(57)【要約】【課題】  表面に繊維蛇行や凹凸がなく、外観の優れた基材の製造方法が求められていた。【解決手段】  一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数枚積層した積層基材を、型に挟んで加熱、冷却を施す繊維強化熱可塑性樹脂成型板の製造方法であって、積層基材と型の間に、型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物を挟むことを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成型板の製造方法。アルミニウム合金からなる型材を用いることが好ましく、型材よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物としてはステンレスからなるシート状物またはポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスからなるシート状物が好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数枚積層した積層基材を、型に挟んで加熱、冷却を施す繊維強化熱可塑性樹脂成型板の製造方法であって、積層基材と型の間に、型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物を挟むことを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法。
【請求項２】
型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物が型に固定されていない状態である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記プリプレグとして、プリプレグの強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有さないプリプレグを用いる請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記プリプレグとして、プリプレグの強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有するプリプレグを用いる請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記型の材質として、アルミニウム合金からなる型材を用いる請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
前記型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物がステンレス鋼からなるシート状物である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記型の材質よりも線膨張係数の小さい材料質のシート状物がポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスからなるシート状物である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂および／または変性ポリプロピレン樹脂を用いる請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂として、ポリアミド樹脂を用いる請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
プリプレグ中の強化繊維が、炭素繊維である請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形後の部品が、スタンピング成形時の複雑な形状への賦形性に優れ、短時間で成形可能であり、かつ構造材に適用可能な優れた力学物性、低ばらつき性を有することを特徴とする中間基材の製造方法に関する。さらに詳しくは、リブ，ボス等の３次元形状の成形に容易に追随し、構造部材として機械強度を維持し、例えば航空機部材、自動車部材、スポーツ用具等に好適に用いられる繊維強化熱可塑性樹脂の中間基材である繊維強化熱可塑性樹脂成型板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化熱可塑性樹脂の成形方法としては、繊維強化熱可塑性樹脂の中間基材である繊維強化熱可塑性樹脂成型板をプレス成形する方法が例示される。繊維強化熱可塑性樹脂成型板として、プリプレグと称される連続した強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸せしめた基材を積層したものが例示される。これにより得られた成形品は、連続した強化繊維を用いているので優れた力学物性を有する。また連続した強化繊維は規則的に配列することで、必要とする力学物性に設計することが可能であり、力学物性のばらつきも小さい。しかしながら、連続した強化繊維であるゆえにリブやボス等の複雑な形状を形成することは難しく、主として平面形状に近い部材に限られる。リブやボス等の複雑形状の成形に適した維強化熱可塑性樹脂成型板として、プリプレグの強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有するプリプレグを積層したものが例示される。この基材は優れた力学的物性と高賦形性を両立する特徴がある。
【０００３】
上述した切込を有さないプリプレグや切込を有するプリプレグからなら繊維強化熱可塑性樹脂成型板は、表面に繊維蛇行や凹凸がなく、外観の優れていることが望まれる。成形板において繊維蛇行や凸凹を無くし外観を良くすることで、その成形板をプレス成形して得られる成形品の力学特性や外観も良くなる。
【０００４】
繊維強化熱可塑性樹脂成型板やその製造方法として、文献１，２、３が知られている。文献１は狭い幅のテープ状のプリプレグを一定の長さに切断したチップ状のプリプレグを平面上に分散させることにより、スタンピング成形性にすぐれた流動性のよい基材を得る方法を開示している。しかしながら、文献１は力学的特性に優れ、維蛇行や凸凹が無く、外観が良好な成形板の製造方法については開示していない。文献２や文献３も同様に基材やその製造方法を開示しているが、型の構造や材質に関する記載はされていないし、維蛇蛇行や凸凹が無く、外観が良好な成形板の製造方法については開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１６４４３９号公報
