(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な形状、特にリブやボス等の突起部を有しているにもかかわらず優れた機械的特性を発揮する繊維強化プラスチックを提供する。また、賦型性に優れ、上記プラスチックを容易に成形できる繊維強化プラスチックの製造方法を提供する。【解決手段】強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであって、該繊維強化プラスチックが、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなり、かつ、該繊維強化プラスチックが、突起部を有していることを特徴とする繊維強化プラスチックとする。  また、強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性繊維３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなる繊維強化プラスチック成形用基材を、突起部を有する金型にはさみ、加熱または加熱加圧して突起部を有する繊維強化プラスチックを成形する。【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樹脂とからなる繊維強化プラスチックであって、該繊維強化プラスチックが、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなり、かつ、該繊維強化プラスチックが、突起部を有していることを特徴とする繊維強化プラスチック。
【請求項２】
請求項１に記載の突起部の高さが０．５ｍｍ〜１００ｍｍである請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項３】
耐熱有機繊維が、融点、軟化点又は熱分解開始温度が２５０℃以上の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。
【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である請求項３に記載の繊維強化プラスチック。
【請求項５】
熱可塑性樹脂が、ポリプロプピレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂から選ばれる少なくとも一種からなる請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
【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。
【請求項７】
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１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
【請求項８】
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１〜７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
【請求項９】
強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性繊維３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなる繊維強化プラスチック成形用基材を、突起部を有する金型にはさみ、加熱または加熱加圧して突起部を有する繊維強化プラスチックを成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項１０】
熱可塑性繊維が、ポリプロプピレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂から選ばれる少なくとも一種からなる請求項９に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【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】
具体例としては、炭素繊維フィラメントと他の有機繊維を混編、混織する方法や、炭素繊維および他の繊維をフィラメント状態のまま開繊し、シート状にしたものを積層した後、マトリックス樹脂のシート材とともにプレス等の技術手段により成型する方法、あるいは、炭素繊維および他の繊維を６ｍｍ以下の長さにカッティングしたカットファイバーを熱可塑性樹脂にコンパウンドの後、射出成型する方法などが挙げられる（特許文献１及び２等）。
【０００４】
一方、短時間で効率よく成形可能な方法として、スタンピング成形等の金型内での成形用基材のプレス成形による成形技術が知られている。この技術は、加熱されている基材を金型内にて所定形状にプレス成形するものであるが、織物や開繊シートを強化繊維として用いた場合、複雑な形状を有する成形品、特にリブやボス等の突起部を有する成形品とする際、その形状に追従できず、目的とする成形品が得られなかったり、突起部の強度が不十分となったりして、均一な形状や物性を有する成形品が得られないという問題点がある。
【０００５】
また、繊維基材に熱可塑性樹脂を含浸しスタンピング成形した成形品では、一般に強化繊維の含有率を大きくすることが困難なため、強度や剛性等の機械的特性が低い。特にリブやボス等の突起物を有する複雑な形状の成形品は、強化繊維の含有率が低い上に、樹脂と強化繊維が分離して流動するために、突起物の先まで十分に強化繊維が行き渡らず、突起物の機械的特性が低く、成形品の機械的特性が場所によってばらつくという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点の解決を目的とするものであり、複雑な形状、特にリブやボス等の突起部を有しているにもかかわらず優れた機械的特性を発揮する繊維強化プラスチックを提供するものである。また、賦型性に優れ、上記プラスチックを容易に成形できる繊維強化プラスチックの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者が、検討した結果、強化繊維および熱可塑性繊維を一定の条件で混合した基材を用いて成形することにより、優れた機械的特性を発揮する繊維強化プラスチックが得られることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
かくして本発明によれば、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであって、該繊維強化プラスチックが、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなり、かつ、該繊維強化プラスチックが、突起部を有していることを特徴とする繊維強化プラスチックが提供される。
【００１０】
また、強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性繊維３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなる繊維強化プラスチック成形用基材を、突起部を有する金型にはさみ、加熱または加熱加圧して突起部を有する繊維強化プラスチックを成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の繊維強化プラスチックは、強化繊維を用いていることにより、高い機械的物性を示し、さらに強化繊維として炭素繊維と耐熱有機繊維、特にアラミド繊維を併用することで耐衝撃性能に優れている。また、本発明の繊維強化プラスチックは、射出成形のように炭素繊維や耐熱有機繊維といった強化繊維が切断されて短くなったり、塊状となったりすることがなく、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、特定方向に力学特性を高め、強化繊維の性能を十分に生かし、繊維強化プラスチックとして強度設計等が容易に行うことができる。
