(57)【要約】  熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いたシートを用い、保形性および外観に優れた成形品を提供すること。  熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸が、一定の方向に配列しているシートに対し、レーザー光を照射して、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を連続強化繊維に含浸させることを含み、前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上において、下記ＡおよびＢの少なくとも一方を満たすように行う、成形品の製造方法；Ａ：前記シートの面方向において、前記糸の配列方向に対し５〜８５°の角度をなすように照射すること；Ｂ：前記シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度の方向から照射すること。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸が、一定の方向に配列しているシートに対し、レーザー光を照射して、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を連続強化繊維に含浸させることを含み、
前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上において、下記ＡおよびＢの少なくとも一方を満たすように行う、成形品の製造方法；
Ａ：前記シートの面方向において、前記糸の配列方向に対し５〜８５°の角度をなすように照射すること；
Ｂ：前記シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度の方向から照射すること。
【請求項２】
前記糸は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む混繊糸である、請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
前記シートが、経糸および緯糸の少なくとも一方に前記糸を用いた織物である、請求項１または２に記載の成形品の製造方法。
【請求項４】
前記織物中の前記糸の幅が、前記レーザー光の焦点の最大幅の−７５％〜３００％の範囲内である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
前記レーザー光の照射は、前記Ａを少なくとも満たすように行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項６】
前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上が、前記シートの面方向において、前記混繊糸の配列方向に対し１０〜８０°の角度をなすように行う、請求項５に記載の成形品の製造方法。
【請求項７】
前記連続強化繊維が炭素繊維およびガラス繊維の少なくとも１種を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
前記連続強化繊維がガラス繊維の少なくとも１種を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項９】
前記レーザー光の強度が、１〜５０Ｊ／ｍｍである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記レーザー光を走査させて照射を行う、請求項１〜９のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記レーザー光の焦点の最大幅は、０．５〜６．０ｍｍである、請求項１０に記載の成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記熱可塑性樹脂が、結晶性樹脂を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項１３】
前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリアミド樹脂を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
【請求項１４】
前記ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、ジアミン由来の構成単位の５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂である、請求項１３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、成形品の製造方法に関する。特に、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を一定の方向に配列したシートを加工することを含む、成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂から構成される成形品の機械的強度の向上の観点から、樹脂に連続強化繊維を配合することが行われている。このように繊維強化した成形品の製造方法としては、熱可塑性樹脂に連続強化繊維を配合し、溶融混練したペレットを成形する方法が知られている。
また、近年、熱可塑性樹脂を連続強化繊維に含浸させたシート状の中間材料であるプリプレグをさらに加工して、成形品とする方法も広く行われている。
さらに、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いることも検討されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−９８６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述のような、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いた織物などのシートは、賦形性に優れるというメリットがある。しかしながら、このようなシートは、プリプレグのように熱可塑性樹脂を連続強化繊維に含浸させた材料とは異なり、熱可塑性樹脂が繊維の状態で、連続強化繊維と共に存在するため、取扱中に繊維がほつれたり、容易に形状が変化したりする場合がある。そこで、糸に直接に触れずに熱を加えて、保形することが考えられる。具体的には、レーザー光を照射して、そのエネルギーにより、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融し、保形することが考えられる。しかしながら、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いたシートは、レーザー光を照射しても、熱可塑性樹脂繊維の溶融が上手く進行しない場合があることが分かった。また、糸間に隙間ができてしまい、成形品の外観が劣る場合もあることが分かった。本発明は、かかる課題を解決することを目的とするものであって、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いたシートを用い、保形性および外観に優れた成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題のもと、本発明者が検討を行った結果、下記手段＜１＞により、好ましくは＜２＞〜＜１４＞により、上記課題は解決された。
＜１＞熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸が、一定の方向に配列しているシートに対し、レーザー光を照射して、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を連続強化繊維に含浸させることを含み、前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上において、下記ＡおよびＢの少なくとも一方を満たすように行う、成形品の製造方法；
Ａ：前記シートの面方向において、前記糸の配列方向に対し５〜８５°の角度をなすように照射すること；
Ｂ：前記シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度の方向から照射すること。
