(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキン層とコア層からなるスタンパブルシートにおいて、前記コア層は不連続炭素繊維の繊維束を有する炭素繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなり、前記炭素繊維不織布シートには少なくとも束幅１５０μｍ以上の繊維束（Ａ）がスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本以上含まれるとともに、束幅５ｍｍを超える繊維束が前記１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本未満であり、前記スキン層は開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなることを特徴とするスタンパブルシート。
【請求項２】
前記強化繊維不織布シートにはスタンパブルシート１００×１００ｍｍ中に束幅が１５０μｍ以上の繊維束が５本未満であることを特徴とする請求項１に記載のスタンパブルシート。
【請求項３】
前記コア層を構成する炭素繊維不織布シートが、下記式から算出される単糸本数ｘｎが１００本以上である、不連続炭素繊維の繊維束（Ｂ）を含有し、該繊維束（Ｂ）の含有量が炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維全体重量に対して５ｗｔ％を超えることを特徴とする請求項１または２に記載のスタンパブルシート。
ｘn＝Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）
ここで、Ｍｎは炭素繊維束の重量（ｇ）、Ｌｎは炭素繊維束長さ（１０４ｍ）、Ｆは炭素繊維の単糸繊度（ｄｔｅｘ）である。
【請求項４】
前記スキン層を構成する強化繊維の単糸曲げ剛性と前記コア層を構成する炭素繊維単糸曲げ剛性に対して、強化繊維単糸曲げ剛性／炭素繊維単糸曲げ剛性の値が１以上２０未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項５】
前記スキン層を構成する強化繊維の熱伝導率と前記コア層を構成する炭素繊維の熱伝導率に対して、強化繊維の熱伝導率／炭素繊維の熱伝導率の値が０．０１を超え、１以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項６】
下記式（１）の値が０．１以上１０以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスタンパブルシート。
スキン層の厚み（μｍ）／前記コア層の炭素繊維束（Ａ）の平均束幅（μｍ）  （１）
【請求項７】
前記スキン層の強化繊維の数平均繊維長が３〜５０ｍｍ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スタンパブルシート。
【請求項８】
前記スキン層の強化繊維がガラス繊維であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項９】
前記スキン層が黒色無機フィラーを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項１０】
前記コア層を構成する炭素繊維不織布シートが、下記式から算出される単糸本数ｘｎが１００本以上である、不連続炭素繊維の繊維束（Ｂ）を含有し、該繊維束（Ｂ）の含有量が炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維全体重量に対して２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のスタンパブルシート。
ｘn＝Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）
ここで、Ｍｎは炭素繊維束の重量（ｇ）、Ｌｎは炭素繊維束長さ（１０４ｍ）、Ｆは炭素繊維の単糸繊度（ｄｔｅｘ）である。
【請求項１１】
前記コア層の炭素繊維不織布シートを構成する前記炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の平均値ｘが１００〜９００本であることを特徴とする請求項１０に記載のスタンパブルシート。
【請求項１２】
前記炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の標準偏差σが１００〜５００本の範囲にあることを特徴とする請求項１０または１１に記載のスタンパブルシート。
【請求項１３】
コア層に対する炭素繊維の体積含有量（Ｖｆ）が５〜５０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項１４】
前記コア層を構成する炭素繊維不織布シート中の炭素繊維の数平均繊維長が３〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のスタンパブルシート。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のスタンパブルシートを用いて得られた成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維と熱可塑性樹脂との炭素繊維複合材料からなるスタンパブルシートに関し、特に、表面に浮き出る繊維束の隠蔽性に優れることで表面概観に優れ、それを用いて成形品を作製する場合に高い流動性と機械特性を両立できるようにしたスタンパブルシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維複合材料は、高い機械特性が得られることから、種々の成形品の製造に用いられている。中でも、炭素繊維と熱可塑性樹脂との炭素繊維複合材料からなるスタンパブルシートを成形に用いると、加熱プレス成形により迅速に成形可能であることから、特に量産品の成形に適していると考えられている。【０００３】
その中でも炭素繊維複合材料中の炭素繊維を不織布の形態にすることで、例えば特許文献１には、炭素繊維不織布中の特定の炭素繊維束の繊維全量に対する割合を低く抑え、その特定の炭素繊維束中の平均繊維数を特定の範囲にした炭素繊維不織布が提案されている。【０００４】
一方、特許文献２には、炭素繊維不織布中の上記同様の特定の炭素繊維束の繊維全量に対する割合を特定の範囲内に抑え、その特定の炭素繊維束中の平均繊維数を特定の範囲にし、束の繊維本数にばらつきを与えた複合材料が提案されている。【０００５】
また、特許文献３には、強化繊維基材が繊維長１０ｍｍを越える強化繊維が０〜５０重量％、繊維長２〜１０ｍｍの強化繊維が５０〜１００重量％、繊維長２ｍｍ未満の強化繊維が０〜５０重量％から構成されプリプレグであって、強化繊維単糸（ａ）と該強化繊維単糸（ａ）と交差する強化繊維単糸（ｂ）とで形成される二次元配向角の平均値が１０〜８０度、かつ、２３℃での厚みが０．０３〜１ｍｍ、引張強度σが０．０１ＭＰａ以上であるプリプレグが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７８８９０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１１８６８９号
【特許文献３】特開２０１０−２３５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この特許文献１に記載されているような、炭素繊維不織布中の炭素繊維束が細く、束の割合が少なく炭素繊維が開繊した炭素繊維不織布は、それを用いて製造した炭素繊維複合材料成形品の機械特性には優れるが、成形の際の流動性が低く、成形性に劣る。これは、強化繊維である炭素繊維が十分に分散しているため応力が集中しににくく、炭素繊維の補強効果が十分発揮される一方、炭素繊維同士が交差してお互いの動きを制約して動きにくくなるためである。また、表面外観に関しては平滑性に関する記載はあるが、そもそも束が存在するため、表層に束が浮き出る現象を避けることはできず、開繊した繊維の中に少量の束が存在するため、成形板表面に見える束がより強調して見えるために表面外観が好ましくない。【０００８】
また、特許文献２に記載されているような、炭素繊維束がある範囲にばらつき、束の割合が多い炭素繊維不織布は、それを用いて炭素繊維複合材料成形品を製造する際の流動性、機械特性に優れ、ばらつきも小さい。これは、炭素繊維束がある範囲内で分布を持って存在することで、炭素繊維の端部に応力が集中する現象を緩和するうえに、炭素繊維がネットワークを形成していないため動きやすいためである。しかし、表面外観に関しては束が存在するため、表面外観が好ましくない。【０００９】
また、特許文献３は、機械特性と表面平滑性に優れるが、成形の際の流動性が低く、成形性が劣る。これは強化繊維である炭素繊維が分散しているため応力が集中しにくく、炭素繊維の補強効果が十分発揮される一方、炭素繊維同士が交差してお互いの動きを制約して動きにくくなるためである。通常、樹脂中に炭素繊維が入ると、急に粘度が高くなり、流動しにくくなる。また、表面外観に関しては外観を向上するために強化繊維体積含有率の低い層もしくは繊維長の短い層を設置することが記載されており、また成形品の剛性と経済性を両立する目的でより外側に炭素繊維などの引張弾性率が高いプリプレグを積層し、内側にガラス繊維などの引張弾性率が低いプリプレグを積層するなど異種の強化繊維層を組合す方法が記載されているが、いずれの方法でも成形性と機械特性、表面外観、特には成形板表面の束の隠蔽性を全て満たすことが出来ない。【００１０】
そこで本発明の課題は、従来の炭素繊維の不織布シートからなるスタンパブルシートでは達成できなかった、成形の際の高流動性と成形後の高い機械特性および表面外観、特には成形板表面の束の隠蔽性全てを両立させることが可能であり、かつ表面処理方法の一つである金型表面から成形板表面に転写するシボ加工方法において特に優れた外観を示す最適な範囲の条件を備えたスタンパブルシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための達成手段は以下のとおりである。