【００１２】
本発明の繊維強化プラスチックは、複雑な形状、特にリブやボス等の突起部を有しているにもかかわらず、該突起部においても他の部分と同様に優れた機械的特性を発揮する。また、本発明の製造方法によれば、突起部がある複雑な形状の成形品を一体成形で得られることから、複雑な立体形状への賦型が容易であるとともに、かつ、成形前の熱可塑性中間基材において熱可塑性樹脂が繊維の形状で他の強化繊維間に存在するため、繊維強化複合材料とした場合に、これが溶融して十分に耐熱有機繊維の隙間に浸透し、突起物などを有していても強度、弾性率、耐衝撃性などの力学特性に優れた繊維強化プラスチックを成形することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明においては、上記繊維強化プラスチックが、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックである。
本発明における強化繊維の形態は、カットファイバー（短繊維）であり、高い剛性を保持するために、繊維長は、２０〜１５０ｍｍであり、好ましくは２０〜１２０ｍｍ、より好ましくは２０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは２０〜８０ｍｍである。また、同様の観点から、繊維径は、好ましくは５〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍである。
【００１４】
本発明においては、強化繊維としては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。
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。
【００１５】
本発明に用いる耐熱有機繊維は、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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリプロプピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂が好ましく使用される。
上記熱可塑性樹脂は、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、熱可塑性樹脂が、強化繊維間に十分に含浸し、さらに得られる繊維強化プラスチックの剛性や、耐衝撃性の向上が容易となる。特に、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂を用いる場合、上記メルトボリュームフローレイトを有する樹脂を用いることで、上記効果がより顕著に表れることがわかった。
【００１８】
本発明においては、強化繊維：熱可塑性樹脂が重量比で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、強化繊維を十分に結合して繊維強化プラスチックを形成するのが難しくなる。
【００１９】
本発明の繊維強化プラスチックは、突起部を有し、該突起部とは、成形体表面より突起しているものである。具体的な例としてはリブ、ボス、直方体や立方体などがあげられるが、それらに限定されるものではなく、複雑な形状も含まれる。また突起部の高さを０．５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内に制限することにより、金型を用いたプレスによる、とくに後述のような各種プレス成形方法により、短時間で効率よく所望の成形体を成形できるようになり、量産性に優れた製造技術を提供できる。プレス成形によってより確実に所定形状の成形体を得るためのより好ましい突起部の高さは、０．５〜６０ｍｍである。
【００２０】
本発明においては、炭素繊維に対し、比較的伸度の高い耐熱有機繊維をより多く存在させることが肝要である。これにより、複雑な形状を有する製品形状と高い力学的な要求特性、特に耐衝撃性に優れた繊維強化プラスチックとすることができる。また、後述する繊維強化プラスチック成形用基材を用いる製造方法においては、基材の伸度が高くなり、基材の賦型性（金型内の凹凸への追従性）が向上し、突起部など複雑な形状を有していても、先端にまでより多くの強化繊維を存在させることが可能となる。炭素繊維と耐熱有機繊維との重量比は１０：９０〜５０：５０であり、好ましくは１５：８５〜５０：５０であり、耐熱有機繊維の割合が５０％未満である場合には、突起部の先端まで強化繊維が行き渡らない可能性があり、炭素繊維の割合が１０％未満である場合には、繊維強化プラスチックとした場合に十分な機械的強度が得られない可能性がある。
【００２１】
以上に説明した本発明の繊維強化プラスチックは、以下に説明する方法により製造するのが好ましい。
すなわち、強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性繊維３０〜９５重量％からなり、該強化繊維が、炭素繊維１０〜５０重量％および耐熱有機繊維９０〜５０重量％からなる繊維強化プラスチック成形用基材（以下、単に基布と称することがある）を、突起部を有する金型にはさみ、加熱または加熱加圧して突起部を有する繊維強化プラスチックを成形することを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法である。これにより、該基材は賦型性（金型内の凹凸への追従性）に優れ、突起部などの複雑な形状を有するにも関わらず、突起部やその他の部分でも均一な、優れた力学特性を有する繊維強化プラスチックを得ることができる。
【００２２】
本発明で用いる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。
【００２３】
本発明の熱可塑性繊維は、前記の熱可塑性樹脂を溶融紡糸等により繊維状に成形したものを好ましく提示でき、前記のように該熱可塑性樹脂は、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。
【００２４】
本発明における熱可塑性繊維の形態は、また、炭素繊維や耐熱有機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、繊維長は好ましくは２０〜１５０ｍｍであり、より好ましくは３０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは３５〜８０ｍｍ、よりさらに好ましくは３５〜６５ｍｍである。また、同様の観点から、繊維径は、好ましくは５〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍである。
【００２５】
本発明においては、基材の突起部にも追従する柔軟性を確保するために基材の伸度を高くすることが有用である。一般に、強化繊維は高モジュラス、低伸度であり、熱可塑性繊維の伸度を高く設計することが望ましい。特に融点や軟化点が高く、溶融粘度が高い熱可塑ポリマーからなる熱可塑性繊維を用いた場合、該繊維の伸度を高くすることにより、基材の柔軟性を高めることができる。よって、熱可塑性繊維の伸度は、好ましくは３０％以上、より好ましくは４５％以上、さらに好ましくは６０％以上である。一方、伸度があまり大きすぎても、ニードルパンチ等で繊維が伸び成形性が悪くなるため、好ましくは１５０％以下、より好ましくは１２０％以下、さらに好ましくは１００％以下とするのが望ましい。特に、熱可塑性繊維としてポリカーボネート繊維を用いる場合は、上記伸度とすることが好ましい。