＜２＞前記糸は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む混繊糸である、＜１＞に記載の成形品の製造方法。
＜３＞前記シートが、経糸および緯糸の少なくとも一方に前記糸を用いた織物である、＜１＞または＜２＞に記載の成形品の製造方法。
＜４＞前記織物中の前記糸の幅が、前記レーザー光の焦点の最大幅の−７５％〜３００％の範囲内である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜５＞前記レーザー光の照射は、前記Ａを少なくとも満たすように行う、＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜６＞前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上が、前記シートの面方向において、前記混繊糸の配列方向に対し１０〜８０°の角度をなすように行う、＜５＞に記載の成形品の製造方法。
＜７＞前記連続強化繊維が炭素繊維およびガラス繊維の少なくとも１種を含む、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜８＞前記連続強化繊維がガラス繊維の少なくとも１種を含む、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜９＞前記レーザー光の強度が、１〜５０Ｊ／ｍｍである、＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜１０＞前記レーザー光を走査させて照射を行う、＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜１１＞前記レーザー光の焦点の最大幅は、０．５〜６．０ｍｍである、＜１０＞に記載の成形品の製造方法。
＜１２＞前記熱可塑性樹脂が、結晶性樹脂を含む、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜１３＞前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリアミド樹脂を含む、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
＜１４＞前記ポリアミド樹脂が、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、ジアミン由来の構成単位の５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂である、＜１３＞に記載の成形品の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いたシートを用い、保形性および外観に優れた成形品を製造することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のレーザー光照射の角度または方向を示す概略図である。
【図２】本発明のレーザー光照射領域を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【０００９】
本発明の成形品の製造方法は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸が、一定の方向に配列しているシートに対し、レーザー光を照射して、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を連続強化繊維に含浸させることを含み、前記レーザー光の照射は、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上において、下記ＡおよびＢの少なくとも一方を満たすように行うことを特徴とする。
Ａ：前記シートの面方向において、前記糸の配列方向に対し５〜８５°の角度をなすように照射すること。
Ｂ：前記シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度の方向から照射すること。
上述の通り、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸を用いたシートは、表面に凹凸があるため、レーザー光を照射しても、レーザー光が内部にある熱可塑性樹脂に十分に届かず、熱可塑性樹脂繊維の溶融、すなわち、含浸が上手く進行しない場合がある。そのため、成形品が十分に保形されなかったり、成形品中の糸間に隙間ができて、外観が劣る場合がある。
かかる状況のもと、本発明では、レーザー光の照射領域において、光散乱するようにレーザー光を照射することにより、この問題を解決しうることを見出した。すなわち、糸に対して角度を持ってレーザー光を照射することにより、あるいは、傾いた方向からレーザー光を照射することにより、レーザー光の光散乱を大きくすることができる。レーザー光の光散乱を大きくすると、レーザー光の照射効果が大きくなり、表面に凹凸を有するシートであっても、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させ、含浸を上手く進行できると推測される。
尚、本発明における糸は、後述するとおり、熱可塑性樹脂の一部がすでに、連続強化繊維に含浸している場合もある。このような場合も、レーザー光の照射により、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融することにより、さらに含浸を進行させ、シートを保形することができる。
また、熱可塑性樹脂繊維の連続強化繊維への含浸は、一部であってもよいし、全部であってもよいが、好ましくは一部である。例えば、シートにおける熱可塑性樹脂繊維の含浸率を１〜２０％程度とすることが例示される。含浸率は、後述する混繊糸のところで述べる含浸率と同様の方法によって測定できる。
【００１０】
＜レーザー光の照射方向＞
レーザー光の照射は、上述のとおり、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上において、下記ＡおよびＢの少なくとも一方を満たすように行う。
Ａ：前記シートの面方向において、前記糸の配列方向に対し５〜８５°の角度をなすように照射すること；
Ｂ：前記シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度の方向から照射すること。
上記ＡおよびＢの照射条件について、図１を参照して説明する。図１において、１１はシートを構成する経糸を、１２はシートを構成する緯糸を示している。図１では、経糸および緯糸が、それぞれ、本発明における熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸で構成されている。図１（Ａ）は、シートをシート面の面上方向から見た図であり、（Ｂ）は、シートの厚さ方向から見た図である。
上記Ａは、図１（Ａ）に示すように、シートのシート面方向において、糸の配列方向に対し、５〜８５°の角度（図１のα）をなすようにレーザー光を照射する。すなわち、糸が配列している任意の一方向を定め、これに対し、αの角度をなすようにレーザー光を照射する。通常は、レーザー光を走査させて照射を行うが、この場合は、図１（Ａ）における実線の矢印がレーザー光の走査方向になる。例えば、シートが経糸と緯糸から構成される織物の場合、シートの経糸が配列している方向を基準として、角度αの方向を定めることができる。
上記Ｂは、図１（Ｂ）に示すように、シート面に垂直な方向に対し、３０〜６０°の角度（図１のβ）の方向から照射する。
本発明では、上記Ａおよび上記Ｂのいずれかを満たすように光照射を行えばよいが、両方を満たすように光照射を行ってもよい。本発明では、上記Ａを少なくとも満たすように光照射することが好ましい。
【００１１】
上記Ａにおいて、上記角度（α）は、５〜８５°であり、１０〜８０°が好ましい。５°未満または８５°を超える場合、糸と糸の間に隙間ができてしまい、成形品の外観が劣る。上記Ａにおいて、描形が曲線の場合は、接線が上記角度をなすようにレーザー光を照射する。上記Ａにおいて、レーザー光は、例えば、レーザー光照射装置のレーザー光照射口またはシート自体を移動させながら、上記角度（α）をなすように調整することができる。
