(57)【要約】  複合成形体１は、樹脂２と、樹脂２中に分散して設けられた繊維３と、樹脂２と繊維３との間に形成された空孔４と、を含み、比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１である。これにより、軽量化と高い機械的特性とを両立させた複合成形体を提供することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、前記樹脂中に分散して設けられた繊維と、前記樹脂と前記繊維との間に形成された空孔と、を含み、比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１であることを特徴とする複合成形体。
【請求項２】
空孔率が５〜９０％である請求項１に記載の複合成形体。
【請求項３】
前記繊維の平均長さは、１ｍｍ以上である請求項１または２に記載の複合成形体。
【請求項４】
前記繊維は、無機繊維である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項５】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項６】
２分総発熱量が５０［ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２］以下であり、最大発熱速度が５０［ｋＷ／ｍ２］以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項７】
前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項８】
樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、空孔と、を含み、
空孔率が２５〜９９％であり、
加熱されたとき成形性を有することを特徴とする複合成形体用中間体。
【請求項９】
前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である請求項８に記載の複合成形体用中間体。
【請求項１０】
前記樹脂は、繊維状をなしている請求項８または９に記載の複合成形体用中間体。
【請求項１１】
前記繊維は、無機繊維である請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の複合成形体用中間体。
【請求項１２】
融点が２００〜４００℃の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、を含む分散液を抄造し、中間体を得る工程と、
前記中間体を加熱しつつ加圧成形することにより、前記樹脂の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体を得る工程と、
を有することを特徴とする複合成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂は、繊維状をなしている請求項１２に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の複合成形体を備えることを特徴とする輸送機器用内装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合成形体、複合成形体用中間体、複合成形体の製造方法および輸送機器用内装材に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機や自動車の内装等に用いられる構造材料は、さらなる軽量化が求められている。軽量化によって航空機や自動車の燃料消費量を抑えることができる。【０００３】
このような構造材料として、ガラス繊維等の強化繊維と、ポリプロピレン等の樹脂と、を混合させてなる混合物（抄造シート）を加熱しつつ加圧成形して得られる繊維強化樹脂が用いられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の繊維強化樹脂では、繊維が３次元のあらゆる方向を向いて相互に絡まっている。これにより、繊維強化樹脂の補強が図られている。【０００４】
また、この特許文献１では、繊維強化樹脂の成形時に強化繊維のスプリングバックを利用して抄造シートを膨張させ、繊維強化樹脂の密度を低下させることが開示されている。これにより、防音性や断熱性を備えた繊維強化樹脂を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０１６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、構造材料のさらなる軽量化の要請は強い。このため、繊維強化樹脂の密度をさらに低下させることが求められている。【０００７】
しかしながら、繊維強化樹脂の密度を低下させた場合、繊維強化樹脂の機械的強度が低下する。その結果、繊維強化樹脂は、構造材料としての役割を果たせなくなるおそれがある。【０００８】
本発明の目的は、軽量化と高い機械的特性とを両立させた複合成形体および輸送機器用内装材、幅広い空孔率の複合成形体へ容易に製造可能な複合成形体用中間体、ならびに、前記複合成形体を効率よく製造可能な複合成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１）  樹脂と、前記樹脂中に分散して設けられた繊維と、前記樹脂と前記繊維との間に形成された空孔と、を含み、比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１であることを特徴とする複合成形体。【００１０】
（２）  空孔率が５〜９０％である上記（１）に記載の複合成形体。
（３）  前記繊維の平均長さは、１ｍｍ以上である上記（１）または（２）に記載の複合成形体。【００１１】
（４）  前記繊維は、無機繊維である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の複合成形体。【００１２】
（５）  前記樹脂は、熱可塑性樹脂を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の複合成形体。【００１３】
（６）  ２分総発熱量が５０［ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２］以下であり、最大発熱速度が５０［ｋＷ／ｍ２］以下である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の複合成形体。
（７）  前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の複合成形体。【００１４】
（８）  樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、空孔と、を含み、
空孔率が２５〜９９％であり、
加熱されたとき成形性を有することを特徴とする複合成形体用中間体。【００１５】
（９）  前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である上記（８）に記載の複合成形体用中間体。
（１０）  前記樹脂は、繊維状をなしている上記（８）または（９）に記載の複合成形体用中間体。
（１１）  前記繊維は、無機繊維である上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の複合成形体用中間体。【００１６】
（１２）  融点が２００〜４００℃の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、を含む分散液を抄造し、中間体を得る工程と、
前記中間体を加熱しつつ加圧成形することにより、前記樹脂の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体を得る工程と、
を有することを特徴とする複合成形体の製造方法。【００１７】
（１３）  前記樹脂は、繊維状をなしている上記（１２）に記載の複合成形体の製造方法。【００１８】
（１４）  上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の複合成形体を備えることを特徴とする輸送機器用内装材。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、軽量化と高い機械的特性とを両立させた複合成形体および輸送機器用内装材が得られる。【００２０】
また、本発明によれば、幅広い空孔率の複合成形体へ容易に製造可能な複合成形体用中間体が得られる。【００２１】
また、本発明によれば、軽量化と高い機械的特性とを両立させた複合成形体を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の複合成形体の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の輸送機器用内装材の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、設定した成形圧力と、その成形圧力での加圧成形によって得られた複合成形体の密度と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の複合成形体、複合成形体用中間体、複合成形体の製造方法および輸送機器用内装材について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
