(57)【要約】【課題】優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えた成形品、及び成形品の製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含む成形品であって、熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることを満たす成形品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含む成形品であって、［Ｂ］熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることを特徴とする成形品。
【請求項２】
少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂
を含むプリプレグ、または当該プリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームのいずれかを成形して得られる、請求項１に記載の成形品。
【請求項３】
［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維のうち、繊維長１０ｍｍを越える強化繊維が０〜５０重量％、繊維長２〜１０ｍｍの強化繊維が５０〜１００重量％、繊維長２ｍｍ未満の強化繊維が０〜５０重量％から構成される、請求項１または２に記載の成形品。
【請求項４】
［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維のうち、強化繊維単糸（ａ）と該強化繊維単糸（ａ）と交差する強化繊維単糸（ｂ）とで形成される二次元配向角の平均値が１０〜８０度である、請求項１〜３のいずれかに記載の成形品。
【請求項５】
［Ｂ］熱可塑性樹脂が非晶性である、請求項１〜４のいずれかに記載の成形品。
【請求項６】
［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維の割合が成形品１００重量％に対して５〜６０重量％である、請求項１〜５のいずれかに記載の成形品。
【請求項７】
［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維が炭素繊維である、請求項１〜６のいずれかに記載の成形品。
【請求項８】
表面に塗膜を有して成る、請求項１〜７のいずれかに記載の成形品。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の成形品の製造方法であって、成形品を得るに際して、少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含むプリプレグ、または当該プリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームのいずれかをプレス成形する、成形品の製造方法。
【請求項１０】
加熱により［Ｂ］熱可塑性樹脂を溶融させたのち、少なくとも成形品表面の前記熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上となる温度まで冷却プレスする、請求項９に記載の成形品の製造方法。
【請求項１１】
加熱により［Ｂ］熱可塑性樹脂を溶融させたのち、［Ｂ］熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも５０℃低い温度の金型を用いて冷却プレスする、請求項９または１０に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えた成形品、及び成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、軽量で優れた力学特性を有しており、電気・電子機器用途、土木・建築用途、機械・機構部品用途、ロボット用途、二輪車・自動車用途、宇宙・航空用途等に広く用いられている。これらのＦＲＰに用いられる強化繊維には、アルミニウム繊維やステンレス繊維などの金属繊維、アラミド繊維やＰＢＯ繊維などの有機繊維、およびシリコンカーバイド繊維などの無機繊維や炭素繊維などが使用されているが、比強度、比剛性にとりわけ優れ、抜群の軽量性が得られる観点から炭素繊維が好適に用いられる。
【０００３】
ここで、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などＦＲＰの代表的な形態として、プリプレグ、またはプリプレグを積層して得られるプリフォームをプレス成形（加圧力の下で脱泡し賦形する成形方法）した成形品が挙げられる。このプリプレグは、連続した強化繊維を一方向に配列させるか、織物加工させるかをした強化繊維基材に、樹脂を含浸して製造する方法が一般的であるが不連続な強化繊維も使用される。
【０００４】
連続した強化繊維を用いたプリプレグを成形した成形品は優れた力学特性が得られる反面、強化繊維が連続体のまま使用されるために、複雑な形状を成形するには不向きであり、かつプリプレグの積層角度による特性への影響が大きいため、積層工程の経済的負担から、使用用途が制限されている。
【０００５】
特許文献１には、不連続な強化繊維を用いたプリプレグのＦＲＰが提案されており、薄肉のプリプレグを構成する強化繊維が二次元に等方に配向されているため面方向の補強効果に優れ、層内厚さ方向の強化繊維の干渉を抑え、かつ層間相互作用も小さいことから成形時の形状賦形性に優れている。しかし、耐熱性に乏しく高温に成形品を暴露することで厚さ方向の寸法安定性に劣り、また成形品表面の外観が悪くなるケースがある。
【０００６】
一方で、不連続な強化繊維を用いたシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）や、ガラスマット基材（ＧＭＴ）は、プレス成形に適した材料であるが、比強度、比剛性などの力学特性が低いこと、プリプレグのような薄肉の成形品への対応が困難であること、また成形時に樹脂が大きく流動するため等方的な力学特性が得られず、かつ特性のバラツキが大きいことなどの課題から、使用用途が制限されている。
【０００７】
また、特許文献２には、粉体を含む熱可塑性樹脂を連続した強化繊維束に含浸し、複合させた素材を切断した不連続な強化繊維の材料は、流動性に優れ、強化繊維の折損を制御することができるが、耐熱性に乏しいため高耐熱環境下での使用、処理をすることができず、また強化繊維束を使用しているため等方性の材料を得ることができない。
【０００８】
さらに特許文献３には、圧縮成形用材料を高強度、高弾性率化する技術が開示されているが、この技術では、生産性に優れ且つ強度、弾性率等の物性が高く異方性のない繊維強化熱可塑性樹脂からなる圧縮成形材料を提供することができるが、強化繊維の繊維長が長いため強化繊維の分散性に乏しい。そのため成形品の表面外観に問題があり塗装の際に課題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２３５７７９号公報
【特許文献２】特開平８−２９４９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−１４２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の目的は、高耐熱環境下での使用、処理に耐えうる成形品、及び成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために次のいずれかの構成を有するものである。
【００１２】
すなわち、少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含む成形品であって、［Ｂ］熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることを特徴とする成形品である。
【００１３】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含むプリプレグ、またはプリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームのいずれかを成形して得られる成形品である。
【００１４】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維のうち、繊維長１０ｍｍを越える強化繊維が０〜５０重量％、繊維長２〜１０ｍｍの強化繊維が５０〜１００重量％、繊維長２ｍｍ未満の強化繊維が０〜５０重量％から構成される成形品である。
【００１５】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維のうち、強化繊維単糸（ａ）と該強化繊維単糸（ａ）と交差する強化繊維単糸（ｂ）とで形成される二次元配向角の平均値が１０〜８０度である成形品である。
【００１６】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、［Ｂ］熱可塑性樹脂が非晶性である成形品である。
【００１７】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維の割合が成形品１００重量％に対して５〜６０重量％である成形品である。
【００１８】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維が炭素繊維である成形品である。
【００１９】
本発明の成形品の好ましい態様によれば、表面に塗膜を有して成る成形品である。
【００２０】
また、本発明の成形品の製造方法は、前記した成形品の製造方法であって、成形品を得るに際して、少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含むプリプレグ、または当該プリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームをプレス成形する、成形品の製造方法である。
【００２１】