上記Ｂにおいて、上記角度（β）は３０〜６０°であり、４０〜５５°が好ましい。３０°未満および６０°を超える角度の方向から照射した場合、光の散乱が起こりにくく、熱可塑性樹脂の含浸が上手く進行しない。このようなレーザー光照射は、例えば、レーザー光照射装置のレーザー光の照射口をシート面に垂直な方向に対し、上記角度（β）となるように傾けることによって調整できる。
【００１２】
本発明では、レーザー光照射領域の少なくとも７０％以上が、上記ＡまたはＢを満たすように照射する。好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上が上記ＡまたはＢを満たすように照射する。例えば、図１（Ａ）に示す実線の矢印の方向に照射した場合、レーザー光照射領域のほぼ１００％が上記Ａを満たすように照射されていることになる。
【００１３】
レーザー光照射は、上記ＡまたはＢを満たす様に照射する限り、その描形は特に定めるものではない。例えば、図２（１）に示すように、円形であってもよい。また、図２（２）に示すような、波形でもよい。尚、図２において、１１は経糸であり、１２は緯糸であり、１３で示す点線は、レーザー光照射領域（レーザー光の焦点が移動する経路）である。
【００１４】
レーザー光の照射は、シート面の１〜５０％の領域（面積）に対して行うことが好ましく、２〜１０％の領域に対して行うことがより好ましい。このように、シートの一部の領域にのみ、レーザー光照射を行うことにより、シートを構成する糸を効果的に保形でき、さらなる加工を容易にすることができる。
【００１５】
＜レーザー光の照射条件＞
本発明では、レーザー光の照射強度は、主として、連続強化繊維の種類等に応じて適宜定めることができるが、例えば、１〜５０Ｊ／ｍｍであることが好ましい。
連続強化繊維として、ガラス繊維を用いる場合、レーザー光の照射強度は、１〜５０Ｊ／ｍｍであることが好ましく、５〜５０Ｊ／ｍｍであることがより好ましく、１０〜４０Ｊ／ｍｍであることがさらに好ましい。連続強化繊維として、炭素繊維を用いる場合、レーザー光の照射強度は、１〜５０Ｊ／ｍｍであることが好ましく、２〜３０Ｊ／ｍｍであることがより好ましく、３〜２０Ｊ／ｍｍであることがさらに好ましい。レーザー光の照射強度を上記上限値以下とすることにより、シートが切れてしまったり、焦げてしまうことをより効果的に抑制できる。
本発明では、通常、レーザー光を走査させて照射を行う。レーザー光を走査させる場合の、走査速度は１〜１０ｍｍ／ｓｅｃであることが好ましい。レーザー光を走査させる際に、複数のレーザー光を用いてもよい。
また、レーザー光を走査させずに、複数のレーザー光を同時に照射してもよく、レーザーを面で照射してもよい。
【００１６】
レーザー光の焦点の最大幅は、０．５〜６．０ｍｍであることが好ましく、０．６〜５．０ｍｍであることがより好ましく、０．８〜３．０ｍｍであることがさらに好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることが一層好ましい。
また、織物中の糸の幅が、レーザー光の焦点の最大幅の−７５％〜３００％の範囲内であることが好ましく、−５０％〜２５０％の範囲内であることがより好ましく、−５０％〜１５０％の範囲内であることがさらに好ましく、−５０％〜１２０％の範囲内であることが一層好ましい。このような構成とすることにより、熱可塑性樹脂の含浸がより効果的に進行し、保形がより容易になる。ここで、糸の幅とは、織物を構成する糸であって、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸の、織物の面（シート面）に対し垂直な方向から見たときの幅をいい、例えば、図１（Ａ）または図１（Ｂ）における符号１５の幅をいう。糸は、経糸および緯糸の少なくとも一方が上記条件を満たすことが好ましく、経糸および緯糸の両方が上記条件を満たすことがより好ましい。
レーザー光の焦点の位置は、シートの厚さ方向の中心±２０％以内の位置に定めることが好ましく、前記中心±１０％以内の位置に定めることがより好ましく、前記中心±５％以内の位置に定めることがさらに好ましい。厚み方向の略中心部分にレーザー光を照射することにより、より効果的に保形を進行させることができる。もちろん、レーザー光の焦点をあえてずらして、所望の保形とすることも本発明の範囲内であることは言うまでもない。
レーザー光の照射口は、特に定めるものではないが、円形や四角形のものが一般的であり、円形のものが好ましい。
【００１７】
レーザー光の種類は、本発明の目的を達成する限り特に定めるものではないが、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、Ｙｂレーザー、チタンサファイアレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーおよび二酸化炭素レーザーから選択される。レーザー光の波長としては、３００〜３０００ｎｍであることが好ましい。具体的な波長の例としては、１０６４ｎｍ、５３２ｎｍ、３５５ｎｍなどが挙げられる。
【００１８】
＜成形品＞
本発明における成形品とは、本発明で用いるシートに、少なくともレーザー光を照射して、少なくとも一部の熱可塑性樹脂を含浸させることによって保形したものをいい、最終成形品に限るものではない。例えば、上述の図２の（１）や（２）のような照射状態のものも、本発明における成形品に含まれる。
【００１９】
＜シート＞
本発明で用いるシートは、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸が、一定の方向に配列している。一定の方向に配列とは、織物や編み物など、シートを構成する糸が規則的に配列している状態を意味する。糸が配列している面は、曲面であってもよいが、平面であることが好ましい。本発明では、シートは、経糸と緯糸から構成される織物であることが好ましい。織物の形態としては、平織、綾織、朱子織が例示され、平織が好ましい。
本発明で用いるシートの目付は、１０〜１０００ｇ／ｍ2であることが好ましく、５０〜５００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。
本発明のシートを構成する糸は、少なくとも１種が熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸であり、他の糸は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸以外の糸であってもよい。本発明では、より好ましくは、シートが経糸と緯糸から構成される織物であって、経糸と緯糸の少なくとも一方が熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸であり、さらに好ましくは、経糸と緯糸の両方が熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸である。本発明では、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸は、混繊糸であることが好ましい。混繊糸を用いることにより、シートの厚さ方向について、一方の表層付近と他方の表層付近の熱可塑性樹脂の溶融の割合をほぼ均等にすることができる。
上記熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む糸以外の糸としては、熱可塑性樹脂繊維から構成される糸、連続強化繊維から構成される糸などが例示される。
本発明のシートは、また、異物を除去してから、レーザー光を照射することが好ましい。シートに異物、特に、黒系の光を吸収しやすい異物を除去することにより、大きく発熱してシートを焼き切ってしまったり、シートが焦げたりすることを効果的に抑制し、より均一な保形が可能になる。
また、シートを製造する際にも、異物が入らないように製造することが好ましい。
【００２０】
＜糸＞
本発明で用いる糸は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維を含む。すなわち、本発明で用いる糸は、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維から形成される繊維の束である。本発明で用いる糸は、糸を構成する繊維成分の、好ましくは９５重量％以上が、より好ましくは９８重量％以上が、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維とによって構成される。また、本発明で用いる糸は表面処理剤や集束剤等の処理剤を含んでいてもよい。本発明で用いる糸における処理剤の量は、糸の０．００１〜１．５重量％であることが好ましく、０．１〜１．２重量％であることがより好ましく、０．３〜１．１重量％であることがさらに好ましい。