［１］  スキン層とコア層からなるスタンパブルシートにおいて、前記コア層は不連続炭素繊維の繊維束を有する炭素繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなり、前記炭素繊維不織布シートには少なくとも束幅１５０μｍ以上の繊維束（Ａ）がスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本以上含まれるとともに、束幅５ｍｍを超える繊維束が前記１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本未満であり、前記スキン層は開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなることを特徴とするスタンパブルシート。【００１２】
また、本発明における特に好ましい態様は以下のとおりである。
［２］  前記強化繊維不織布シートにはスタンパブルシート１００×１００ｍｍ中に束幅が１５０μｍ以上の繊維束が５本未満であることを特徴とする［１］に記載のスタンパブルシート。
［３］  前記コア層を構成する炭素繊維不織布シートが、下記式から算出される繊維本数ｘｎが１００本以上である、不連続炭素繊維の繊維束（Ｂ）を含有し、該繊維束（Ｂ）の含有量が炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維全体重量に対して５ｗｔ％を超えることを特徴とする［１］または［２］に記載のスタンパブルシート。
ｘn＝Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）
ここで、Ｍｎは炭素繊維束の重量、Ｌｎは炭素繊維束長さ、Ｆは炭素繊維の繊度である。
［４］  前記スキン層を構成する強化繊維の単糸曲げ剛性と前記コア層を構成する炭素繊維単糸曲げ剛性に対して、強化繊維単糸曲げ剛性／炭素繊維単糸曲げ剛性の値が１以上２０未満であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［５］  前記スキン層を構成する強化繊維の熱伝導率と前記コア層を構成する炭素繊維の熱伝導率に対して、強化繊維の熱伝導率／炭素繊維の熱伝導率の値が０．０１を超え、１以下であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［６］  下記式（１）の値が０．１以上１０以下であることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載のスタンパブルシート。【００１３】
スキン層の厚み（μｍ）／前記コア層の炭素繊維束（Ａ）の平均束幅（μｍ）  （１）
［７］  前記スキン層の強化繊維の数平均繊維長が３〜５０ｍｍであることを特徴とする［１］〜［６］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［８］  前記スキン層の強化繊維がガラス繊維であることを特徴とする［１］〜［７］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［９］  前記スキン層が黒色無機フィラーを含むことを特徴とする［１］〜［８］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［１０］  前記コア層の炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維束において、炭素繊維単糸１００本以上から構成される炭素繊維束（Ｂ）の割合が、前記コア層の炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維束に対して、２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする［１］〜［９］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［１１］  前記コア層の炭素繊維不織布シートを構成する前記炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の平均値ｘが１００〜９００本であることを特徴とする［１０］に記載のスタンパブルシート。
［１２］  前記炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の標準偏差σが１００〜５００本の範囲にあることを特徴とする［１０］または［１１］に記載のスタンパブルシート。
［１３］  コア層に対する炭素繊維の体積含有量（Ｖｆ）が５〜５０ｖｏｌ％であることを特徴とする［１］〜［１２］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［１４］  前記コア層を構成する炭素繊維不織布シート中の炭素繊維の数平均繊維長が３〜２５ｍｍであることを特徴とする［１］〜［１３］のいずれかに記載のスタンパブルシート。
［１５］  ［１］〜［１４］のいずれかに記載のスタンパブルシートを用いて得られた成形品。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明に係るスタンパブルシートによれば、成形時の優れた流動性と成形品の高い機械特性、表面外観、特には成形板表面の束の隠蔽性全てを両立でき、しかもその機械特性のばらつきも少なく、かつ表面処理の方法の一つである金型表面から成形板表面に転写するシボ加工方法において特に優れた外観を示す優れたスタンパブルシートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明で用いられるカーディング装置の一例である。
【図２】本発明で用いられるエアレイド装置の一例である。
【図３】本発明で用いられる抄紙装置の一例である。
【図４】本発明で用いられる炭素繊維不織布シート、強化繊維不織布シート中に存在する繊維束の束幅の定義を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
はじめに、本発明の態様および本発明において特に好ましい態様について説明する。
【００１７】
本発明に係るスタンパブルシートは、スキン層とコア層からなり、コア層は不連続炭素繊維の繊維束を有する炭素繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなり、前記炭素繊維不織布シートには少なくとも束幅１５０μｍ以上の繊維束（Ａ）をスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本以上含むとともに、スキン層は開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなることを特徴とするものである。
【００１８】
このような本発明に係るスタンパブルシートは、本発明者らによって見出された以下の技術的知見に基づき、発明されたものである。すなわち、スキン層とコア層からなるスタンパブルシートにおいて、コア層は熱可塑性樹脂のマトリックス中に炭素繊維不織布シートが入ると成形の際に複合材料の流動性が低下するが、その流動性の低下は炭素繊維の束の形態である炭素繊維束の配合量を増やすことで抑制でき、良好な流動性の実現が可能である。しかし、炭素繊維束の割合が多くなりすぎると良好な流動性は得られるが成形品の高い機械特性は得られにくくなる。さらに、良好な流動性を重視した炭素繊維束の形態の最適な範囲と高い機械特性を重視した炭素繊維束の形態の最適な範囲とは必ずしも同じ範囲とはならない。本発明者らは、以上の知見を総合的に考慮し、特に良好な流動性と高い機械特性とバランス良く両立させることのできるコア層の構成を見出し、そのようなコア層を含んでなる本発明に到った。
【００１９】
本発明において、スタンパブルシートのコア層１００ｍｍ×１００ｍｍ中に含まれる束幅１５０μｍ以上の繊維束は５本以上存在することが好ましく、より好ましくは１０本以上であり、更に好ましくは２０本以上である。なお、束幅１５０μｍ以上の繊維束の本数の上限値は特に限定されるものではないが、スタンパブルシートの流動性の観点から、束幅を測定するスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍの厚みｔ（ｍｍ）に対して、１５００００本／ｔ（ｍｍ）以下が好ましい。
【００２０】
また、さらに良好な流動性を得るために、束幅５００μｍ以上の繊維束は５本以上存在することが好ましく、より好ましくは１０本以上であり、更に好ましくは２０本以上である。なお、束幅５００μｍ以上の繊維束の本数の上限値は特に限定されるものではないが、スタンパブルシートの流動性の観点から、束幅を測定するスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍの厚みｔ（ｍｍ）に対して、６００００本／ｔ（ｍｍ）以下が好ましい。
【００２１】
束幅は５ｍｍを超える繊維束が前記１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本未満であることが好ましく、より好ましくは３本未満であり、更に好ましくは存在しないこと（０本）である。
【００２２】
また、より更に好ましくは束幅が３ｍｍを超える繊維束が前記１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本未満であることが好ましい。束幅が５ｍｍを超える繊維束が多く存在すると炭素繊維束が太いため、束内への樹脂の含浸性が悪く、炭素繊維の端部に応力が集中しやすいためである。なお、束幅が３ｍｍを超える繊維束の本数の下限値は特に限定されるものではないが、０本が実質的な下限となる。
【００２３】
また、スキン層はコア層のみで成形した際に複合材料中に特定の束幅を超える炭素繊維束が分散して存在すると成形の際に表面に炭素繊維束が浮き出る現象を避けることができず、束が浮き出た箇所は局所的に表面が平滑になりにくく、開繊した炭素繊維の中に特定の束幅を超える炭素繊維束が点在するため、目視で成形板表面を見た際に炭素繊維束が目立ってしまい、表面外観が悪くなること、スキン層に不連続強化繊維からなる不織布を置くことでコア層に存在する炭素繊維束を隠蔽しかつ、凹凸の影響を抑制できる等を総合的に考慮し、特にコア層に存在する束の隠蔽性、スタンパブルシートとしての良好な流動性、高い機械特性をバランスよく両立させるようにスキン層の構成を最適化したものである。
【００２４】
また、上記本発明に係るスタンパブルシートにおいては、さらに、スタンパブルシート中の、スキン層を構成する強化繊維の単糸曲げ剛性が前記コア層を構成する炭素繊維単糸曲げ剛性以上であることが好ましい。
【００２５】
