易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の繊維強化プラスチック成形用基材（以下、単に基材と称することがある）は、これを加熱処理、または加熱加圧処理することによって、熱可塑性繊維を溶融し、繊維強化プラスチックを成形することができる基材である。
【００１３】
本発明の基材は強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０であり、好ましくは２０：８０〜６０：４０である。強化繊維の重量比が５重量％未満では、十分な力学的特性、すなわち曲げ強度や、曲げ弾性率を得ることができず、一方、熱可塑性樹脂の重量比が３０重量％未満では、熱可塑性繊維を溶融し十分に繊維間に含浸させて繊維強化プラスチックを成形するのが難しくなる。
【００１４】
本発明に用いる強化繊維は、炭素繊維、および／または、融点、軟化点、または熱分解開始温度が２５０℃以上の耐熱性有機繊維であることが好ましい。特に、炭素繊維のみを用いるか、耐衝撃性を高めるため、炭素繊維と耐熱性有機繊維とを併用することが望ましい。この際、炭素繊維：耐熱性有機繊維は重量比で、好ましくは１００：０〜４０：６０、より好ましくは９０：１０〜４０：６０、さらに好ましくは７０：３０〜４０：６０である。炭素繊維の割合が少ないと曲げ強度や曲げ弾性率といった優れた機械的特性が得られ難くなる傾向にある。一方で、耐熱性有機繊維を上記割合で含有させることにより耐衝撃性を向上させる上で有利である。
【００１５】
本発明で用いる炭素繊維としては、引張強度３０００ＭＰａ以上、弾性率２００ＧＰａ以上の炭素繊維が好ましい。前記炭素繊維の原料としては特に限定するものではないが、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等が例示できる。これらの炭素繊維のうち、取扱性能、製造工程通過性能に適したＰＡＮ系炭素繊維が特に好ましい。
【００１６】
本発明における炭素繊維の形態は、加工性の観点から、カットファイバー（短繊維）であることが好ましく、なかでも高い剛性を保持するために、繊維長は好ましくは１０〜１５０ｍｍ、より好ましくは２０〜８０ｍｍであり、さらに好ましくは２０〜６０ｍｍである。また、同様の観点から、繊維径は好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは５〜８０μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍである。
【００１７】
本発明で耐熱有機繊維とは、特に限定されるものではなく、例えば、芳香族ポリアミド（アラミド）、芳香族ポリエーテルアミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミドなどが好ましく使用できる。なかでも耐衝撃性、生産性、価格などからアラミド繊維が好ましく使用できる。また、炭素繊維と同時に加工する際の加工性の観点から、カットファイバー（短繊維）であることが好ましく、なかでも高い耐衝撃性を保持するために、繊維長は好ましくは２０〜１２０ｍｍ、より好ましくは３５〜８０ｍｍ、さらに好ましくは３５〜６０ｍｍである。
【００１８】
本発明におけるアラミド繊維とは、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分、もしくは芳香族アミノカルボン酸成分から構成される芳香族ポリアミド、又はこれらの芳香族共重合ポリアミドからなるポリマーであり、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミドなどが例示できる。特にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドが、耐衝撃性の点から好ましい。
【００１９】
本発明においては、熱可塑性繊維が、ポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなり、ポリカーボネート系樹脂：ポリスチレン系樹脂が重量比で９５：５〜５０：５０、好ましくは９０：１０〜６０：４０、さらに好ましくは９０：１０〜７０：３０であることが肝要である。これにより、低温、高温での優れた機械的特性と、成形性を両立することが可能である。特に、耐衝撃性を向上させる効果が顕著に表れる。
【００２０】
本発明で使用するポリカーボネート系樹脂とは、一般的に芳香族ポリカーボネート樹脂を指し、二価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法あるいは溶融法で反応させて製造される芳香族ポリカーボネート樹脂である。二価フェノールの代表的な例を挙げると、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフォン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等があげられる。好ましい二価フェノールはビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン、特にビスフェノールＡを主原料とするものである。