本発明で用いる糸は、繊維成分が８０重量％以上を占めることが好ましく、９０重量％以上を占めることがより好ましく、９５重量％以上を占めることがさらに好ましい。
本発明で用いる糸としては、混繊糸、交絡糸、合撚糸およびカバリング糸が例示され、混繊糸が好ましい。混繊糸は、糸中で、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維が高い分散度で分散して存在しているため、レーザー光を照射した後のシートにおいて、上面と下面の、熱可塑性樹脂繊維の溶融状態の差をより小さくできる。
【００２１】
また、本発明で用いる糸中における、連続強化繊維の割合は、１０重量％以上であることが好ましく、１５重量％以上であることがより好ましく、２０重量％以上であることがさらに好ましく、３０重量％以上であることが一層好ましく、４０重量％以上であることがより一層好ましく、５０重量％以上であることがさらに一層好ましく、５５重量％以上とすることもできる。糸中における連続強化繊維の割合の上限は、好ましくは９０重量％以下であり、より好ましくは８０重量％以下であり、さらに好ましくは７０重量％以下であり、６５重量％以下とすることもできる。
糸中における、熱可塑性樹脂繊維の割合は、１０重量％以上であることが好ましく、２０重量％以上であることがより好ましく、３０重量％以上であることがさらに好ましく、３５重量％以上とすることもできる。糸中における熱可塑性樹脂繊維の割合の上限は、好ましくは９０重量％以下であり、より好ましくは８５重量％以下であり、さらに好ましくは８０重量％以下であり、一層好ましくは７０重量％以下であり、より一層好ましくは６０重量％以下であり、さらに一層好ましくは５０重量％以下であり、４５重量％以下とすることもできる。
特に、詳細を後述する混繊糸において、上記割合を満たすことが好ましい。
【００２２】
＜＜熱可塑性樹脂繊維＞＞
本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維は、特に定めるものではないが、短繊維であっても、長繊維（連続繊維）であってもよい。
本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維が連続熱可塑性樹脂繊維である場合、数平均繊維長の下限が５０ｃｍ以上であることが好ましく、１ｍ以上であることがより好ましい。本発明で用いる連続熱可塑性樹脂繊維の長さの上限は、２０，０００ｍ以下であることが好ましく、１０，０００ｍ以下であることがより好ましく、７，０００ｍ以下であることがさらに好ましい。
本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維の他の実施形態としては、１０ｍｍを超える数平均繊維長を有する熱可塑性樹脂繊維であることが好ましく、３０ｍｍを超える数平均繊維長を有する熱可塑性樹脂繊維であることがより好ましい。本実施形態で用いる熱可塑性樹脂繊維の長さの上限の一例は、５０ｍｍ以下である。
本発明における熱可塑性樹脂繊維の断面は、円形であってもよいし、扁平であってもよいが、通常円形である。
【００２３】
本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維に含まれる熱可塑性樹脂としては、特に定めるものではなく、結晶性樹脂であっても、非晶性樹脂であってもよく、結晶性樹脂が好ましい。
本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、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、ポリ乳酸等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等のスチレン樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いることができ、ポリアミド樹脂であることが好ましい。本発明で用いることができるポリアミド樹脂の詳細については、後述する。
熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂の場合、その融点は、用いる樹脂の種類にもよるが、例えば、１６５〜３９０℃であることが好ましく、１６５〜３７５℃であることがより好ましく、１６５〜３０５℃であることがさらに好ましく、１７５〜２９５℃であることが一層好ましく、１８５〜２８５℃であることがより一層好ましい。
尚、熱可塑性樹脂として高い融点を有する結晶性熱可塑性樹脂を採用する場合、スーパーエンプラと呼ばれる高耐熱性熱可塑性樹脂を用いることもできる。スーパーエンプラの例としては、三井化学製、ＡＵＲＵＭ（登録商標）、Ｖｉｃｔｒｅｘ社製、Ｖｉｃｔｒｅｘ（登録商標）ＰＥＥＫシリーズなどが例示される。
熱可塑性樹脂は１種でも、２種以上であってもよい。
尚、熱可塑性樹脂を２種以上用いる場合、熱可塑性樹脂の融点とは、最も融点の低い熱可塑性樹脂の融点とする。また、熱可塑性樹脂が２つ以上の融点を有する場合、最も低い融点を熱可塑性樹脂の融点とする。
【００２４】
＜＜＜ポリアミド樹脂＞＞＞
本発明で用いるポリアミド樹脂としては、ポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６,６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリヘキサメチレンテレフタラミド（ポリアミド６Ｔ）、ポリヘキサメチレンイソフタラミド（ポリアミド６Ｉ）、ポリアミド６６／６Ｔ、ポリキシリレンアジパミド、ポリキシリレンセバカミド、ポリキシリレンドデカミド、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９ＭＴ、ポリアミド６Ｉ／６Ｔ等が挙げられる。
【００２５】
上述のようなポリアミド樹脂の中でも、成形性、耐熱性の観点から、ジアミン由来の構成単位とジカルボン酸由来の構成単位を含み、ジアミン由来の構成単位の５０モル％以上がキシリレンジアミンに由来するポリアミド樹脂（以下、「ＸＤ系ポリアミド」ということがある）であることが好ましい。ＸＤ系ポリアミドのように低吸水性ポリアミドを用いると、得られる成形品の発泡を効果的に抑制することができる。
また、ポリアミド樹脂が混合物である場合は、ポリアミド樹脂中のＸＤ系ポリアミドの比率が５０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることがより好ましい。
【００２６】
ＸＤ系ポリアミドは、好ましくはジアミン由来の構成単位の７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上がメタキシリレンジアミンおよび／またはパラキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の好ましくは５０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、さらには８０モル％以上、一層好ましくは９０モル％、より一層好ましくは９５モル％以上が、炭素原子数が４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する。
【００２７】
ＸＤ系ポリアミドの原料のジアミン成分として用いることができるメタキシリレンジアミンおよびパラキシリレンジアミン以外のジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、２−メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノメチル）デカリン、ビス（アミノメチル）トリシクロデカン等の脂環式ジアミン、ビス（４−アミノフェニル）エーテル、パラフェニレンジアミン、ビス（アミノメチル）ナフタレン等の芳香環を有するジアミン等を例示することができ、１種または２種以上を混合して使用できる。
ジアミン成分として、キシリレンジアミン以外のジアミンを用いる場合は、ジアミン由来の構成単位の５０モル％未満であり、３０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１〜２５モル％、特に好ましくは５〜２０モル％の割合で用いる。