このような形態では、スキン層の強化繊維単糸曲げ剛性がコア層の炭素繊維単糸曲げ剛性以上であることで、スキン層の強化繊維不織布の曲げ剛性がコア層の炭素繊維不織布より強くなるため、成形時にコア層の凹凸の影響をスキン層が抑制させることが可能になる。好ましくは、強化繊維単糸曲げ剛性／炭素繊維単糸曲げ剛性の値が１以上２０未満であり、より好ましくは、５以上１０未満である。１を下回ると成形板の表面外観が悪化することがあり、２０を超えると単糸の繊維径が太くなり、成形板の表面外観が悪化することがある。
【００２６】
さらに高い表面外観、特には表面処理方法の一つである金型表面から成形板表面に転写するシボ加工方法等の表面加工において特に優れた外観を実現するために、スキン層を構成する強化繊維の熱伝導率が前記コア層を構成する炭素繊維の熱伝導率以下であることが好ましい。
【００２７】
このような形態では、成形時、特にはスタンピング成形時にスキン層およびコア層の冷却速度を低下させることが可能であり、成形金型への追従性およびシボ加工等のシボ転写性が向上する。好ましくは、強化繊維の熱伝導率／炭素繊維の熱伝導率の値が０．０１を超え、１以下であり、より好ましくは０．０５以上、１以下である。０．０１を下回ると成形時の予熱時間が長くなり、熱可塑性樹脂の樹脂劣化に繋がることがあり、１を超えると成形性が悪化に繋がることがある。
【００２８】
さらに高い流動性と機械特性、表面外観の両立を実現するために、下記式（１）の値が０．１以上１０以下であることが好ましい。０．１を下回るとスキン層がコア層の炭素繊維束幅に対して薄すぎるため、表面外観が悪化することがあり、１０以上となるとスタンパブルシートの機械特性が低下することがある。
スキン層の厚み（μｍ）／前記コア層の炭素繊維束（Ａ）の平均束幅（μｍ）  （１）
さらに確実に束の隠蔽性を実現するために、スキン層の強化繊維の数平均繊維長（以下、「繊維長」と称することもある）が３〜５０ｍｍであることが好ましい。
【００２９】
さらにより確実に束の隠蔽性を実現するために、スキン層における強化繊維がガラス繊維であることが好ましい。
【００３０】
また、より確実に炭素繊維束の隠蔽性を実現するために、スキン層が黒色無機フィラーを含むことが好ましい。スキン層が黒色無機フィラーを含むことで、成形時にスキン層表面に黒色無機フィラーが析出することで、コア層の炭素繊維束の隠蔽性を増し、表面の色調を均一な黒色となることから、色調をよくすることができる。また、スタンパブルシートの表面色調はＬ値が２９以下であることが好ましく、より好ましくは２７以下であり、更に好ましくは２４以下である。Ｌ値が２９を超えると表面が白く見え、スタンパブルシートの表面が白く霞んで見えることがある。なお、Ｌ値の下限値は特に限定されるものではないが、０が実質的な下限となる。
【００３１】
スキン層を構成する強化繊維不織布シートは、開繊した不連続強化繊維を有するものである。本発明において、「開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シート」の「開繊した」とは、不連続強化繊維が実質的に単糸状に分散した状態をいう。具体的には、少なくとも束幅が１５０μｍ以上の繊維束がスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本未満であることが好ましい。
【００３２】
基本的には開繊した不連続強化繊維が分散した状態が理想的ではあるが、束幅が１５０μｍ以上の繊維束が存在する場合には、当該繊維束が少ない方が好ましい。スタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本以上存在すると、前述したように成形板表面の凹凸を隠蔽する意匠性が確保できなくなる場合がある。なお、束幅が１５０μｍ以上の繊維束の本数の下限値は特に限定されるものではないが、０本が実質的な下限となる。
【００３３】
前述したように、コア層の炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維束の配合量が低いとスタンパブルシートの流動性が低下する傾向にあることから、炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維束が炭素繊維単糸１００本以上から構成される炭素繊維束（Ｂ）の割合が５ｗｔ％を超えることが好ましい。
【００３４】
つまり、本発明においては、コア層を構成する炭素繊維不織布シートが、下記式から算出される繊維本数ｘｎが１００本以上である、不連続炭素繊維の繊維束（Ｂ）を含有し、該繊維束（Ｂ）の含有量が炭素繊維不織布シートを構成する炭素繊維全体重量に対して、２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることが好ましい。
ｘn＝Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）
ここで、Ｍｎは炭素繊維束の重量、Ｌｎは炭素繊維束長さ、Ｆは炭素繊維の繊度である。
炭素繊維束（Ｂ）の割合（含有量）は、５ｗｔ％を超えることが好ましく、２０ｗｔ％以上がより好ましく、３０ｗｔ％以上がさらに好ましく、３５ｗｔ％以上がよりさらに好ましく、３７ｗｔ％以上が特に好ましい。また、９０ｗｔ％以下が好ましく、８０ｗｔ％以下がより好ましく、７０ｗｔ％以下がさらに好ましく、４０ｗｔ％以下が特に好ましい。炭素繊維束（Ｂ）の割合が５ｗｔ％を超えて含まれることで、スタンパブルシートが流動しやすく、炭素繊維束（Ｂ）の割合が２０ｗｔ％以上含まれることで、スタンパブルシートがより高い流動性を発現する。一方で、９０ｗｔ％を超えると機械特性が低下することがある。
【００３５】
より確実にスタンパブルシートの高い流動性と機械特性の両立を実現するために、コア層の炭素繊維不織布シートを構成する前記炭素繊維束（Ｂ）の平均単糸本数（炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の平均値ｘ）が１００〜９００本であることが好ましく、より好ましくは２００〜８００本であり、さらに好ましくは３００〜６５０本である。前記炭素繊維束（Ｂ）が存在しなかったり、１００本未満であったりすると流動性が悪化することがある。また、平均単糸数が９００本を超えると炭素繊維束が太いため、束内への樹脂の含浸性が悪く、炭素繊維の端部に応力が集中しやすく、機械特性が低下することがある。
【００３６】
さらにより確実にスタンパブルシートの高い流動性と機械特性の両立を実現するために、炭素繊維束（Ｂ)の束を構成する平均炭素繊維単糸本数の標準偏差σ（炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の標準偏差σ）が１００〜５００本の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１００〜４００本であり、さらにより好ましくは１００〜３５０本である。標準偏差σが１００本を下回る炭素繊維不織布シートを製造するには精密な開繊制御が必要となり、生産性が悪化することがある。一方、５００本を超えると、スタンパブルシートとした際の機械特性のばらつきが大きくなることがある。
【００３７】
さらに、コア層に対する炭素繊維のＶｆ（体積割合）が５〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。より好ましくは１０〜４０ｖｏｌ％である。Ｖｆが５ｖｏｌ％を下回ると機械特性が低下することがあり、５０ｖｏｌ％を超えると流動性が悪化することがある。
【００３８】
また、確実にスタンパブルシートの高い流動性と機械特性の両立を実現するために、コア層を構成する炭素繊維不織布シート中の炭素繊維の数平均繊維長（以下、「繊維長」と称することがある）が３〜２５ｍｍであることが好ましい。
【００３９】
続いて、本発明における好ましい態様、本発明にかかるスタンパブルシートの製造方法、および当該スタンパブルシートを用いて得られる成形品などについて、説明する。
【００４０】
先ず、本発明に係るスタンパブルシートにおいては、スタンパブルシートはコア層とスキン層から構成される。コア層は不連続炭素繊維を有する炭素繊維不織布シートと樹脂（マトリックス樹脂）とからなり、スキン層は開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなる。
【００４１】
ここで、本発明において炭素繊維不織布シートを得るために使用される炭素繊維は、特に限定されないが、高強度、高弾性率炭素繊維が使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。中でも、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられる。得られる成形品の強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維が好ましい。炭素繊維の密度は、１．６５〜１．９５ｇ／ｃｍ３のものが好ましく、さらには１．７０〜１．８５ｇ／ｃｍ３のものがより好ましい。密度が大きすぎるものは得られるスタンパブルシートの軽量性能に劣り、小さすぎるものは、得られるスタンパブルシートの機械特性が低くなる場合がある。
【００４２】
また、本発明にかかる炭素繊維不織布シートを得るために用いられる炭素繊維は生産性の観点から単糸を収束させた炭素繊維束であることが好ましく、炭素繊維束中の単糸数が多いものが好ましい。炭素繊維束とした場合の単糸数には、１，０００〜１００，０００本の範囲内で使用することができ、とりわけ１０，０００〜７０，０００本の範囲内で使用することが好ましい。ただし、炭素繊維束としては、後述するように本発明で規定した条件を満たすことが必要である。  炭素繊維の単糸曲げ剛性は、１．０×１０−１１〜３．５×１０−１１Ｐａ・ｍ４の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは２．０×１０−１１〜３．０×１０−１１Ｐａ・ｍ４のものが好ましい。単糸曲げ剛性が上記範囲内にあることで後述する炭素繊維集不織布シートを製造する工程において、得られる炭素繊維集不織布シートの品質を安定させることができる。
【００４３】