本発明の成形品の製造方法の好ましい態様によれば、加熱により［Ｂ］熱可塑性樹脂を溶融させたのち、少なくとも成形品表面の前記熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上となる温度まで冷却プレスする成形品の製造方法である。
【００２２】
本発明の成形品の製造方法の好ましい態様によれば、加熱により［Ｂ］熱可塑性樹脂を溶融させたのち、［Ｂ］熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも５０℃低い温度の金型を用いて冷却プレスする成形品の製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、用いられる平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形品が熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることを満たすことで、優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えさせることができる。
【００２４】
さらに、本発明は、用いられる成形品に含まれる強化繊維の平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維のうち、強化繊維単糸（ａ）と該強化繊維単糸（ａ）と交差する強化繊維単糸（ｂ）とで形成される二次元配向角の平均値が１０〜８０度であることにより、力学特性を損なわせることなく、成形品の耐熱性を付与することができるので、より優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えさせることができる。
【００２５】
また、本発明の成形品は、優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えているので、航空機の部材の他、テニスラケットやゴルフシャフトなどのスポーツ用品、自動車のバンパーやドアなどの外板部材、およびシャーシーやフロントサイドメンバなど自動車の構造部材、風車の羽根などに好ましく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の成形品における強化繊維の分散状態の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明者らは、平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維、熱可塑性樹脂からなる成形品において耐熱性と塗膜の塗装性を追求した結果、熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることを満たす成形品が、優れた耐熱性と塗膜の塗装性を高いレベルで兼ね備えることを明らかにし、本発明に到達したものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【００２８】
本発明の成形品は、いずれも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と、［Ｂ］熱可塑性樹脂を含んでいる。
【００２９】
本発明で用いられる［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維は、特に制限はなく、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維、天然繊維、鉱物繊維などが使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。中でも、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。また、得られる成形品の経済性を高める観点から、ガラス繊維が好ましく用いることができ、とりわけ力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を併用することが好ましい。さらに、得られる成形品の衝撃吸収性や賦形性を高める観点から、アラミド繊維が好ましく用いることができ、とりわけ力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を併用することが好ましい。また、得られる成形品の導電性を高める観点から、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。
【００３０】
ここで、本発明における［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維の繊維長としては、繊維長１０ｍｍを越える強化繊維が０〜５０重量％、繊維長２〜１０ｍｍの強化繊維が５０〜１００重量％、繊維長２ｍｍ未満の強化繊維が０〜５０重量％から構成されることが重要であり、１０ｍｍより長い強化繊維が５０重量％を越えると、積層工程ないし成形工程での厚さ膨張が大きくなり取扱い性を損なう場合がある。また、２ｍｍ未満の強化繊維が５０重量％を越えると、得られる成形品の力学特性が低下する場合があるばかりか、後述するようにプリプレグまたはそれを積層して得られるプリフォームで成形する場合には、十分な強度が確保できずに成形性を損なう場合がある。これらの観点から、好ましくは繊維長３〜８ｍｍの強化繊維が８０〜１００重量％から構成され、より好ましくは、繊維長の分布が少なくとも２つのピークを有し、一方のピークが繊維長５〜１０ｍｍの範囲内にあり、もう一方のピークが２〜５ｍｍの範囲内にある強化繊維から構成される。繊維長の分布をより好ましい範囲とすることで、力学特性を確保する強化繊維と、積層工程ないし成形工程でのプリフォームの取扱い性を確保する強化繊維とを併用でき、両方の特性を容易に両立することができる。なお、ここでの強化繊維の重量割合は、強化繊維を１００％としたときの、数平均での繊維長の割合を表す。
【００３１】
強化繊維の繊維長の測定方法としては、例えば、強化繊維基材から直接強化繊維を摘出する方法や、プリプレグ、プリフォーム、または成形品から、それに含まれる樹脂のみを溶解する溶剤を用いて溶解させ、残った強化繊維を濾別して顕微鏡観察により測定する方法がある（溶解法）。樹脂を溶解する溶剤がない場合には、強化繊維が酸化減量しない温度範囲において樹脂のみを焼き飛ばし、強化繊維を分別して顕微鏡観察により測定する方法（焼き飛ばし法）などがある。測定は強化繊維を無作為に４００本選び出し、その長さを１μｍ単位まで光学顕微鏡にて測定し、繊維長とその割合を測定することができる。なお、強化繊維基材から直接強化繊維を摘出する方法と、プリプレグまたはそれを積層して得られるプリフォームから焼き飛ばし法や溶解法で強化繊維を摘出する方法とを比較した場合、条件を適切に選定することで、得られる結果に特別な差異を生じることはない。これらの測定方法の中で溶解法を採用するのが、強化繊維の重量変化が少ない点で好ましい。
【００３２】
さらに、本発明における強化繊維の配向としては、二次元配向角で整理することができる。一般的に強化繊維基材は強化繊維が束状になって構成されているケースが多く、このため成形品として等方性を確保するのが難しく、かつ束内への樹脂含浸が十分でなく、成形品の強度低下の原因となる場合がある。強化繊維束が単糸に分散したとしても、強化繊維の単糸同士が平行して接触してしまうと同様の結果となる。さらには、厚さ方向への繊維配向は、プリプレグ、プリフォーム、または成形品の厚さ膨張の原因となり、取扱い性や成形性を著しく損なう場合がある。
【００３３】
ここで、二次元配向角としては、本発明における、強化繊維単糸（ａ）と該強化繊維単糸（ａ）と交差する強化繊維単糸（ｂ）とで形成される二次元配向角について図面を用いて説明する。図１は本発明において用いる成形品の一例の強化繊維のみを面方向から観察した場合の、強化繊維の分散状態を表した模式図である。強化繊維単糸１に着目すると、強化繊維単糸１は強化繊維単糸２〜７と交差している。ここで交差とは、観察した二次元平面において着目した強化繊維単糸（ａ）が他の強化繊維単糸（ｂ）と交わって観察される状態のことを意味する。ここで実際の成形品において、強化繊維１と強化繊維２〜７が必ずしも接触している必要はない。二次元配向角は交差する２つの強化繊維単糸が形成する２つの角度のうち、０度以上９０度以下の角度８と定義する。
【００３４】
具体的に成形品から二次元配向角の平均値を測定する方法には特に制限はないが、例えば、成形品の表面から強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合成形品表面を研磨して繊維を露出させることで、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。また、成形品に透過光を利用して強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合成形品を薄くスライスすることで、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。さらに、成形品をＸ線ＣＴ透過観察して強化繊維の配向画像を撮影する方法も例示できる。Ｘ線透過性の高い強化繊維の場合には、強化繊維にトレーサ用の繊維を混合しておく、あるいは強化繊維にトレーサ用の薬剤を塗布しておくと、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。
【００３５】
また、上記方法で測定が困難な場合には、強化繊維の構造を崩さないように樹脂を除去した後に強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。例えば、成形品を２枚のステンレス製メッシュに挟み、成形品が動かないようにネジなどで固定してから樹脂成分を焼き飛ばし、得られる強化繊維基材を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察して測定することができる。これらの測定方法の中で、成形品を２枚のステンレス製メッシュに挟み、成形品が動かないようにネジなどで固定してから樹脂成分を焼き飛ばし、観察する方法を採用するのが、簡便且つ精度良く測定できる点で好ましい。
【００３６】