【００２８】
ポリアミド樹脂の原料のジカルボン酸成分として用いるのに好ましい炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示でき、１種または２種以上を混合して使用できるが、これらの中でもポリアミド樹脂の融点が成形加工するのに適切な範囲となることから、アジピン酸またはセバシン酸が好ましい。
【００２９】
上記炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸等のフタル酸化合物、１，２−ナフタレンジカルボン酸、１，３−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸、１，７−ナフタレンジカルボン酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸といったナフタレンジカルボン酸の異性体等を例示することができ、１種または２種以上を混合して使用できる。
ジカルボン酸成分として、炭素原子数４〜２０のα，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸を用いる場合は、成形加工性、バリア性の点から、テレフタル酸、イソフタル酸を用いることが好ましい。
ジカルボン酸成分として、α，ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸を用いる場合は、ジカルボン酸由来の構成単位の５０モル％未満であり、３０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１〜２５モル％、特に好ましくは５〜２０モル％の割合で用いる。
【００３０】
さらに、本発明で用いる、ＸＤ系ポリアミドは、ジアミン成分、ジカルボン酸成分以外にも、ポリアミド樹脂を構成する成分として、本発明の効果を損なわない範囲でε−カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類も共重合成分として使用できる。これらのＸＤ系ポリアミドに含まれていてもよい、ジアミン成分およびジカルボン酸成分以外の成分は、ポリアミド樹脂の５重量％以下であることが好ましく、１重量％以下であることがより好ましい。
【００３１】
本発明で用いるポリアミド樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が６，０００〜３０，０００であることが好ましく、より好ましくは８，０００〜２８，０００であり、さらに好ましくは９，０００〜２６，０００であり、一層好ましくは１０，０００〜２４，０００であり、より一層好ましくは１１，０００〜２２，０００である。このような範囲であると、耐熱性、弾性率、寸法安定性、成形加工性がより良好となる。
【００３２】
なお、ここでいう数平均分子量（Ｍｎ）とは、ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度［ＮＨ2］（μ当量／ｇ）と末端カルボキシル基濃度［ＣＯＯＨ］（μ当量／ｇ）から、次式で算出される。
数平均分子量（Ｍｎ）＝２，０００，０００／（［ＣＯＯＨ］＋［ＮＨ2］）
【００３３】
本発明で用いるポリアミド樹脂は、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量（Ｍｗ／Ｍｎ））が、好ましくは１．８〜３．１である。分子量分布は、より好ましくは１．９〜３．０、さらに好ましくは２．０〜２．９である。分子量分布をこのような範囲とすることにより、機械物性に優れた成形品が得られやすい傾向にある。
ポリアミド樹脂の分子量分布は、例えば、重合時に使用する開始剤や触媒の種類、量および反応温度、圧力、時間等の重合反応条件などを適宜選択することにより調整できる。また、異なる重合条件によって得られた平均分子量の異なる複数種のポリアミド樹脂を混合したり、重合後のポリアミド樹脂を分別沈殿させることにより調整することもできる。
【００３４】
分子量分布は、ＧＰＣ測定により求めることができ、具体的には、測定装置として東ソー社製「ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ」、カラムとして、東ソー社製「ＴＳＫ ｇｅｌ Ｓｕｐｅｒ ＨＭ−Ｈ」２本を使用し、溶離液として、トリフルオロ酢酸ナトリウムのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）溶液（濃度１０ｍｍｏｌ／Ｌ）を用い、樹脂濃度０．０２重量％、カラム温度４０℃、流速０．３ｍＬ／分、屈折率検出器（ＲＩ）の条件で測定し、標準ポリメチルメタクリレート換算の値として求めることができる。また、検量線は６水準のＰＭＭＡをＨＦＩＰに溶解させて測定し作成する。
【００３５】
本発明においては、ポリアミド樹脂の融点は、１５０〜３１０℃であることが好ましく、１８０〜３００℃であることがより好ましく、１８０〜２５０℃であることがさらに好ましい。
また、ポリアミド樹脂のガラス転移点は、５０〜１００℃が好ましく、５５〜１００℃がより好ましく、特に好ましくは６０〜１００℃である。この範囲であると、シートの耐熱性が良好となる傾向にある。
【００３６】
なお、本発明における融点とは、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）法により観測される昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度をいう。ガラス転移点とは、試料を一度加熱溶融させ熱履歴による結晶性への影響をなくした後、再度昇温して測定されるガラス転移点をいう。
これらの測定には、ＤＳＣ測定器を用い、試料（樹脂）量は約３ｍｇとし、雰囲気ガスとしては窒素を３０ｍＬ／分で流し、昇温速度は１０℃／分の条件で室温から予想される融点以上の温度まで加熱し溶融させた際に観測される吸熱ピークのピークトップの温度から融点を求めることができる。次いで、溶融した樹脂を、ドライアイスで急冷し、１０℃／分の速度で融点以上の温度まで再度昇温し、ガラス転移点、融点を求めることができる。ＤＳＣ測定器としては、島津製作所（SHIMADZU CORPORATION）製、ＤＳＣ−６０を用いることができる。
【００３７】
＜＜＜熱可塑性樹脂組成物＞＞＞
本発明では、糸に用いる熱可塑性樹脂繊維は、熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂組成物からなることが好ましく、ポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物からなることがより好ましい。主成分とするとは、熱可塑性樹脂組成物に含まれる最も含有量が多い成分を言い、通常は、熱可塑性樹脂組成物の５０重量％以上を占め、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上を占める。
【００３８】
また、本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、レーザー光吸収剤を含んでいてもよい。レーザー光吸収剤は、レーザー光の波長に応じて定められる。例えば、レーザー光の波長が１０６４ｎｍであるＹＡＧレーザーを光源として用いる場合には、波長１０６４ｎｍに強い吸収を有する染料および／または顔料を、レーザー光吸収剤として用いることができる。具体的には、カーボンブラックや特開２０１５−０２６６１８号公報の段落００３４に記載のレーザー光吸収剤を例示することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物が、レーザー光吸収剤を含む場合、その含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、０．００１〜５重量部であることが好ましく、０．００５〜１重量部であることがより好ましく、０．０２〜０．５重量部であることがさらに好ましい。
また、本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、レーザー光吸収剤を実質的に含まない態様も好ましい。実質的に含まないとは、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、０．００１重量部未満であることをいう。
【００３９】