また、炭素繊維不織布シートを得るために用いる炭素繊維束はマトリックス樹脂との接着性を向上する等の目的で表面処理されていることが好ましい。表面処理の方法としては，電解処理、オゾン処理、紫外線処理等がある。また、炭素繊維束の毛羽立ちを防止したり、炭素繊維束の収束性を向上させたり、マトリックス樹脂との接着性を向上する等の目的でサイジング剤が付与されていても構わない。サイジング剤としては、特に限定されないが、エポキシ基、ウレタン基、アミノ基、カルボキシル基等の官能基を有する化合物が使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。
【００４４】
さらにサイジング処理としては、表面処理工程と水洗工程などで水に濡れた水分率２０〜８０重量％程度の水濡れ炭素繊維束を乾燥させた後にサイジング剤を含有する液体（サイジング液）を付着させる処理方法である。
【００４５】
サイジング剤の付与手段としては特に限定されるものではないが、例えばローラを介してサイジング液に浸漬する方法、サイジング液の付着したローラに接する方法、サイジング液を霧状にして吹き付ける方法などがある。また、バッチ式、連続式いずれでもよいが、生産性がよくばらつきが小さくできる連続式が好ましい。この際、炭素繊維束に対するサイジング剤有効成分の付着量が適正範囲内で均一に付着するように、サイジング液濃度、温度、糸条張力などをコントロールすることが好ましい。また、サイジング剤付与時に炭素繊維束を超音波で加振させることはより好ましい。
【００４６】
乾燥温度と乾燥時間は化合物の付着量によって調整することができるが、サイジング剤の付与に用いる溶媒の完全な除去、乾燥に要する時間を短くし、一方、サイジング剤の熱劣化を防止し、炭素繊維束が固くなって束の拡がり性が悪化するのを防止する観点から、乾燥温度は、１５０℃以上３５０℃以下であることが好ましく、１８０℃以上２５０℃以下であることがより好ましい。
【００４７】
サイジング剤付着量は、炭素繊維束のみの質量に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下付与することがさらに好ましい。０．０１質量％以下では接着性向上効果が現れにくい。１０質量％以上では、成形品の物性低下させることがある。
【００４８】
本発明においては、コア層に用いるマトリックス樹脂には熱可塑性樹脂が用いられるが、熱可塑性マトリックス樹脂の材料としては特に制限は無く、成形品としての機械特性を大きく低下させない範囲で適宜選択することができる。例示するなら、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６，６樹脂等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の樹脂を用いることができる。中でも、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂のいずれかからなることが好ましい。
【００４９】
本発明で使用されるマトリックス樹脂には、本発明の目的が達成できる範囲であればその用途に応じて、更に、マイカ、タルク、カオリン、ハイドロタルサイト、セリサイト、ベントナイト、ゾノトライト、セピオライト、スメクタイト、モンモリロナイト、ワラステナイト、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アンチモン、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜カルシウム、ホウ酸アルミニウムウィスカ、チタン酸カリウムウィスカおよび高分子化合物などの充填材、金属系、金属酸化物系、カーボンブラックおよびグラファイト粉末などの導電性付与材、臭素化樹脂などのハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモンや五酸化アンチモンなどのアンチモン系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、芳香族ホスフェートおよび赤燐などのリン系難燃剤、有ホウ酸金属塩、カルボン酸金属塩および芳香族スルホンイミド金属塩などの有機酸金属塩系難燃剤、硼酸亜鉛、亜鉛、酸化亜鉛およびジルコニウム化合物などの無機系難燃剤、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェートおよび窒素化グアニジンなどの窒素系難燃剤、ＰＴＦＥなどのフッ素系難燃剤、ポリオルガノシロキサンなどのシリコーン系難燃剤、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物系難燃剤、またその他の難燃剤、酸化カドミウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化スズおよび酸化チタンなどの難燃助剤、顔料、染料、滑剤、離型剤、相溶化剤、分散剤、マイカ、タルクおよびカオリンなどの結晶核剤、リン酸エステルなどの可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、紫外線吸収剤、流動性改質剤、発泡剤、抗菌剤、制振剤、防臭剤、摺動性改質剤、およびポリエーテルエステルアミドなどの帯電防止剤等を添加しても良い。
【００５０】
炭素繊維不織布シートを得る工程としては、カーディングやエアレイドなどが挙げられる。ここで、カーディングとは、不連続な繊維束の集合体をくし状のもので概略同一方向に力を加えることにより、不連続な繊維の方向を揃えたり、繊維を開繊する操作のことをいう。一般的には針状の突起を表面に多数備えたロール及び／またはのこぎりの刃状の突起を有するメタリックワイヤを巻きつけたロールを有するカーディング装置を用いて行う。
【００５１】
かかるカーディングを実施するにあたっては、炭素繊維束が折れるのを防ぐ目的で炭素繊維束がカーディング装置の中に存在する時間（滞留時間）を短くすることが好ましい。具体的にはカーディング装置のシリンダーロールに巻かれたワイヤ上に存在する炭素繊維束をできるだけ短時間でドッファーロールに移行させることか好ましい。従って、かかる移行を促進するためにシリンダーロールの回転数は、例えば１００ｒｐｍ以上といった高い回転数で回転させることが好ましい。また、同様の理由で、ドッファーロールの表面速度は例えば、１０ｍ／分以上といった速い速度が好ましい。
【００５２】
炭素繊維束をカーディングする工程は特に制限がなく、一般的なものを用いることが出来る。例えば、図１に示すように、カーディング装置１は、シリンダーロール２と、その外周面に近接して上流側に設けられたテイクインロール３と、テイクインロール３とは反対側の下流側においてシリンダーロール２の外周面に近接して設けられたドッファーロール４と、テイクインロール３とドッファーロール４との間においてシリンダーロール２の外周面に近接して設けられた複数のワーカーロール５と、ワーカーロール５に近接して設けられたストリッパーロール６と、テイクインロール３と近接して設けられたフィードロール７及びベルトコンベアー８とから主として構成されている。
【００５３】
ベルトコンベアー８に不連続な炭素繊維９が供給され、炭素繊維９はフィードロールの外周面、次いでテイクインロール３の外周面を介してシリンダーロール２の外周面上に導入される。この段階までで炭素繊維束は解され、綿状の炭素繊維束の集合体となっている。シリンダーロール２の外周面上に導入された綿状の炭素繊維束の集合体は一部、ワーカーロール５の外周面上に巻き付くが、この綿状の炭素繊維束はストリッパーロール６によって剥ぎ取られ再びシリンダーロール２の外周面上に戻される。フィードロール７、テイクイロール３、シリンダーロール２、ワーカーロール５、ストリッパーロール６のそれぞれのロールの外周面上には多数の針、突起が立った状態で存在しており、上記工程で炭素繊維束が針の作用により所定の単糸数からなる炭素繊維束まで開繊され、ある程度配向される。かかる過程を経て所定の炭素繊維束まで開繊され、炭素繊維不織布シートの１形態であるシート状のウエブ１０としてドッファーロール４の外周面上に移動する。
【００５４】
また、エアレイドに関しても、特に制限がなく一般的なものを用いることができる。一般的なエアレイド法としては、本州製紙法、クロイヤー法、ダンウェブ法、Ｊ＆Ｊ法、ＫＣ法、スコット法などが挙げられる。具体的には、カットした炭素繊維束単体、またはカットした炭素繊維束と熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を管内に導入し、圧縮空気を吹き付けることにより繊維束を開繊させ、拡散、定着させた炭素繊維不織布を得る工程や、図２に示すように、エアレイド装置１１は、互いに逆回転する円筒状でかつ細孔を持つドラム１２と各ドラム１２内に設置されたピンシリンダー１３を有し、多量の空気と共に炭素繊維束単体もしくは炭素繊維束と熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子がドラム１２に風送され、ドラム１２内のピンシリンダー１３によって開繊され、細孔より排出されて、その下を走行するワイヤ１４上に落下する。ここで風送に用いた空気はワイヤ１４下に設置されたサクションボックス１５に吸引され、開繊された炭素繊維束単体もしくは開繊された炭素繊維束と熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子のみワイヤ１４上に残り、炭素繊維不織布シートを得る工程である。
【００５５】
また、ここでいう炭素繊維不織布シートとは、上記カーディングやエアレイドによって不連続な炭素繊維束が開繊・配向された状態で繊維同士の絡み合いや摩擦により形態を保持しているものをいい、薄いシート状のウェブやウェブを積層して必要に応じて絡合や接着させて得られる不織布等を例示することができる。
【００５６】
炭素繊維不織布シートは、炭素繊維のみから構成されていてもよいが、熱可塑性樹脂繊維および熱可塑性樹脂粒子を含有させることもできる。熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を添加することは、カーディングやエアレイドの工程において炭素繊維の束および単糸の破断を防ぐことができるので好ましい。炭素繊維は剛直で脆いため、絡まりにくく折れやすい。そのため、炭素繊維だけからなる炭素繊維不織布シートはその製造中に、切れやすかったり、炭素繊維が脱落しやすいという問題がある。そこで、柔軟で折れにくく、絡みやすい熱可塑性樹脂繊維を含むことにより、均一性が高い炭素繊維不織布シートを形成することができる。
【００５７】