＜複合成形体＞
まず、本発明の複合成形体の実施形態について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の複合成形体の実施形態を模式的に示す斜視図である。
図１に示す複合成形体１は、樹脂２と、樹脂２中に分散して設けられた繊維３と、樹脂２と繊維３との間に形成された空孔４と、を含む。また、複合成形体１の比強度は、３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１である。このように、複合成形体１は、硬化している樹脂２のマトリックスに繊維３と空孔４とが分散した構造を有し、さらに、上記範囲の比強度を有している。このような複合成形体１によれば、軽量化と高い機械的特性とを両立させることができる。これにより、例えば輸送機器用内装材のように、軽量化と高い機械的特性の双方を求められる分野の構造材料として有用な成形体が得られる。
【００２６】
また、このような複合成形体１は、所望の形状に成形されている。すなわち、複合成形体１は、用途に応じて最適な形状をとり得るため、例えば内装材としての高い有用性を有する。なお、かかる観点から、複合成形体１の形状は、シート状（２次元形状）であっても、立体形状（３次元形状）であってもよい。
【００２７】
以下、複合成形体１を構成する成分について詳述する。
（樹脂）
樹脂２は、複合成形体１に成形性や保形性を付与したり、繊維３同士を結着するバインダーとして機能したりする。したがって、樹脂２としては、このような機能を有するものであれば特に限定されない。例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂、ポリウレタンのような熱硬化性樹脂、ポリアミド系樹脂（例えばナイロン等）、熱可塑性ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂（例えば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）、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミドのような熱可塑性樹脂等が挙げられる。なお、樹脂２は、これらのうちの少なくとも１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。
【００２８】
一方、樹脂２は、特に熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。これにより、複合成形体１の成形性を特に高めることができ、より寸法精度が高い複合成形体１が得られる。
【００２９】
さらに、樹脂２は、熱可塑性樹脂の中でもスーパーエンジニアリングプラスチックを含むことが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂がもたらす効果に加え、高い機械的特性という効果が複合成形体１に付加されることとなる。なお、スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００３０】
樹脂２の融点は、特に限定されないが、２００〜４００℃であるのが好ましい。このような樹脂２を用いることにより、複合成形体１の機械的特性および耐熱性を十分に高めることができる。これにより、例えば輸送機器用内装材等に複合成形体１が適用された場合、難燃性に優れた内装材が得られる。
【００３１】
また、樹脂２の融点は、より好ましくは２１０〜３９０℃とされ、さらに好ましくは２６０〜３８０℃とされる。これにより、例えば輸送機器用内装材等に複合成形体１が適用された場合、難燃性により優れた内装材が得られる。
【００３２】
なお、樹脂２の融点が前記下限値を下回ると、樹脂２の機械的特性および耐熱性が不十分になる。このため、複合成形体１の構成によっては、複合成形体１の高温時の機械的強度が低下したり、耐熱性に基づく難燃性が低下したりするおそれがある。一方、樹脂２の融点は前記上限値を上回ってもよいが、それに伴って一部の物性（例えば耐衝撃性等）が低下するおそれがある。
【００３３】
なお、樹脂２の融点は、原則として結晶融点のことであり、例えば、示差走査熱量計（ＤＳＣ−２９２０、ＴＡインスツルメント社製）により測定できる。
【００３４】
また、樹脂２に結晶融点が存在せずガラス転移温度が存在する場合には、本発明における樹脂２の融点はガラス転移温度も含むものとする。このガラス転移温度も、上記の示差走査熱量計により測定可能である。
【００３５】
さらに、樹脂２が熱硬化性樹脂の場合であって結晶融点もガラス転移温度も存在しない場合には、本発明における樹脂２の融点は熱硬化性樹脂の硬化物の耐熱温度も含むものとする。この耐熱温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１：１９９５の熱可塑性プラスチック一般試験方法に規定されている荷重たわみ温度とする。
【００３６】
（繊維）
繊維３は、複合成形体１の機械的特性を向上させたり、熱伝導性を高めたりする。
【００３７】
このような繊維３は、例えば、繊維糸または長い繊維束を所定の長さに切断することによって得られる。
【００３８】
繊維３の平均長さは、特に限定されないが、１ｍｍ以上であるのが好ましく、２ｍｍ以上であるのがより好ましく、４ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。繊維３の平均長さを前記範囲内に設定することにより、複合成形体１の機械的特性を十分に高めることができる。特に樹脂２の機械的特性が比較的低い場合であっても、繊維３によってそれを十分に補うことができる。その結果、機械的特性が特に良好な複合成形体１が得られる。
【００３９】
なお、繊維３の平均長さの上限値は、特に限定されないが、例えば１００ｍｍ以下であるのが好ましく、５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、複合成形体１を製造するにあたって繊維３を分散媒に分散させるとき、その分散性が良好になる。その結果、均質な構造の成形体が得られるため、最終的に機械的特性に優れた複合成形体１が得られる。
【００４０】
なお、繊維３の平均長さは、次のように測定される。複合成形体１の樹脂２を溶解する等して取り出された任意の１００本以上の繊維３について、それらの長さを測定する。得られた長さの測定値を平均した値を繊維３の平均長さとする。
【００４１】
また、繊維３の平均径は、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。繊維３の平均径を前記範囲内に設定することにより、複合成形体１の機械的特性を高めつつ、複合成形体１を製造するときの成形性を高めることができる。
【００４２】
なお、繊維３の平均径は、次のように測定される。複合成形体１の樹脂２を溶解する等して取り出された任意の１００本以上の繊維３について、それらの径を測定する。得られた径の測定値を平均した値を繊維３の平均径とする。
【００４３】
また、繊維３の径に対する長さの比（長さ／径）は、１０以上であるのが好ましく、１００以上であるのがより好ましい。これにより、繊維３が上記のような効果をより確実に発揮する。
【００４４】
このような繊維３としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、ステンレス鋼繊維、黄銅繊維、チタン繊維、鋼繊維、リン青銅繊維のような金属繊維、綿繊維、絹繊維、木質繊維のような天然繊維、アルミナ繊維のようなセラミック繊維、全芳香族ポリアミド（アラミド）、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、全芳香族ポリアゾメチン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ（パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ（パラ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を含むものが用いられる。
【００４５】
このうち、繊維３としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維およびセラミック繊維のような無機繊維が好ましく用いられる。引張強度等の機械的特性に優れている無機繊維を用いることにより、複合成形体１の機械的特性を特に高めることができる。
【００４６】
なお、繊維３には、必要に応じて、カップリング剤処理、界面活性剤処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、プラズマ照射処理等の表面処理が施されていてもよい。