【特許文献２】特許４７８９９４０号
【特許文献３】特許２８７７０５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、表面に繊維蛇行や凹凸がなく、外観の優れた基材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数枚積層した積層基材を、積層基材の両面に表面に型材よりも線膨張係数の小さい材料を重ね、型材中で加熱・冷却を施す繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法により解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の要旨は下記（１）〜（１０）に存する。
【０００８】
（１）  一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数枚積層した積層基材を、型に挟んで加熱、冷却を施す繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法であって、積層基材と型の間に、型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物を挟むことを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法。
【０００９】
（２）  型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物が型に固定されていない状態である上記（１）に記載の製造方法。
【００１０】
（３）  前記プリプレグとして、プリプレグの強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有さないプリプレグを用いる上記（１）または（２）に記載の製造方法。
【００１１】
（４）  前記プリプレグとして、プリプレグの強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有するプリプレグを用いる上記（１）または（２）に記載の製造方法。
【００１２】
（５）  前記型の材質として、アルミニウム合金からなる型材を用いる上記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
【００１３】
（６）  前記型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物がステンレス鋼からなるシート状物である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法。
【００１４】
（７）  前記型の材質よりも線膨張係数の小さい材料質のシート状物がポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスからなるシート状物である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法。
【００１５】
（８）  前記熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂および/または変性ポリプロピレン樹脂を用いる上記（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
【００１６】
（９）  前記熱可塑性樹脂として、ポリアミド樹脂を用いる上記（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
【００１７】
（１０）  プリプレグ中の強化繊維が、炭素繊維である上記（１）〜（９）のいずれかに記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表面に繊維蛇行や凹凸がなく、外観に優れた基材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の製造方法は、一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数枚積層した積層基材を、型に挟んで加熱、冷却を施す繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法であって、積層基材と型の間に、型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物を挟むことを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法。
【００２１】
一般に積層基材に含まれる強化繊維の長さは、長いほど力学特性に優れるものの、スタンピング成形時の流動性が低下する。スタンピング成形時の流動性向上のためには、強化繊維をある長さに切断することが効果的であり、このことによりリブやボスといった複雑な３次元形状にも流動する基材を得ることができる。しかしながら一般にランダム材とよばれる切断された強化繊維と樹脂組成物からなるスタンピング成形用の基材は力学特性にばらつきを生じるため、部品設計が困難であった。この解決策として切込を有したプリプレグを複数枚、積層し、力学特性が良好でそのばらつきが小さく、スタンピング成形時の流動性に優れる積層基材が提案されている。
【００２２】
高い力学的特性を必要とする場合には、一方向に配向した強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグ（プリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有さないプリプレグ）をそのまま用いることが好ましい。このプリプレグを複数枚積層して積層基材とする。
【００２３】
スタンピング成形時の高い流動性を必要とする場合には、前記プリプレグとして、強化繊維を横切る方向にプリプレグの表面から裏面に貫通する切込を有するプリプレグを用いることが好ましい。切込の形状は直線状である必要はない。曲線を用いることで、同一切込角度と同一繊維長でありながら、１ｍ２あたりの切込長の総和ｌａを大きくすることができる。この場合高い力学物性を維持しつつスタンピング成形性の向上が期待できるので好ましい。