本発明において、炭素繊維不織布シート中に熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含む場合には、炭素繊維不織布シート中の炭素繊維の含有率は、好ましくは２０〜９５質量％、より好ましくは５０〜９５質量％、さらに好ましくは７０〜９５質量％である。炭素繊維の割合が低いと炭素繊維複合材料としたときに高い機械特性を得ることが困難となり、逆に、熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子の割合が低すぎると、上記の炭素繊維不織布シートの均一性を高める効果が得られない。
【００５８】
本発明において、炭素繊維不織布シートに熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含有させる場合、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は炭素繊維不織布シートの形態保持や、炭素繊維の脱落防止という本発明の目的が達成できる範囲であれば特に限定はなく、一般的には熱可塑性樹脂繊維は繊維長１０〜１００ｍｍ程度の熱可塑性樹脂繊維を使用することができる。なお、熱可塑性樹脂繊維の繊維長は炭素繊維束の繊維長に応じて相対的に決定することも可能である。例えば炭素繊維不織布シートを延伸する際には、繊維長の長い繊維に、より大きな張力がかかるため、炭素繊維束に張力をかけて炭素繊維不織布シートの長さ方向に配向させたい場合は炭素繊維束の繊維長を熱可塑性樹脂繊維の繊維長よりも長くし、逆の場合は炭素繊維束の繊維長を熱可塑性樹脂繊維の繊維長よりも短くすることができる。
【００５９】
また、上記熱可塑性樹脂繊維による、絡み合いの効果を高める目的で熱可塑性樹脂繊維に捲縮を付与することが好ましい。捲縮の程度は、本発明の目的が達成できる範囲であれば特に限定はなく、一般的には捲縮数５〜２５山／２５ｍｍ程度、捲縮率３〜３０％程度の熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。
【００６０】
熱可塑性樹脂粒子の粒子径は炭素繊維不織布シートの形態保持や、炭素繊維の束および単糸の脱落防止という本発明の目的が達成できる範囲であれば特に限定はなく、一般的には１０〜５００μｍ程度の熱可塑性樹脂粒子を使用することができる。粒子径が１０μｍを下回ると取り扱い性、経済性の観点から好ましくない。また、５００μｍを超えると炭素繊維不織布シート中の炭素繊維束が厚み配向へ立つもしくは繊維が曲がりやすく、機械特性の観点から好ましくない。
【００６１】
また、得られる炭素繊維不織布の均一性と取り扱い性の観点から、上記熱可塑性樹脂繊維と熱可塑性樹脂粒子を併用して用いても良い。
【００６２】
かかる熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子の材料としては特に制限は無く、炭素繊維複合材料の機械特性を大きく低下させない範囲で適宜選択することができる。例示するなら、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６，６樹脂等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の樹脂を紡糸して得られた繊維を用いることができる。かかる熱可塑性樹脂繊維の材料はマトリックス樹脂の組み合わせにより適宜選択して用いることが好ましい。特に、マトリックス樹脂と同じ樹脂、あるいはマトリックス樹脂と相溶性のある樹脂、マトリックス樹脂と接着性の高い樹脂を用いてなる熱可塑性樹脂繊維は、炭素繊維強化プラスチックの機械特性を低下させないので好ましい。例示すると熱可塑性樹脂繊維がポリアミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維及びフェノキシ樹脂繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の繊維もしくは粒子であることが好ましい。
【００６３】
本発明においてスキン層の強化繊維不織布に使用される強化繊維は、特に限定されないが、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維、天然繊維、鉱物繊維などが使用でき、これらは１種または２種以上を併用しても良い。中でも強度、剛性、寸法安定性の観点からＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などのコア層と同様の炭素繊維が好ましく用いられる。とりわけコア層に使用する炭素繊維に対して単糸曲げ剛性が高く成形時にコア層の炭素繊維束の凹凸の影響を抑制させる観点やスタンピング成形時にスキン層およびコア層の冷却速度を低下させることが可能であり、成形金型への追従性およびシボ加工等のシボ転写性が向上する観点からはガラス繊維が好ましく用いられる。電子機器類など、電磁波遮蔽性や導電性が求められる観点からは金属繊維や表面に金属蒸着処理された炭素繊維などが好ましく用いられる。
【００６４】
強化繊維不織布を得る工程としては、前記炭素繊維不織布シートと同様にカーディングやエアレイド、その他には抄紙法などが挙げられる。ここで、抄紙法とは、図３に示すように不連続繊維を分散液中で開繊、混合し、有孔支持体上に抄紙する製法をいう。
【００６５】
抄紙法においても、前記炭素繊維不織布シートと同様にカーディングやエアレイドと同様に強化繊維の破断を防ぐためや強化繊維不織布シートの形態保持や、強化繊維の脱落防止という本発明の目的が達成できる範囲であれば、強化繊維のみから構成されていてもよいが、熱可塑性樹脂繊維および熱可塑性樹脂粒子を含有せしめることやバインダーを付与することもできる。
【００６６】
バインダーとは、強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂との間に介在し、両者を連結するバインダーを意味する。バインダーとは通常、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、アクリル系重合体、ビニル系重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリエステル樹脂が例示され、これらの例より選ばれる１種、または２種以上が好ましく用いられる。また、熱可塑性樹脂は、アミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、オキサゾリン基、カルボン酸塩基および酸無水物基から選択される少なくとも１種、または２種以上の官能基を有することが好ましい。
【００６７】
スキン層に用いる強化繊維不織布シートはコア層に用いる炭素繊維不織布シートに対し、繊維の開繊度合いを高める必要がある。カーディング法では投入前に予め開繊を行った不連続強化繊維をカーディング装置に投入する方法や、カーディング装置のワイヤの目を細かくする方法、カーディング装置のロール回転数を調整する方法などが例示できる。エアレイド法でも投入前に予め開繊を行った不連続強化繊維をエアレイド装置に投入する方法や、圧縮空気量を調整する方法などが例示できる。抄紙法でも、強化繊維を分散させる際の攪拌条件を調整する方法、濃度を希薄化させる方法、溶液粘度を調整する方法、分散液を移送させる際に渦流を制御する方法が例示できる。
【００６８】
スキン層のマトリックス樹脂に用いる熱可塑性樹脂は、特に制限は無く、得られる成形品の機械特性を大きく低下させない範囲で適宜選択することができる。かかる熱可塑性樹脂はコア層のマトリックス樹脂の組み合わせにより適宜選択して用いることが好ましい。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６，６樹脂等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の樹脂を用いることができる。中でも、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂のいずれかからなることが好ましい。特に、コア層のマトリックス樹脂と同じ樹脂、あるいはコア層のマトリックス樹脂と相溶性のある樹脂、コア層のマトリックス樹脂と接着性の高い樹脂を用いてなる熱可塑性樹脂は、得られる成形品の機械特性を低下させないので好ましい。また、成形時により確実にスキン層とコア層の構造を維持するために、スキン層のマトリックス樹脂の粘度はコア層のマトリックス樹脂以上であることが好ましい。同じマトリックス樹脂で粘度の異なるマトリックス樹脂を得る方法としては、マトリックス樹脂の分子量を高くする方法や、無機フィラー等の添加剤を添加する方法が例示される。
【００６９】
スキン層のマトリックス樹脂に用いる熱可塑性樹脂は本発明の目的が達成できる範囲であれば、より確実に炭素繊維束の隠蔽性を実現するために黒色無機フィラーを含むことが好ましい。ここで、黒色無機フィラーとはカーボンブラック、カーボンナノチューブ、黒色の酸化チタン等が例示でき、経済性の観点からはカーボンブラックが好ましく用いられ、スキン層の電磁波遮蔽性および導電性の観点からはカーボンナノチューブが好ましく用いられる。
【００７０】
本発明で使用されるスキン層の熱可塑性樹脂には本発明の目的が達成できる範囲であればその用途に応じて、コア層のマトリックス樹脂に例示した添加剤等を添加してよい。特に、スタンパブルシートとして少量で添加剤の効果を発現するために、スキン層の熱可塑性樹脂にのみ添加剤を添加し、効果を発現することもできる。
【００７１】
本発明において、炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートにマトリックス樹脂を含浸するにあたっては、熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含有する炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートを作製し、炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートに含まれる熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子をそのままマトリックス樹脂として使用してもかまわないし、熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含まない炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートを原料として用い、スタンパブルシートを製造する任意の段階でマトリックス樹脂を含浸してもかまわない。また、熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含有する炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートを原料として用いる場合であっても、スタンパブルシートを製造する任意の段階でマトリックス樹脂を含浸することもできる。このような場合、熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を構成する樹脂とマトリックス樹脂は同一の樹脂であってもかまわないし、異なる樹脂であってもかまわない。熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を構成する樹脂とマトリックス樹脂が異なる場合は、両者は相溶性を有するか、あるいは、親和性が高い方が好ましい。