【００２１】
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、カルボニルエステルまたはハロホルメート等が挙げられ、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネート、二価フェノールのジハロホルメート及びそれらの混合物である。ポリカーボネート樹脂を製造するに当たり、前記二価フェノールを単独で使用してもまたは２種以上を使用してもよい。また、適当な分子量調節剤、分岐剤、反応を促進するための触媒等も使用できる。芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は粘度平均分子量で表して１０，０００〜５０，０００、好ましくは１４，０００〜３０，０００のものである。また芳香族ポリカーボネート樹脂の２種以上を混合しても差し支えない。
【００２２】
上記のポリカーボネート系樹脂は、ＩＳＯ  １１３３に準拠して３００℃、荷重１．２ｋｇにて測定した、メルトボリュームフローレイトが、好ましくは１２〜６０ｃｍ３／１０分、より好ましくは１６〜４０ｃｍ３／１０分、さらに好ましくは１６〜３０ｃｍ３／１０分であることが好ましい。上記の溶融特性を有することにより、熱可塑繊維を溶融した際、強化繊維の繊維間に該樹脂が十分に含浸し、さらに得られる繊維強化プラスチックの剛性、耐衝撃性が容易となる。
【００２３】
一方、本発明の熱可塑性繊維に用いるスチレン系樹脂は、スチレン系単量体の単独重合体の他、必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル単量体及びゴム質重合体より選ばれる１種以上を共重合して得られるスチレン系樹脂を挙げることができる。
【００２４】
上記スチレン系樹脂成分に用いられるスチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルキシレン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ビニルナフタレン、メトキシスチレン、モノブロムスチレン、ジブロムスチレン、フルオロスチレン、トリブロムスチレン等のスチレン誘導体を挙げることができ、特にスチレンが好ましい。なお、これらは単独または２種以上のいずれも用いることができる。
【００２５】
上記スチレン系単量体と共重合可能な他のビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸のアリールエステル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート等のアクリル酸のアルキルエステル、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸アリールエステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有メタクリル酸エステル、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等のマレイミド系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα，β−不飽和カルボン酸及びその無水物があげられる。
【００２６】
上記スチレン系単量体と共重合可能なゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン・ブタジエンのランダム共重合体及びブロック共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステル及びブタジエンの共重合体、ブタジエン・イソプレン共重合体等のジエン系共重合体、エチレン・プロピレンランダム共重合体及びブロック共重合体、エチレン・ブテンのランダム共重合体及びブロック共重合体等のエチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・ブチルアクリレート共重合体等のエチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のエチレンと脂肪族ビニルとの共重合体、エチレン・プロピレン・ヘキサジエン共重合体等のエチレンとプロピレンと非共役ジエンターポリマー、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系ゴム、及びポリオルガノシロキサンゴム成分とポリアルキル（メタ）アクリレートゴム成分とが分離できないように相互に絡み合った構造を有している複合ゴム等が挙げられる。
【００２７】
かかるスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体（ＳＢＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）及びスチレン・ＩＰＮ型ゴム共重合体等の樹脂、またはこれらの混合物が挙げられる。