本発明において、二次元配向角の平均値とは、以下の手順Ｉ、IIで測定する。
Ｉ．無作為に選択した強化繊維単糸（ａ）（図１における強化繊維単糸１）に対して交差している全ての強化繊維単糸（ｂ）（図１における強化繊維単糸２〜７）との二次元配向角の平均値を測定する。強化繊維単糸（ａ）に交差する強化繊維単糸（ｂ）が多数の場合には、交差する強化繊維単糸（ｂ）を無作為に２０本選び測定した平均値を代用してもよい。
II．上記Ｉの測定を別の強化繊維単糸に着目して合計５回繰り返し、その平均値を二次元配向角の平均値として算出する。
【００３７】
本発明での強化繊維の二次元配向角の平均値は１０〜８０度であり、好ましくは２０〜７０度であり、より好ましくは３０〜６０度であり、理想的な角度である４５度に近づくほど好ましい。二次元配向角の平均値が１０度未満または８０度より大きいと、強化繊維が束状のまま多く存在していることを意味しており、力学特性が低下するだけでなく、二次元の等方性が損なう場合や、厚さ方向の強化繊維が無視できず積層工程での経済的負担が大きくなる場合がある。
【００３８】
二次元配向角を理想的な角度に近づけるには、強化繊維基材を製造する際に、強化繊維を分散させ、かつ平面的に配置することで達成できる。強化繊維の分散を高めるために、乾式法では、開繊バーを設ける方法やさらに開繊バーを振動させる方法、さらにカードの目をファインにする方法や、カードの回転速度を調整する方法などが例示できる。湿式法でも、強化繊維を分散させる際の攪拌条件を調整する方法、濃度を希薄化する方法、溶液粘度を調整する方法、分散液を移送させる際に渦流を抑制する方法などが例示できる。また平面的に配置するために、乾式法では、強化繊維を集積する際に、静電気を用いる方法、整流化したエアを用いる方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。湿式法でも、超音波などで分散した強化繊維の再凝集を防止する方法、濾過速度を調整する方法、コンベアのメッシュ径を調整する方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。これらの方法は、特に限定されるものではなく、強化繊維基材の状態を確認しながら、その他の製造条件を制御することでも達成できる。特に湿式法で製造する場合には、例えば抄紙基材の製造装置を用いる方法が例示できる。投入繊維の濃度を増やすことで、得られる強化繊維基材の目付を増やすことができる。さらに、分散液の流速（流量）とメッシュコンベアの速度を調整することでも目付を調整することができる。例えば、メッシュコンベアの速度を一定にして、分散液の流速を増やすことで得られる強化繊維基材の目付を増やすことができる。逆にメッシュコンベアの速度を一定にして、分散液の流速を減らすことで、得られる強化繊維基材の目付を減らすこともできる。さらには、分散液の流速に対して、メッシュコンベアの速度を調整することで、繊維の配向をコントロールすることも可能である。例えば、分散液の流速にたいして、メッシュコンベアの速度を速くすることで、得られる強化繊維基材中の繊維の配向がメッシュコンベアの引き取り方向に向きやすくなる。このように各種パラメータを調整し、強化繊維基材の製造が可能である。
【００３９】
本発明の成形品における強化繊維の重量割合は、力学特性と成形性を両立する観点から、成形品１００重量％に対して５〜６０重量％が好ましく、より好ましくは０〜５０重量％であり、さらに好ましくは１５〜４０重量％である。本発明の成形品では、強化繊維基材の空隙に樹脂を含浸させる必要があるが、その含浸率は好ましくは３０〜１００％であり、より好ましくは４０〜１００％であり、さらに好ましくは５０〜１００％、最も好ましくは７０〜１００％である。含浸率が高いほうが、成形品にボイドがなく優れた力学特性を発現する。
【００４０】
また、本発明で成形品の軽量性を高める観点から、含浸率が１００％の換算したときの、強化繊維の体積割合は５０％以下であることが好ましく、より好ましくは４０％以下であり、さらに好ましくは１０〜３０％である。成形品における強化繊維に対する熱可塑性樹脂の含浸率の測定方法としては、特に制限はなく、例えば以下に示す簡便な方法で測定することができる。まず、成形品の断面観察を行い顕微鏡写真から空隙の総面積を計算して強化繊維基材の面積で除する方法、成形品の２５℃での厚さｈ０とそれを成形した後の２５℃での厚さｈｃ０との比（ｈｃ０／ｈ０）から求める方法、また各材料の使用割合から求めた理論密度と成形品の嵩密度との比から求める方法などが例示できる。ここでは、成形品の厚さ方向断面を観察して、断面における空隙部分の面積と断面全体の面積とを測定して算出する方法を具体的に説明する。すなわち、成形品をエポキシなどの熱硬化性樹脂で包埋し、成形品の断面端部にあたる面を研磨し、幅５００〜１０００μｍ程度の範囲を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、コントラスト比において、樹脂が含浸している部位と、樹脂が含浸していない部位の面積を求め、次式により樹脂含浸率を算出する方法である。
・  樹脂含浸率（％）＝１００×（樹脂が含浸している部位の総面積）／（成形品の観察部位の断面積）。
【００４１】
本発明で用いられる［Ｂ］熱可塑性樹脂は、動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上、好ましくは５．０×１０８Ｐａ以上、さらに好ましくは８．０×１０８Ｐａ以上である必要がある。それにより、本発明の目的を達成できるばかりか、強化繊維基材に含浸性を有し、積層工程での取り扱い性を確保できる。また、熱可塑性樹脂が非晶性であることが動的粘弾性測定による貯蔵弾性率の高温での低下が少ない点で好ましい。
【００４２】
この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、有機無機ハイブリッド樹脂などが挙げられる。この中でもポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホンが強化繊維への含浸性が優れる点で好ましい。
【００４３】
本発明で使用される熱可塑性樹脂には、さらにその用途に応じて、マイカ、タルク、カオリン、ハイドロタルサイト、セリサイト、ベントナイト、ゾノトライト、セピオライト、スメクタイト、モンモリロナイト、ワラステナイト、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アンチモン、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜カルシウム、ホウ酸アルミニウムウィスカ、チタン酸カリウムウィスカおよび高分子化合物などの充填材、金属系、金属酸化物系、カーボンブラックおよびグラファイト粉末などの導電性付与材、臭素化樹脂などのハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモンや五酸化アンチモンなどのアンチモン系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、芳香族ホスフェートおよび赤燐などのリン系難燃剤、有ホウ酸金属塩、カルボン酸金属塩および芳香族スルホンイミド金属塩などの有機酸金属塩系難燃剤、硼酸亜鉛、亜鉛、酸化亜鉛およびジルコニウム化合物などの無機系難燃剤、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェートおよび窒素化グアニジンなどの窒素系難燃剤、ＰＴＦＥなどのフッ素系難燃剤、ポリオルガノシロキサンなどのシリコーン系難燃剤、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物系難燃剤、またその他の難燃剤、酸化カドミウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化スズおよび酸化チタンなどの難燃助剤、顔料、染料、滑剤、離型剤、相溶化剤、分散剤、マイカ、タルクおよびカオリンなどの結晶核剤、リン酸エステルなどの可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、紫外線吸収剤、流動性改質剤、発泡剤、抗菌剤、制振剤、防臭剤、摺動性改質剤、およびポリエーテルエステルアミドなどの帯電防止剤等を添加しても良い。とりわけ、用途が電気・電子機器、自動車、航空機などの場合には、難燃性が要求される場合があり、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、無機系難燃剤が好ましく添加される。
【００４４】
本発明の成形品は、少なくとも、前記した［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と、前記した［Ｂ］熱可塑性樹脂を含むプリプレグ、または当該プリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームのいずれかを成形して得るのが良い。
【００４５】
本発明で用いられるプリプレグにおける熱可塑性樹脂の強化繊維への含浸率は好ましくは３０〜１００％、より好ましくは５０〜１００％、さらに好ましくは７０〜１００％である。含浸率が高いほうが、プリプレグを用いて得られるプリフォームあるいは成形品の熱可塑性樹脂の強化繊維への含浸率が高くなる点で好ましい。
【００４６】
プリプレグにおける熱可塑性樹脂の強化繊維への含浸率の測定方法としては、前記した成形品における強化繊維に対する熱可塑性樹脂の含浸率の測定方法において、成形品をプリプレグに置き換えることによって同様に行うことができる。
【００４７】
また、プリプレグの嵩密度は、プリプレグの２５℃での体積と、重量から求めることができる。本発明で用いられるプリプレグの好ましい嵩密度は０．８〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは０．９〜１．４ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは１．０〜１．３ｇ／ｃｍ３である。嵩密度が好ましい範囲であれば、本発明で用いられるプリプレグを用いた成形品が十分な軽量性を確保することができる。同様に、プリプレグの目付（単位面積当たりの重量）としては好ましくは１０〜５００ｇ／ｍ２であり、より好ましくは３０〜４００ｇ／ｍ２であり、さらに好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ２である。