【００２６】
本発明で用いる基材は、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を容易に密着することができる。
【００２７】
本発明で用いる基布としては、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。かかる交絡としては、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、基材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本以上の短繊維が絡み合って集束した繊維束が、基材表面を観察し１ｃｍ２当たり１ケ以上あることが好ましい。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が両方で５本以上絡み合った繊維束の数（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。
【００３０】
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。
【００３１】
基材をニードルパンチ不織布とする場合は、打ち込み密度を、好ましくは２００〜８００本／ｃｍ２、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に変動し易くなる。一方、打ち込み密度が２００本／ｃｍ２超えると、基材が硬くなり易く好ましくない。
【００３２】
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、７０〜３００ｇ／ｃｍ２とすることが好ましい。目付が５０ｇ／ｃｍ２未満では取扱い性が悪くなる傾向があり、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。
【００３３】
上記基材を用いて本発明の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。
【００３４】
不織布の作成方法としては、一般的な乾式不織布、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】
本発明の繊維強化プラスチックの基材となる不織布は、開繊機、カードなどの工程を通過することで、その機械方向に異方性を持った基材となる。また、一般的なクロスレイヤー工程での方向転換や、ニードルパンチ工程での機械方向の張力負荷により、異方性の程度を制御することが可能である。また、不織布基材を積層してプレス成形する方法も取られる手段であり、積層方向を変化させることでも異方性の制御は可能である。
【００３６】
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、繊維強化プラスチックを成形することができる。
【実施例】
【００３７】
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、伸度、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、リブ部周辺より厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を切り出し、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、リブ部周辺より厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を切り出し、測定した。  
（８）立体成形性
リブの高さｈが３０ｍｍでかつ、リブ立ち上がり面の角度θが７０°であり、リブの頂部におけるリブ幅ｄが８０ｍｍのリブ部をもつ金型を用い、基材をプレス加工した際の、立体加工性を目視判定した。判定基準は以下の通りである。
○：繊維がリブ部側面に均一に広がっており、樹脂の含浸ムラが無いもの。
△：繊維がリブ部側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。
×：繊維がリブ部側面に均一に広がらず、偏りが見られるもの。
【００３８】
［実施例１］
強化繊維として、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、および、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、熱可塑性繊維として、ポリカーボネート樹脂（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、直径３０μｍ、伸度６１％のフィラメントを得、これを５１ｍｍにカットしたポリカーボネート繊維と用い、これらの繊維を、重量比１６：２４：６０で混合し、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繊維ウェブを作成した。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９ｍｍ、４６０本／ｃｍ２の密度で打ち込みをして目付１８３ｇ／ｍ２の不織布を得た。これを１４枚積層させ、「リブ付き平板」の金型を使用し、成型圧力５ＭＰａ、成型温度が３００℃にて加温加圧することにより、厚み２ｍｍの繊維強化プラスチック成形体を作成した。リブ部周辺から試験片を切り出し、曲げ強度、曲げ弾性率、シャルピー衝撃試験値を評価した。
【００３９】
［実施例２、３、比較例１］
炭素繊維、アラミド繊維、ポリカーボネート繊維との混合割合を表１の重量比となるよう変更した以外は実施例１と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。
【００４０】
［比較例２］
実施例１で使用した炭素繊維およびアラミド繊維を使用し、重量比で炭素繊維：アラミド繊維が４０：６０となるよう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、繊維の引き揃え性を向上させたウェブを作成した。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、４６０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１８３ｇ／ｍ２を作成した。これらを１４枚積層させ、「リブ付き平板」の金型を使用し、成型圧力５ＭＰａ、成型温度が３００℃にて加温加圧することにより、厚み２ｍｍの繊維強化プラスチック成形体を作成した。
【００４１】
［比較例３］
炭素繊維およびアラミド繊維からなる不織布に代えて、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）とした以外は、比較例１と同様の処理を実施し、繊維強化プラスチック成形体を作成、同様に評価した。
以上の結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2014062146.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、優れた耐衝撃性を有する軽量な繊維強化プラスチックを提供するものであり、本発明により製造さ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。