【００４７】
このうち、カップリング剤としては、例えば、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランのようなアミノ基含有アルコキシシラン、およびそれらの加水分解物等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を含むものが用いられる。
【００４８】
複合成形体１における繊維３の含有量は、特に限定されないが、樹脂２の５〜３００体積％程度であるのが好ましく、１０〜１５０体積％程度であるのがより好ましく、２０〜９０体積％程度であるのがさらに好ましい。繊維３の含有量を前記範囲内に設定することにより、樹脂２と繊維３との量的なバランスが最適化される。このため、複合成形体１が空孔４を含む場合であっても、複合成形体１の機械的特性を特に高めることができる。すなわち、繊維３の含有量が前記下限値を下回ると、繊維３の含有量が相対的に不足するため、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料および空孔率等によっては、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。一方、繊維３の含有量が前記上限値を上回ると、樹脂２の含有量が相対的に不足するため、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料および空孔率等によっては、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。
【００４９】
なお、図１に示す繊維３の形状は、一例であり、図示したような直線状には限定されない。
【００５０】
（空孔）
空孔４は、複合成形体１に内包されている空間のことをいう。この空孔４は、その１つ１つまたは複数個が連結したものが系外と隔離されている（樹脂２等によって取り囲まれている）空間になっている状態（独立気泡）であってもよく、系外と連通している（複合成形体１の外部に露出している）空間になっている状態（連続気泡）であってもよい。
【００５１】
このうち、特に限定されるものではないが、独立気泡が連続気泡よりも多いことが好ましい。これにより、複合成形体１が空孔４を含んでいても、複合成形体１の機械的特性がより低下し難くなる。これは、独立気泡が圧壊し難いので、それに伴って複合成形体１の機械的強度が低下し難いことによる。
【００５２】
なお、独立気泡が連続気泡より多いとは、複合成形体１の断面を拡大観察したとき、その独立気泡が占める面積の合計が、連続気泡が占める面積の合計より大きい状態をいう。
【００５３】
複合成形体１が空孔４として独立気泡を含む場合、空孔４の平均径は、特に限定されないが、２〜３００μｍ程度であるのが好ましく、５〜２００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、空孔４による複合成形体１の軽量化と、空孔４による複合成形体１の機械的特性の低下の抑制と、を両立させることができる。すなわち、空孔４の平均径が前記下限値を下回る場合、空孔率によっては、複合成形体１の軽量化が難しくなるおそれがある。一方、空孔４の平均径が前記上限値を上回る場合、空孔率によっては、空孔４が屈折や亀裂等の起点になり易くなるため、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。
【００５４】
なお、空孔４の平均径は、複合成形体１の断面から各空孔４の面積と同じ面積を持つ円をそれぞれ仮想したとき、それらの円の直径（円相当径）の平均値として求められる。
【００５５】
複合成形体１の空孔率は、特に限定されないが、５〜９０％程度であるのが好ましく、１０〜９０％程度であるのがより好ましく、１５〜８７．５％程度であるのがさらに好ましく、２０〜８５％程度であるのが特に好ましい。空孔率を前記範囲内に設定することにより、複合成形体１の軽量化と機械的特性とをバランスよく両立させることができる。すなわち、空孔率が前記下限値を下回ると、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料等によっては、複合成形体１の軽量化が不十分になるおそれがある。一方、空孔率が前記上限値を上回ると、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料等によっては、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。また、空孔４が独立気泡を含む場合には、複合成形体１の断熱性が向上する。これにより、複合成形体１における熱伝導性が低下するので、難燃性を高めることができる。
【００５６】
なお、複合成形体１の空孔率は、例えば複合成形体１の断面の面積において、空孔４が占める面積の割合（空孔４の面積率）として求められる。
【００５７】
（パルプ）
複合成形体１は、必要に応じてパルプを含んでいてもよい。パルプとは、フィブリル構造を有する繊維材料であり、上記繊維３とは異なるものである。パルプは、例えば、繊維材料を機械的または化学的にフィブリル化することによって得ることができる。
【００５８】
パルプとしては、例えば、リンターパルプ、木材パルプのようなセルロース繊維、ケナフ、ジュート、竹のような天然繊維、パラ型全芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）およびその共重合体、芳香族ポリエステル繊維、ポリベンザゾール繊維、メタ型アラミド繊維およびそれらの共重合体、アクリル繊維、アクリロニトリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維のような有機繊維等をフィブリル化したものが挙げられ、これらのうちの少なくとも１種が用いられる。
【００５９】
また、複合成形体１におけるパルプの含有量は、特に限定されないが、樹脂２の０．５〜１０質量％程度であるのが好ましく、１〜８質量％程度であるのがより好ましく、１．５〜５質量％程度であるのがさらに好ましい。これにより、機械的特性や熱伝導性がより良好な複合成形体１を実現することができる。
【００６０】
（凝集剤）
複合成形体１は、必要に応じて凝集剤を含んでいてもよい。
【００６１】
凝集剤としては、例えば、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種が用いられる。
【００６２】
より具体的には、例えば、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、ホフマンポリアクリルアミド、マンニックポリアクリルアミド、両性共重合ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、両性澱粉、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。
【００６３】
また、複合成形体１における凝集剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂２の０．０１〜１．５質量％程度であるのが好ましく、０．０５〜１質量％程度であるのがより好ましく、０．１〜０．５質量％程度であるのがさらに好ましい。これにより、複合成形体１を例えば抄造法により製造するとき、脱水処理等を容易かつ安定的に行うことができ、最終的に均質で機械的特性に優れた複合成形体１が得られる。
【００６４】
（その他の添加剤）
複合成形体１は、必要に応じてその他の添加剤を含んでいてもよい。
【００６５】
かかる添加剤としては、例えば、無機粉末、金属粉、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤、可塑剤、硬化触媒、硬化促進剤、顔料、耐光剤、帯電防止剤、抗菌剤、導電剤、分散剤等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種が用いられる。
【００６６】
ここで、複合成形体１の比強度は、３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１とされる。これにより、軽量化と機械的特性の向上との両立が図られた複合成形体１が得られる。なお、比強度が前記下限値を下回ると、重い割には曲げ強度が小さいといえるので、例えば輸送機器用内装材のように、軽量化と高い機械的特性の双方を求められる分野の構造材料としては不適当になるおそれがある。一方、比強度が前記上限値を上回ると、軽い割には曲げ強度が大きいといえるが、その他の物性とのバランスによっては耐衝撃性が低下したり、製造条件によるバラツキが出やすくなるため、製造歩留まりを高め難くなったりするおそれがある。
【００６７】
また、複合成形体１の比強度は、４０〜３５０ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのが好ましく、５０〜３００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのがより好ましく、５０〜２５０ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのがさらに好ましい。
