(57)【要約】  本発明により、重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含むプレス成形体であって、  前記炭素繊維は炭素繊維束を含み、  前記炭素繊維束の内部及び外部において、前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）と前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、  該海島構造の島相の粒子径Ｄｒが０．０５μｍ以上５０μｍ未満であるプレス成形体、及び複合材料が提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含むプレス成形体であって、
前記炭素繊維は炭素繊維束を含み、
前記炭素繊維束の内部及び外部において、前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）と前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、
該海島構造の島相の粒子径Ｄｒが０．０５μｍ以上５０μｍ未満であるプレス成形体。
【請求項２】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）を海相、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を島相とする、請求項１に記載のプレス成形体。
【請求項３】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含む、請求項１又は２に記載のプレス成形体。
【請求項４】
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対して、相溶化剤を０．０５質量部以上１０質量部以下含む、請求項１〜３いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項５】
更に、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含む、請求項１〜４いずれか１項に記載のプレス成形体であって、
降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃであるプレス成形体。
【請求項６】
請求項５に記載のプレス成形体であって、
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）とを、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で置き換えて作成したプレス成形体の粘度値をηｘとしたとき、請求項５に記載の粘度ηが、０．６ηｘ以上１．４ηｘ以下である、プレス成形体。
【請求項７】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含み、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）を１質量部以上３００質量部以下含む、請求項５又は６に記載のプレス成形体。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）が、ポリスチレン系樹脂である、請求項５〜７いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）は、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と混合して混合相を形成する、請求項５〜８いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項１０】
前記炭素繊維の体積割合が３Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下である請求項１〜９いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項１１】
前記炭素繊維が面内方向に２次元ランダムに分散し、成形体の任意の方向、及びこれと直交する方向について、それぞれ測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比が２以下である、請求項１〜１０いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項１２】
前記プレス成形体を断面観察した際の前記炭素繊維束の内部において、前記島相の粒子径Ｄｒよりも短い、炭素繊維単糸間距離Ｌが存在する請求項１〜１１いずれか１項に記載のプレス成形体。
【請求項１３】
前記炭素繊維束の内部において、少なくとも１つの前記島相が前記炭素繊維に接している、請求項１２に記載のプレス成形体。
【請求項１４】
前記炭素繊維束は下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される、請求項１〜１３いずれか１項に記載のプレス成形体。
臨界単糸数＝６００／Ｄｆ      （１）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
【請求項１５】
重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含む複合材料であって、
前記炭素繊維は炭素繊維束を含み、
前記炭素繊維束の内部及び外部において、前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）と前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、
該海島構造の島相の粒子径が０．０５μｍ以上５０μｍ未満である複合材料。
【請求項１６】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）を海相、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を島相とする、請求項１５に記載の複合材料。
【請求項１７】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含む、請求項１５又は１６に記載の複合材料。
【請求項１８】
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対して、相溶化剤を０．０５質量部以上１０質量部以下含む、請求項１５〜１７いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項１９】
更に、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含む、請求項１５〜１８いずれか１項に記載の複合材料であって、
降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃである複合材料。
【請求項２０】
請求項１９に記載の複合材料であって、
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）とを、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で置き換えて作成した複合材料の粘度値をηｘとしたとき、請求項１９に記載の粘度ηが、０．６ηｘ以上１．４ηｘ以下である、複合材料。
【請求項２１】
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含み、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）を１質量部以上３００質量部以下含む、請求項１９又は２０に記載の複合材料。
【請求項２２】
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）が、ポリスチレン系樹脂である、請求項１９〜２１いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２３】
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）は、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と混合して混合相を形成する、請求項１９〜２２いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２４】
前記炭素繊維の体積割合が３Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下である請求項１５〜２３いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２５】
前記複合材料を断面観察した際の前記炭素繊維束の内部において、前記島相の粒子径Ｄｒよりも短い、炭素繊維単糸間距離Ｌが存在する請求項１５〜２４いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２６】
前記炭素繊維束の内部において、少なくとも１つの前記島相が前記炭素繊維に接している、請求項１５〜２５いずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２７】