【００７２】
スタンパブルシートを製造するに際し、上記のような炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートにマトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂を含浸し、スタンパブルシートとする含浸工程は加熱機能を有するプレス機を用いて実施することができる。プレス機としてはマトリックス樹脂の含浸に必要な温度、圧力を実現できるものであれば特に制限はなく、上下する平面状のプラテンを有する通常のプレス機や、１対のエンドレススチールベルトが走行する機構を有するいわゆるダブルベルトプレス機を用いることができる。かかる含浸工程においてはコア層およびスキン層のマトリックス樹脂をフィルム、不織布、織物等のシート状とした後、炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートと積層しその状態で上記プレス機等を用いてコア層およびスキン層のマトリックス樹脂を一体として溶融・含浸することや、予め炭素繊維不織布シートとコア層のマトリックス樹脂をフィルム、不織布、織物等のシート状としたものを積層し、溶融・含浸したものを、強化繊維不織布シートとスキン層のマトリックス樹脂をフィルム、不織布、織物等のシート状としたものを積層し、溶融・含浸したものをそれぞれ作製し、それらを積層、一体化することもできる。また、マトリックス樹脂を用いて不連続な熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を作製し、炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートを作製する工程で混合することにより、マトリックス樹脂と熱可塑性樹脂繊維もしくは熱可塑性樹脂粒子を含む炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートを作製し、この炭素繊維不織布シートおよび強化繊維不織布シートをプレス機等を用いて加熱・加圧する方法も採用することができる。
【００７３】
「得られたスタンパブルシートは本発明の目的を阻害しない限りで、一般公知な方法で成形品を得ることができる。成形品を得る方法は特に限定されることはないが、例えば酸素雰囲気下もしくは窒素雰囲気下において、赤外線（ＩＲ）ヒーター等の加熱装置を用いて、スタンパブルシートを構成する樹脂の溶融温度以上に予熱し、予熱後速やかに樹脂の固化温度以下の温度に保たれた金型内にチャージし、移送後金型を閉じ成形するスタンピング成形方法が例示できる。
【００７４】
また好ましい一例として、スタンピング成形時に、スタンパブルシートのスキン層が接する面の金型表面がシボ加工処理されていることで、意匠性に優れる成形品を得ることができる。
【００７５】
得られた成形品は、自動車部品、航空機部品、家庭電化製品、事務電化製品、パソコンなどの筐体等に使用することに適している。特に自動車部品や航空機部品の意匠性が求められるインナー部材に好適に用いられる。
【００７６】
次に、本発明の実施例、比較例について説明する。
【００７７】
先ず、実施例、比較例で用いた特性、測定方法について説明する。
【００７８】
（１）束の測定方法
炭素繊維複合材料からなるスタンパブルシートから１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルを切り出し、その後、サンプルを５００℃に加熱した電気炉の中で１〜２時間程度加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばした。室温まで冷却した後に残った炭素繊維不織布シートの質量を測定した後に、炭素繊維不織布シートから炭素繊維束をピンセットで全て抽出した。抽出した全ての炭素繊維束について、１／１００００ｇまで測定が可能な天秤を用いて、個々の炭素繊維束の重量Ｍｎと長さＬｎを測定する。測定後、個々の束に対してｘn＝Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）を計算する。ここでＦとは炭素繊維の繊度であり、ｘnは炭素繊維束の構成繊維本数である。計算後、ｘｎが１００本以上の繊維束を炭素繊維束（Ｂ）とし、炭素繊維束（Ｂ）の総重量をＭＢとし、束総数をＮＢとして測定する。また、１００本未満の炭素繊維束を繊維束（Ｃ）とし、炭素繊維束（Ｃ）の総重量をＭＣとし、測定する。ピンセットで抽出することの出来ない程度に開繊した繊維束はまとめて最後に重量を測定した。また、繊維長が短く、重量の測定が困難になる場合は繊維長を０．２ｍｍ程度の間隔で分類し、分類した複数本の束をまとめて重量を測定し、平均値を用いてもよい。全て分類し、測定後、炭素繊維束（Ｂ）に対してＭＢ／（ＭＢ+ＭＣ）×１００（ｗｔ％）を計算し、炭素繊維束（Ｂ）の炭素繊維全体重量に対する割合Ｚを求める。次に、炭素繊維束（Ｂ）に対してｘ＝Σ｛Ｍｎ／（Ｌｎ×Ｆ）｝／Ｎ、σ＝｛１／Ｎ×Σ（ｘn−ｘ）2｝1/2を計算し、炭素繊維束（Ｂ）の繊維束の構成繊維本数の平均値ｘと繊維束の構成繊維本数の標準偏差σを求める。
【００７９】
（２）束幅の測定
スタンパブルシートから１００ｍｍ×１００ｍｍとなるサンプルを切り出し、切り出したサンプルを５５０℃に加熱した電気炉の中で１から２時間程度加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばした。焼飛ばしたサンプルから炭素繊維不織布および強化繊維不織布を分離し、それぞれ取り出し、デジタルマイクロスコープ（「ＶＨＸ−２０００」、キーエンス（株）製）を用いて、表面から観察される炭素繊維束および強化繊維束をそのままの状態で、それらの束幅を全て測定した。得られた束幅から、束幅１００μｍ以上の束を無作為に選択して平均値を求め、その平均値を平均束幅とした。ここで、束幅とは図４に示す様に、束の両端点４１および中点４２の計３箇所の束幅を測定し、その平均値を束幅とした。束の両端点および中点が他の繊維束によって隠れて束幅が観察できない場合は、ピンセット等を用いて束幅が変動しない様に取り出し、束幅の測定を行っても良い。なお、図４中の端点４１および中点４２の近傍にある２つの矢印は、当該２つの矢印間の距離が束幅であることを示す。
【００８０】
この他にも炭素繊維不織布および強化繊維不織布はスタンパブルシート化する前のシートから測定する方法や、成形後の成形品からサンプルを切り出し、その後サンプルを電気炉にて加熱し、マトリックス樹脂等の有機物を焼飛ばした後に炭素繊維不織布および強化繊維不織布を取り出し、測定する方法などが例示できる。
【００８１】
得られた束幅から、炭素繊維不織布に対しては、束幅が１５０μｍ以上の束の束本数および束幅が５ｍｍを超える束本数を数えた。
スキン層の強化繊維不織布に対しては束幅が１５０μｍ以上の束の束本数をそれぞれ数えた。
【００８２】
なお、コア層の炭素繊維不織布中に束幅が１５０μｍ以上の束の束本数が５本以上存在する場合は、表の「コア層」の「束幅が１５０μｍ以上の束の本数」欄において「O (good)」と表記し、５本未満の場合は「X (bad)」とした。また、束幅が５ｍｍを超える束本数が５本未満の場合は、表の「コア層」の「束幅が５ｍｍを超える束の本数」欄において、「O (good)」と表記し、５本以上の場合は「X (bad)」と表記した。
【００８３】
また、スキン層の強化繊維不織布中に束幅が１５０μｍ以上の束の束本数が５本以上存在する場合は、表の「スキン層」の「束幅が１５０μｍ以上の束の本数」欄において「X (bad)」と表記し、５本未満の場合は「O (good)」と表記した。
【００８４】
（３）Ｖｆ（スタンパブルシート中の炭素繊維と強化繊維の含有率）
スタンパブルシートの成形品から約２ｇのサンプルを切り出し、その質量を測定した。その後、サンプルを５００℃に加熱した電気炉の中で１から２時間程度加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばした。室温まで冷却してから、残った炭素繊維と強化繊維の質量をそれぞれ分けて測定した。炭素繊維および強化繊維の質量に対する、マトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばす前のサンプルの質量に対する比率を測定し、炭素繊維と強化繊維の含有率とした。
【００８５】
（４）曲げ強度
ＪＩＳ−Ｋ７１７１に準拠して曲げ強度を測定した。曲げ強度については曲げ強度のＣＶ値（変動係数［％］）も算出した。曲げ強度のＣＶ値が５％未満を、曲げ強度のばらつきが小さく良好（O (good)）と判定し、５％以上を、曲げ強度のばらつきが大きく不良（X (bad))）と判定した。
【００８６】
（５）単糸曲げ剛性（Ｐａ・ｍ4）
単糸曲げ剛性＝Ｅ×Ｉ
にて計算した。ここで、
Ｅ：単糸弾性率
Ｉ：断面二次モーメント
である。
【００８７】
繊維断面を真円と仮定し、繊維直径Ｄから断面二次モーメントを求め、単糸引張弾性率と断面二次モーメントから曲げ剛性を求めた。
【００８８】
（６）流動性の評価［流動試験（スタンピング成形）］
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍのスタンパブルシートを２枚２４０℃に予熱後、２枚重ねて８０℃に昇温したプレス盤に配し、１０ＭＰａで３０ｓ間加圧した。この圧縮後の面積Ａ２と圧縮前のシートの面積Ａ１を測定し、Ａ２／Ａ１を流動性（％）とした。
【００８９】
（７）表面外観評価