【００６８】
なお、複合成形体１の比強度は、曲げ強度（単位：ＭＰａ）を密度（単位：ｇ／ｃｍ３）で除することによって求められる。
【００６９】
また、複合成形体１は、以下のような特性を有することが好ましい。
まず、複合成形体１の密度は、特に限定されないが、０．０５〜１．６ｇ／ｃｍ３程度であるのが好ましく、０．１〜１．５５ｇ／ｃｍ３程度であるのがより好ましく、０．２〜１．５ｇ／ｃｍ３程度であるのがさらに好ましい。これにより、軽量化と機械的特性の向上とを両立させた複合成形体１が得られる。
【００７０】
なお、密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１２：１９９９にＡ法として規定されている試験方法に準じて測定される。
【００７１】
また、複合成形体１の曲げ強度は、特に限定されないが、５０〜４００ＭＰａ程度であるのが好ましく、７０〜３５０ＭＰａ程度であるのがより好ましく、１００〜３００ＭＰａ程度であるのがさらに好ましい。これにより、十分に機械的特性が高い複合成形体１が得られる。
【００７２】
なお、複合成形体１の曲げ強度は、室温（２５℃）において、ＩＳＯ１７８：２００１に規定されている試験方法に準じて測定される。
【００７３】
また、複合成形体１の比弾性率は、特に限定されないが、２〜３０ＧＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのが好ましく、３〜２５ＧＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのがより好ましく、４〜２０ＧＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１程度であるのがさらに好ましい。これにより、軽量化と機械的特性の向上との両立が図られた複合成形体１が得られる。
【００７４】
なお、複合成形体１の比弾性率は、曲げ弾性率（単位：ＧＰａ）を密度（単位：ｇ／ｃｍ３）で除することによって求められる。そして、曲げ弾性率は、室温（２５℃）において、ＩＳＯ１７８：２００１に規定されている試験方法に準じて測定される。
【００７５】
また、複合成形体１の最大発熱速度（Peak Heat Release Rate）は、特に限定されないが、５０ｋＷ／ｍ２以下であるのが好ましく、４５ｋＷ／ｍ２以下であるのがより好ましく、４０ｋＷ／ｍ２以下であるのがさらに好ましい。これにより、複合成形体１の軽量化を図りつつも、難燃性をより高めることができる。すなわち、軽量化と難燃性との両立を図ることができる。
【００７６】
なお、複合成形体１の最大発熱速度の下限値は、特に限定されないが、例えば１ｋＷ／ｍ２以上とされる。これにより、軽量化と難燃性とのバランスを最適化することができる。そして、このような複合成形体１を例えば輸送機器用内装材に適用することにより、求められる軽量化（軽量性）と難燃性とを高度に両立した内装材が実現される。
【００７７】
この最大発熱速度は、ＦＡＲ２５．８５３（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  ＩＶ）に準拠したヒートリリース試験により測定されるものである。
【００７８】
また、複合成形体１の２分総発熱量（Total Heat Release w/in First 2 Minutes）は、特に限定されないが、５０ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２以下であるのが好ましく、４５ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２以下であるのがより好ましく、４０ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２以下であるのがさらに好ましい。これにより、複合成形体１の軽量化を図りつつも、難燃性をより高めることができる。すなわち、軽量化と難燃性との両立を図ることができる。
【００７９】
なお、複合成形体１の２分総発熱量の下限値は、特に限定されないが、例えば１ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２以上とされる。これにより、軽量化と難燃性とのバランスを最適化することができる。そして、このような複合成形体１を例えば輸送機器用内装材に適用することにより、求められる軽量化（軽量性）と難燃性とを高度に両立した内装材が実現される。
【００８０】
この２分総発熱量は、ＦＡＲ２５．８５３（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  ＩＶ）に準拠したヒートリリース試験により測定されるものである。
【００８１】
そして、上述した最大発熱速度と２分総発熱量は、その双方が上記範囲内にあることが好ましい。これにより、軽量化と難燃性とのバランスをより高度に最適化した複合成形体１が得られる。このような複合成形体１は、例えば輸送機器用内装材として特に有用なものとなる。
【００８２】
＜複合成形体の製造方法＞
次に、本発明の複合成形体の製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、一例として、前述した複合成形体１を製造する方法について説明する。
【００８３】
図２〜６は、それぞれ本発明の複合成形体の製造方法の実施形態を説明するための図である。
【００８４】
本実施形態に係る複合成形体１の製造方法は、樹脂２と繊維３とを含む分散液を抄造し中間体１０（本発明の複合成形体用中間体の実施形態）を得る工程と、中間体１０を加熱しつつ加圧成形することにより、樹脂２の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体１を得る工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００８５】
［１］まず、図２に示すように、樹脂２と繊維３とこれらを分散させる分散媒５とを含む分散液６を調製する。調製した分散液６は、十分に撹拌、混合される。なお、分散液６には、必要に応じて、前述した凝集剤やパルプ、その他の添加剤等が添加されていてもよい。
なお、樹脂２としては、例えば融点が２００〜４００℃である樹脂が用いられる。
【００８６】
また、樹脂２の形状は、特に限定されず、略球形粒子状、薄膜粒子状等の粒子状（粉状）であってもよいが、繊維状をなしているのが好ましい。これにより、後述する抄造において、繊維３とともに樹脂２を抄きとることができる。その結果、樹脂２と繊維３とを絡み合わせることができ、見かけ密度の小さい中間体を容易に得ることができる。なお、図２やその他の図では、樹脂２を波線で表しているが、これは繊維状の樹脂２を模式的に示したものであり、形状の一例である。
【００８７】
なお、樹脂２が熱硬化性樹脂を含む場合、その熱硬化性樹脂は半硬化状態であることが好ましい。半硬化の熱硬化性樹脂は、中間体１０を製造後、加熱、加圧によって所望の形状に成形されて硬化に至る。これにより、熱硬化性樹脂の特性を生かした複合成形体１が得られることとなる。
【００８８】
一方、繊維３としては、例えば樹脂２よりも融点が高い繊維が用いられる。このような繊維３を用いることにより、後述する工程において中間体を加熱しつつ加圧成形するとき、樹脂２のみを選択的に溶融させることができる。これにより、樹脂２を繊維３の周辺で溶融、分散させることができ、均質な複合成形体１が得られる。
【００８９】
繊維３の融点は、樹脂２の融点よりも高いことが好ましく、さらにはその差は１０℃以上であるのがより好ましく、５０℃以上であるのがさらに好ましい。
【００９０】
このうち、繊維３としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維およびセラミック繊維のような無機繊維が好ましく用いられる。引張強度等の機械的特性に優れている無機繊維を用いることにより、複合成形体１の機械的特性を特に高めることができる。また、無機繊維は、一般に融点が非常に高いので、中間体１０が加熱されたとき、ほとんど溶融するおそれがない。このため、樹脂２の構成材料として融点の高い材料を用いた場合でも、確実に複合成形体１を製造することができる。
【００９１】
また、分散媒５としては、樹脂２や繊維３を溶解させ難く、かつ、樹脂２や繊維３を分散させる過程において揮発し難いものが好ましく用いられる。また、脱溶媒させ易いものが好ましく用いられる。かかる観点から、分散媒５の沸点は５０〜２００℃程度であるのが好ましい。
【００９２】
分散媒５としては、例えば、水、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、エチレングリコールのようなアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチルのようなエステル類、テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、ジオキサン、フルフラールのようなエーテル類等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種が用いられる。
