(57)【要約】【課題】維強化プラスチックを安定して大量に供給することが可能となる半製品を製造する簡単な連続方法を提供する。【解決手段】熱可塑性繊維および強化繊維を含む、熱的に変形可能な半製品を製造する方法であって、該強化繊維が、炭素繊維、または、炭素繊維および耐熱性有機繊維を含み、下記の（１）から（３）の工程を順に経て熱的に変形可能な半製品を製造する。（１）炭素繊維：耐熱有機繊維が重量比で１００：０〜４０：６０、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０となるようそれぞれの繊維を混合し、連続マットを作成する工程（２）ニードリング、湿式抄造、または加熱処理により、それぞれの繊維を少なくとも一部で交絡または接合した混合不織布を成形する工程（３）混合不織布を、加圧または加熱加圧し、半製品を成形する工程【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性繊維および強化繊維を含む、熱的に変形可能な半製品を製造する方法であって、該強化繊維が、炭素繊維、または、炭素繊維および耐熱性有機繊維を含み、下記の（１）から（３）の工程を順に経て熱的に変形可能な半製品の製造方法。
（１）炭素繊維：耐熱有機繊維が重量比で１００：０〜４０：６０、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０となるようそれぞれの繊維を混合し、連続マットを作成する工程
（２）ニードリング、湿式抄造、または加熱処理により、それぞれの繊維を少なくとも一部で交絡または接合した混合不織布を成形する工程
（３）混合不織布を、加圧または加熱加圧し、半製品を成形する工程
【請求項２】
（３）に代えて、混合不織布を、熱可塑性繊維の軟化点を超える温度まで加熱し、加圧する工程を行う請求項１記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項３】
加圧が加熱プレスツール上、冷却プレスツール上の順で行なわれ、混合不織布が８０ｋＰａ（０．８バール）未満の圧力で少なくとも３秒間加圧され、任意選択で、半製品上に機能層が押圧される工程を含む請求項１または２に記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項４】
加圧と同時に、加熱された混合不織布上に機能層が押圧される請求項１〜３のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項５】
プレスツールで加圧する際に、４〜４０ｋＰａ（０．０５〜０．５バール）の間の圧力が加えられ、加熱プレスツールの滞留時間は５〜６０秒であり、その結果、得られた半製品は、２５〜７５体積％、好ましくは３５〜６５体積％の空孔の含有量を有する請求項１〜４のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項６】
プレスツールは加圧プレートを有し、回転織物バンドは圧力プレートに沿って摺動し、混合不織布を運搬する請求項１〜５のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項７】
加熱プレスツールでは温度が８０℃より大きく、冷却プレスツールでは温度が３０℃未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項８】
加熱の間、加熱プレスツールの前に加熱ロール対がさらに配置され、プレスツールの冷却領域後に冷却ロール対がさらに配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項９】
１０Ｎ／ｍｍ未満の線形圧力が加熱ロール対において加えられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項１０】
１０〜５０Ｎ／ｍｍの線形圧力が冷却ロール対において加えられることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項１１】
炭素繊維および耐熱有機繊維の繊維直径が５〜４０μｍである、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項１２】
強化繊維の繊維長が２０〜１５０ｍｍである請求項１〜１１のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【請求項１３】
耐熱有機繊維がアラミド繊維である請求項１〜１２のいずれかに記載の熱的に変形可能な半製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性繊維と強化繊維を含む混合不織布から、熱可塑的変形繊維により強化された半製品を製造する方法に関する。
【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】
しかしながら、かかる耐衝撃性繊維強化プラスチックは、剛性に優れるが耐衝撃性に劣る問題があった。耐衝撃性向上のために、繊維強化プラスチックをセラミックスあるいは金属と積層する複合体構造などが提案されているが、一般的にこれらの複合構造体は重量増加を伴うものであった。
【０００４】
また、炭素繊維に耐衝撃性に優れる他の有機繊維を併用することにより、耐衝撃性が向上することも提案されている。他の有機繊維の併用方法としては、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）。
【０００５】
フィラメント繊維による成型方法の場合、強度、剛性の高いハイグレードな繊維強化プラスチックの製造が可能であるものの、成型にかかるコストが非常に高く、一部の用途にのみ展開されているのが実状である。一方、射出成型を用いる方法では、加工特性に優れ、安価な繊維強化プラスチックが製造できるものの、添加する繊維が短くなり、剛性、耐衝撃性の面で十分な性能を得ることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２７５１３３号公報