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍのスタンパブルシートを水平な台に置き、高さ３００ｍｍの位置から垂直にスタンパブルシートの表面を目視にて観察し、コア層の炭素繊維束およびスキン層の強化繊維束が表面に見えるか判定を行った。束がはっきりと見えるものはX (bad)とし、束が見えないものをO (good)とした。また、部分的に束がうっすら見えるが、許容範囲内であるものをΔ (acceptable)とした。
【００９０】
（８）表面の色調測定（Ｌ値の測定）
測定機器ＳＭカラーコンピューター（「ＭＯＤＥＬ  ＳＭ−５」、スガ試験機株式会社製）を用いて、Ｌ値の測定を行った。測定条件は下記の条件とした。
【００９１】
測定条件：Ｄ６５−１０°視野、３点測定
反射測定：集光レンズ（φ３０ｍｍ）、試験台（φ３０ｍｍ）
（９）シボ転写性およびシボ転写面の表面外観評価
上下金型の一方に皮革模様が形成された金型を用いて、寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍのスタンパブルシートを２枚２４０℃に予熱後、２枚重ねて８０℃に昇温した前述の上下金型に配し、１０ＭＰａで３０ｓ間加圧した。得られた成形板の皮革模様が転写された面を表にし、水平な台の上に置き、高さ３００ｍｍの位置から垂直に目視にて凹凸が転写されているか、観察を行った。凹凸が転写されているものはO (good)とし、一部でも欠けなどが生じておりシボが転写されていないものはX (bad)とした。更に板を０°から３０°、６０°と一方向に板を傾け、シボ加工表面に繊維束が見えるか判定を行った。シボ転写表面にコア層の炭素繊維束が見えるものはX (bad)とし、炭素繊維束が見えないものはO (good)とした。また、部分的に炭素繊維束がうっすら見えるが、許容範囲内であるものをΔ (acceptable)とした。
【００９２】
（１０）数平均繊維長測定方法
スタンパブルシートから１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルを切り出し、その後、サンプルを５００℃に加熱した電気炉の中で１〜２時間程度加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばした。室温まで冷却した後に残ったコア層の炭素繊維不織布シートとスキン層の強化繊維不織布シートを分離した後に、コア層の炭素繊維不織布シートから無作為に２００本ピンセットで炭素繊維を抽出し、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡にてその長さを０．１ｍｍ単位まで測定し、数平均繊維長＝ΣＬｉ／２００にてコア層の炭素繊維不織布シートの数平均繊維長を計算した。ここで、Ｌｉは測定した繊維長である。また、スキン層の強化繊維不織布も同様に、無作為に２００本ピンセットで強化繊維を抽出し、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡にてその長さを０．１ｍｍ単位まで測定し、同式を用いてコア層の強化繊維不織布シートの数平均繊維長を計算した。
【実施例】
【００９３】
まず、本発明の実施例、比較例で用いた炭素繊維、炭素繊維束（カット前）、ガラス繊維不織布、ガラス繊維、ケブラー繊維、カーボンブラックについて説明する。【００９４】
炭素繊維（１）および炭素繊維束：
繊維径７μｍ、引張弾性率２３０ＧＰａ、単糸曲げ剛性２．７×１０−１１Ｐａ・ｍ４、フィラメント数１２０００本の連続した炭素繊維束を用いた。【００９５】
＜炭素繊維不織布（１）＞
炭素繊維束（１）を繊維長１０ｍｍにカットし、カットした炭素繊維を抄紙方にて不織布化し、抄紙法からなる目付３０ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布シートを得た。得られた炭素繊維不織布は開繊性に優れ、束幅が１５０μｍを超える束が１００×１００ｍｍ角中に５本未満であった。【００９６】
＜炭素繊維不織布（２）＞
炭素繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、カットした炭素繊維を抄紙方にて不織布化し、抄紙法からなる目付１００ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布シートを得た。得られた炭素繊維不織布は開繊性に優れ、束幅が１５０μｍを超える束が１００×１００ｍｍ角中に５本未満であった。【００９７】
＜ガラス繊維不織布（１）＞
ガラス繊維不織布として日東紡サーフェイスマット（「ＭＦ  ３０Ｐ  １０４」、日東紡績株式会社製）不織布シート目付３０ｇ／ｍ２、単糸繊維径２３μｍ、繊維長１５ｍｍ、引張弾性率７５ＧＰａ、単糸曲げ剛性１．２×１０−９Ｐａ・ｍ４を用いた。ガラス繊維不織布（１）は開繊性に優れる不織布である。【００９８】
ガラス繊維（１）およびガラス繊維束（１）：
ガラス繊維として、繊維径１０μｍ、引張弾性率７５ＧＰａ、単糸曲げ剛性３．７×１０−１１Ｐａ・ｍ４のロービング（「ＲＳ  ４６０  Ａ−７８２」、日東紡績株式会社製）を用いた。【００９９】
＜ガラス繊維不織布（２）＞
ガラス繊維束（１）を繊維長６ｍｍにカットし、カットしたガラス繊維を抄紙方にて不織布化し、目付３０ｇ／ｍ２のガラス繊維不織布シートを得た。得られたガラス繊維不織布は開繊性に劣り、束幅が１５０μｍを超える束が１００×１００ｍｍ角中に５本以上存在していた。【０１００】
＜ガラス繊維不織布（３）＞
ガラス繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、カットしたガラス繊維を抄紙方にて不織布化し、目付１５ｇ／ｍ２のガラス繊維不織布シートを得た。得られたガラス繊維不織布は開繊性に優れ、束幅が１５０μｍを超える束が１００×１００ｍｍ角中に５本未満であった。【０１０１】
ケブラー繊維（１）：
ケブラー繊維（「“Ｋｅｖｌａｒ”（登録商標）２９フィラメント」、東レデュポン株式会社製）繊維径１２μｍ、引張弾性率７０ＧＰａ、単糸曲げ剛性７．３７×１０−１１Ｐａ・ｍ４を用いた。【０１０２】
＜ケブラー繊維不織布（１）＞
ケブラー繊維（１）を繊維長１０ｍｍにカットし、カットしたケブラー繊維を抄紙方にて不織布化し、目付３０ｇ／ｍ２のケブラー繊維不織布シートを得た。得られたケブラー繊維不織布は開繊性に優れ、束幅が１５０μｍを超える束が１００×１００ｍｍ角中に５本未満であった。【０１０３】
カーボンブラック（ＣＢ）：
ナイロン系カーボンブラックマスタペレット（「Ｍ０４０Ｂ２」、ＣＢ添加量２０ｗｔ％、東レ株式会社製）を希釈して用いた。【０１０４】
実施例１：
炭素繊維束（１）を繊維長１０ｍｍにカットし、カットした炭素繊維束とナイロン６短繊維（短繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ、捲縮数１２山／２５ｍｍ、捲縮率１５％）を質量比で９０：１０の割合で混合し、カーディング装置に投入した。出てきたウェブをクロスラップし、炭素繊維とナイロン６繊維とからなる目付１００ｇ／ｃｍ２のシート状の炭素繊維不織布シートを形成した。得られた炭素繊維不織布シートの炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が４３ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは３８０本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは２３０本であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が不織布シート中に５本以上存在し、束幅が５ｍｍを超える束は５本未満であった。【０１０５】
シート状の炭素繊維不織布シートの巻取り方向を０°とし、コア層に炭素繊維不織布シートとナイロン樹脂フィルム（「ＣＭ１００１」、ηｒ＝２．３、東レ（株）製）を積層した後に、片側にスキン層として、ガラス繊維不織布（１）と前記ナイロン樹脂フィルムをスキン層のみで理想的にボイドがないと仮定した際の計算厚みが１００μｍとなるように積層し、スタンパブルシートとして炭素繊維：強化繊維：熱可塑性樹脂の体積が２８：０．６：７１．４とした後に、全体をステンレス板で挟み、２６０℃で９０秒間予熱後、２．０ＭＰａの圧力をかけながら１８０秒間、２６０℃にてホットプレスした。ついで、加圧状態で５０℃まで冷却し、厚さ２ｍｍの炭素繊維複合材料の平板（スタンパブルシート）を得た。得られた平板は反りがなく、平板のコア層の０°方向に対して、０°と９０°方向の曲げ強度を測定したところ、０°と９０°方向の曲げ強度の平均値は４５５ＭＰａであり、曲げ強度のＣＶ値が５％未満であった。【０１０６】
得られた平板から１００ｍｍ×１００ｍｍの寸法になるようにサンプルを切り出し、スキン層側の外観を観察したところ、平板表面にコア層の炭素繊維束は観察されず、スキン層の強化繊維不織布の束幅１５０μｍ以上の束は５本未満であり、その本数は０本であった。条件、測定、評価結果を表１に示す。【０１０７】
実施例２：
スキン層に炭素繊維束（１）を１０ｍｍにカットし、抄紙法からなる目付３０ｇ／ｍ２の炭素繊維不織布（１）を用いて平板を得た以外は実施例１と同様にして実施した。この時のスキン層に用いた炭素繊維不織布は束幅が１５０μｍを超える束は５本未満であり、その本数は０本であり、ほぼ単糸レベルまで繊維が開繊されていた。結果を表１に示す。【０１０８】
実施例３：
スキン層にケブラー繊維（１）を１０ｍｍにカットし、抄紙法からなる目付３０ｇ／ｍ２のケブラー繊維不織布（１）を用いて平板を得た以外は実施例１と同様にして実施した。この時のスキン層に用いたケブラー繊維不織布は束幅が１５０μｍを超える束は５本未満であり、その本数は０本であり、ほぼ単糸レベルまで繊維が開繊されていた。結果を表１に示す。【０１０９】
実施例４：
実施例１において、スキン層のナイロン樹脂フィルム中にカーボンブラックをナイロン樹脂１００重量部に対して３重量部となる様にカーボンブラックマスタペレットをナイロン樹脂（「ＣＭ１００１」、ηｒ＝２．３、東レ（株）製）にて希釈し、ナイロン樹脂フィルム作製し、用いた以外は実施例１と同様にして実施した。結果を表１に示す。得られたスタンパブルシートは束の隠蔽性に優れるうえに表面の色調にも優れていた。【０１１０】
実施例５：