【００２４】
本発明においては、同一積層体においてプリプレグの表面から裏面に貫通する切込の無いプリプレグやプリプレグの表面から裏面に貫通する切込の有るプリプレグの両方を用いても良い。
【００２５】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板を構成する強化繊維としては、強化繊維の種類は特に限定されず、無機繊維、有機繊維、金属繊維、またはこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維が使用できる。無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維などが挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、その他一般のナイロン繊維、ポリエステルなどが挙げられる。金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維を挙げられ、また金属を被覆した炭素繊維でもよい。これらの中では、最終成形物の強度等の機械特性を考慮すると、炭素繊維が好ましい。また、強化繊維の平均繊維直径は、１〜５０μｍであることが好ましく、５〜２０μｍであることがさらに好ましい。
【００２６】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成型板を構成する樹脂成分としては、熱可塑性樹脂を用いることが必要である。すなわち、不連続な強化繊維を用いた繊維強化熱可塑性樹脂成形板の場合、強化繊維端部どうしを連結するように破壊するため、一般的に熱硬化性樹脂よりも靱性値が高い熱可塑性樹脂を用いることで、強度、特に衝撃性が向上する。さらに熱可塑性樹脂は化学反応を伴うことなく冷却固化して形状を決定するので、短時間成形が可能であり、生産性に優れる。このような熱可塑性樹脂としては、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６等）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、変性ポリオレフィン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体等を用いることができる。また、これらの混合物を用いてもよい。さらに、ナイロン６とナイロン６６との共重合ナイロンのように共重合したものであってもよい。また、得たい成形品の要求特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくこともできる。比重が小さく、また融点が低く加工しやすいという観点から、プリプレグを構成する熱可塑性樹脂としてはポリプロピレン樹脂および／または変性ポリプロピレンが好ましい。また、強度や剛性といった機械的物性が優れているという観点から、プリプレグを構成する熱可塑性樹脂としてはポリアミド樹脂が好ましい。
【００２７】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いるプリプレグは、スタンピング成形時の高い流動性を必要とする場合には、プリプレグの表面から裏面に貫通する切込により強化繊維が切断されていることが好ましい。切断された強化繊維の長さＬは特に制限されるものではないが、力学特性と流動性の観点から、５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下が好ましい。特に十分な力学物性とスタンピング成形時のリブ等の薄肉部への流動を両立させるためには１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００２８】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法は、積層基材を構成する複数のプリプレグの間に、熱可塑性樹脂からなる層を積層することが、プレス時の流動性をさらに向上する点で好ましい。このような、熱可塑性樹脂からなる層としては、プリプレグに含まれる樹脂組成物と同一の樹脂組成物であるかもしくは、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６等）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、変性ポリオレフィン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリエステルやアクリロニトリルとスチレンの共重合体等などが好ましく用いることができる。
【００２９】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができる積層基材は、複数のプリプレグを強化繊維の方向が擬似等方となるように積層されていることが、プレス時の流動の異方性を小さくする点で好ましい。
【００３０】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができる積層基材は、プリプレグに含まれる強化繊維の方向が０度であるプリプレグと９０度であるプリプレグが交互に積層されていることが、積層基材の強度の異方性を小さくする点で好ましい。
【００３１】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法で用いることができるプリプレグは、繊維体積含有率Ｖｆが４５％以下であれば、十分な流動性を得ることができるので好ましい。Ｖｆの値が低いほど流動性は向上するが、Ｖｆの値が２０％未満では構造材に必要な力学特性は得られない。流動性と力学特性の関係を鑑みると、２０％以上４５％以下が好ましい。かかるＶｆ値は、ＪＩＳ  Ｋ７０７５に基づき測定できる。
【００３２】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができるプリプレグは、切込を有する場合には、分断されるプリプレグの厚みが大きいほど強度が低下する傾向であり、構造材に適用することを前提とするならば、プリプレグの厚さは２００μｍ以下とするのが良い。一方厚みが５０μｍ未満ではプリプレグの取り扱いが難しく積層基材とするために積層するプリプレグの数が非常に多くなるので、生産性が著しく悪化する。よって生産性の観点から５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができるプリプレグは、プリプレグ同士が接着されていることが、取扱いを容易にする点で好ましい。