【００９３】
これらの中でも、水が好ましく用いられる。水は、入手が容易であり、環境負荷が低く安全性も高いことから、分散媒５として有用である。
【００９４】
続いて、調製した分散液６を抄造する。これにより、複合成形体１を製造するための中間体１０（複合成形体用中間体）を得る。
【００９５】
具体的には、まず、図３に示すように、底面にフィルター７１が設けられた容器７０を用意する。
【００９６】
次に、容器７０内に分散液６を供給する。そして、分散液６中の分散媒５を、フィルター７１を介して容器７０の底面から外部へ排出する。これにより、分散液６中の分散質である樹脂２と繊維３とがフィルター７１上に残存する（抄造）。以上のようにしてフィルター７１上に中間体１０を得る。
【００９７】
このとき、フィルター７１の形状を適宜選択することにより、所望の形状を有する中間体１０を製造することができる。
【００９８】
このようにして得られた中間体１０は、分散媒５を含んでいても、含んでいなくてもよい。
【００９９】
その後、必要に応じて、図４に示すように、プレス型７２とプレス型７３との間に中間体１０を配置し、プレス型７２とプレス型７３との間に形成される図示しないキャビティーによって中間体１０を加圧成形する。
【０１００】
例えば、プレス型７２を矢印Ｐのように降下させることにより、プレス型７２とプレス型７３との間で中間体１０が圧縮される。これにより、中間体１０に残存していた分散媒５を十分に排出し、中間体１０を乾燥することができる。
なお、必要に応じて、さらに乾燥機等で中間体１０を乾燥するようにしてもよい。
【０１０１】
このようにして得られた中間体１０は、樹脂２と繊維３とを含み、見かけ密度が小さいものである。すなわち、樹脂２と繊維３とが絡まり合っているため、これらの間には相対的に大きな容積の空隙が生じている。このため、中間体１０の全体の見かけ密度が小さくなっている。特に、樹脂２が繊維状をなしている場合、樹脂２と繊維３との絡み合いが非常に複雑になる。このため、両者の間に極めて大きな容積の空隙が伴うこととなり、中間体１０の見かけ密度は特に小さくなる。その結果、かかる中間体１０は、後述するように、幅広い範囲の空孔率の複合成形体１を容易に製造可能なものとなる。
【０１０２】
繊維状をなす樹脂２の平均長さは、特に限定されないが、１ｍｍ以上であるのが好ましく、２ｍｍ以上であるのがより好ましく、４ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。繊維状をなす樹脂２の平均長さを前記範囲内に設定することにより、繊維状をなす樹脂２と繊維３との絡み合いの程度がさらに大きくなる。これにより、製造される複合成形体１において実現可能な空孔率の幅をより広くとることができる。
【０１０３】
なお、繊維状をなす樹脂２の平均長さの上限値は、特に限定されないが、例えば１００ｍｍ以下であるのが好ましく、５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、複合成形体１を製造するにあたって繊維状をなす樹脂２を分散媒に分散させるとき、その分散性が良好になる。その結果、均質な構造の成形体が得られるため、最終的に機械的特性に優れた複合成形体１が得られる。
【０１０４】
なお、繊維状をなす樹脂２の平均長さとは、任意の１００本以上の繊維状をなす樹脂２について、その長さを測定し、平均した値のことをいう。
【０１０５】
また、繊維状をなす樹脂２の平均長さは、繊維３の平均長さの１０〜１０００％程度であるのが好ましく、２０〜５００％程度であるのがより好ましい。これにより、繊維状をなす樹脂２と繊維３との絡まり合いの程度がより顕著になるため、中間体１０の保形性がより良好になるとともに、より幅広い範囲の空孔率の複合成形体１を容易に製造可能な中間体１０が得られる。
【０１０６】
また、繊維状をなす樹脂２の平均径は、特に限定されないが、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、５〜８０μｍ程度であるのがより好ましい。繊維状をなす樹脂２の平均径を前記範囲内に設定することにより、繊維状をなす樹脂２自体がある程度の機械的強度を有するものとなるため、中間体１０において繊維状をなす樹脂２が均一に分散した状態を維持し易くなる。その結果、製造される複合成形体１において実現可能な空孔率の幅をより広くとることができる。
【０１０７】
なお、繊維状をなす樹脂２の平均径とは、任意の１００本以上の繊維状をなす樹脂２について、その径を測定し、平均した値のことをいう。
【０１０８】
また、繊維状をなす樹脂２の径に対する長さの比（長さ／径）は、１０以上であるのが好ましく、１００以上であるのがより好ましい。これにより、繊維状をなす樹脂２が上記のような効果をより確実に発揮する。
【０１０９】
このように、中間体１０は、樹脂２と、樹脂２よりも融点が高い繊維３と、空孔８と、を含む（図５参照）。そして、中間体１０は、空孔８を多く含むこととなり、空孔率が高いものとなる。具体的には、中間体１０の空孔率は、特に限定されないが、２５〜９９％程度であるのが好ましく、４０〜９９％程度であるのがより好ましい。このような中間体１０は、非常に高い空孔率を有するとともに、後述する工程において加熱されたときに成形性を有するものとなる。この成形性は、樹脂２を加熱して溶融することにより発現するものである。樹脂２を溶融し、加圧成形すると、空孔８が樹脂２によって埋められる。その結果、空孔率は徐々に低下する。したがって、樹脂２の溶融量および加圧力等に応じて、最終的に得られる複合成形体１の空孔率が決まることとなる。
【０１１０】
これらのことから、中間体１０が前述したような高い空孔率を有することにより、製造される複合成形体１の空孔率を幅広い範囲で調整することが可能になる。その結果、目的とする空孔率の複合成形体１を容易に製造することができる。
【０１１１】
なお、中間体１０が含む空孔８は、ほぼ全てが連続気泡になっている可能性が高い。このため、中間体１０の外形から求めた見かけの体積と、中間体１０を水に浸漬することによって求められる連続気泡を除いた体積と、の差を計算することにより、空孔８の体積率、すなわち空孔率を求めることができる。
【０１１２】
また、中間体１０は、さらに、融点が２００℃未満である熱可塑性樹脂（以下、「低融点樹脂」という。）が含まれることが好ましい。この低融点樹脂が含まれることにより、中間体１０の保形性をより高めることができる。すなわち、中間体１０が加圧成形における加熱温度よりも低温で加熱されたとき（例えば乾燥等）、低融点樹脂が溶融して繊維３同士、樹脂２同士または樹脂２と繊維３との間を結着する。これにより、中間体１０はその形状を維持し易くなる。その結果、最終的に得られる複合成形体１についても、目的とする空孔率が得られ易くなるとともに、寸法精度や機械的特性についても低下し難くなる。また、中間体１０が型崩れし難くなるため、中間体１０を把持し易くなり、可搬性が高くなる。これにより、中間体１０を梱包したり、搬送したりする作業をより容易に行うことができる。
【０１１３】
溶融する前の低融点樹脂の形状は、特に限定されず、略球形粒子状、薄膜粒子状等の粒子状（粉状）をなしていてもよく、繊維状をなしていてもよい。
【０１１４】
また、中間体１０における低融点樹脂の含有量は、特に限定されないが、０．５〜３０体積％程度であるのが好ましく、１〜２０体積％程度であるのがより好ましく、２〜１０体積％程度であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果を損なうことなく、低融点樹脂を添加することによる中間体１０の保形性を高めるという効果が必要かつ十分に確保される。
【０１１５】
低融点樹脂の融点は、樹脂２の融点から１０〜２５０℃程度低いのが好ましく、５０〜２００℃程度低いのが好ましい。このような融点の差があることにより、低融点樹脂が乾燥等の工程において溶融するとともに、加圧成形の際には熱分解して除去され易くなる。このため、低融点樹脂が持つ機能を最大限に発揮させることができる。すなわち、中間体１０においては低融点樹脂がその形状を維持させるように働き、複合成形体１においては低融点樹脂が多く存在することによる機械的特性の低下を抑制することができる。
【０１１６】
中間体１０における繊維３の含有量は、特に限定されないが、樹脂２の２０〜３００体積％程度であるのが好ましく、３０〜１５０体積％程度であるのがより好ましく、４０〜９０体積％程度であるのがさらに好ましい。繊維３の含有量を前記範囲内に設定することにより、樹脂２と繊維３との量的なバランスが最適化されるため、中間体１０の保形性を高めつつ、より幅広い範囲で空孔率を調整しつつ複合成形体１を製造可能な中間体１０が得られる。なお、繊維３の含有量が前記下限値を下回ると、繊維３の含有量が相対的に不足するため、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料および空孔率等によっては、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。一方、繊維３の含有量が前記上限値を上回ると、樹脂２の含有量が相対的に不足するため、樹脂２の組成や繊維３の長さ、構成材料および空孔率等によっては、複合成形体１の機械的特性が低下するおそれがある。