【００４８】
本発明で用いられるプリプレグの厚さは、積層してプリフォーム化する工程での取扱い性の観点から、２５℃での厚さｈ０で０．０３〜１ｍｍであり、好ましくは０．０５〜０．８ｍｍであり、より好ましくは０．１〜０．６ｍｍである。ｈ０が０．０３ｍｍ未満ではプリプレグが破ける場合があり、１ｍｍを越えると賦形性を損なう場合がある。
【００４９】
また、後述するプリフォームの取扱性の観点から、プリプレグを積層して用いる場合には、プリプレグの２５℃での厚さｈ０（ｍｍ）が０．０３〜１ｍｍであることも重要である。ｈ０が０．０３ｍｍ未満であると、プリフォームを高速で移送したり成形する過程でプリフォームが破れる場合がある。ｈ０が１ｍｍを越えると、厚さ方向への繊維配向が大きくなり、成形する工程でプリフォームが厚さ膨張を起こし、型くずれにより成形品の品質を損なう場合や、金型への移送が阻害される場合がある。従って、本発明で用いられるプリプレグの２５℃での厚さｈ０は、好ましくは０．０５〜０．８ｍｍであり、より好ましくは０．１〜０．６ｍｍである。
【００５０】
本発明において用いるプリフォームは、前記したプリプレグを２枚以上積層して得られる。
【００５１】
本発明において、プリフォームとは、少なくとも２つ以上の成形材料が積層されてなり、直接もしくは二次加工工程を経て、成形工程に供されるものであり、成形品に加工される前の状態のものを意味する。なお、二次加工工程には特に制限はないが、プリフォームを所定のサイズや形状にカットする切削工程、プリプレグ同士を接着してプリフォームの取扱性を向上させるボンディング工程、プリフォームからエアを抜く脱泡工程、プラズマ処理などによりプリフォームを活性化させる表面処理工程などが例示できる。
【００５２】
また、本発明において用いるプリフォームは、得られる成形品の仕様を満足する目的で、プリプレグは複数の積層単位を構成し、かつプリプレグの各要素が実質的に異なる少なくとも２種類のプリプレグを用いることが好ましい。ここで、前記プリプレグの各要素について説明する。
【００５３】
まず、強化繊維の割合について、強化繊維の体積割合が増加するほど、得られる成形品の弾性率、強度、寸法安定性は向上する反面、成形品の外観品位は低下する傾向がある。このため、強化繊維の割合が高いプリプレグと、低いプリプレグを組み合わせて積層することで、成形品の軽量性や外観品位を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性を高める目的で、より外側に強化繊維の割合が高いプリプレグを積層し、内側に強化繊維の低いプリプレグを積層する方法や、成形品の外観品位を高める目的で、さらに外側に強化繊維の割合が低いプリプレグを積層する方法などが挙げられる。
【００５４】
同様に、強化繊維の長さについても、強化繊維が長いほど、得られる成形品の弾性率、強度、寸法安定性は向上する反面、プリフォームの取扱性や成形品の外観品位は低下する傾向がある。このため、強化繊維の繊維長が長いプリプレグと、繊維長が短いプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性と成形品の力学特性や外観品位を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性を高める目的で、より外側に強化繊維の繊維長が長いプリプレグを積層し、内側に繊維長が短いプリプレグを積層する方法や、成形品の外観品位を高める目的で、さらに外側に繊維長が短いプリプレグを積層する方法などが挙げられる。
【００５５】
次に、強化繊維の引張弾性率について、引張弾性率が高いほど、得られる成形品の弾性率は向上する反面、繊維の加工性が悪化することで、プリフォームの取扱性が低下したり経済性で不利となる場合がある。このため、強化繊維の引張弾性率が高いプリプレグと、引張弾性率が低いプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性と成形品の剛性を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性と経済性を両立する目的で、より外側に炭素繊維などの引張弾性率が高いプリプレグを積層し、内側にガラス繊維などの引張弾性率が低いプリプレグを積層する方法や、より外側に引張弾性率の高い炭素繊維を用いたプリプレグを積層し、内側に引張弾性率のより低い炭素繊維を用いたプリプレグを積層する方法などが挙げられる。
【００５６】
また、プリプレグの目付については、目付が大きいほどプリプレグの厚さが厚くなる傾向があるため積層する数量や積層する労力の低減が図れる反面、成形品の厚さや形状に対する追随性が低下する。このため、目付の大きいプリプレグと、目付の小さいプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性や形状追随性と、経済性を両立する観点で好ましい。プリプレグの厚さについても、同様に、２５℃での厚さｈ０の大きなプリプレグと、ｈ０の小さなプリプレグを組み合わせて積層することが好ましい。
【００５７】
本発明において用いるプリフォームは、成形性の観点から、プリプレグと、そのプリプレグに隣接する積層単位との層間剪断強度が０〜５０ＭＰａであることが好ましく、より好ましくは０〜４０ＭＰａである。層間剪断強度が好ましい範囲内であると、成形工程においてプリフォームが層間ズレを伴いながら伸縮することで、凹凸形状への賦形をより高めることができる。プリフォームの層間剪断強度は、プリフォームから試験片を切り出し、ＡＳＴＭＤ−２３４４に基づき３点曲げ試験を行い、測定することができる。プリフォームが部分的に接着されている場合や、目留めされている場合には、当該接着部分、目留め部分を含むよう試験片を調製して測定できる。
【００５８】
さらに、本発明において用いるプリフォームは、得られる成形品の仕様を満足する目的で、前記したプリプレグに加えて、他の積層単位を併用することが好ましい。ここで、他の積層単位について好ましい態様を説明する。
【００５９】
まず、前記した他の積層単位としては強化繊維を含む基材であると、得られる成形品の補強効果をさらに高める観点から好ましい。中でも、連続した強化繊維は、成形品の衝撃強度を高める観点から好ましく、例えば、一方向基材、織物基材、マット基材などの形態が挙げられる。また、不連続状の強化繊維は、成形品の形状追随性を高める観点から好ましく、例えば、一方向基材、すなわちカットされた強化繊維が一方向に配列された基材や、マット基材、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）基材、押出シート基材などの形態が挙げられる。
【００６０】
この積層単位を構成する強化繊維には特に制限はなく、前記プリプレグを構成する強化繊維と同様に選択することができ、とりわけ、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。
【００６１】
次に、前記した他の積層単位として、成形品に所定の厚さを確保する観点から、また成形品の厚さを均一に保持する観点から、シート状の基材を用いることが好ましい。また、プリフォームの伸縮性を高め、凹凸形状への追随性を高める観点から、不織布状の基材を用いることが好ましい。さらには、得られる成形品の軽量性を高める観点から、多孔質の基材を用いることが好ましい。これらの基材を構成する材料としては特に制限はないが、基材への加工性の観点から、前記プリプレグを構成する熱可塑性樹脂がより好ましく用いられる。また、これらの熱可塑性樹脂には、前記プリプレグを構成する熱可塑性樹脂と同様に、必要に応じてアロイ成分、ブレンド物、添加剤などを含んでも良い。さらに、得られる成形品の軽量性を一層高める観点から、前記シート状基材、不織布状基材、多孔質基材の嵩密度は０．０１〜１．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ３がより好ましく、０．１〜０．８ｇ／ｃｍ３がとりわけ好ましい。
【００６２】
さらに、前記した他の積層単位として、得られる成形品の表面の改質および機能付与を容易に行う観点から、樹脂からなるフィルムを、該プリフォームの最外層に配置することが好ましい。
【００６３】
また、前記した他の積層単位として、得られる成形品の意匠性を改善する観点から、加飾フィルム、透明フィルム、色調フィルムから選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。ここで、加飾フィルムとは、当該フィルム表面に、意匠および／または幾何学的紋様を有していることが好ましい態様として例示できる。透明フィルムとは、当該フィルムの可視光線の透過率が８０〜１００％の樹脂を用いることが好ましい態様として例示できる。色調フィルムとは、有機系および／または無機系の顔料や着色剤を含有することが好ましい態様として例示できる。その他、必要に応じ、光沢フィルム、プリントフィルム、帯電防止フィルム、遮光フィルム、耐熱フィルムなどを積層単位として用いることができる。
【００６４】
上記に例示した以外にも、他の積層単位として、金属板、金属箔、金属メッシュ、グラファイトシート、放熱シート、ハニカム材料、耐薬品性フィルム、ガスバリヤーフィルム、耐寒フィルム、抗菌シートやフィルム、発泡シート、ゴムシートなどを用いてもよい。以上の他の積層単位は、必要に応じ、一種または二種以上を併用してもよい。
【００６５】
また、前記プリプレグと、他の積層単位からなるプリフォームの好ましい態様として、スキン層とコア層からなるサンドイッチ構造体が例示できる。
【００６６】
前記サンドイッチ構造体のうち、スキン層が前記プリプレグで構成されている場合、得られる成形品が等方的特性を発現し、かつ複雑形状への追随性も確保できるため好ましい。この場合、これらの効果を一層高める観点から、コア層としてプリプレグよりも嵩密度の低い、シート状基材、多孔質基材、ハニカム材料、強化繊維を含むマット基材などを用いることがより好ましい。