【００２８】
さらにスチレン系単量体と共重合可能なゴム質重合体として、ポリブタジエンまたはポリイソプレンからなり、その不飽和結合を水添（水素化）した重合体を挙げることもでき、かかる場合の具体例としては、水添スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体（水添ＳＢＳ）、水添スチレン・イソプレン・スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）を挙げることができる。
【００２９】
なお、かかるスチレン系樹脂はその製造時にメタロセン触媒等の触媒使用により、シンジオタクチックポリスチレン等の高い立体規則性を有するものであってもよい。更に場合によっては、アニオンリビング重合、ラジカルリビング重合等の方法により得られる、分子量分布の狭い重合体及び共重合体、ブロック共重合体、及び立体規則性の高い重合体、共重合体を使用することも可能である。これらは１種または２種以上を混合して使用することも可能である。
【００３０】
これらの中でもポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）からなる群より選択される１種または２種以上を混合して使用することが好ましく、なかでもＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂が最も好ましい。
【００３１】
本発明で使用するＡＢＳ樹脂とは、ジエン系ゴム成分にシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物をグラフト重合した熱可塑性グラフト共重合体とシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物の共重合体の混合物である。このＡＢＳ樹脂を形成するジエン系ゴム成分としては、例えばポリブタジエン、ポリイソプレン及びスチレン−ブタジエン共重合体等のガラス転移点が１０℃以下のゴムが用いられ、その割合はＡＢＳ樹脂成分１００重量％中５〜８０重量％であるのが好ましく、特に好ましくは１０〜５０重量％である。ジエン系ゴム成分にグラフトされるシアン化ビニル化合物としては、前記記載のものをあげることができ、特にアクリロニトリルが好ましく使用できる。またジエン系ゴム成分にグラフトされる芳香族ビニル化合物としては、同様に前記記載のものを使用できるが、特にスチレン及びα−メチルスチレンが好ましく使用できる。かかるジエン系ゴム成分にグラフトされる成分の割合は、ＡＢＳ樹脂成分１００重量％中９５〜２０重量％が好ましく、特に好ましくは５０〜９０重量％である。更にかかるシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物の合計量１００重量％に対して、シアン化ビニル化合物が５〜５０重量％、芳香族ビニル化合物が９５〜５０重量％であることが好ましい。更に上記のジエン系ゴム成分にグラフトされる成分の一部についてメチル（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、無水マレイン酸、Ｎ置換マレイミド等を混合使用することもでき、これらの含有割合はＡＢＳ樹脂成分中１５重量％以下であるものが好ましい。更に反応で使用する開始剤、連鎖移動剤、乳化剤等は必要に応じて、従来公知の各種のものが使用可能である。
【００３２】
本発明の熱可塑性繊維は、以上に説明したポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなるが、該繊維を製造する際、両者を混合して溶融紡糸するといった方法等で製造することができる。
【００３３】
本発明は、繊維強化プラスチック成形用の基材として用いることのできる強化繊維と熱可塑性繊維を混合したものである。強化繊維を予めマトリックス樹脂となる熱可塑性繊維と混合することにより、均一な基材を作成可能であり、例えばポリカーボネート樹脂のように溶融時の粘度が高い樹脂であっても、強化繊維近傍にマトリックス樹脂を存在させることが可能となるため、強化繊維とマトリックス樹脂と容易に密着させることができる。
【００３４】
本発明で用いるシート状の基布としては、不織布の形態であることが好ましく、乾式不織布、湿式不織布のいずれもが使用可能であるが、剛性、耐衝撃性を特に要求される製品においては、繊維長の長いことが有益であるため、乾式不織布法にて作成することがより好ましい。また、繊維は開繊機、カードなどの工程により繊維を開繊、混合することができるが、この際、一方向に引き揃えられることが剛性、耐衝撃性をより向上させる。
【００３５】
一方、湿式不織布法においては、完成した繊維強化プラスチックの剛性面では劣るものの、黒鉛、セラミックなどに代表されるフィーラーを同時に添加することにより、耐熱性、導電性、蓄熱性、伝熱性、電磁波遮蔽性などの新たな機能を追加した繊維強化プラスチックの作成が可能であり、非常に有用である。
【００３６】