【０１１７】
［２］次に、中間体１０を加熱しつつ加圧成形する。これにより、中間体１０中の樹脂２の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体１を得る。
【０１１８】
具体的には、図６に示すように、成形型７４と成形型７５との間に中間体１０を配置し、成形型７４と成形型７５との間に形成される図示しないキャビティーによって中間体１０を加圧成形する。
【０１１９】
例えば、成形型７４を矢印Ｐのように降下させることにより、成形型７４と成形型７５との間で中間体１０が圧縮される。このとき、同時に加熱されるため、樹脂２の少なくとも一部が溶融し、繊維３同士の間に流れ込み、繊維３同士を結着するバインダーとして機能する。また、それとともに、中間体１０の空孔８の一部が溶融した樹脂２によって充填される。そして、加圧成形によって全体の体積も減少するとともに、目的とする形状に変形していく。その結果、繊維３同士が溶融した樹脂２によって結着され、かつ、中間体１０よりも空孔率が減少した複合成形体１が得られる。なお、図６は、中間体１０が複合成形体１になった後の状態を示している。
【０１２０】
また、成形後の冷却によって樹脂２が硬化（固化も含む。以下同様。）するため、中間体１０は、その内部に空孔を内包したまま硬化に至る。その結果、図６に示すように、樹脂２と繊維３と空孔４とを含む複合成形体１が得られる。
【０１２１】
本工程において減少する空孔率の減少幅は、中間体１０の加熱条件や加圧条件に応じて調整可能である。すなわち、加熱温度を低くしたり、加熱時間を短くしたり、加圧力を小さくしたりしたときには、空孔率の減少幅を相対的に小さくすることができる。一方、加熱温度を高くしたり、加熱時間を長くしたり、加圧力を大きくしたりしたときには、空孔率の減少幅を相対的に大きくすることができる。その結果、製造される複合成形体１における空孔率の変化幅を十分に広くとりながら、複合成形体１を製造することができる。すなわち、目的とする空孔率を有する複合成形体１を製造することができる。なお、高い空孔率の複合成形体１を得たい場合は、中間体１０と成形型７４および成形型７５との間にスペーサーを設けたうえで、中間体１０を加熱、加圧成形することが好ましい。これにより、高い空孔率を有する複合成形体１を容易に得ることができる。
【０１２２】
加圧成形に伴う空孔率の減少幅は、特に限定されないが、５〜９０％程度であるのが好ましく、１０〜８０％程度であるのがより好ましい。このような範囲の減少幅は、樹脂２が必要かつ十分に溶融し、繊維３同士を結着していることの証左であるといえる。したがって、これにより、軽量化と高い機械的特性との両立が図られた複合成形体１が得られる。
【０１２３】
加圧成形時の成形圧力は、特に限定されないが、０．０３〜１３ＭＰａ程度であるのが好ましく、０．０５〜１０ＭＰａ程度であるのがより好ましく、０．１〜８ＭＰａ程度であるのがさらに好ましい。成形圧力を前記範囲内に設定することにより、中間体１０の樹脂２と繊維３とが十分な頻度で接触するため、溶融した樹脂２によって繊維３同士を確実に結着させることができる。その結果、複合成形体１の保形性をより高めることができる。なお、成形圧力が前記下限値を下回ると、接触頻度が低下し、中間体１０の空孔率によっては複合成形体１の機械的特性が不十分になるおそれがある。一方、成形圧力が前記上限値を上回ると、接触頻度が過剰になるため、中間体１０の空孔率によっては複合成形体１の空孔率が小さくなり過ぎて軽量化が不十分になるおそれがある。
【０１２４】
また、加圧成形時の加熱温度は、樹脂２の融点に応じて適宜設定され特に限定されないが、１５０〜３５０℃程度であるのが好ましく、１６０〜３００℃程度であるのがより好ましい。
【０１２５】
また、このときの加熱時間は、加熱温度に応じて適宜設定されるが、５〜１８０分程度であるのが好ましく、１０〜６０分程度であるのがより好ましい。
【０１２６】
加熱条件を上記のように設定することで、樹脂２を必要かつ十分に溶融させることができるので、軽量化と高い機械的特性との両立が図られた複合成形体１が得られる。
【０１２７】
なお、複合成形体１においては、樹脂２が溶融しているため、樹脂２の当初の形状は失われていることが多い。しかし、樹脂２の当初の形状は、完全に失われている必要はなく、一部が残存していてもよい。すなわち、複合成形体１に含まれている樹脂２は、粒子状や繊維状等の形状を残していてもよい。これにより、樹脂２と繊維３との間や繊維３同士の間に空隙を形成し易くなるため、空孔率が大きい複合成形体１を容易に実現することができる。
【０１２８】
また、上述した複合成形体１の最大発熱速度と２分総発熱量は、樹脂２や繊維３の構成材料や含有量によって制御可能である。例えば樹脂２として融点の高いものを使用したり、繊維３として耐熱性の高いものを使用したりすることにより、複合成形体１の最大発熱速度や２分総発熱量を高めることができる。
【０１２９】
なお、複合成形体１を製造する方法は、上記の方法に限定されず、その他の製造方法、例えば射出成形法等であってもよい。
【０１３０】
＜輸送機器用内装材＞
次に、本発明の輸送機器用内装材の実施形態について説明する。
【０１３１】
図７は、本発明の輸送機器用内装材の実施形態を模式的に示す斜視図である。
図７に示す輸送機器用内装材１００は、窓となる開口部１１０が形成された複合成形体１を備える。これにより、軽量化と高い機械的特性とを両立させた輸送機器用内装材１００が実現される。
【０１３２】
なお、輸送機器用内装材１００としては、例えば、キャビン天井パネル、キャビン内装パネル、キャビン床面、コックピット天井パネル、コックピット内装パネル、コックピット床面、手荷物ロッカー壁、収納ロッカー壁、ドア内張、窓カバー、機長席、副操縦士席、客室乗務員用座席、乗客座席のような各種座席、化粧室用内装材等の各種航空機用内装材の他、自動車用内装材、船舶用内装材、鉄道用内装材、宇宙船用内装材等が挙げられる。
【０１３３】
以上、本発明の複合成形体、複合成形体用中間体、複合成形体の製造方法および輸送機器用内装材を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３４】
例えば、本発明の複合成形体、複合成形体用中間体および輸送機器用内装材は、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。
【０１３５】
また、本発明の複合成形体の製造方法は、前記実施形態に任意の工程が付加されたものであってもよい。
【実施例】
【０１３６】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．複合成形体の製造
（実施例１）
まず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂繊維（平均長さ１０ｍｍ）と、ＰＡＮ系炭素繊維（平均長さ１３ｍｍ）と、を水に添加し、ディスパーザーで３０分撹拌してスラリーを得た。ここでは、樹脂と繊維の合計１００質量部に対して、水を１００００質量部使用した。【０１３７】
次いで、あらかじめ水に溶解させた凝集剤（合成スメクタイト：スメクトン（クニミネ工業社製））を、上述した樹脂と繊維の合計に対して０．２質量％添加し、フロック状に凝集させた。【０１３８】
次いで、得られた凝集物を３０メッシュの金属網で水と分離した。これにより、中間体を得た。この後、この中間体を、脱水プレスし、乾燥機による５０℃、５時間の乾燥処理に供した。【０１３９】
次いで、得られた中間体を成形型のキャビティー内に入れ、加熱しつつ加圧成形することにより、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ４ｍｍのシート状の複合成形体を得た。【０１４０】
（実施例２〜１０）
スラリー中の成分を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして複合成形体を得た。【０１４１】
（比較例１〜４）
スラリー中の樹脂を表１に示すように変更するとともに、繊維の添加を省略した以外は、実施例１と同様にして複合成形体を得た。【０１４２】
２．複合成形体の評価
２．１  密度（比重）の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１２：１９９９に規定されているＡ法に準拠した方法により、密度を２５℃において測定した。【０１４３】
測定結果を表１に示す。
また、併せて、複合成形体の空孔率を測定し、測定結果を表１に示す。【０１４４】
２．２  機械的特性の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、ＩＳＯ１７８：２００１に準拠した方法により、曲げ強度および曲げ弾性率を２５℃において測定した。
測定結果を表１に示す。【０１４５】
また、測定した曲げ強度および曲げ弾性率をそれぞれ密度で除することにより、比強度および比弾性率を算出した。
