(57)【要約】  本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来するものである。  そして、少なくとも、その外形方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、  上記混練材の所定温度における流動性を、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低くしており、リブやボス等において欠陥が生じ難く、安価で高強度の炭素繊維強化樹脂成形体を提供することができる。
2018158882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来する炭素繊維強化樹脂成形体であって、
少なくとも、その外形方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項２】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、上記略平板状領域を形成する混練材の平均繊維長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項３】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
０．５（ｍｍ）≦平均繊維長（ｍｍ）≦５０（ｍｍ）／アスペクト比  ・・・式（１）
但し、式（１）中、アスペクト比は、炭素繊維強化樹脂成形体に形成されたリブ高さ（ｍｍ）／リブ厚み（ｍｍ）又は ボス高さ（ｍｍ）／ボス径（ｍｍ）であり、１を超え５０以下を表わす。
【請求項４】
上記立体複雑形状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種と上記略平板状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項５】
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
さらに、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを混練機内に導入し、熱可塑性樹脂を溶融混練すると共に上記炭素繊維を切断して上記混練材を得る工程を有することを特徴とする請求項５に記載の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化樹脂成形体及び該炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法に係り、更に詳細には、剛性を向上させるリブやボス等、補強のための立体形状や複雑な形状を容易に形成できる炭素繊維強化樹脂成形体及び該炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化樹脂成形体（以下、ＣＦＲＰということがある。）は、鋼材等の金属材料と比較して比剛性、比強度に優れた画期的な軽量材であるが、汎用材としては製造コストが高く使用し難いため、ＣＦＲＰの低価格化が切望されている。【０００３】
上記ＣＦＲＰの製造方法としては、オートクレーブ法やレジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法が知られているが、これらの製法は炭素繊維の織布や不織布等のシートを用いるものであり、上記炭素繊維のシートは伸縮し難く成形が困難であるため、工数・時間を要しＣＦＲＰの低価格化が困難である。【０００４】
ＣＦＲＰに用いる炭素繊維を短くすることで成形性・作業性が向上し、コストを低減することが可能である。しかし、射出成形可能な短い強化繊維では、リブやボス等の立体的な補強形状により補強しても材料自体の強度が弱く充分な強度を得ることが困難である。【０００５】
特許文献１の日本国特開２０１５−２３１８３６号公報には、繊維強化樹脂の板状部材の一方の面にリブを設けて剛性を向上させた車両構造部材が開示されている。
そして、リブ形成用凹部を有する下型と上記リブ形成用凹部に対応する箇所に凸部を有する上型とを用いてシート状の繊維強化樹脂をプレスし、上型の凸部によってリブ形成用凹部内に繊維強化樹脂を押し込むことで、上記リブ形成用凹部内に繊維強化樹脂が充填されてリブを形成でき、作業性を向上できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２０１５−２３１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の車両構造部材は、上型の凸部によってリブ形成用凹部付近のプレス圧を局所的に高め、上記リブ形成用凹部内に繊維強化樹脂を押し込んでリブを形成するものであり、プレス成形で繊維強化樹脂の車両構造部材を形成できるため、上記オートクレーブ法やレジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）法よりも作業性が向上する。【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の車両構造部材は、上型の凸部の高さ、すなわち、押し込み深さを板状部材の厚さの１／２よりも大きくできず、加えて、同じ長さの強化繊維を用いているため、繊維強化樹脂部材の強度を向上させるためのリブ等の高さや形状が制限されて、剛性や強度を充分向上させることが困難である。【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リブやボス等の立体的な補強形状や複雑な形状を容易に形成でき、高強度の炭素繊維強化樹脂成形体を提供することにある。【００１０】