【００６７】
また、前記サンドイッチ構造体のうち、コア層が前記プリプレグで構成されている場合、得られる成形品の厚さがより均質化でき、かつ機能性付与が容易に確保できるため好ましい。この場合、剛性効果を高める観点から、コア層として連続した強化繊維を含む一方向基材、織物基材などを用いることがより好ましい。また、成形品表面への機能付与の観点から、難燃性を有するフィルム、加飾フィルムなどを用いることがより好ましい。
【００６８】
本発明の成形品は、各種部品、部材に使用することが可能であるが、その使用用途を広げるために、前記成形品は軽量でありかつ剛性、強度に優れることが好ましい。さらに寸法安定性の指標である線膨張係数にも優れることが好ましい。
【００６９】
具体的な指標としては、前記成形品の曲げ弾性率をＥｃ、比重をρとしたときに、Ｅｃ１／３・ρ−１で表される、軽量性を示すひとつのパラメータである比剛性が１．５〜５であることが好ましい。一般的にスチールやアルミニウムの比剛性は１．５以下であり、これらの金属材料よりも優れた比剛性の領域となるため、１．５以上であることが好ましい。また、より好ましくはマグネシウムの一般的な比強度である２．０を超える２．０〜５、さらに好ましくは２．５〜５である。また、成形品の設計を容易にするために、比剛性は等方性を有していることが好ましく、前記比剛性の等方性の指標として、前記曲げ弾性率Ｅｃが、測定方向による最大曲げ弾性率ＥｃＭａｘと最小曲げ弾性率ＥｃＭｉｎとの関係において、ＥｃＭａｘ≦ＥｃＭｉｎ×２である。より好ましくはＥｃＭａｘ≦ＥｃＭｉｎ×１．８であり、さらに好ましくはＥｃＭａｘ≦ＥｃＭｉｎ×１．５である。
【００７０】
成形品の強度についての具体的な指標としては、前記成形体の引張強度σｃ 、比重ρとすると、σｃ／ρが１００〜５００であることが好ましい。より好ましくは２００〜５００、さらに好ましくは３００〜５００である。また前述の比剛性の記載と同様の理由より、前記引張強度の等方性の指標として、前記引張強度σｃが、測定方向による最大引張強度σｃＭａｘと最小引張強度σｃＭｉｎとの関係において、σｃＭａｘ≦σｃＭｉｎ×２である。より好ましくはσｃＭａｘ≦σｃＭｉｎ×１．８であり、さらに好ましくはσｃＭａｘ≦σｃＭｉｎ×１．５である。
【００７１】
成形品の寸法安定性を示す一つのパラメータである線膨張係数についての具体的な指標としては、前記成形体の線膨張係数Ｃｃが１×１０−６〜２０×１０−５／Ｋであることが好ましい。より好ましくは１×１０−６〜１５×１０−５／Ｋ、さらに好ましくは１×１０−６〜１０×１０−５／Ｋである。また前述の比剛性の記載と同様の理由より、前記線膨張係数の等方性の指標として、前記線膨張係数Ｃｃが、測定方向による最大線膨張係数ＣｃＭａｘと最小線膨張係数ＣｃＭｉｎとの関係において、ＣｃＭａｘ≦ＣｃＭｉｎ×２である。より好ましくはＣｃＭａｘ≦ＣｃＭｉｎ×１．８であり、さらに好ましくはＣｃＭａｘ≦ＣｃＭｉｎ×１．５である。
【００７２】
また、本発明の成形品は、薄肉性、軽量性を考慮した場合、その最大厚さが２ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１．２ｍｍ以下である。なお、ここで説明される最大厚さとは、成形品を構成する各平面部の厚さのうち最も大きな厚さのことを意味する。最大厚さは、成形品を構成する平面部において、最も厚さの大きな部分を測定して決定する。
【００７３】
また成形品は、形状設計の自由度から、その厚さが変化していてもよい。この厚さ変化は、連続的に変化したものであることがより好ましい。なお、ここでいう「連続的に」とは、厚さがテーパー状に変化していることを意味する。
【００７４】
さらに成形品には、剛性を高める観点からリブが形成されていてもよい。リブの形状は特に限定されないが、線状リブ、Ｔ字リブ、十字リブなどが好ましく挙げられる。リブの高さは成形品の必要に応じて設定することになるが、成形品の薄肉性の観点からは１０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５ｍｍ以下である。
【００７５】
成形品は軽量性を確保する観点からは、中空体であってもよい。この場合、成形品の形状に合わせていくつかの成形品を接合して、中空成形体を形成してもよい。
【００７６】
また、さらに高い力学特性を成形品に付与することを目的として、別の成形体と一体化させてもよい。別の成形品としては、力学特性を高めるためには、連続した強化繊維と樹脂とを有してなる繊維強化複合材料が接合されていることが好ましい。例えば、連続した強化繊維をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂または、ポリプロピレンやポリアミドなどの熱可塑性樹脂と複合した繊維強化複合材料を成形品の表面に接合することで、極めて優れた力学特性や剛性を付与することが可能となる。
【００７７】
本発明の成形品同士を接合一体化させてもよい。目的により、他方の繊維質量含有率を上げておき、高い強度として一体化させたものなどが例示できる。
【００７８】
成形品の適用用途を広げる観点からは、複雑形状の成形体を接合することが好ましい。ここで複雑形状の成形体とは、例えばエッジ、フレーム、ボス、リブ、ヒンジ、マウントなどの複雑形状の射出成形体が例示できる。成形品な優れた力学特性を活用できる用途を広げることができる。
【００７９】
一体化させるための手法としては特に限定されないが、接着剤や熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着などの方法が例示できる。なかでもプロセスの容易さや、成形サイクルの短さから、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着が好ましい。
【００８０】
また、本発明の成形品は、成形品の表面に塗膜を有することが好ましい。熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることから、２００℃までは塗膜を塗布する際、２００℃で成形品の厚さの変化がないため、成形品の表面状態に影響を与えず、表面外観の良好な塗膜を有した成形品を得ることが出来る。
塗膜で使用される塗料としては、シリコーン樹脂系塗料、ラッカー系塗料、エナメル系塗料、ウレタン系塗料、２Ｋ塗料、水性塗料、エポキシ樹脂系塗料、ポリエステル系塗料、フッ素系塗料などを使用することができる。
【００８１】
また塗膜の塗装方法としては、ハケ塗り、ローラー塗り、吹付塗装、エアレススプレー、ロールコーター、焼付け塗装、浸漬塗り、電着塗装、静電塗装、粉体塗装、紫外線硬化塗装などが挙げられる。高温での処理では、焼付け塗装が好ましく用いられる。
【００８２】
次に、本発明の成形品を得るに適した成形品の製造方法について説明する。本発明の製造方法では、成形品を得るに際して、少なくとも［Ａ］平均繊維長が２０ｍｍよりも小さい不連続の強化繊維と［Ｂ］熱可塑性樹脂を含むプリプレグ、または当該プリプレグを２枚以上積層して得られるプリフォームのいずれかをプレス成形する。
【００８３】
ここでプレス成形の種類は得られる成形品に応じ選択が可能である。ここで、プレス成形とは、加工機械および型、工具その他成形用の治具や副資材等を用いて、前記積層プリフォームに曲げ、剪断、圧縮等の変形を与えて成形体を得る方法であるが、その成形形態として絞り、深絞り、フランジ、コールゲート、エッジカーリング、型打ちなどが例示される。また、プレス成形の方法としては、各種存在するプレス成形の方法のなかでも、大型の航空機などの成形品部材を作製する際によく使用されるオートクレーブ法や、工程が比較的簡便である金型プレス法が好ましく挙げられるが、設備や成形工程でのエネルギー使用量、使用する成形用の治具や副資材等の簡略化、成形圧力、温度の自由度の観点から、金属製の型を用いて成形をおこなう金型プレス法を用いることがより好ましい。
【００８４】
金型プレス法には、前記プリプレグまたはプリフォームを型内に予め配置しておき、型締とともに加圧、加熱をおこない、次いで型締をおこなったまま、金型の冷却により該プリプレグまたはプリフォームの冷却をおこない成形品を得るホットプレス法や、プリプレグまたはプリフォームの樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、予め該プリプレグまたはプリフォームを、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に、遠赤外線ヒーター、加熱板、高温オーブン、誘電加熱などに例示される加熱装置で加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、前記成形型の下面となる型の上に配置し、次いで型を閉じて型締を行い、その後加圧冷却する方法であるスタンピング成形を採用することができる。プレス成形方法については、特に制限はないが、成形サイクルを早めて生産性を高める観点からは、スタンピング成形であることが好ましい。
【００８５】
さらに、前記予熱によりプリプレグまたはプリフォームを賦形可能な状態とするために予熱の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点または軟化点以上とすることが好ましい。
【００８６】
予熱したプリプレグまたはプリフォームをプレス成形に用いられる金型まで搬送するに際し、予熱状態を十分に保ったままでプレス成形するために、素早く搬送することが好ましい。具体的には、プリプレグまたはプリフォームを予熱後、金型まで搬送してプレス成形で加圧を開始するまでの所要時間が１分以内であることが好ましく、３０秒以内であることがより好ましく、１５秒以内であることがさらに好ましい。
【００８７】
プレス金型での加圧については特に制限されることはないが、プリプレグまたはプリフォームを良好に賦形させる観点からは、加圧力は０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは１ＭＰａ以上、さらに好ましくは１０ＭＰａ以上である。加圧力の上限については特に制限はないが、成形時の強化繊維の折損を抑える観点からは１００ＭＰａ以下であることが好ましい範囲である。