算出結果を表１に示す。【０１４６】
また、各実施例および各比較例の複合成形体について、鋼球落下試験による耐衝撃性を評価した。なお、耐衝撃性の評価は、複合成形体に損傷が認められるまで鋼球を繰り返し落下衝突させ、その回数に基づいて以下の評価基準に照らして行った。【０１４７】
＜耐衝撃性の評価基準＞
Ａ：損傷に至るまでの落下回数が特に多い
Ｂ：損傷に至るまでの落下回数がやや多い
Ｃ：損傷に至るまでの落下回数が少ない【０１４８】
２．３  発熱性の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、最大発熱速度と２分総発熱量とを測定した。なお、この測定は、ＦＡＲ２５．８５３（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  ＩＶ）に準拠したヒートリリース試験により行った。
測定結果を表１に示す。【０１４９】
２．４  炎伝搬性の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、サンプルフレーミングタイム（Sample flaming time）、ドロップフレーミングタイム（Drop flaming time）、およびバーンレングス（Burn Length）を測定した。なお、この測定は、ＦＡＲ２５．８５３（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  ＩＶ）に準拠した断熱材の火炎伝搬試験により行った。そして、測定結果を以下の評価基準に照らして評価した。【０１５０】
＜サンプルフレーミングタイムの評価基準＞
Ａ：サンプルフレーミングタイムが１５秒未満である
Ｂ：サンプルフレーミングタイムが１５秒以上である【０１５１】
＜ドロップフレーミングタイムの評価基準＞
Ａ：ドロップフレーミングタイムが３秒未満である
Ｂ：ドロップフレーミングタイムが３秒以上である【０１５２】
＜バーンレングスの評価基準＞
Ａ：バーンレングスが１５２ｍｍ未満である
Ｂ：バーンレングスが１５２ｍｍ以上である【０１５３】
２．５  発煙性の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、４分後の煙密度（比光学密度）を測定した。なお、この測定は、ＦＡＲ２５．８５３（Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  Ｖ）に準拠した煙密度測定試験の有炎法により行った。そして、測定結果を以下の評価基準に照らして評価した。【０１５４】
＜４分後の煙密度の評価基準＞
Ａ：４分後の比光学密度が２００未満である
Ｂ：４分後の比光学密度が２００以上である【０１５５】
２．６  ガス毒性の評価
各実施例および各比較例の複合成形体について、４分後のガス毒性を分析した。なお、この分析は、ＢＳＳ  ７２３９に準拠した煙の毒性試験により行った。そして、その分析結果を、ガスの成分ごとに、以下の評価基準に照らして評価した。【０１５６】
＜４分後のガス毒性の評価基準＞
Ａ：４分後の濃度が以下の範囲内にある
Ｂ：４分後の濃度が以下の範囲外にある
ＨＣＮ＜１５０ｐｐｍ
ＣＯ＜１０００ｐｐｍ
ＮＯ、ＮＯ２＜１００ｐｐｍ
ＳＯ２＜１００ｐｐｍ
ＨＦ＜１００ｐｐｍ
ＨＣｌ＜１５０ｐｐｍ【０１５７】
【表１】
2018021336.tif 000003
【０１５８】
表１から明らかなように、各実施例で得られた複合成形体は、比強度および比弾性率がそれぞれ最適化されていることから、軽量化と高い機械的特性とを両立している。また、発熱性も相対的に小さいことから、難燃性に優れていることも認められた。【０１５９】
一方、各比較例で得られた複合成形体は、比強度および比弾性率がそれぞれ最適な範囲にないことから、軽量化と高い機械的特性とが両立されていないと認められる。【０１６０】
なお、上記２．４〜２．６の評価結果については、いずれも表１には示していないものの、各実施例で得られた複合成形体については、いずれも「Ａ」に当たる評価が得られた。一方、各比較例で得られた複合成形体については、「Ｂ」に当たる評価になった特性が含まれていた。【０１６１】
なお、表１中の「ＰＰＳ」はポリフェニレンサルファイド、「ＰＥＩ」はポリエーテルイミド、「ＰＥＥＫ」はポリエーテルエーテルケトン、「ＰＰ」はポリプロピレン、「ＰＥ」はポリエチレンのことを指す。【０１６２】
３．空孔率の調整
（実施例１１〜１４）
まず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂繊維と、ＰＡＮ系炭素繊維（平均長さ１３ｍｍ）と、を水に添加し、ディスパーザーで３０分撹拌してスラリーを得た。ここでは、樹脂と繊維の合計１００質量部に対して、水を１００００質量部使用した。【０１６３】
次いで、あらかじめ水に溶解させた凝集剤（合成スメクタイト：スメクトン（クニミネ工業社製））を、上述した樹脂と繊維の合計に対して０．２質量％添加し、フロック状に凝集させた。【０１６４】
次いで、得られた凝集物を３０メッシュの金属網で水と分離した。これにより、中間体を得た。この後、この中間体を、脱水プレスし、乾燥機による５０℃、５時間の乾燥処理に供した。このとき、得られた中間体の密度は、０．５５ｇ／ｃｍ３であった。【０１６５】
次いで、得られた中間体を成形型のキャビティー内に入れ、加熱しつつ加圧成形することにより、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ４ｍｍのシート状の複合成形体を得た。このとき、成形圧力の大きさを表２に示す値に設定し、それぞれ実施例１１〜１４の複合成形体を得た。【０１６６】
次に、得られた複合成形体について、前述した２．１と同様にして密度を測定した。測定結果を表２に示す。【０１６７】
【表２】
2018021336.tif 000004
【０１６８】
また、図８は、設定した成形圧力と、その成形圧力での加圧成形によって得られた複合成形体の密度と、の関係を示すグラフである。なお、図８には、各成形圧力によって得られた複合成形体の密度をプロットしているとともに、それらのデータを線形近似した直線およびその直線を表す数式を併せて示している。【０１６９】
図８から明らかなように、成形圧力と密度との間には、正の相関関係が認められる。しかも、成形圧力を変えたときの密度の変化率が比較的大きい。具体的には、図８に示す例では、成形圧力（単位：ＭＰａ）の変化に対する密度（単位：ｇ／ｃｍ３）の変化率が０．０８４４である。このような比較的大きな変化率であれば、成形圧力を容易に調整可能な範囲内で変更したとき、密度の変化幅、すなわち空孔率の変化幅を大きく確保することができる。これにより、前記実施形態に係る中間体を用いることで、幅広い空孔率（密度）を持つ複合成形体を容易に製造することができる。【０１７０】
なお、中間体が含む樹脂として繊維状の樹脂を用いた場合には、この変化率を０．０３〜０．３程度という十分な大きさにすることができる。これにより、上記のような効果が確実に得られることとなる。【０１７１】
一方、中間体が含む樹脂として粒子状の樹脂を用いた場合には、この変化率がこの範囲よりも小さくなる。これにより、複合成形体を製造するとき、調整可能な空孔率の幅が狭くなるおそれがあるため、かかる観点からすれば、中間体に含まれる樹脂には繊維状のものが特に好ましく用いられる。なお、変化率がこの範囲よりも大きくてもよいが、その場合、成形圧力の変化に対して密度の変化が敏感になり易いため、製造安定性がやや低下するおそれがある。【０１７２】
（実施例１５〜１７および比較例５）
まず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂繊維と、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂繊維と、ＰＡＮ系炭素繊維（平均長さ１３ｍｍ）と、を水に添加し、ディスパーザーで３０分撹拌してスラリーを得た。ここでは、樹脂と繊維の合計１００質量部に対して、水を１００００質量部使用した。【０１７３】
次いで、あらかじめ水に溶解させた凝集剤（合成スメクタイト：スメクトン（クニミネ工業社製））を、上述した樹脂と繊維の合計に対して０．２質量％添加し、フロック状に凝集させた。【０１７４】
次いで、得られた凝集物を３０メッシュの金属網で水と分離した。これにより、中間体を得た。この後、この中間体を、脱水プレスし、乾燥機による５０℃、５時間の乾燥処理に供した。このとき、得られた中間体の密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３であった。【０１７５】
次いで、得られた中間体を成形型のキャビティー内に入れ、加熱しつつ加圧成形することにより、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ４ｍｍのシート状の複合成形体を得た。なお、実施例１７および比較例５については、中間体と成形型との間にスペーサーを設けたうえで、中間体を加熱、加圧成形することにより複合成形体を得た。【０１７６】
次に、得られた複合成形体について、前述した２．１〜２．３と同様にして測定した。測定結果を表３に示す。【０１７７】