また、本発明は、形状の設計自由度が高く、リブやボス等の立体的な補強形状や複雑な形状を作業性よく形成できる炭素繊維強化樹脂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】
【００１１】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることにより、全体として剛性や強度が高い炭素繊維強化樹脂成形体を作業性よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１２】
即ち、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来するものである。
そして、少なくとも、その外形方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする。【００１３】
また、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法である。
そして、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、生産効率が高い高強度の炭素繊維強化樹脂成形体を提供することができる。【００１５】
また、本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、立体的な補強形状や複雑な形状の設計自由度が高く、且つ生産効率が高い炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例で作製した車両用フロアパネルの表側の斜視図である。
【図２】実施例で作製した車両用フロアパネルの裏側の斜視図である。
【図３】車両用フロアパネルの剛性を評価した状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の炭素繊維強化樹脂成形体について詳細に説明する。
上記炭素繊維強化樹脂成形体は、その外形方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有する。
そして、上記立体複雑形状領域の炭素繊維強化樹脂が流動性の高い混練材に由来し、上記略平板状領域の炭素繊維強化樹脂が上記立体複雑形状領域の混練材よりも流動性が低いコンパウンドに由来するものである。
【００１８】
本発明において「外形方向」とは、炭素繊維強化樹脂成形体の外形表面の面内方向をいい、炭素繊維強化樹脂成形体の厚さ方向をいうものではない。
【００１９】
また、本発明において「立体複雑形状領域と略平板状領域とを有する」とは、相対的に混練材の充填し易さが異なる２以上の領域を有することを意味し、ある特定の形状を有する領域を有することを意味しない。
【００２０】
上記「立体複雑形状領域」としては、例えば、リブやボス等の立体的な補強形状や、偏肉部等の急激に厚さが変化する複雑な形状がまとまって存在する領域全体をいい、上記補強形状や複雑な形状のみをいうものではない。
また、上記「略平板状領域」としては、例えば、上記補強形状や複雑な形状がなく、形状が急激な変化がない領域をいい、平板のみではなく曲面や成形性に影響を与えない範囲の小さな凹凸を有していてもよい。
【００２１】
本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、Ｌｏｎｇ  Ｆｉｂｅｒ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｄｉｒｅｃｔ  ｉｎｌｉｎｅ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（ＬＦＴ−Ｄ）法により作製できる。
【００２２】
上記ＬＦＴ−Ｄ法は、熱可塑性樹脂と共に炭素繊維を混練機に投入し、熱可塑性樹脂を溶融混練しながらスクリューのせん断力により炭素繊維を適度な長さに切ったＬＦＴ−Ｄ混練材（熱可塑性樹脂と炭素繊維の複合材、以下「コンパウンド」ということがある。）を作る。そして、このコンパウンドが冷めないうちにプレス成形することで、成形品を得る工法である。
【００２３】
このように、ＬＦＴ−Ｄ法は、従来の代表的なＣＦＲＰ工法とは異なり、プリプレグやプリフォームといった中間基材を作製することなく、原料の炭素繊維と熱可塑性樹脂との混練物をプレス成形することで成形できるシンプルな工法であるため、ＣＦＲＰのコストを下げることができる。
【００２４】
しかし、上記コンパウンドは、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含むものであり、炭素繊維自体が熱伝導性の高いものであるのに加えて、上記炭素繊維の繊維長が長いものであるため、冷え易く金型上に配置しプレスするまでに流動性が低下してしまうという特有の性質を有する。
【００２５】
したがって、プレスによってコンパウンドを金型の隅々まで流動させ充填することが困難であり、特にリブ等を形成する凹部等、局所的にプレス圧がかかり難い箇所には上記コンパウンドが充填され難い。特に、大型のＣＦＲＰを成形する際は金型を加熱したとしてもコンパウンドが冷えて流動性が低下し易く、欠陥が生じ易い。
【００２６】
本発明においては、所定温度における流動性が異なる複数のコンパウンドを用い、成形領域の形状の複雑さ、すなわち、成形領域の成形の困難性に応じてその領域に適した流動性のコンパウンドを配置してプレス成形する。
【００２７】