【特許文献２】特開平２−６４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明の目的は、このような維強化プラスチックを安定して大量に供給することが可能となる繊維強化プラスチック用の半製品の製造方法を提供することにある。具体的には、一様な分布の空気孔を含み、優れた特性であってかつあらゆる方向で非常に再現可能な特性を有する完成品を提供するために容易に作り変えることができる、熱可塑性繊維と強化繊維からなる歪みのない半製品を製造する簡単な連続方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者が検討した結果、炭素繊維と、耐熱有機繊維とを特定の形態で、強化繊維としてプラスチック中に配した繊維強化プラスチックは、剛性や耐衝撃性が著しく向上することを見出した。また、炭素繊維、耐熱有機繊維、熱可塑性繊維を巧みに組み合わせた不織布を用いて成形を行うことで、上記繊維強化プラスチックを容易に成形できることを見出した。
【０００９】
かくして本発明によれば、熱可塑性繊維および強化繊維を含む、熱的に変形可能な半製品を製造する方法であって、該強化繊維が、炭素繊維、または、炭素繊維および耐熱性有機繊維を含み、下記の（１）から（３）の工程を順に経て熱的に変形可能な半製品を製造する方法が提供される。
（１）炭素繊維：耐熱有機繊維が重量比で１００：０〜４０：６０、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０となるようそれぞれの繊維を混合し、連続マットを作成する工程
（２）ニードリング、湿式抄造、または加熱処理により、それぞれの繊維を少なくとも一部で交絡または接合した混合不織布を成形する工程
（３）混合不織布を、加圧または加熱加圧し、半製品を成形する工程
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、熱可塑性繊維および強化繊維を含む、熱的に変形可能な半製品を製造する方法であって、該強化繊維が、炭素繊維、または、炭素繊維および耐熱性有機繊維を含み、下記の（１）から（３）の工程を順に経て熱的に変形可能な半製品を製造する方法。
（１）炭素繊維：耐熱有機繊維が重量比で１００：０〜４０：６０、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０となるようそれぞれの繊維を混合し、連続マットを作成する工程
（２）ニードリング、湿式抄造、または加熱処理により、それぞれの繊維を少なくとも一部で交絡または接合した混合不織布を成形する工程
（３）混合不織布を、加圧または加熱加圧し、半製品を成形する工程
【００１１】
以下、構成について説明する。
（１）炭素繊維：耐熱有機繊維が重量比で１００：０〜４０：６０、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０となるようそれぞれの繊維を混合し、連続マットを作成する工程
本発明に用いる強化繊維は、炭素繊維、または、炭素繊維および耐熱有機繊維を含む。上記耐熱有機繊維は、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。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明における炭素繊維とは、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。また、玄武岩繊維などの無機繊維に置き換えることも可能である。
【００１４】
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２０〜１００ｍｍであり、さらに好ましくは２０〜８０ｍｍ、さらにより好ましくは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。
【００１５】
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２０〜１５０ｍｍ、より好ましくは２０〜１２０ｍｍ、さらに好ましくは３５〜８０ｍｍ、よりさらに好ましくは３５〜６０ｍｍである。
【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がこれらに限定されるものではないが、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】
本発明における熱可塑性繊維とは、熱可塑性樹脂を原料とし、すべての紡糸可能な熱可塑性樹脂により溶融紡糸によって得られる繊維状物であって、原料となる熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、線形ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ならびに対応する共重合体および熱可塑性樹脂のブレンド、およびポリアリレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリエーテルケトン等の高い耐熱性を有するポリマーが含まれ好ましく使用されるが、この限りではない。
【００１８】
上記の熱可塑性樹脂は、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。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、より顕著な効果得られることがわかった。
【００１９】