さらに、本発明の目的・効果を損なわない範囲で、本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物には、酸化防止剤、熱安定剤等の安定剤、耐加水分解性改良剤、耐候安定剤、艶消剤、核剤、可塑剤、分散剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、ゲル化防止剤、離型剤、滑剤等の添加剤等を加えることができる。これらの詳細は、特許第４８９４９８２号公報の段落番号０１３０〜０１５５の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【００４０】
本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物の好ましい実施形態として、熱可塑性樹脂組成物の７０重量％以上（より好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上、一層好ましくは９５重量％以上）が、熱可塑性樹脂である組成物が例示される。
【００４１】
＜＜連続強化繊維＞＞
本発明で用いる連続強化繊維は、１０ｍｍを超える数平均繊維長を有する連続強化繊維をいい、３０ｍｍを超える数平均繊維長を有する連続強化繊維であることが好ましい。本発明で使用する連続強化繊維の数平均繊維長の下限は特に制限はないが、１ｍ以上であることが好ましく、５ｍ以上であることがより好ましく、１００ｍ以上であることがさらに好ましく、１０００ｍ以上であることが一層好ましい。連続強化繊維の数平均繊維長の上限は特に定めるものではないが、成形加工性を良好にする観点から、２０，０００ｍ以下であることが好ましく、１０，０００ｍ以下であることがより好ましく、７，０００ｍ以下であることがさらに好ましい。
本発明における連続強化繊維の断面は、円形であってもよいし、扁平であってもよい。
【００４２】
本発明で用いる連続強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、金属繊維（スチール繊維等）等の無機繊維、および、アラミド繊維、植物繊維（ケナフ（Ｋｅｎａｆ）、竹繊維等を含む）、ポリオキシメチレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の有機繊維などが挙げられる。なかでも、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維の少なくとも１種を含むことが好ましく、炭素繊維およびガラス繊維の少なくとも１種を含むことがより好ましく、ガラス繊維の少なくとも１種を含むことがさらに好ましい。ガラス繊維を用いることにより、光がより散乱しやすくなり、保形性および溶融状態の均一性がより向上する傾向にある。
【００４３】
本発明で用いる連続強化繊維の一例は、複数の連続強化繊維が束状になった連続強化繊維束である。本実施形態では、数平均繊維長の下限が、１ｍ以上である連続強化繊維が好ましい。
本発明で用いる連続強化繊維の他の一例は、数平均繊維長３０〜１５０ｍｍの連続強化繊維である。このような連続強化繊維の例としては、「stretch-broken carbon fiber」が挙げられる。
【００４４】
本発明で用いる連続強化繊維は、処理剤で処理されたものを用いることが好ましい。このような処理剤としては、集束剤や表面処理剤が例示され、特許第４８９４９８２号公報の段落番号００９３および００９４に記載のものが好ましく採用され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【００４５】
具体的には、本発明で用いる処理剤は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シラン系化合物、イソシアネート化合物、チタネート系化合物、ポリアミド樹脂の少なくとも１種であることが好ましく、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シランカップリング剤、水不溶性ポリアミド樹脂および水溶性ポリアミド樹脂の少なくとも１種であることがより好ましく、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、水不溶性ポリアミド樹脂および水溶性ポリアミド樹脂の少なくとも１種であることがさらに好ましく、水溶性ポリアミド樹脂であることが一層好ましい。
前記処理剤の量は、連続強化繊維の０．００１〜１．５重量％であることが好ましく、０．１〜１．２重量％であることがより好ましく、０．３〜１．１重量％であることがさらに好ましい。
【００４６】
連続強化繊維の処理剤による処理方法は、公知の方法を採用できる。例えば、連続強化繊維を、処理剤を溶液に溶解させたものに浸漬し、連続強化繊維の表面に処理剤を付着させることが挙げられる。また、処理剤を連続強化繊維の表面にエアブローすることもできる。さらに、既に、表面処理剤や処理剤で処理されている連続強化繊維を用いてもよいし、市販品の表面処理剤や処理剤を洗い落してから、再度、所望の処理剤量となるように、表面処理しなおしてもよい。
【００４７】
＜＜混繊糸＞＞
上述のとおり、本発明で用いる糸は、混繊糸が好ましい。混繊糸とは、連続強化繊維と熱可塑性樹脂繊維を含み、連続強化繊維が熱可塑性樹脂繊維中に分散しており、かつ、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部が連続強化繊維に含浸せずに、繊維の状態を保っていることをいう。
【００４８】
混繊糸中における、連続強化繊維の分散度は、６０〜１００％であることが好ましく、６０〜９９％であることがより好ましく、６３〜９９％であることがさらに好ましく、６８〜９９％が特に好ましく、８０〜９９％であってもよい。このような範囲とすることにより、連続強化繊維に熱可塑性樹脂繊維が含浸しやすく、また、得られる成形品中の空隙をより少なくすることができる。分散度は、後述する実施例に記載の方法に従って測定される。
【００４９】
また、混繊糸における、熱可塑性樹脂繊維の含浸率は、通常、２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、５％以下であることがさらに好ましく、３％以下であることが一層好ましく、１％以下であってもよい。
混繊糸の含浸率は、以下の方法に従って測定された値である。
混繊糸を切り取ってエポキシ樹脂で包埋し、前記包埋した混繊糸の長手方向に直交する方向の断面を研磨し、断面図を超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（例えば、顕微鏡超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００（コントローラー部）／ＶＫ−９５１０（測定部）（キーエンス社製）)を使用して撮影する。得られた断面写真に対し、連続強化繊維に熱可塑性樹脂繊維由来の成分が溶融し含浸した領域を画像解析ソフト（例えば、ＩｍａｇｅＪ）を用いて選択し、その面積を測定する。含浸率は、熱可塑性樹脂繊維由来の成分が連続強化繊維に含浸した領域／撮影断面積（単位％）として算出される。
【００５０】
本発明で用いる混繊糸は、通常、混繊糸を構成する繊維の９５重量％以上が連続強化繊維または熱可塑性樹脂繊維で構成される。
本発明で用いる混繊糸は、好ましくは、連続強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とが、連続強化繊維および熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一方の処理剤を介して、束状にされたものである。
【００５１】
混繊糸は、通常、熱可塑性樹脂繊維束と連続強化繊維束を用いて製造する。一本の混繊糸の製造に用いられる繊維の合計繊度（一本の混繊糸の製造に用いられる熱可塑性樹脂繊維の繊度の合計および連続強化繊維の繊度の合計を足し合わせた値）は、連続強化繊維がガラス繊維の場合、５００〜５０００ｄｔｅｘであることが好ましく、７００〜３０００ｄｔｅｘであることがより好ましく、９００〜２０００ｄｔｅｘであることがさらに好ましく、９００〜１５００ｄｔｅｘであることが特に好ましい。連続強化繊維が炭素繊維の場合、合計繊度は、１０００〜１０００００ｄｔｅｘであることが好ましく、１５００〜５００００ｄｔｅｘであることがより好ましく、２０００〜５００００ｄｔｅｘであることがさらに好ましく、３０００〜３００００ｄｔｅｘであることが特に好ましい。