つまり、プレス圧がかかり難くコンパウンドが充填され難い複雑な形状の領域を流動性が高いコンパウンドで形成することで、薄く高いリブ等、充填され難く成形が困難な形状であっても容易に成形することができ、形状設計の自由度が高い。
また、その他のプレス圧がかかり易くコンパウンドが充填され易い領域には、成形性よりも材料の物性を優先して流動性が低いコンパウンドを用いて成形する。
【００２８】
したがって、本発明においては、立体複雑形状領域の熱可塑性樹脂と強化繊維を含有するコンパウンドが流動し易く、例えば、外形面積が０．３ｍ２〜５ｍ２の大型のＣＦＲＰであっても欠陥なく成形が可能であり、構造形状の付与と炭素繊維強化樹脂材料の物性とにより、剛性や強度を向上させた軽量なＣＦＲＰを得ることができる。
【００２９】
本発明においては、上記流動性が異なるコンパウンドは積層せず、流動性が異なるコンパウンド同士が重ならないように金型上の炭素繊維強化樹脂成形体の外形方向に並べて配置し、プレス成形する。
【００３０】
流動性が異なるコンパウンドを積層してプレス成形するとＣＦＲＰの厚さ方向で弾性率や収縮率が異なってしまい、そりやゆがみ等が生じ易く、寸法精度が低下する。しかし、流動性が異なるコンパウンド同士を重ねずに金型上に並べて配置することで厚さ方向の弾性率・収縮率が変化せずに寸法精度が向上する。
【００３１】
さらに、本発明によれば、金型の形状によってＣＦＲＰの厚さを連続的に変化させることができる。つまり、金属材料のように金属板を複数枚溶接する必要がなく、一回のプレスによって高い強度が必要とされる部位は厚く、高い強度が不要な部位は薄くすることができ、強度と軽量化とが両立されたＣＦＲＰを得ることができる。
【００３２】
したがって、本発明のＣＦＲＰは、従来、金属材料で形成されていた大型の部材を代替することができ、例えば、ルーフ、フロアパネル、フロントバルクヘッド（ファイヤーウォール）、リアシートバック等の自動車部品の骨格部材に好ましく適用できる。
【００３３】
上記コンパウンドの流動性は、コンパウンドに含まれる炭素繊維の繊維長、炭素繊維の繊維含有量及び熱可塑性樹脂等により調節できるが、炭素繊維の繊維長によりコンパウンドの流動性を調節することが好ましい。
【００３４】
ＣＦＲＰを鋼材等の金属材料の代替部材として用いる場合は、高い剛性や強度が要求される。そして、炭素繊維の繊維含有量はＣＦＲＰ剛性や強度に対する影響が大きく、炭素繊維の繊維含有量を小さくすると、剛性や強度が著しく低下してしまう。
したがって、炭素繊維の繊維含有量を大きく変えることはできず、ＣＦＲＰの実用的な繊維含有量は５０〜６０重量％の範囲であることから、炭素繊維の繊維含有量によってコンパウンドの流動性を大きく変えることは困難である。
【００３５】
また、熱可塑性樹脂の粘度はコンパウンドの流動性に対する影響が小さいのに加えて、粘度があまりに低い熱可塑性樹脂を用いると、プレス中に熱可塑性樹脂だけが流れて比重の重い炭素繊維が置き去りにされてしまい、成形品中の炭素繊維の濃度がばらついてしまう。また、作製されたコンパウンドを金型上に配置する際、コンパウンドが軟らかくなり搬送中に垂れ落ちやすくなって作業性が低下する。さらに、熱可塑性樹脂の分子量をあまり低くすると、コンパウンドの一般物性が低下するため、熱可塑性樹脂の分子量や分子構造等により、コンパウンドの流動性を大きく変えることは困難である。
【００３６】
本発明においては、立体複雑形状領域の炭素繊維の繊維長が平板状領域の炭素繊維の繊維長よりもが短いため、立体複雑形状領域のコンパウンドも流動しやすく、成形品全体に強化繊維が均一に分布し、立体複雑形状領域の強度を所望の強度にできる。
【００３７】
上記立体複雑形状領域の炭素繊維の平均繊維長は、略平板状領域の炭素繊維の平均繊維長よりも短く、かつ炭素繊維強化樹脂成形体の立体複雑形状領域を形成できれば特に制限はないが、以下の式（１）を満たすことが好ましい。
０．５（ｍｍ）≦平均繊維長（ｍｍ）≦５０（ｍｍ）／アスペクト比  ・・・式（１）
但し、式（１）中、アスペクト比は、炭素繊維強化樹脂成形体に形成されたリブ高さ（ｍｍ）／リブ厚み（ｍｍ）又は ボス高さ（ｍｍ）／ボス径（ｍｍ）であり、１を超え５０以下を表わす。
なお、本発明においてリブ又はボスの厚さとは、リブやボスを成形する金型の凹部の入口、すなわち開口部の厚さをいい、リブ又はボスの高さとは上記金型の凹部の深さをいう。
【００３８】
立体複雑形状領域の炭素繊維の平均繊維長が０．５ｍｍ以上であることで、剛性や強度が高いＣＦＲＰを作製することができ、５０（ｍｍ）／アスペクト比以下であることで、実用的なプレス圧、具体的には５ＭＰａ〜１０ＭＰａで金型の凹部内にコンパウンドを充填することができる。
【００３９】
上記略平板状領域の炭素繊維の平均繊維長は、３ｍｍ以上であることが好ましく、１０ｍｍ以上であることがより好ましい。３ｍｍ以上であることで、剛性や強度が高い炭素繊維強化樹脂成形体を作製できる。
また、上記略平板状領域の炭素繊維の平均繊維長の上限は、炭素繊維強化樹脂成形体の略平板状領域を形成できれば特に制限はないが、実用的な上限は、１００ｍｍ程度である。
【００４０】
炭素繊維の平均繊維長は、コンパウンド作製時の混練時間やスクリューの回転速度等により調節できる。
具体的には、熱可塑性樹脂を溶融混合している２軸押し出し混練機内に、ボビンに巻かれた連続する長い炭素繊維をボビンから巻きだしながら連続して導入する。そして、熱可塑性樹脂と混練しながらスクリューのせん断力により炭素繊維を適度な長さに切断し、混練機から押し出すことで、所望の長さの炭素繊維を含むコンパウンドを連続して作製できる。
【００４１】
上記炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などを挙げることができ、これらは１種、又は２種以上を併用することができる。