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、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。
【００２０】
本発明においては、強化繊維：熱可塑性繊維は、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。
【００２１】
（２）ニードリング、湿式抄造、または加熱処理により、それぞれの繊維を少なくとも一部で交絡または接合した混合不織布（以下、基材と称することがある）を成形する工程
本発明では、上記の強化繊維と熱可塑性繊維を混合し不織布として半製品を成形する。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を容易に密着させることができる。
【００２２】
本発明で用いる半製品は、不織布の形態であることが好ましく、ニードリングにより繊維同士を交絡させたり、加熱処理により繊維同士を接合（接着）させたりする乾式不織布、湿式抄造による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。
【００２３】
一方、湿式抄造による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。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では、熱可塑性繊維と強化繊維の平均長さの差は、最大２５％、好ましくは最大１０％、特には最大３％異なっている。
この繊維長さの一致は、半製品の製造中に、半製品の不均質性（すなわちガラスが豊富な領域とポリマーが豊富な領域）を生じさせる繊維の分離が起こらないという長所を有する。このことは繊維が空気集積プロセスで混合される場合に特に重要である。
【００２５】
繊維の混合は、空気集積プロセスまたはカージングプロセスにより行なうことができる。これらのプロセスは織物技術において周知である。カージングプロセスの間に、繊維が大量の水（例えば１５％以内）を含むこともできる。混合により、２００〜２５００ｇ／ｍ２、特に２５０〜１８００ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量を有する不織布の連続バンドを成形することができる。
【００２６】
得られた混合不織布を、その後、好ましくは一方又は両方の側でニードリングすることにより、好ましくは絡み合わせて固化する。これは従来のニードリング織機でフェルト針を用いて遂行可能である。ニードリングは強化繊維の破損を引き起こし、その結果、平均繊維長さは減少する。他方、ニードリングは混合不織布を固め、その結果、不織布をプロセスの以降のステップで問題なく扱うことができる。さらに、ニードリングは、強化繊維を部分的にｚ方向に向け、それによってロフト（再加熱時の加圧した半製品の復元）を制御することができる。強化繊維がｚ方向に配向するさらなる結果として、本発明の半製品から形成される完成品もまたこの方向に強化される。原則として、加熱手段（例えば赤外線照射あるいは熱風により）により統合固化を行なうことも可能であるが、この場合、熱可塑性繊維は完全に溶解させるべきではなく、半完成製品が取り扱いと輸送を容易にするのに十分な統合固化を有する程度に、表面的にのみ溶解させることが好ましい。
【００２７】
さらに本発明では、前記（１）から（２）の工程に続き、（３）の工程において、混合不織布を、加圧または加熱加圧するか、熱可塑性繊維の融点の軟化点を超える温度で加熱および加圧し、半製品を成形する工程を行うことが望ましい。
【００２８】
上記工程では、混合不織布を、その後、好ましくは連続オーブン中でまたは赤外線照射により、熱可塑性樹脂の軟化温度を超える温度まで加熱する。温度は好ましくは軟化温度を超えて２０℃〜６０℃の温度であり、ポリプロピレン繊維の場合は温度が１８０℃〜２２０℃、特に１９０〜２１０℃が好ましい。一方、ポリカーボネート繊維の場合は温度が１８０℃〜２６０℃、特に１９０〜２５０℃が好ましい。
【００２９】
熱可塑性溶融物は容易に個々のフィラメントを「含浸」し、大多数のガラス繊維束が個々のフィラメントへと開放されない上述のＧＭＴ法におけるよりも、大いに良好でより一様なガラス繊維の含浸が得られる。ＧＭＴ法の場合は例えばＧＭＴの半製品から製造された完成品の均質性が不良となる。
【００３０】
さらに本発明においては、工程（４）で、加熱直後、加熱した混合不織布をプレスすることが好ましい。上記プレスでは、加熱プレスツールおよび冷却プレスツールを連続使用し、混合不織布を加圧することが好ましい。加圧条件としては、プレス圧力は８０ｋＰａ（０．８バール）未満であることが好ましく、４〜４０ｋＰａ（０．０５〜０．５バール）更に好ましい。またプレス時間は、少なくとも３秒間加圧することが好ましい。また、加熱プレスツールでは、滞留時間は好ましくは５〜６０秒である。しかし、冷却プレスツールでは、滞留時間は数分を超える場合がある。８０ｋＰａ（０．８バール）より高い圧力では空気孔含有量が低くなる。好ましくは、例えばテフロン（登録商標）コーティングされたガラスかアラミド織物で作られた２本の回転織物ベルトに圧力プレートが使用され、ベルトは圧力プレートに沿って摺動し、混合不織布を運搬する。加熱プレスツールは、８０℃よりも高い温度に、特に１００〜２２０℃に加熱され、冷却プレスツールは３０℃未満に、特に１５℃〜２５℃に保たれる。好ましくは、ステップＤでは、加熱ロール対は加熱プレスツールからさらに上流に位置し、冷却ロール対は加熱プレスツールからさらに下流に位置している。
【００３１】