【００５２】
一本の混繊糸の製造に用いる繊維数の合計（熱可塑性樹脂繊維の繊維数の合計と連続強化繊維の繊維数の合計を合計した繊維数）は、連続強化繊維がガラス繊維の場合、５０〜３０００ｆであることが好ましく、１００〜２０００ｆであることがより好ましく、２００〜１０００ｆであることがさらに好ましく、３００〜８００ｆであることが一層好ましい。連続強化繊維が炭素繊維の場合、繊維数の合計は、１００〜１０００００ｆであることが好ましく、１０００〜１０００００ｆであることがより好ましく、１５００〜７００００ｆであることがさらに好ましく、２０００〜２００００ｆであることが一層好ましい。このような範囲とすることにより、混繊糸の混繊性が向上し、物性と質感により優れた成形品が得られる。また、いずれかの繊維が偏る領域が少なく互いの繊維がより均一に分散し易い。
【００５３】
本発明で用いる混繊糸は、撚りがかっていてもよい。撚りのかけ方は、特に定めるものではなく、公知の方法を採用できる。撚りの回数としては、熱可塑性樹脂繊維に用いる熱可塑性樹脂の種類、熱可塑性樹脂繊維束の繊維数、繊度、連続強化繊維の種類、繊維数、繊度、熱可塑性樹脂繊維と連続強化繊維の繊維数比や繊度比に応じて適宜定めることができる。撚り回数は、例えば１〜２００回／ｍ（繊維長）とすることができ、さらには１〜１００回／ｍ、１〜７０回／ｍ、１〜５０回／ｍ、１０〜３０回／ｍとすることもできる。このような構成とすることにより、より機械的強度に優れた成形品が得られる。
【００５４】
＜実施形態＞
本発明の成形品の製造方法は、前加工品（予備加工品）の製造方法として好ましく採用することができる。例えば、上述した図２に示すように、シートの一部にレーザー光を照射して、シート中の熱可塑性樹脂繊維を溶融して含浸させることにより、シートを部分的に保形して、シートを構成する糸のほつれや毛羽立ちなどを抑制し、その後の操作性を向上させることができる。
また、図３に示すように、本発明の成形品の製造方法に従ってレーザー光を照射し、縁取りした後（図３の（１））、さらに、強度の高いレーザー光を照射して（図３の（２））、シートから必要な部分を切り出すことができる（図３の（３））。図３（２）の符号１３が、前加工としての縁取りによるレーザー光の照射領域を示しており、符号１４がシートから必要な部分を切り出すためのレーザー光の照射領域を示している。縁取りのためのレーザー光の照射条件は、上述の保形するための条件と同一であり、好ましい範囲も同様である。シートから必要な部分を切り出すためのレーザー光の強度は、材料の種類にもよるが、保形する場合の強度＋１０〜５０Ｊ／ｍｍであることが好ましい。また、保形のためのレーザー光の強度と、切り出しのためのレーザー光の強度に差を大きくする場合には、上述のとおり、熱可塑性樹脂にレーザー光吸収剤を配合することができる。
また、本発明の成形品の製造方法は、熱可塑性樹脂の予備含浸にも活用することができる。すなわち、シートにレーザー光を照射して、熱可塑性樹脂を予備含浸させた後、さらに、レーザー光を照射して、熱可塑性樹脂の含浸を進行させることができる。より具体的には、本発明で用いるシートにおいて、熱可塑性樹脂を予備含浸させた後、シートを成形型に配置し、さらに所望の形状に加工できる。このような手段を採用することにより、成形性をより向上させることができる。
また、シートが加工時、ＩＲヒーターやハロゲンヒーター、プレス成形機の輻射熱などで加熱される前に予備含浸させることで、シートにシワが生じたり寸法が変化するのを抑制する効果がある。
【００５５】
本発明の成形品の製造方法は、シートのみを保形してもよいが、シートと異種材料（基材等）を重ねて保形してもよい。例えば、基材の表面に、本発明で用いるシートを配置して、シート側から、レーザー光を照射して、基材とシートを融着しつつ、シートに含まれる糸の保形を行うことができる。基材としては、本発明で用いるシート、熱可塑性樹脂フィルム、金属箔や金属板、ガラス板などが例示される。特に、基材とシートの合わせ面付近にレーザー光の焦点を合わせることにより、基材とシートの融着を効果的に進行させることができる。
【００５６】
本発明の製造方法で得られる成形品は、例えば、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話などの電気・電子機器、光学機器、精密機器、玩具、家庭・事務電気製品などの部品やハウジング、さらには自動車、航空機、船舶などの部品に好適に利用することができる。特に、凹部や凸部を有する成形品の製造に適している。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。【００５８】
＜ポリアミド樹脂ＭＰ１０の合成例＞
撹拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロートおよび窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、セバシン酸（伊藤製油（株）製、ＴＡグレード）１０ｋｇ（４９．４ｍｏｌ）および酢酸ナトリウム／次亜リン酸ナトリウム・一水和物（モル比＝１／１．５）１１．６６ｇを仕込み、十分に窒素置換した後、さらに少量の窒素気流下で系内を撹搾しながら１７０℃まで加熱溶融した。
メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンのモル比が７０／３０である混合キシリレンジアミン６．６４７ｋｇ（メタキシリレンジアミン３４．１６ｍｏｌ、パラキシリレンジアミン１４．６４ｍｏｌ、三菱ガス化学社製）を、溶融したセバシン酸に攪拌下で滴下し、生成する縮合水を系外に排出しながら、内温を連続的に２．５時間かけて２４０℃まで昇温した。
滴下終了後、内温を上昇させ、２５０℃に達した時点で反応容器内を減圧にし、さらに内温を上昇させて２５５℃で２０分間、溶融重縮合反応を継続した。その後、系内を窒素で加圧し、得られた重合物をストランドダイから取り出して、これをペレット化することにより、ポリアミド樹脂ＭＰ１０を得た。
得られたポリアミド樹脂の融点は、２１３℃、数平均分子量は、１５４００であった。【００５９】
＜熱可塑性樹脂＞
ＭＰ１０：上記合成例で得られた樹脂
ＭＸＤ６：メタキシリレンアジパミド樹脂、三菱ガス化学社製、６００１、融点２３７℃、数平均分子量１６８００
ポリアミド６６（ＰＡ６６）：東レ製、ＣＭ３００１Ｎ、融点２６５℃【００６０】
＜連続強化繊維＞
連続ガラス繊維（ＧＦ）：日東紡績社製、ＥＣＧ  ７５  １／０  ０．７Ｚ、繊度６８７ｄｔｅｘ、繊維数４００ｆ、集束剤で表面処理されている。
連続炭素繊維（ＣＦ）：三菱レイヨン社製、Ｐｙｒｏｆｉｌ−ＴＲ−５０Ｓ−１２０００−ＡＤ、繊度８０００ｄｔｅｘ、繊維数１２０００ｆ、エポキシ樹脂で表面処理されている。【００６１】
＜熱可塑性樹脂繊維の製造＞
熱可塑性樹脂を直径３０ｍｍのスクリューを有する単軸押出機にて、熱可塑性樹脂の融点＋３０℃で溶融押出しし、４８穴のダイからストランド状に押出し、ロールにて巻き取りながら延伸し、回巻体に巻き取った熱可塑性樹脂繊維束を得た。繊度１６５ｄｔｅｘ、繊維数４８ｆであった。【００６２】
＜混繊糸の製造＞
＜＜繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（１）＞＞
繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（１）は、以下の方法に従って製造した。
１ｍ以上の長さを有する熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維の回巻体を２個、および、１ｍ以上の長さを有する連続ガラス繊維の回巻体１個からそれぞれの繊維を引き出し、複数のガイドを通しながらエアブローにより開繊を行った。開繊しながら、熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維および連続ガラス繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通しながらエアブローを与え、均一化を進めた。得られた繊維束を、処理剤（東レ製、ＡＱナイロンＴ７０）を含む水溶液に１０秒間浸漬し、その後、４０℃で６０分乾燥させて、混繊糸（１）を得た。混繊糸（１）中の処理剤の量は０．５重量％であった。混繊糸（１）中の連続ガラス繊維の割合は、６７重量％であった。
混繊糸は、繊度１０１７ｄｔｅｘ、繊維数４９６ｆであった。【００６３】