【００４２】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン、熱可塑性ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（ポリオキシメチレン樹脂）、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂等を挙げることができる。
【００４３】
上記立体複雑形状領域を構成する熱可塑性樹脂と上記略平板状領域を構成する熱可塑性樹脂は、樹脂種が同じであることが好ましい。樹脂種が同じであることで、流動性が高いコンパウンドに由来する部位と流動性が低いコンパウンドに由来する部位との間に界面が生じず、熱可塑性樹脂が連続した高剛性のＣＦＲＰを成形できる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。【００４５】
（立体複雑形状領域用コンパウンドの作製）
熱可塑性樹脂（ナイロン６）と炭素繊維を２軸押し出し混練機で溶融混練し、重量平均繊維長が６．５ｍｍの炭素繊維を５０重量％含む高流動コンパウンドＡを得た。
高流動コンパウンドＡを冷却固化したときのヤング率（Ｅ）は１５ＧＰａであった。【００４６】
（略平板状領域用コンパウンドの作製）
また、混練条件及び炭素繊維の供給量を変えて、重量平均繊維長が１５ｍｍの炭素繊維を６０重量％含む高物性コンパウンドＢを得た。
高物性コンパウンドＢを冷却固化したときのヤング率（Ｅ）は３２ＧＰａであった。【００４７】
上記コンパウンドを金型上に配置し、プレス圧６．５ＭＰａでプレス成形して板厚が２ｍｍの車両用フロアパネルを作製した。
図１に車両用フロアパネルの表側（乗員側）から見た斜視図、図２に車両用フロアパネルの裏面側から見た斜視図を示す。図１、２中、網掛けで示す領域が立体複雑形状領域１、白抜きで示す領域が略平板状領域２であり、１１はリブ、１２は偏肉部である。
この車両用フロアパネルのリブは高さが１０ｍｍ、厚さが２ｍｍであり、アスペクト比が５であった。【００４８】
［実施例１］
高流動コンパウンドＡと高物性コンパウンドＢを表１に示すように配置し、プレスして車両用フロアパネルを作製した。【００４９】
［比較例１］
高物性コンパウンドＢのみを用いて車両用フロアパネルを作製した。【００５０】
［比較例２］
高流動コンパウンドＡのみを用いて車両用フロアパネルを作製した。【００５１】
＜評価＞
上記実施例１、比較例１，２の車両用フロアパネルを図３に示すように切断し、２辺を固定して、図３中矢印で示す位置に１５０ｋｇの荷重をかけてフロアパネル裏面側の撓み量を計測した。
評価結果を表１に示す。【００５２】
【表１】
2018158882.tif 000003
【００５３】
表１の結果から本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、リブやボス等の構造形状を欠陥なく形成できると共に、高物性な炭素繊維強化樹脂をも使用することができるため、高剛性であることがわかる。
【符号の説明】
【００５４】
１    立体複雑形状領域
１１  リブ
１２  偏肉部
２    略平板状領域
【図１】
2018158882.tif 000004
【図２】
2018158882.tif 000005
【図３】
2018158882.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月18日(2017.7.18)
【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】
熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来する炭素繊維強化樹脂成形体であって、
少なくとも、その面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項２】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、上記略平板状領域を形成する混練材の平均繊維長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項３】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
０．５（ｍｍ）≦平均繊維長（ｍｍ）≦５０（ｍｍ）／アスペクト比  ・・・式（１）
但し、式（１）中、アスペクト比は、炭素繊維強化樹脂成形体に形成されたリブ高さ（ｍｍ）／リブ厚み（ｍｍ）又はボス高さ（ｍｍ）／ボス径（ｍｍ）であり、１を超え５０以下を表わす。
【請求項４】
上記立体複雑形状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種と上記略平板状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項５】
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
さらに、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを混練機内に導入し、熱可塑性樹脂を溶融混練すると共に上記炭素繊維を切断して上記混練材を得る工程を有することを特徴とする請求項５に記載の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることにより、全体として剛性や強度が高い炭素繊維強化樹脂成形体を作業性よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