本発明において、強化繊維と熱可塑性繊維とが、少なくとも一部で交絡していることが好ましい。かかる交絡の存在により、基材の取扱いが容易になり、かつ、立体成形性においても有利な構造となる。よって、あまり上記交絡が多すぎても、基布が硬くなる傾向にあり、強化繊維と熱可塑性繊維と交絡数は、基材表面において、好ましくは１〜５０ケ／ｃｍ２であり、より好ましくは１〜２０ケ／ｃｍ２である。なお、この交絡は、ニードルパンチ不織布の場合は針の打ち込み密度により、ウォーターニードルの場合は水柱の密度により、湿式不織布の場合は繊維の水中への分散、撹拌の条件の調整により上記範囲とすることができる。
【００３７】
また、本発明においては、強化繊維同士、強化繊維が炭素繊維と耐熱有機繊維とからなる場合、それらが少なくとも一部で交絡していることが好ましい。これによって、熱可塑性樹脂中に強化繊維が交絡せずに含有される繊維強化プラスチックと対比し、高い剛性や耐衝撃性を発揮することができる。かかる観点から、上記交絡の状態としては、強化繊維と熱可塑性繊維、または、強化繊維同士が不織布形状として互いの繊維が交絡していることが好ましい。
【００３８】
基材をニードルパンチ不織布とする場合は、針の打ち込み密度を、好ましくは２００〜８００本／ｃｍ２、より好ましくは３００〜７００本／ｃｍ２とすることが望ましい。打ち込み密度が２００本／ｃｍ２未満では、十分に繊維同士を交絡させることができず、基材の形態維持性が低下し、繊維強化プラスチックに立体成型する際に目付が変動し易くなる。一方、打ち込み密度が８００本／ｃｍ２を超えると、基材の硬くなり易く好ましくない。
【００３９】
また、基材の１枚の目付は、好ましくは５０〜５００ｇ／ｃｍ２、より好ましくは７０〜４００ｇ／ｃｍ２、さらに好ましくは７０〜３００ｇ／ｃｍ２である。目付が５０ｇ／ｃｍ２未満では取扱い性が悪くなる傾向があり、一方、目付が５００ｇ／ｃｍ２を超えると基材が硬くなり立体成形性が低下する傾向にある。
【００４０】
本発明の基材を用いて繊維強化プラスチックを成形する際は、基材を１枚または複数枚積層して用いることができる。本発明においては、１枚の基布の目付を上記範囲とすることにより、積層枚数を増やしても、基材が複雑な金型にも柔軟に適応して、立体成形を容易に行うことができる。
【００４１】
繊維強化プラスチックの成型方法としては、プレス成型、スタンパブル成型などが好適例として示されるが、一般的な熱圧成型法は全て適用可能である。この際、熱可塑性繊維の融点または軟化点以上の温度で加熱または加熱加圧を行うことで、好ましくは熱可塑性繊維の繊維形状がなくなり樹脂状となるまで溶融し、繊維強化プラスチックを成形することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（１）繊維長、繊度
ＪＩＳ  Ｌ  １０１５に準拠して測定した。
（２）繊径
キーエンス社製光学顕微鏡ＤＥＧＩＴＡＬ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ  ＶＨＸ−１０００を用い１０００倍で繊維断面の直径を１０本測定し、その平均値とした。
（３）繊維の引張強度、弾性率
ＡＳＴＭ  Ｄ８８５に準拠して測定した。
（４）ポリカーボネート樹脂のメルトボリュームフローレイト
ＩＳＯ  １１３３に準拠して３００℃、荷重１．２ｋｇにて測定した。
（５）各繊維の融点、軟化点、熱分解開始温度
株式会社リガク社製示差熱分析装置ＴＡＳ２００にて窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分にて測定し算出した。
（６）繊維強化プラスチックの曲げ強度、弾性率
ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１に準拠し、厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を用いて、支点間距離８０ｍｍでの３点曲げにて測定した。
（７）繊維強化プラスチックの衝撃強度
ＪＩＳ  Ｋ  ７１１１に準拠し、厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を用いて測定した。
（８）繊維交絡数
厚さ方向に切断した基材の切断面を、走査型電子顕微鏡（倍率：１２倍）にて観察し、不織布の厚さの半分以上の長さにわたって、厚さ方向（厚さ方向に対し、±４５°以内の方向を含む）に配列している５本以上の繊維が絡み合って集束した繊維束が、基材表面１ｃｍ２あたり何個あるかを数え、ケ／ｃｍ２で表わした。
（９）立体成形性
巾１０ｃｍ、奥行１０ｃｍ、立ち上がり角度７０度、高さ３ｃｍの斜面をもつ金型を用い、基材を３００℃でプレス加工した際の、立体加工性を目し判定した。判定基準は以下の通りとした。なお、下記で樹脂とは、熱可塑性繊維が溶融して樹脂となったものである。
○：繊維が７０度斜度面に均一に広がっており、樹脂の含浸ムラが無いもの。
△：繊維が７０度斜度面に均一に広がっているが、樹脂の未含浸が見られるもの。
×：繊維が７０度斜度面に均一に広がらず、偏りが見られるもの。
【００４３】
［実施例１］