加熱ロール対は、主として機能層を提供し、かつ同層を加熱された混合不織布に適用する役割をする。この目的には１０Ｎ／ｍｍ未満の低い線形（すなわち「ライン」）圧力で十分である。特に１５０℃〜２００℃に加熱されるプレスツールは、強化繊維を熱可塑性溶解物中へプレスすると共に、強化繊維を十分な程度まで濡らす。同プレスツールは空気の一部を外に追い出しもする。冷却ロール対は、好ましくは１０〜５０Ｎ／ｍｍの線形圧力で部分的に統合固化された半製品上に機能層をしっかりとプレスし、その結果、機能層は半製品に結合される。さらに、必要な場合、冷却ロール対は厚さのさらなる減少を引き起こすように設定することができる。復元力がもはや作用できないように、熱可塑性溶解物が冷却プレスツールにより完全に固化される。いかなる機能層を製品に堅く融合してもよく、半製品がこのように統合固化される。
【００３２】
プレス操作は、得られた半製品が２５〜７５体積％、特に３５〜６５体積％の間の空気孔（「空隙」）含有量を有するような温和な条件下で行なわれる。この事実により、緻密化されたまたはほとんど緻密化された半製品に対して、この製品は例えばプレスツールで加熱成形することにより容易に加工することができる。熱可塑性マトリクスによりガラス繊維が上述のように一様に含浸されるため、空気孔は半製品中に均質的に分布する。これ
は、空気孔が不規則に分布し、開放されていないガラス繊維束およびマトリックス塊を含む膨張ＧＭＴとは対照的である。
【００３３】
必要な場合、プレス動作同時に機能層を加熱した混合不織布の一方又は両方の側と接触させ、一緒に加圧する。これらの追加の層は、装飾層であってもよいし、薄い繊維不織布、熱可塑性フィルム、または織物シートであってもよい。
【００３４】
生じた平坦な半製品は好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さ、特に１．０〜５．０ｍｍの厚さを有している。特定の用途の場合、厚さが５．０ｍｍを超える場合もあり得る。半製品中の強化繊維の平均長さ（重量平均）は２０〜１２０ｍｍで、好ましくは２５〜１００ｍｍ、特に好ましくは２５〜５０ｍｍである。
【００３５】
本発明により製造された半製品は、巻き取られて格納されるか、あるいは例えば４００〜３０００ｍｍ×３００〜２３００ｍｍの寸法を有するプレートへ直ちにカットされ得る。半製品は三次元完成部品を形成するために熱可塑的に処理されてもよい。そうするために、最初に軟化温度を超える温度まで切断片を適切に切断し、次に作り変えられる。その際に、半製品は、ニードリングされた繊維不織布の復元力により膨張し、空気孔含有量が大きいほど、半製品は大きく膨張する。例えば、その元の厚さの２倍より大きく、好ましくは三倍よりも多く膨張した半製品は、緻密化されたプレートよりも熱成形中に非常に容易に作り変えることができる。再成型の際、半製品は通常２部から成る型によって加圧されるか、あるいは深絞りにより成型される。
【実施例】
【００３６】
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。
【００３７】
［実施例１］
熱可塑性繊維は、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℃にて溶融押し出しし、直径３０μｍのポリカーボネート繊維を得た。得られたポリカーボネート繊維を５１ｍｍにカットして得た。このポリカーボネート繊維と、繊維径１２μｍ長さ５１ｍｍの炭素繊維（東邦テナックス製、引張強度４２００ＭＰａ）とを均質に混合し、連続空気集積プロセスで連続ウェブ（マット）化した。ポリカーボネート繊維と炭素繊維の重量比は６０：４０であった。１１８０ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量を有する得られた不織布ウェブを、ニードル織機で片側からニードリングした。幅がわずかに２ｍｍを超える予め緻密化したウェブ気流オーブンで約１９０℃まで加熱してポリカーボネート繊維を溶融し、その後すぐに加熱したダブルベルトラミネート装置上に搬送した。そこで溶融ポリカーボネート繊維を約５０ｋＰａ（約０．５バール）の圧力で１５秒間加圧した。ラミネート装置の温度は、ウェブの中心をポリカーボネートの軟化点よりも高い温度を維持すると共にポリカーボネートが炭素繊維を均質に浸透できるように、約１５０℃とした。他方、比較的圧力が低いため、三次元にランダムに配向された炭素繊維は部分的に圧力に抵抗し、その結果、ウェブ内に空隙の一定部分が維持された。続いてウェブを、２０℃に保持した冷却ダブルベルトラミネート装置に導入し、そこでウェブを２０ｋＰａ（０．２バール）の圧力で９０秒間保持し、ポリカーボネートを固化させた。２．２ｍｍの厚さを有する得られた半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。炭素繊維の平均長さは５０ｍｍであった。厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００３８】
［実施例２］
実施例１において、強化繊維として、繊維径１２μｍ長さ５１ｍｍのアラミド繊維（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）と繊維径１２μｍ長さ５１ｍｍの炭素繊維（東邦テナックス製、引張強度４２００ＭＰａ）とが重量比１０：９０の混率とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍであった。結合固化された後、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００３９】
［実施例３］
実施例２において、アラミド繊維と炭素繊維とを重量比３０：７０の混率とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍ未満であった。十分に結合固化された後、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４０】
［実施例４］