【００８８】
プレス金型での冷却についは特に制限されることはないが、プリプレグまたはプリフォームを構成する樹脂として熱可塑性樹脂を使用する場合には、予熱したプリフォームを十分に冷却させる観点から、金型の表面温度を熱可塑性樹脂の融点、ガラス転移温度または軟化点以下とすることが好ましい。また脱型を早めて成形サイクルを短くする観点からは、金型温度を熱可塑性樹脂の融点、ガラス転移温度または軟化点よりも３０℃以上低くすることが好ましい。より好ましくは５０℃以上低くすることである。
【００８９】
また、プリプレグ、またはプリフォームを加熱により熱可塑性樹脂を溶解させたのち、少なくとも成形品表面の熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上となる温度まで冷却プレスすることが成形品の表面品位が良くなる点から好ましい。
【００９０】
次に本発明において用いるプリプレグまたはプリフォームを金型に配置してプレス成形する工程について説明する。本発明では、前記したプリプレグまたはプリフォームを、次式で示されるチャージ率を１００％より大きくして金型に配置することが好ましい。
・チャージ率（％）＝１００×（プリプレグまたはプリフォームの面積）／（金型キャビティ総面積）
【００９１】
チャージ率が１００％より大きい、すなわち金型キャビティ総面積を全てカバーする大きさよりも大きいプリプレグまたはプリフォームを金型に配置することで、成形時にプリプレグまたはプリフォームに過度な流動を起こすことなく、繊維配向を保ったままで成形が可能となる。このため、成形時に繊維配向を乱したり、成形時の流動によって繊維配向に異方性を生じさせたりすることを極力抑えて、プリプレグまたはプリフォームの繊維配向を活かした成形品を得ることができる。好ましくはチャージ率を１０５％以上、さらに好ましくは１１０％以上とすることである。チャージ率の上限については、特に制限はないが、材料を有効に使用し、無駄を省く観点からは１５０％以下であることが好ましい。
【００９２】
次に成形用の金型について説明する。金型は大きく２種類に分類され、１つは鋳造や射出成形などに使用される密閉金型であり、もう１つはプレス成形や鍛造などに使用される開放金型である。密閉金型は主に内部に材料を流し込んで成形する金型であり、開放金型は主に材料を流さずに変形させて成形する金型である。成形時に基材に過度な流動を起こすことなく、成形時にプリプレグまたはプリフォームの繊維配向を乱したり、成形時の流動によって繊維配向に異方性を生じさせたりすることを極力抑えて、プリプレグまたはプリフォームの繊維配向を活かした成形品を得るために、開放金型を用いることが好ましい。また、成形時の分解ガスや混入空気を型外に排除する観点からも開放金型が好ましい。
【００９３】
さらに、金型には打ち抜き機構、パンチング機構、タッピング機構から選択される少なくとも一種を有する金型が好ましい。プレス成形で得られた成形品は、プリプレグまたはプリフォームのチャージ率を、金型のキャビティ総面積に対し１００％より大きくしてプレス成形する場合もあり、成形品として必要な部分と不必要な部分（端部）を有することがある。従って、成形後に成形品の形状を仕上げるために、この端部を除去する工程が必要となる場合がある。また、成形品は、その使用目的などによっては発生ガスや熱交換のための通気口や排気口、成形品の掴み部分、加工用のネジ孔やボルト接合用の孔、意匠性の付与を目的とした孔や打ち抜き模様などで利用する孔部を有する成形品に加工することが想定される。前記した３つの機構から選択される少なくとも一種を有することで、プレス成形後に端部を除去する工程や必要な孔部を形成する工程をプレス成形と同時に実施することができ、工程の簡略化を図ることができるために好ましい。
【００９４】
なお、本発明の成形品を得るに際して、本発明でプリプレグに用いられる強化繊維基材を積層することによって得られる繊維集合体を金型にセットし、［Ｂ］熱可塑性樹脂を含浸させてＲＴＭ（レジントランスファーモールディング）成形する方法や、本発明のプリプレグに用いられる強化繊維基材と一方向基材、織物基材、マット基材を積層して得られる繊維集合体を金型にセットし、［Ｂ］熱可塑性樹脂を含浸させてＲＴＭ成形する方法によっても、力学特性に優れ、複雑な形状に追随した本発明の成形品を得ることができる。
【００９５】
本発明の成形品の用途としては、例えば、「パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯用ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの筐体、トレイ、シャーシ、内装部材、またはそのケース」などの電気、電子機器部品、「支柱、パネル、補強材」などの土木、建材用部品、「各種メンバ、各種フレーム、各種ヒンジ、各種アーム、各種車軸、各種車輪用軸受、各種ビーム、プロペラシャフト、ホイール、ギアボックスなどの、サスペンション、アクセル、またはステアリング部品」、「フード、ルーフ、ドア、フェンダ、トランクリッド、サイドパネル、リアエンドパネル、アッパーバックパネル、フロントボディー、アンダーボディー、各種ピラー、各種メンバ、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、各種レール、各種ヒンジなどの、外板、またはボディー部品」、「バンパー、バンパービーム、モール、アンダーカバー、エンジンカバー、整流板、スポイラー、カウルルーバー、エアロパーツなど外装部品」、「インストルメントパネル、シートフレーム、ドアトリム、ピラートリム、ハンドル、各種モジュールなどの内装部品」、または「モーター部品、ＣＮＧタンク、ガソリンタンク、燃料ポンプ、エアーインテーク、インテークマニホールド、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、各種配管、各種バルブなどの燃料系、排気系、または吸気系部品」などの自動車、二輪車用構造部品、「その他、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、エンジン冷却水ジョイント、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、バッテリートレイ、ＡＴブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、プロテクター、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、スペアタイヤカバー、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、スカッフプレート、フェイシャー」、などの自動車、二輪車用部品、「ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ」などの航空機用部品が挙げられる。力学特性の観点より、電気、電子機器用の筐体、土木、建材用のパネル、自動車用の構造部品、航空機用の部品に好ましく用いられる。とりわけ、力学特性および等方性の観点より、自動車、二輪車用構造部品に好ましく用いられる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例によって、本発明について、より具体的に説明する。実施例で用いた強化繊維、熱可塑性樹脂、プリプレグおよびプリフォーム、成形品の作製方法、プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角の測定、熱可塑性樹脂の２００℃におかえる貯蔵弾性率（Ｇ’）の測定方法、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さの測定方法、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態の測定方法、成形品の等方性の測定方法、２００℃での塗膜の塗装方法、２００℃での強化繊維のスプリングバックの判定方法を、次に示す。実施例のプリプレグ、プレフォーム、成形品の作製環境および評価は、特に断りのない限り、温度２５℃±２℃、相対湿度５０％の雰囲気で行ったものである。また、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００９７】
＜強化繊維＞
・炭素繊維Ａ（アクリロニトリル９９モル％とイタコン酸１モル％からなる共重合体を紡糸し、焼成し、総フィラメント数１２、０００本、比重１．８、ストランド引張強度４．６ＧＰａ、ストランド引張弾性率２２０ＧＰａの炭素繊維を得た。次いで、その炭素繊維を、濃度０．０５モル／ｌの硫酸水溶液を電解質として、電気量を炭素繊維１ｇ当たり３クーロンで電解表面処理した。この電解表面処理を施された炭素繊維を続いて水洗し、１５０℃の温度の加熱空気中で乾燥し、原料となる炭素繊維を得た。このときの表面酸素濃度Ｏ／Ｃは、０．０７であった。これを炭素繊維Ａとした。そして、エチレングリコール２モルとテレフタル酸１モルを１８０℃で加熱撹拌し、酸価が１以下になるまで脱水縮合し、テレフタル酸ビス（２−ヒドロキシエチル）（ＢＨＥＴ）を得た。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）（重量平均分子量６２００）９６．２重量部、ＢＨＥＴ  ０．９９重量部を１２０℃に加熱し、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）２．８６重量部を加えて撹拌し、アルキレングリコール／芳香族エステル／芳香族ウレタン重付加体を得た。得られたアルキレングリコール／芳香族エステル／芳香族ウレタン重付加体を水に混合し、均一に溶解した約３質量％の水溶液を得た。この水溶液を用い、浸漬法により表面処理された炭素繊維に塗布した後、２３０℃の温度で１２０秒間熱処理をして、サイジング剤塗布炭素繊維を得た。サイジング剤の付着量は、表面処理された炭素繊維１００質量部に対して１．５質量部となるように調整した。）
・ガラス繊維Ａ（ＰＦ−Ｅ００１（日東紡績（株）製））。
【００９８】
＜熱可塑性樹脂＞