【００３４】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法において、型（金型）に挟んで加熱・冷却を施す工程は加熱プレスと冷却プレスを組み合わせた加熱冷却プレスや高周波等を用いた急速加熱冷却プレスが望ましい。
【００３５】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができる型の材質はアルミニウム合金またはマグネシウム合金が好ましい。これらの金属は軽量であり、大きな成形板用の型であっても重くならないため、加熱プレスと冷却プレス間を比較的容易に搬送できるため、産業上優れている。さらにこれらの金属は比較的熱伝導率が高いため、加熱プレス及び冷却プレスにより急速に温調することが可能である。なお、比重が小さく熱伝導率が高いという観点から、型の材質としてはアルミニウム合金が好ましい。
【００３６】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができる、型（金型）の材質よりも線膨張係数の小さい材質としては、型の材質の線膨張係数よりも小さい材線膨張係数を有する材質の物であればよく、型の材質にもよるが、具体的には、炭素鋼やステンレス鋼等の鋼材、銅材や炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含んだ材料が望ましい。なお、耐久性が高く表面の平滑性が高いという観点から、シート状物の材質としてはステンレス鋼が好ましいこれらの材質のシート状物を積層基材と型の間に挟んで加熱冷却することで、冷却時に型が収縮した場合でも、積層基材の表面が収縮するのを抑制するため、繊維蛇行や表面凹凸のない良好な外観の成形板を得ることが出来る。例えば、型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物を積層基材に重ねて型に入れて、加熱冷却プレスする方法が挙げられる。
【００３７】
使用するシート状物の線膨張係数は、型（金型）の材質よりも線膨張係数の小さいことが必須であり、型の材質の線膨張係数よりも、３×１０−６／℃以上小さいことが好ましく、５×１０−６／℃以上小さいことがより好ましい。シート状物と型の線膨張係数の差が大きい方が、本発明の製造方法で得られる繊維強化熱可塑性樹脂成形板の外観が向上するので好ましい。
【００３８】
また、上記シート状物がシボ加工を付与する必要がある場合には、シボ形状を有する材料を積層基材に重ねることで、容易に表面外観を制御することができる。シボとは微細なしわ模様のことを指す。外観が良好で表面にシボ加工を有する繊維強化熱可塑性樹脂成形板を得る場合には、シート状物として、ポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスを用いることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスは、耐熱性が高く、耐久性が高くまた軽量であるので好ましい。
【００３９】
一方で型の材質よりも線膨張係数の大きい材質のシート状物を積層基材と型の間に挟んだ場合、加熱時に凹型の中で膨張するため、型と線膨張係数の大きい材料が強く接触し、どちらかの材料が磨耗または傷付いてしまう可能性が高く実用的ではない。
【００４０】
型の材質よりも線膨張係数の小さい材質からなるシート状物の厚みは取扱い性の点で０．２〜２．０ｍｍが好ましい。０．２ｍｍ以上の場合はシワや亀裂が入りにくく、２．０ｍｍ以下の場合は材料が軽量であるため、取り付けや取り外しが容易に出来る。
【００４１】
型の材質よりも線膨張係数の小さい材質からなるシート状物は、型に完全に固定しないことが好ましい。シート状物を型に完全に型に固定すると、加熱や冷却時の型の膨張や収縮に伴いシート状物が変形してしまう問題が発生する恐れがある。シート状物は、型やプリプレグ積層基材に完全固定することなく、その間に配置するだけが好ましい。また、シート状物は、両面テープ等を用いて型に仮止めしても良い。両面テープ等を用いて仮止めするだけであれば、シート状物が型の膨張や収縮に伴い変形することを抑制することができる。シート状物を両面テープ等を用いて型に仮止めすることにより、積層体をシート状物で挟む作業が容易になる利点がある。シート状物は、繊維蛇行を抑制したい面のみ積層基材に配置すればよい。従って、シート状物は積層基材の片面のみまたは両面に配置させても良い。シート状物は、積層基材の表面及び／又は裏面の全面を覆う大きさであることが好ましい。
【００４２】
なお、線膨張係数は、既存の物質については文献等で既に知られている。線膨張係数が不明な場合には、ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎｎａｌｙｓｉｓ：膨張係数測定装置）を用いて測定することができる。
【００４３】
以下に本発明の積層基材に用いることができるプリプレグの製造方法の一態様を説明するが、本発明はこれによって特に制限されるものではない。
【００４４】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができるプリプレグは、例えばフィルム状とした熱可塑性樹脂を二枚準備し、その二枚の間に強化繊維をシート状に並べた強化繊維シートを挟み込み、加熱及び加圧を行うことにより得ることができる。より具体的には、２枚の熱可塑性樹脂からなるフィルムを送り出す、２つのロールから二枚のフィルムを送り出すとともに、強化繊維シートのロールから供給される強化繊維シートを二枚のフィルムの間に挟み込ませた後に、加熱及び加圧する。加熱及び加圧する手段としては、公知のものを用いることができ、二個以上の熱ロールを利用したり、予熱装置と熱ロールの対を複数使用したりするなどの多段階の工程を要するものであってもよい。ここで、フィルムを構成する熱可塑性樹脂は一種類ある必要はなく、別の種類の熱可塑性樹脂からなるフィルムを、上記のような装置を用いてさらに積層させてもよい。
【００４５】