実施例２において、アラミド繊維と炭素繊維とを重量比６０：４０の混率とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍであった。十分に統合固化された後の、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４１】
［実施例５］
実施例３において、熱可塑性繊維を直径１８μｍのポリプロピレン繊維とし、同様の操作をおこなった。ポリプロピレン固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍ未満であった。十分に結合固化された後の、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５０体積％でああった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４２】
［実施例６］
実施例３において、熱可塑性繊維を直径１２μｍのポリエチレンテレフタレート繊維とし、同様の操作をおこなった。ポリエチレンテレフタレート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍ未満であった。十分に結合固化された後の、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５３体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４３】
［実施例７］
実施例３において、熱可塑性繊維を直径１４μｍのポリアミド繊維とし、同様の操作をおこなった。ポリアミド固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍであった。十分に結合固化された後の厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５４体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４４】
［実施例８］
実施例３において、アラミド繊維を直径１４μｍのポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維  引張強度５８００ＭＰａ）とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後にえら得た厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５１ｍｍであった。結合固化された後の厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４５】
［実施例９］
実施例３において、アラミド繊維を直径１２μｍのポリパラフェニレンテレフタラミド繊維（ＰＰＴＡ繊維、引張強度ＭＰａ）とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５２ｍｍであった。十分に統合固化された後の厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４６】
［実施例１０］
実施例３において、アラミド繊維を直径１４μｍのポリエーテルエーテル繊維ポリゼンゾオキサゾール繊維とし、同様の操作をおこなった。ポリカーボネート固化後に得られた厚さ２．２ｍｍの半製品を、タテ２ｍ、ヨコ２ｍのサイズにカットした。繊維の平均長さは５０ｍｍ未満であった。十分に結合固化された後の、厚さは０．９ｍｍ、空洞率は５５体積％であった。プレートは強度が高く、歪みがなく、例えば産業用ロボットが取り扱う設備でも取り扱いや輸送が容易である。
【００４７】
［比較例１］
２００×３００ｍｍのドラム寸法を有する実験用カレンダー機と幅を合わせるために、実施例１に示したのと同じ不織布ウェブを、２５０ｍｍ幅のロールに切断した。フリースを気流オーブンを通過させることにより１８０℃まで加熱し、次に、カレンダースリットに導入した。２つのローラを４０℃の表面温度に調節し、線形圧力は３００Ｎ／ｍｍであり、回転速度は５ｍ／分であった。プレスしたウェブは、高圧によって引き起こされた１００％の伸びを示し、極端な形状の歪みと繊維配向により使用することができなかった。さらなる試みでは、線形負荷を５０Ｎ／ｍｍに減らし、開演速度を２ｍ／分まで減らした。加圧したウェブ極端な形状の歪みと繊維配向により使用することができなかった。温度、圧力および回転速度が変えてさらなる試みを行ったが、形状の歪みと内部張力のないプレートを製造することは可能ではなかった。
【００４８】
［比較例２］
１２３０ｇ／ｍ２の重量と１００ｍｍの炭素繊維長さを有する２つのニードリング済み炭素繊維マットに、３００ｋＰａ（３バール）の圧力でダブルバンドプレスの加熱領域で溶解ポリプロピレン（重量２８００ｇ／ｍ２）を含浸させた。次の冷却領域では、ラミネートを、スチールバンドと基板の間のほとんど圧力がない接触で冷却した。スチールバンド間の既に溶融されたポリカーボネートと一緒に、炭素繊維マットを膨張させた。ラミネートが簡単に除去されるように、多孔ラミネートの表面温度を１１０℃以下に減少させた。生じた半製品は、３０重量％のガラス繊維含有量と０．７ｇ／ｃｍ３の密度を有し、それは５０体積％の空孔含有量に相当した。３９５０ｇ／ｍ２の重量は、軽量要素または自動車の内部部品として適用するには大きすぎた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
完成品は、自動車、鉄道、および航空機の部品として輸送部門で使用されるだけでなく、乗物本体の部品として、または大面積のパネルおよび家具部品としても使用可能である。さらに、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も好適に用いることができる。