［００１２］
即ち、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来するものである。
そして、少なくとも、その面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする。
［００１３］
また、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法である。
そして、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする。
発明の効果
［００１４］
本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、生産効率が高い高強度の炭素繊維強化樹脂成形体を提供することができる。
［００１５］
また、本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、立体的な補強形状や複雑な形状の設計自由度が高く、且つ生産効率が高い炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月13日(2017.11.13)
【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】
熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来する炭素繊維強化樹脂成形体であって、
少なくとも、プレスされた面の面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項２】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、上記略平板状領域を形成する混練材の平均繊維長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項３】
上記立体複雑形状領域を形成した混練材の平均繊維長が、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
０．５（ｍｍ）≦平均繊維長（ｍｍ）≦５０（ｍｍ）／アスペクト比  ・・・式（１）
但し、式（１）中、アスペクト比は、炭素繊維強化樹脂成形体に形成されたリブ高さ（ｍｍ）／リブ厚み（ｍｍ）又はボス高さ（ｍｍ）／ボス径（ｍｍ）であり、１を超え５０以下を表わす。
【請求項４】
上記立体複雑形状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種と上記略平板状領域を構成する熱可塑性樹脂の樹脂種が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の炭素繊維強化樹脂成形体。
【請求項５】
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
さらに、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを混練機内に導入し、熱可塑性樹脂を溶融混練すると共に上記炭素繊維を切断して上記混練材を得る工程を有することを特徴とする請求項５に記載の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることにより、全体として剛性や強度が高い炭素繊維強化樹脂成形体を作業性よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
［００１２］
即ち、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と炭素繊維との混練材に由来するものである。
そして、少なくとも、プレスされた面の面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記混練材の所定温度における流動性が、上記立体複雑形状領域を形成した混練材よりも上記略平板状領域を形成した混練材が低いことを特徴とする。
［００１３］
また、本発明の炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法である。
そして、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含み所定温度における流動性が異なる複数の混練材を金型に配置しプレス成形する工程を有し、
上記金型が、面内方向に立体複雑形状領域と略平板状領域とを有し、
上記立体複雑形状領域に配置する混練材の流動性が、上記略平板状領域に配置する混練材の流動性よりも低いことを特徴とする。
発明の効果
［００１４］
本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、生産効率が高い高強度の炭素繊維強化樹脂成形体を提供することができる。
［００１５］
また、本発明によれば、立体的な複雑な形状を有する領域に流動性が高い混練材を用い、大きなリブやボス等がなく略平板状の領域に流動性が低い混練材を用いることとしたため、立体的な補強形状や複雑な形状の設計自由度が高く、且つ生産効率が高い炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
【国際調査報告】
2018158882.tif 000007
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