＜＜繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＸＤ６）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（２）＞＞
繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＸＤ６）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（２）は、上記混繊糸（１）において、ＭＰ１０をＭＸＤ６に変更し、他は同様に行った。
得られた混繊糸（２）中の処理剤の量は０．５重量％であった。混繊糸（２）中の連続ガラス繊維の割合は、６７重量％であった。
混繊糸（２）は、繊度１０１８ｄｔｅｘ、繊維数４９６ｆであった。【００６４】
＜＜繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維と連続炭素繊維からなる混繊糸（３）＞＞
繊維成分が熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維と連続炭素繊維からなる混繊糸（３）は、以下の方法に従って製造した。
１ｍ以上の長さを有する熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維の回巻体を３０個、および、１ｍ以上の長さを有する連続炭素繊維の回巻体１個からそれぞれの繊維を引き出し、複数のガイドを通しながらエアブローにより開繊を行った。開繊しながら、熱可塑性樹脂（ＭＰ１０）繊維および連続炭素繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通しながらエアブローを与え、均一化を進めた。得られた繊維束を、処理剤（東レ製、ＡＱナイロンＴ７０）を含む水溶液に１０秒間浸漬し、その後、４０℃で６０分乾燥させて、混繊糸（３）を得た。混繊糸（３）中の処理剤の量は０．５重量％であった。混繊糸（３）中の連続炭素繊維の割合は、６２重量％であった。
混繊糸（３）は、繊度１２９５０ｄｔｅｘ、繊維数１３４４０ｆであった。【００６５】
＜混繊糸の製造＞
＜＜繊維成分が熱可塑性樹脂（ＰＡ６６）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（４）＞＞
繊維成分が熱可塑性樹脂（ＰＡ６６）繊維と連続ガラス繊維からなる混繊糸（４）は、以下の方法に従って製造した。
１ｍ以上の長さを有する熱可塑性樹脂（ＰＡ６６）繊維の回巻体を２個、および、１ｍ以上の長さを有する連続ガラス繊維の回巻体１個からそれぞれの繊維を引き出し、複数のガイドを通しながらエアブローにより開繊を行った。開繊しながら、熱可塑性樹脂（ＰＡ６６）繊維および連続ガラス繊維を一束とし、さらに、複数のガイドを通しながらエアブローを与え、均一化を進めた。得られた繊維束を、処理剤（東レ製、ＡＱナイロンＴ７０）を含む水溶液に１０秒間浸漬し、その後、４０℃で６０分乾燥させて、混繊糸（４）を得た。混繊糸（４）中の処理剤の量は０．５重量％であった。混繊糸（４）中の連続ガラス繊維の割合は、６７重量％であった。
混繊糸は、繊度１０１７ｄｔｅｘ、繊維数４９６ｆであった。【００６６】
＜混繊糸の分散度の測定＞
混繊糸の分散度を以下のように観察して測定した。
混繊糸を切り取り、エポキシ樹脂で包埋し、混繊糸の長手方向に直交する方向の断面を研磨し、断面を超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（顕微鏡超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００（コントローラー部）／ＶＫ−９５１０（測定部）（キーエンス社製）)を使用して撮影した。撮影画像において、混繊糸の断面積、混繊糸の断面中連続強化繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積、混繊糸の断面中熱可塑性樹脂繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積を求め、次式により分散度を算出した。尚、面積はデジタルマイクロスコープを用いて測定した。
【数１】
2018092500.tif 000003
（式中、Ｄは分散度、Ｌｔｏｔは混繊糸の断面積、Ｌｃｆは混繊糸の断面中連続強化繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積、Ｌｐｏｌｙは混繊糸の断面中、熱樹脂可塑性樹脂繊維のみで占めている面積のうち３１４００μｍ2以上のものの総面積を意味する。）【００６７】
＜織物の製造＞
上記で得られた混繊糸を経糸および緯糸とし、混繊糸（１）は目付けが１００ｇ／ｍ2となるように、混繊糸（２）は目付が１００ｇ／ｍ2となるように、混繊糸（３）は目付が２００ｇ／ｍ2となるように、レピア織機を用いて、それぞれ、平織のシートを得た。織物の経糸および緯糸の幅は、混繊糸（１）が０．８ｍｍ、混繊糸（２）が０．８ｍｍ、混繊糸（３）が１．５ｍｍであった。【００６８】
＜実施例１＞
得られた織物に対し、以下の条件で、レーザー光照射を行った。
レーザー光照射装置：ファインデバイス社製、ＦＤ２２３０
レーザー光の種類：Ｎｄ：ＹＡＧレーザー
レーザー光の強度：２０Ｊ／ｍｍ
走査速度：３ｍｍ／ｓｅｃ
焦点の位置：シートの厚さ方向のほぼ中央となる位置
焦点の幅：１．５ｍｍ
レーザー光の照射の方向：織物の面上に、織物の面に対し垂直な方向から、経糸を構成する混繊糸の配列方向に対し、表１に示す角度をなすように直線状にレーザー光を走査させながら照射した（すなわち、実施例１では、レーザー光照射領域の略１００％が上記照射条件Ａを満たすように光照射した）。
得られた成形品について、以下の通り評価した。【００６９】
＜＜保形性の評価＞＞
上記で得られた成形品のレーザー光照射部およびその周辺の保形性を確認した。
Ａ：よく保形されていた。
Ｂ：保形にまだらが生じ、操作時に一部の繊維が若干動いた。
Ｃ：保形せず、操作時に繊維が著しく動いた。【００７０】
＜＜成形品の外観＞＞
上記で得られた成形品のレーザー光照射部およびその周辺の外観を確認した。
Ａ：変形すること無く設計通りだった。
Ｂ：一部、シワや目開きが生じた。
Ｃ：著しいシワや目開きが生じた。【００７１】
＜＜溶融状態の均一性＞＞
上記で得られた成形品のシートの一方の面の表層付近と、他方の面の表層付近について、それぞれ、溶融状態を確認した。
Ａ：均一に溶融した。
Ｂ：一部、未溶融や樹脂溜まりが生じた。
Ｃ：著しい未溶融や樹脂溜まりが生じた。【００７２】
＜実施例２〜６、比較例１＞
実施例１において、レーザー光を走査させる角度を５°から、表１に示す角度に変更し、ならびに、熱可塑性樹脂繊維および連続強化繊維の種類を変更した。連続強化繊維として、炭素繊維を用いた場合、レーザー光の強度は５Ｊ／ｍｍとした。これら以外は、実施例１と同様に行った。【００７３】
＜実施例８＞
比較例１において、シート面に垂直な方向に対する照射角度が４５°になるように、織物を設置するステージを傾けた他は同様に照射した。【００７４】
＜実施例９＞
実施例１において、レーザー光を走査させる角度を５°から、表１に示す角度に変更し、熱可塑性樹脂繊維維の種類を変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
上記実施例および比較例のいずれにおいても、熱可塑性樹脂繊維の一部が溶融し、連続強化繊維間に含浸していることが確認できた。
本発明の製造方法で成形した成形品は、保形性に優れ、かつ、外観が良好であった。さらに、溶融状態も良好であった（実施例１〜６、８および９）。一方、織物の面上において、経糸を構成する混繊糸の配列方向に平行にレーザー光を照射した場合（比較例１）、保形性および外観に劣り、溶融状態も劣っていた。【００７７】
＜実施例７＞
実施例３において、レーザー光で直径約５０ｍｍの円を描くようにレーザー光を照射した他は、同様に行った。得られた成形品の保形性および外観の評価は、それぞれ「Ｂ」であった。
【符号の説明】
【００７８】
１１    経糸
１２    緯糸
１３    レーザー光照射領域
１４    レーザー光照射領域
１５    織物を構成する糸の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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