上記加熱温度は、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、通常、１００〜４００℃であることが好ましい。一方、加圧時の圧力は、通常０．１〜１０ＭＰａであることが好ましい。この範囲であれば、プリプレグに含まれる強化繊維の間に、熱可塑性樹脂を含浸させることができるので好ましい。また、本発明の積層基材に用いることができるプリプレグは、市販されているプリプレグを用いることもできる。
【００４６】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法に用いることができるプリプレグとして切込みを有するプリプレグを用いる場合は、レーザーマーカー、サンプルカット機や抜型等を利用して切込を入れることにより得ることができるが、前記切込がレーザーマーカーを用いて施されたものであると、曲線やジグザグ線など複雑な切込を高速に加工できるという効果があるので好ましく、また、前記切込がサンプルカット機を用いて施されたものであると、２ｍ以上の大判のプリプレグ層を加工できるという効果があるので好ましい。さらに、前記切込が抜型を用いて施されたものであると、高速に加工が可能であるという効果があるので好ましい。
【００４７】
次工程では、上記のようにして得られた切込の無いプリプレグや切込の有るプリプレグを強化繊維の方向が、一方向、疑似等方、または０°／９０°交互積層、ランダム積層など任意の積層構成になるように積層して積層物を作成する。この積層体を構成するプリプレグとして切込の無いプリプレグのみを使用しても良いし、切込の有るプリプレグのみを使用しても良いし、切込の無いプリプレグと切込の有るプリプレグの両方を使用しても良い。この際取扱いの容易さから超音波溶着機で隣接する層をなすプリプレグをスポット溶接をしながら積層して積層基材とすることもできる。
【００４８】
プリプレグを複数枚積層した積層基材は、プリプレグを２枚以上積層した積層基材であって、高い流動性の観点からプリプレグを４枚以上積層した積層基材が好ましく、特に好ましくはプリプレグを８枚以上積層した積層基材である。なお、製造コストの観点から、通常はプリプレグを１９２枚以下積層した積層体であり、好ましくはプリプレグを９６枚以下積層した積層体（積層基材）である。
【００４９】
次工程では、上記のようにして得られた積層基材を加熱冷却プレスして一体化した積層基材（繊維強化熱可塑性樹脂成形板）を成形する。具体的に本工程は、例えば前記積層基材を型内に配置して、加熱及び加圧することにより行うことができる。
【００５０】
前記加熱においては、積層基材に含まれる熱可塑性樹脂の種類にもよるが、１００〜４００℃で加熱することが好ましく、さらに好ましくは１５０〜３５０℃で加熱することが好ましい。また、前記加熱に先立って、予備加熱を行ってもよい。予備加熱については、通常１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３８０℃で加熱することが好ましい。
【００５１】
前記加圧において積層基材にかける圧力としては、好ましくは０．１〜１０ＭＰａであり、より好ましくは０．２〜２ＭＰａである。この圧力については、プレス力を積層基材の面積で除した値とする。
【００５２】
上記加熱及び加圧する時間は、０．１〜３０分間であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜１０分間である。また、加熱及び加圧の後に設ける冷却時間は、０．５〜３０分間であることが好ましい。本発明にかかる一体化した積層基材（繊維強化熱可塑性樹脂成形板）の厚さは、０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００５３】
また、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の製造方法により得られる繊維強化熱可塑性樹脂成形板は、破壊強度（曲げ強度）に優れる。かかる曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｋ７０７４に基づいて測定することができる。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形板の曲げ強度は、通常２５０ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上である。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に記載の発明に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
炭素繊維（三菱レイヨン社製、製品名：パイロフィル（登録商標）ＴＲ−５０Ｓ１５Ｌ）を、強化繊維の方向が一方向となるように平面状に引き揃えて目付が７２．０ｇ／ｍ２である強化繊維シートとした。この強化繊維シートの両面を、フィルム（酸変性ポリプロピレン樹脂製、酸変性ポリプロピレン樹脂：三菱化学社製、製品名：モディック（登録商標）Ｐ９５８、目付：３６．４ｇ／ｍ２）で挟み、カレンダロールを通して、熱可塑性樹脂を強化繊維シートに含浸し、繊維体積含有率（Ｖｆ）が３３％、厚さが、０．１２ｍｍのプリプレグを得た。
【００５６】
得られたプリプレグを、９３５×１２３５ｍｍに切り出し、サンプルカット機（レザック社製、製品名：Ｌ−２５００）を用いて一定間隔で切込を入れた。その際、シートの端部より５ｍｍ内側部分を除き、強化繊維の長さＬ＝２５．０ｍｍ一定、平均切込長ｌ＝４２ｍｍになるよう、繊維を切断する切込と強化繊維のなす角度θ＝４５°の切込加工を施した。
【００５７】
このようにして得られた切込１６層を疑似等方（［０／４５／９０／−４５］ｓ２）に重ね、超音波溶着機（日本エマソン社製、製品名：２０００ＬＰｔ）でスポット溶接して積層基材を作成した。
【００５８】
このようにして得た積層基材を図１のように大きさ９３８×１２３８ｍｍ、厚み０．５ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４、線膨張係数：１７×１０−６／℃）２枚で両側から挟み、９４０ｍｍ×１２４０ｍｍ角で深さ５ｍｍのアルミニウムＡ５０５２（線膨張係数：２４×１０−６／℃）製の印籠型内に配置して、加熱プレスにて１９０℃、０．３ＭＰａの条件で１０分間保持し、次いで型を冷却プレスに移動させ、８０℃，１．１ＭＰａの条件で１分間保持することで厚みが約２ｍｍの成形板を得た。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００５９】