・ポリエーテルスルホン“スミカエクセル”（登録商標）ＰＥＳ３６００Ｐ（住友化学（株）製）（ガラス転移温度：２２５℃）。
・ポリエーテルイミド“ウルテム”（登録商標）ウルテム１０００（ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックス社製）（ガラス転移温度：２１７℃）。
・ポリプロピレン“プライムポリプロ”（登録商標）Ｊ１０５Ｇ（プライムポリマー（株）製）（ガラス転移温度：−２０℃）。
・ナイロン６“アミラン”（登録商標）ＣＭ１００７（東レ（株）製）（ガラス転移温度：４７℃）。
・ポリフェニレンスルフィド“トレリナ”（登録商標）Ａ９００（東レ（株）製）（ガラス転移温度：１１２℃）。
【００９９】
＜発泡シート＞
・無架橋低発泡ポリプロピレンシート“エフセル”（登録商標）（２倍発泡、厚さ１ｍｍ）（古川電気工業（株）製）。
【０１００】
（１）プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角の測定
プリプレグを２枚のステンレス製メッシュ（２．５ｃｍ当たり５０個のメッシュを有する平織形状）に挟み、プリプレグが動かないようにネジを調整して固定した。これを空気中５００℃で１時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばした。ステンレス製メッシュを外し、得られた強化繊維基材を顕微鏡で観察し、無作為に強化繊維単糸（ａ）を１本選定し、該強化繊維単糸に交差する別の強化繊維単糸との二次元配向角を画像観察より測定した。配向角は交差する２つの強化繊維単糸とのなす２つの角度のうち、０°以上９０°以下の角度（鋭角側）を採用した。選定した強化繊維単糸（ａ）１本あたりの二次元配向角の測定数はｎ＝２０とした。同様の測定を合計５本の強化繊維単糸を選定しておこない、その平均値をもって二次元配向角とした。
【０１０１】
（２）熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）の測定方法
熱可塑性樹脂の測定サンプル（厚さ０．５ｍｍ、幅１０ｍｍ）とし、動的粘弾性解析（ＤＭＡ）によって、昇温速度を５℃／分、ねじり振動周波数０．５Ｈｚ、歪み量０．１％の条件下、昇温してＤＭＡにより評価した。この評価条件において、２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を求めた。ここでは、測定装置として、ＴＡインスツルメンツ社製、ＡＲＥＳを用いた。
【０１０２】
（３）２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ変化の測定方法
成形品を測定サンプルとして、３０ｍｍ×３０ｍｍにカットした後、２５℃で１０分保持後に、厚さを３点測定し平均値を厚さとした。そして、予め２００℃に設定した熱風オーブンにサンプルを入れ３０分間の熱履歴を与えた。その後、サンプルを熱風オーブンから取り出し、２５℃で３０分保持後に、再び厚さを３点測定し平均値を厚さとした。そして、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さ×１００（％）を算出した。
【０１０３】
（４）２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態の測定方法
成形品を測定サンプルとして、３０ｍｍ×３０ｍｍにカットした後、２５℃で１０分保持後に、レーザー顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ  ＶＫ−９５１０）で１００倍以上に拡大し表面を観察した。そして、予め２００℃に設定した熱風オーブンにサンプルを入れ３０分間の熱履歴を与えた。その後、サンプルを熱風オーブンから取り出し、２５℃で３０分保持後に、再びレーザー顕微鏡で１００倍以上に拡大し表面を観察した。判断基準として、２００℃で３０分の熱履歴がない表面状態と、２００℃で３０分の熱履歴後の表面状態を比較し、変化がない場合は○、強化繊維の浮きが少しでも観察される場合は△、強化繊維の浮きが明確に観察される場合は×とした。
【０１０４】
（５）成形品の等方性の測定方法
成形品を測定サンプルとして、５０ｍｍ×２５ｍｍのサイズで１０個をカットした後、曲げ弾性率の面内ばらつきを測定した。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に基づき３点曲げ試験により１０サンプルを測定した。１０サンプルの曲げ弾性率の最大値と最小値から、最大値／最小値の値を求めた。
【０１０５】
（６）２００℃での塗膜の塗装方法
成形品を塗装サンプルとして、３０ｍｍ×３０ｍｍにカットした後、成形品にシリコーン樹脂系の塗料を用いて、２００℃で焼付けにより塗膜を塗装した。判断基準として、塗膜が成形品の表面に均一に塗布された場合は○、塗膜が成形品の表面に不均一に塗布された場合は△、塗膜が成形品に塗布できなかった場合は×とした。
【０１０６】
（７）２００℃での強化繊維のスプリングバックの判定方法
成形品のスプリングバックは、成形品の２００℃で３０分の熱履歴後と２５℃における厚さ変化で判定し、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さの測定方法で算出した値が、１００の場合は○、１０１〜１０５の場合は△、１０６以上の場合は×とした。
【０１０７】
（実施例１）
炭素繊維Ａをカートリッジカッターで６ｍｍにカットし、チョップド炭素繊維を得た。水と界面活性剤（ナカライテクス（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１質量％の分散液を作製し、この分散液と上記チョップド炭素繊維とを用いて抄紙基材の製造装置を用いて、抄紙基材を製造した。製造装置は、分散槽としての容器下部に開口コックを有する直径１０００ｍｍの円筒形状の容器、分散槽と抄紙槽とを接続する直線状の輸送部（傾斜角３０°）を備えている。分散槽の上面の開口部には撹拌機が付属し、開口部からチョップド炭素繊維および分散液（分散媒体）を投入可能である。抄紙槽が、底部に幅５００ｍｍの抄紙面を有するメッシュコンベアを備える槽である点、及び炭素繊維基材（抄紙基材）を運搬可能なコンベアをメッシュコンベアに接続している。抄紙は分散液中の炭素繊維濃度を０．０５質量％としておこなった。抄紙した炭素繊維基材は２００℃の乾燥炉で３０分間乾燥した。得られた炭素繊維基材の幅は５００ｍｍ、長さは５００ｍｍ、目付は１８０ｇ／ｍ２であった。
【０１０８】
（１）プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角の測定と（２）熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）の測定方法を記載したとおりに実施して、プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。結果を表１に示す。
【０１０９】
上記炭素繊維基材を１枚と、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）の同じ厚さのフィルム２枚とを、炭素繊維重量含有率が１４％、熱可塑性樹脂の重量含有率が８６％となるように、フィルム／炭素繊維基材／フィルムとなるように積層し、３６０℃の温度で４ＭＰａの圧力を２分間かけて炭素繊維基材にＰＥＳが含浸した幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍのプリプレグを作製した。
【０１１０】
作製されたプリプレグを、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、３６０℃に予熱した。キャビティ表面温度が１７５℃であり、厚さ１．１ｍｍのＢ５サイズのＬ字箱形形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリプレグを配置し（チャージ率１１０％）、金型を閉じ、成形圧力３０ＭＰａで加圧し、２分間保持した後、金型を開き、脱型し、Ｌ字箱形形状の成形品を得た。プリプレグは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。
【０１１１】
（３）２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さの測定方法、（４）２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態の測定方法、（５）成形品の等方性の測定方法、（６）２００℃での塗膜の塗装方法と（７）２００℃での強化繊維のスプリングバックの判定方法を記載したとおりに実施して、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。結果を表１に示す。
【０１１２】
（実施例２〜７）
強化繊維、熱可塑性樹脂の配合量を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグを作製した。作製されたプリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製したプリプレグを用いて、表１に記載された枚数を積層しプリフォームを作製した。そしてプリプレグ、またはプリフォームのいずれかを成形し成形品を作製した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表１にまとめて示す。
【０１１３】
（実施例８）
炭素繊維Ａをカートリッジカッターにて６ｍｍにカットした後、エアー開繊処理を行い炭素繊維のウェブを得た。この炭素繊維のウェブを強化繊維基材として用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグと成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。そしてプリプレグを成形し成形品を作製した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表１に示す。