コア層に炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が６６ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは７２４本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは４１２本であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が不織布シート中に５本以上存在し、束幅が５ｍｍを超える束は５本未満である炭素繊維不織布を用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。【０１１１】
実施例６：
コア層に炭素繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が３８ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは３５０本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは２５０本であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が不織布シート中に５本以上存在し、束幅が５ｍｍを超える束は５本未満である炭素繊維不織布を用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。【０１１２】
実施例７：
スキン層のナイロン樹脂フィルム中にカーボンブラックをナイロン樹脂１００重量部に対して３重量部添加したナイロン樹脂フィルムを用いた以外は実施例６と同様にして実施した。結果を表１に示す。得られたスタンパブルシートは束の隠蔽性に優れるうえに表面の色調にも優れていた。【０１１３】
実施例８：
コア層に炭素繊維束（１）を繊維長２５ｍｍにカットし、炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が３１ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは２２０本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは１６０本であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が不織布シート中に５本以上存在し、束幅が５ｍｍを超える束は５本未満である炭素繊維不織布を用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。【０１１４】
実施例９：
コア層に炭素繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が２０ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは２０５本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは１５４本であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が不織布シート中に５本以上存在し、束幅が５ｍｍを超える束は５本未満である炭素繊維不織布を用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。【０１１５】
実施例１０：
スキン層にガラス繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、カットしたガラス繊維を抄紙方にて不織布化し、目付１５ｇ／ｍ２のガラス繊維不織布シート（３）を得、ナイロン樹脂（「ＣＭ１００１」、ηｒ＝２．３、東レ（株）製）を目付２５ｇ／ｍ２をメルトブロー不織布に加工し、ナイロン不織布を得た。得られたガラス繊維不織布とナイロン不織布を理想的にボイドがないと仮定した際の計算厚みが２９μｍとなるように積層した以外は実施例５と同様に実施した。得られたスタンパブルシートは表面外観に概ね優れ、許容範囲内であるが、部分的にコア層の束がうっすら透けて見えた。【０１１６】
実施例１１：
スキン層の厚みで理想的にボイドがないと仮定した際の計算厚みが１２００μｍとなるように積層した以外は実施例８と同様に実施した。得られたスタンパブルシートは表面外観および流動性に優れていた。得られたスタンパブルシートには反りが生じ、曲げ強度が多少低下したが、許容範囲内であった。【０１１７】
比較例１：
スキン層にガラス繊維束（１）を繊維長６ｍｍにカットし、カットしたガラス繊維を抄紙方にて不織布化し、目付３０ｇ／ｍ２のガラス繊維不織布（２）をスキン層に用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表２に示す。得られたスタンパブルシートはスキン層の束が表面から見え、スタンパブルシートの外観およびシボ転写性、シボ転写面の表面外観に劣っていた。【０１１８】
比較例２：
コア層に炭素繊維束（１）を繊維長１０ｍｍにカットし、抄紙法を用いて、炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が５ｗｔ％、繊維束の構成繊維本数の平均値ｘは１２０本、繊維束の構成繊維本数の標準偏差σは３０本である炭素繊維不織布（２）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。結果を表２に示す。得られたスタンパブルシートは流動性に劣っていた。【０１１９】
比較例３：
コア層に炭素繊維束（１）を繊維長１５ｍｍにカットし、抄紙法を用いて、炭素繊維全体重量に対する炭素繊維束（Ｂ）の割合が０ｗｔ％であり、不織布シート１００ｍｍ×１００ｍｍ角中に束幅が１５０μｍ以上の束が存在しないほぼ単糸レベルまで繊維束が開繊した炭素繊維不織布（２）を用いて、スキン層を設置せずスタンパブルシートを得た以外は実施例１と同様に実施した。結果を表２に示す。得られたスタンパブルシートは流動性に劣っていた。【０１２０】
比較例４：
スキン層を無くしたスタンパブルシートを得た以外は実施例１と同様に実施した。結果を表２に示す。得られたスタンパブルシートはコア層の炭素繊維束が表面からはっきりと
見え外観が劣っていた。【０１２１】
比較例５：
スキン層からガラス繊維不織布（１）を無くしたスタンパブルシートを得た以外は実施例４と同様に実施した。結果を表２に示す。得られたスタンパブルシートはコア層の炭素繊維束が表面からはっきりと見え外観に劣っていた。【０１２２】
比較例６：
コア層に炭素繊維束（１）を１０ｍｍにカットし、３００×３００ｍｍのマッチドダイ金型に均一にばら撒き、コア層の炭素繊維と熱可塑性樹脂の体積比が３０：７０となるようナイロン樹脂フィルム（「ＣＭ１００１」、ηｒ＝２．３、東レ（株）製）を積層した以外は実施例１と同様に実施した。得られたスタンパブルシートは表面にコア層の束が透けて見え、表面外観に劣るうえ、曲げ強度も低く、ばらつきも大きかった。【０１２３】
【表１−１】
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【０１２４】
【表１−２】
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【０１２５】
【表１−３】
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【０１２６】
【表１−４】
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【０１２７】
【表２−１】
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【０１２８】
【表２−２】
0005843048.tif 000007
【０１２９】
なお、表において、炭素繊維カット長は炭素繊維の数平均繊維長に相当する。また、強化繊維カット長は強化繊維の数平均繊維長に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明に係るスタンパブルシートは、従来技術では達成できなかった、高流動性と機械特性の両立、少ない機械特性のばらつきが要求されるあらゆる炭素繊維強化成形品の製造に適用できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  カーディング装置
２  シリンダーロール
３  テイクインロール
４  ドッファーロール
５  ワーカーロール
６  ストリッパーロール
７  フィードロール
８  ベルトコンベアー
９  不連続な炭素繊維
１０  シート状のウエブ
１１  エアレイド装置
１２  ドラム
１３  ピンシリンダー
１４  ワイヤ
１５  サクションボックス
１６  チョップド炭素繊維
１７  攪拌機
１８  分散液
１９  分散槽
２０  加圧空気管
２１  開口コック
２２  抄紙槽
２３  抄紙面
２４  メッシュコンベア（水を落とすためのメッシュシートを備える）
２５  ウェブ
２６  バインダー輸送部
２７  開口コック
２８  加圧空気管
２９  バインダー槽
３０  コンベア
３１  乾燥機
４１  不連続な炭素繊維束の端点
４２  不連続な炭素繊維束の中点
【要約】
【課題】従来の炭素繊維の不織布シートからなるスタンパブルシートでは達成できなかった、成形の際の高流動性と成形後の高い機械特性および表面外観、特には成形板表面の束の隠蔽性全てを両立させることが可能であり、かつ表面処理方法の一つである金型表面から成形板表面に転写するシボ加工方法において特に優れた外観を示す最適な範囲の条件を備えたスタンパブルシートを提供する。
【解決手段】  スキン層とコア層からなるスタンパブルシートにおいて、前記コア層は不連続炭素繊維の繊維束を有する炭素繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなり、前記炭素繊維不織布シートには少なくとも束幅１５０μｍ以上の繊維束（Ａ）がスタンパブルシート１００ｍｍ×１００ｍｍ中に５本以上含まれるとともに、前記スキン層は開繊した不連続強化繊維を有する強化繊維不織布シートと熱可塑性樹脂とからなることを特徴とするスタンパブルシート。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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