【表３】
2018021336.tif 000005
【０１７８】
表３から明らかなように、複合成形体の空孔率を幅広い範囲（９．０％〜８６％）で調整することができた。また、空孔率が９．０％〜８０％の範囲である各実施例で得られた複合成形体は、比強度および比弾性率がそれぞれ最適化されていることから、軽量化と高い機械的特性とを両立している。また、発熱性も相対的に小さいことから、難燃性に優れていることも認められた。一方、比較例５で得られた複合成形体は、比強度が最適な範囲にないことから、軽量化と高い機械的特性とが両立されていないと認められる。【０１７９】
なお、前述した２．４〜２．６についても同様に測定した。これらの評価結果については、いずれも表３には示していないものの、各実施例で得られた複合成形体について、いずれも「Ａ」に当たる評価が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本発明の複合成形体は、樹脂と、前記樹脂中に分散して設けられた繊維と、前記樹脂と前記繊維との間に形成された空孔と、を含み、比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１である。これにより、軽量化と高い機械的特性とを両立させた複合成形体を提供することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１８１】
１        複合成形体
２        樹脂
３        繊維
４        空孔
５        分散媒
６        分散液
８        空孔
１０      中間体
７０      容器
７１      フィルター
７２      プレス型
７３      プレス型
７４      成形型
７５      成形型
１００    輸送機器用内装材
１１０    開口部
【図１】
2018021336.tif 000006
【図２】
2018021336.tif 000007
【図３】
2018021336.tif 000008
【図４】
2018021336.tif 000009
【図５】
2018021336.tif 000010
【図６】
2018021336.tif 000011
【図７】
2018021336.tif 000012
【図８】
2018021336.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月15日(2018.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、前記樹脂中に分散して設けられた繊維と、前記樹脂と前記繊維との間に形成された空孔と、を含み、
ＩＳＯ１７８：２００１に規定される試験法に準じて測定された曲げ強度を密度で除することによって求められる比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１であり、
２分総発熱量が５０［ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２］以下であり、
最大発熱速度が５０［ｋＷ／ｍ２］以下であることを特徴とする複合成形体。
【請求項２】
空孔率が５〜９０％である請求項１に記載の複合成形体。
【請求項３】
前記繊維の平均長さは、１ｍｍ以上である請求項１または２に記載の複合成形体。
【請求項４】
前記繊維は、無機繊維である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項５】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項６】
前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の複合成形体。
【請求項７】
繊維状の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、空孔と、を含み、
空孔率が４０〜９９％であり、
加熱されたとき成形性を有し、
成形時の成形圧力（ＭＰａ）と成形後の密度（ｇ／ｃｍ３）との関係において、前記成形圧力の変化に対する前記密度の変化率が０．０３〜０．３であることを特徴とする複合成形体用中間体。
【請求項８】
前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である請求項７に記載の複合成形体用中間体。
【請求項９】
前記繊維は、無機繊維である請求項７または８に記載の複合成形体用中間体。
【請求項１０】
融点が２００〜４００℃の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、を含む分散液を抄造し、空孔率４０〜９９％の中間体を得る工程と、
前記中間体を加熱しつつ加圧成形することにより、前記樹脂の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体を得る工程と、
を有し、
前記加圧成形に伴う前記中間体の空孔率の減少幅が５〜９０％であることを特徴とする複合成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記中間体を前記加圧成形する際の成形圧力（ＭＰａ）と前記複合成形体の密度（ｇ／ｃｍ３）との関係において、前記成形圧力の変化に対する前記密度の変化率が０．０３〜０．３である請求項１０に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂は、繊維状をなしている請求項１０または１１に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の複合成形体を備えることを特徴とする輸送機器用内装材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１）  樹脂と、前記樹脂中に分散して設けられた繊維と、前記樹脂と前記繊維との間に形成された空孔と、を含み、
ＩＳＯ１７８：２００１に規定される試験法に準じて測定された曲げ強度を密度で除することによって求められる比強度が３０〜４００ＭＰａ・（ｇ／ｃｍ３）−１であり、
２分総発熱量が５０［ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ２］以下であり、
最大発熱速度が５０［ｋＷ／ｍ２］以下であることを特徴とする複合成形体。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（６）  前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の複合成形体。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（７） 繊維状の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、空孔と、を含み、
空孔率が４０〜９９％であり、
加熱されたとき成形性を有し、
成形時の成形圧力（ＭＰａ）と成形後の密度（ｇ／ｃｍ３）との関係において、前記成形圧力の変化に対する前記密度の変化率が０．０３〜０．３であることを特徴とする複合成形体用中間体。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（８）  前記樹脂の融点は、２００〜４００℃である上記（７）に記載の複合成形体用中間体。
（９）  前記繊維は、無機繊維である上記（７）または（８）に記載の複合成形体用中間体。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（１０）  融点が２００〜４００℃の樹脂と、前記樹脂よりも融点が高い繊維と、を含む分散液を抄造し、空孔率４０〜９９％の中間体を得る工程と、
前記中間体を加熱しつつ加圧成形することにより、前記樹脂の少なくとも一部を溶融させ、複合成形体を得る工程と、
を有し、
前記加圧成形に伴う前記中間体の空孔率の減少幅が５〜９０％であることを特徴とする複合成形体の製造方法。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（１１）  前記中間体を前記加圧成形する際の成形圧力（ＭＰａ）と前記複合成形体の密度（ｇ／ｃｍ３）との関係において、前記成形圧力の変化に対する前記密度の変化率が０．０３〜０．３である上記（１０）に記載の複合成形体の製造方法。
（１２）  前記樹脂は、繊維状をなしている上記（１０）または（１１）に記載の複合成形体の製造方法。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（１３）  上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の複合成形体を備えることを特徴とする輸送機器用内装材。
【国際調査報告】
2018021336.tif 000014
2018021336.tif 000015
2018021336.tif 000016
2018021336.tif 000017