繊維径７μｍの炭素繊維（東邦テナックス製、引張強度４２００ＭＰａ）を３５ｍｍにカットした繊維と、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とをポリマー混合したチップ（帝人化成製、ポリカーボネート樹脂：ＡＢＳ樹脂＝８０：２０（重量比）、メルトボリュームフローレイト  １８ｃｍ３／１０分間）を２９０℃にて溶融押し出しし、直径３０μｍ、伸度６０％のフィラメントを得、これを５１ｍｍにカットした繊維とを重量比４０：６０で混合し、開繊機、カード機を通過させることにより、ウェブを作成した。このようにして得られたウェブをニードルパンチ機により３８番針にて針深度１０ｍｍ、打ち込み密度５００本／ｃｍ２として、目付２００ｇ／ｍ２の不織布であるプラスチック成形用基材を作成した。得られた基材を１２枚積層したものを予め離型処理を施したステンレス板で挟み、ホットプレス熱盤上にセットした後、同じく予め離型処理を施した鋼製スペーサーを使用して、成型圧力５ＭＰａ、成型温度が３００℃にてプレス加工し、約２ｍｍ厚の繊維強化プラスチックを成形した。
【００４４】
［実施例２］
炭素繊維の代わりに繊維径１２μｍのアラミド繊維（ポリパラフェニレンテレフタルアミド、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維）（帝人テクノプロダクツ製  テクノーラ（商標）、引張強度３４００ＭＰａ）を５１ｍｍにカットした繊維を用いた以外は実施例１と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００４５】
［実施例３］
炭素繊維の代わりに炭素繊維とアラミド繊維を５０：５０で予め混綿した繊維を用いた以外は実施例１の場合と同様の処理をして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００４６】
［実施例４］
強化繊維と熱可塑性繊維の比率を５：９５に変更した以外は実施例３と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００４７】
［実施例５］
強化繊維と熱可塑性繊維の重量比を７０：３０に変更した以外は実施例３と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００４８】
［実施例６］
熱可塑性繊維において、ＰＣ：ＡＢＳの混合比率を９５：５に変更した以外は、実施例３と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００４９】
［実施例７］
熱可塑性繊維において、ＰＣ：ＡＢＳの混合比率を５０：５０に変更した以外は、実施例３と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
【００５０】
［比較例１〜５］
実施例１〜５の熱可塑性繊維を、ＰＣとＡＢＳとからなる繊維から、ＰＣ樹脂チップ（帝人化成製  パンライトＬ−１２２５Ｌ  メルトボリュームフローレイト  １８ｃｍ３／１０分間）を２９０℃にて溶融押し出しした、直径３０μｍ、伸度６０％のＰＣのみからなる繊維に変更した以外は実施例１と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形し、それぞれ比較例１〜５とした。
【００５１】
［比較例６］
実施例２で使用したアラミド繊維を使用し、開繊機にて混合した後、カード工程を通過させることによりウェブを作成した。このようにして得られた繊維ウェブをニードルパンチ機により３８番針にて針深度１０ｍｍ、５００本／ｃｍ２の密度で打ち込みをして目付８０ｇ／ｍ２の不織布を得た。上記不織布にポリカーボネート製フィルム（帝人化成製パンライトシート  １００μｍ厚み、比重１．２）を１枚積層させ、２４０℃×０．１ＭＰａにて２０秒間圧着することにより基材間を接着させ、繊維強化プラスチック用基材２００ｇ／ｍ２を作成した。上記の基材を１２枚を積層し、予め離型処理を施したステンレス板で挟み、ホットプレス熱盤上にセットした後、同じく予め離型処理を施した鋼製スペーサーを使用して、成型圧力５ＭＰａ、成型温度が３００℃にてプレス加工し、約２ｍｍ厚の繊維強化プラスチックを成形した。
【００５２】
［比較例７］
アラミド不織布をアラミド織物（帝人テクノプロダクツ製テクノーラ織物  目付８０ｇ／ｍ２）に変更した以外は、比較例１と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを成形した。
以上の結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の繊維強化プラスチック成形用基材は、立体成形性に優れ、該基材からは機械的特性、特に耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックを製造することができる。また、本発明の基材から得られた繊維強化プラスチックは、補強用、摩擦・摺動用、自動車、船舶などの産業用部品、電気・電子機器、ＡＶ機器、ＯＡ機器、建築用の部品・部材、建材、建具、パッキン類又はシール類などに好適に用いることができる。