【０１１４】
（実施例９）
炭素繊維Ａを１５ｍｍにカットし、該カット炭素繊維束をランダムな方向に炭素繊維束が分布するように散らばらせ、炭素繊維束ランダム配向基材を作製した。該炭素繊維束ランダム配向基材を１４質量部に、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）８６質量部を含浸させ、炭素繊維シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を作製した。このＳＭＣをプリプレグとして用いたこと以外は、実施例１と同様にして成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。そしてプリプレグを成形し成形品を作製した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表１に示す。
【０１１５】
（実施例１０）
ガラス繊維Ａをカートリッジカッターで６ｍｍにカットし、チョップドガラス繊維を得た。このガラス繊維を強化繊維として用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグと成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。そしてプリプレグを成形し成形品を作製した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表１に示す。
【０１１６】
（実施例１１〜１７）
強化繊維、熱可塑性樹脂の種類、配合量を表２に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグを作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製したプリプレグを用いて、表２に記載された枚数を積層しプリフォームを作製した。
【０１１７】
作製されたプリプレグ、またはプレフォームのいずれかを、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、３６０℃に予熱した。キャビティ表面温度が１６７℃であり、厚さ１．１ｍｍのＢ５サイズのＬ字箱形形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリプレグを配置し（チャージ率１１０％）、金型を閉じ、成形圧力３０ＭＰａで加圧し、２分間保持した後、金型を開き、脱型し、Ｌ字箱形形状の成形品を得た。
【０１１８】
また、得られた成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表２にまとめて示す。
【０１１９】
（実施例１８）
炭素繊維Ａをカートリッジカッターにて６ｍｍにカットした後、エアー開繊処理を行い炭素繊維のウェブを得た。この炭素繊維のウェブを強化繊維基材として用いたこと以外は、実施例１１と同様にしてプリプレグと成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。そして作製されたプリプレグを成形し成形品を作製した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表２に示す。
【０１２０】
（実施例１９）
炭素繊維Ａを１５ｍｍにカットし、該カット炭素繊維束をランダムな方向に炭素繊維束が分布するように散らばらせ、炭素繊維束ランダム配向基材を作製した。該炭素繊維束ランダム配向基材を１４質量部に、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）８６質量部を含浸させ、炭素繊維シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を作製した。このＳＭＣをプリプレグとして用いたこと以外は、実施例１１と同様にして成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表２に示す。
【０１２１】
（実施例２０）
ガラス繊維Ａをカートリッジカッターで６ｍｍにカットし、チョップドガラス繊維を得た。このガラス繊維を強化繊維として用いたこと以外は、実施例１１と同様にしてプリプレグと成形品を作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表２に示す。
【０１２２】
（比較例１〜２）
強化繊維、熱可塑性樹脂の種類、配合量を表３に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグを作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製したプリプレグを用いて、表３に記載された枚数を積層しプリフォームを作製した。そして作製されたプリプレグ、またはプリフォームのいずれかを成形し次のようにして成形品を作製した。
【０１２３】
作製されたプリプレグ、またはプレフォームのいずれかを、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、２２０℃に予熱した。キャビティ表面温度が６０℃であり、厚さ１．１ｍｍのＢ５サイズのＬ字箱形形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリプレグを配置し（チャージ率１１０％）、金型を閉じ、成形圧力３０ＭＰａで加圧し、２分間保持した後、金型を開き、脱型し、Ｌ字箱形形状の成形品を得た。
【０１２４】
また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表３にまとめて示す。
【０１２５】
（比較例３〜４）
強化繊維、熱可塑性樹脂の種類、配合量を表３に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグを作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製したプリプレグを用いて、表３に記載された枚数を積層しプリフォームを作製した。そして作製されたプリプレグ、またはプリフォームのいずれかを成形し次にようにして成形品を作製した。
【０１２６】
プリプレグ、またはプレフォームのいずれかを、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、２５０℃に予熱した。キャビティ表面温度が９０℃であり、厚さ１．１ｍｍのＢ５サイズのＬ字箱形形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリプレグを配置し（チャージ率１１０％）、金型を閉じ、成形圧力３０ＭＰａで加圧し、２分間保持した後、金型を開き、脱型し、Ｌ字箱形形状の成形品を得た。
【０１２７】
また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表３にまとめて示す。
【０１２８】
（比較例５〜６）
強化繊維、熱可塑性樹脂の種類、配合量を表３に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてプリプレグを作製した。プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角と熱可塑性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。また、作製したプリプレグを用いて、表３に記載された枚数を積層しプリフォームを作製した。そして作製されたプリプレグ、またはプリフォームのいずれかを成形し次のようにして成形品を作製した。
【０１２９】
プリプレグ、またはプレフォームのいずれかを、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、３００℃に予熱した。キャビティ表面温度が６２℃であり、厚さ１．１ｍｍのＢ５サイズのＬ字箱形形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリプレグを配置し（チャージ率１１０％）、金型を閉じ、成形圧力３０ＭＰａで加圧し、２分間保持した後、金型を開き、脱型し、Ｌ字箱形形状の成形品を得た。
【０１３０】
また、作製した成形品を用いて、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における厚さ／２５℃での厚さの割合、２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃における表面状態、成形品の等方性、２００℃での塗膜の塗装と２００℃での強化繊維のスプリングバックを評価した。得られた結果を表３にまとめて示す。
【０１３１】
【表１】
2014095034.tif 000002
【０１３２】
【表２】
2014095034.tif 000003
【０１３３】
【表３】
2014095034.tif 000004
【０１３４】
実施例１〜２０と比較例１〜８との対比により、本発明の成形品は、熱可塑性樹脂の動的粘弾性測定による２００℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．２×１０８Ｐａ以上であることから、２００℃において強化繊維がスプリングバックを生じず、また２００℃で３０分の熱履歴後、２５℃においてプリプレグの厚さの変化がなく、表面状態が変化しないことから、耐熱性に優れ、２００℃での塗膜の塗装性に優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明によれば、優れた耐熱性と塗膜の塗装性を兼ね備えた成形品が得られるため、航空機構造部材、風車の羽根、自動車外板およびＩＣトレイやノートパソコンの筐体（ハウジング）などのコンピュータ用途等に広く展開でき、有用である。
【符号の説明】
【０１３６】
１．強化繊維単糸（ａ）
２．強化繊維単糸（ｂ）
３．強化繊維単糸（ｂ）
４．強化繊維単糸（ｂ）
５．強化繊維単糸（ｂ）
６．強化繊維単糸（ｂ）
７．強化繊維単糸（ｂ）
８．二次元配向角
【図１】
2014095034.tif 000005