（実施例２）
実施例１と同様にして作成した積層基材を大きさ９３８×１２３８ｍｍ、厚み０．２２ｍｍのポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロス（日東電工社製、ニトフロン（登録商標）含浸ガラスクロス、商品名：９７０−４ＵＬ、線膨張係数：５×１０−６／℃）２枚で両側から挟み、実施例１と同様のプレス条件で厚みが約２ｍｍの成形板を得た。得られた成形板は表面にガラスクロスの模様が転写されていたが、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観を保っていた。
【００６０】
（比較例１）：型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物（実施例１における厚み０．５ｍｍのステンレス板）は不使用
実施例１と同様にして作成した積層基材のみをアルミニウム製の印籠型内に直接配置し、実施例１と同様の条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００６１】
（実施例３）
プリプレグとして切込の無いプリプレグを使用した以外は実施例１と同様な操作を実施した。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００６２】
（実施例４）
プリプレグとして切込の無いプリプレグを使用した以外は実施例２と同様な操作を実施した。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００６３】
（比較例２）：型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物（実施例１における厚み０．５ｍｍのステンレス板）は不使用
実施例３と同様にして作成した積層基材のみをアルミニウム製の印籠型内に直接配置し、実施例３と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００６４】
（実施例５）
プリプレグの積層方法として、全てのプリプレグの繊維方向を同じとした以外は、実施例３と同様な操作を実施した。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００６５】
（実施例６）
プリプレグの積層方法として、全てのプリプレグの繊維方向を同じとした以外は、実施例４と同様な操作を実施した。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００６６】
（比較例３）：型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物（実施例１における厚み０．５ｍｍのステンレス板）は不使用
実施例５と同様にして作成した積層基材のみをアルミニウム製の印籠型内に直接配置し、実施例５と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００６７】
（実施例７）
プリプレグ作成時の熱可塑性樹脂フィルムとしてポリアミド６樹脂（宇部興産社製、１０１３Ｂ）のフィルム（目付３６．４ｇ／ｍ２）を使用し、加熱プレスの温度を２５０℃にした以外は実施例３と同様な操作を実施した。そうすることにより厚み約２ｍｍの板を得た。得られた成形板は、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観と平滑性を保っていた。
【００６８】
（実施例８）
厚み０．５ｍｍのステンレス板の替わりに、厚み０．２２ｍｍのポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロス（日東電工社製、ニトフロン（登録商標）含浸ガラスクロス、商品名：９７０−４ＵＬ、線膨張係数：１２×１０−６／℃）を使用した以外は実施例７と同様な操作を実施した。得られた成形板は表面にガラスクロスの模様が転写されていたが、強化繊維のうねりやソリもなく、良好な外観を保っていた。
【００６９】
（比較例４）：型の材質よりも線膨張係数の小さい材質のシート状物（実施例１における厚み０．５ｍｍのステンレス板）は不使用
実施例７と同様にして作成した積層基材のみをアルミニウム製の印籠型内に直接配置し、実施例７と同様の条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００７０】
（比較例５）
厚み０．５ｍｍのステンレス板の替わりに、厚み０．５ｍｍの亜鉛板（線膨張係数：３０．２×１０−６／℃）を使用した以外は、実施例１と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００７１】
（比較例６）
厚み０．５ｍｍのステンレス板の替わりに、厚み０．５ｍｍの亜鉛板（線膨張係数：３０．２×１０−６／℃）を使用した以外は、実施例３と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００７２】
（比較例７）
厚み０．５ｍｍのステンレス板の替わりに、厚み０．５ｍｍの亜鉛板（線膨張係数：３０．２×１０−６／℃）を使用した以外は、実施例５と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００７３】
（比較例８）
厚み０．５ｍｍのステンレス板の替わりに、厚み０．５ｍｍの亜鉛板（線膨張係数：３０．２×１０−６／℃）を使用した以外は、実施例７と同様のプレス条件でプレスした。得られた成形板は表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかった。
【００７４】
比較例５〜８において、得られた成形板が表面に繊維蛇行や凹凸が確認され、外観が良好なものは得られなかったのは、亜鉛板が加熱冷却により大きく膨張収縮したためと考えられる。
【符号の説明】
【００７５】
１：積層基材（プリプレグ）
２：型（金型）よりも線膨張係数の小さいシート状物
３：型材（上型）
４：型材（下型）
【図１】
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