前記炭素繊維束は下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される、請求項１５〜２６いずれか１項に記載の複合材料。
臨界単糸数＝６００／Ｄｆ      （１）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた寸法安定性及び機械的強度を有するプレス成形体、及び複合材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械分野において、熱可塑性樹脂と、炭素繊維を含む、いわゆる繊維強化樹脂成形体が注目されている。これら繊維強化樹脂成形体は熱可塑性樹脂内で炭素繊維が分散されているため、機械物性に優れており、自動車等の構造部材として注目されている。
特許文献１では、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂成形体が記載されており、ポリアミド６樹脂と炭素繊維を含んだ複合材料をコールドプレスして、プレス成形体を製造する方法が記載されている。
一方、繊維強化樹脂成形体に含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリマーアロイ成分を利用する技術、例えばポリアミド系樹脂及びポリアリーレンエーテル系樹脂のポリマーアロイ成分が知られている。ポリアミド樹脂は優れた機械的強度、耐溶剤性、加工性等に特長をもつ熱可塑性樹脂である。また、ポリアリーレンエーテル系樹脂は機械的性質、耐熱性、耐寒性、寸法安定性等の諸特性に優れた熱可塑性樹脂である。
このような、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂成形体として、例えば特許文献２には、外装材用のポリアミド−ポリフェニレンエーテルのアロイに無機フィラーを加え、剛性を高める技術が提案されている。同様に、特許文献３には流動性、剛性、強度に優れたポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアミド樹脂及び無機繊維からなる熱可塑性樹脂が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１６５４１８号
【特許文献２】日本国特開２０１０−２２２５７８号公報
【特許文献３】日本国特開平５−３０６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプレス成形体は、常温常湿時の機械物性に優れるものの、高温高湿環境下における物性は未だ十分ではなく、用途によってはより厳しい環境下で使用できるプレス成形体が求められている。更にポリアミド系樹脂を用いた従来の成形材料では、流動性に優れる一方で、賦形性という観点では未だ不十分であった。したがって、高温高湿環境下におけるプレス成形体の機械物性と、複合材料の賦形性とを両立させる必要がある。
また、特許文献１に記載のプレス成形体では、熱可塑性樹脂としてポリアミド６（ナイロン６）を用いた複合材料を使用している。このため、ポリアミド６を使用してコールドプレスして冷却する際、体積収縮が生じて、複合材料に含まれる炭素繊維の形状が表面に浮き出てしまうといった、外観上の課題が存在している。
一方、特許文献２、３に記載の熱可塑性樹脂は、高温高湿熱環境下での使用に耐えるべく、樹脂組成物の検討を行っているが、これは射出成形用途に限った樹脂組成物の検討でしかなく、射出成形体とした場合、炭素繊維の重量平均繊維長が短すぎて機械物性を担保できない。しかも、混練工程におけるせん断力について、ポリアミド系樹脂単体と、２つの熱可塑性樹脂成分（ポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂）とを比べると、２つの熱可塑性樹脂成分（ポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂）を用いた場合の方が、より大きなせん断力を必要とする。したがって、通常２つの熱可塑性樹脂成分（ポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂）を用いた場合は、射出成形する際に過剰な成形圧力が必要となってしまう。また、ポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂を用いたポリマーアロイ系の成形体では、ポリアミド系樹脂単体を用いた成形体に比べて衝撃強度が低下してしまう。
そこで、本発明の目的は、炭素繊維を含むプレス成形体であって、（ｉ）高温高湿環境下におけるプレス成形体の高い機械物性、（ｉｉ）複合材料の良好な賦形性、（ｉｉｉ）プレス成形体の優れた表面外観、（ｉｖ）マトリックスとしてポリアミド系樹脂のみを用いたプレス成形体と同等程度の衝撃強度、の全てを満たすプレス成形体、及びこれに用いる複合材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。【０００６】
＜１＞
重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含むプレス成形体であって、
前記炭素繊維は炭素繊維束を含み、
前記炭素繊維束の内部及び外部において、前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）と前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、
該海島構造の島相の粒子径Ｄｒが０．０５μｍ以上５０μｍ未満であるプレス成形体。
＜２＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）を海相、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を島相とする、＜１＞に記載のプレス成形体。
＜３＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含む、＜１＞又は＜２＞に記載のプレス成形体。
＜４＞
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対して、相溶化剤を０．０５質量部以上１０質量部以下含む、＜１＞〜＜３＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜５＞
更に、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含む、＜１＞〜＜４＞いずれか１項に記載のプレス成形体であって、
降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃであるプレス成形体。
＜６＞
＜５＞に記載のプレス成形体であって、
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）とを、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で置き換えて作成したプレス成形体の粘度値をηｘとしたとき、＜５＞に記載の粘度ηが、０．６ηｘ以上１．４ηｘ以下である、プレス成形体。
＜７＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含み、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）を１質量部以上３００質量部以下含む、＜５＞又は＜６＞に記載のプレス成形体。
＜８＞
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）が、ポリスチレン系樹脂である、＜５＞〜＜７＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜９＞
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）は、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と混合して混合相を形成する、＜５＞〜＜８＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜１０＞
前記炭素繊維の体積割合が３Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下である＜１＞〜＜９＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜１１＞
前記炭素繊維が面内方向に２次元ランダムに分散し、成形体の任意の方向、及びこれと直交する方向について、それぞれ測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比が２以下である、＜１＞〜＜１０＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜１２＞
前記プレス成形体を断面観察した際の前記炭素繊維束の内部において、前記島相の粒子径Ｄｒよりも短い、炭素繊維単糸間距離Ｌが存在する＜１＞〜＜１１＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
＜１３＞
前記炭素繊維束の内部において、少なくとも１つの前記島相が前記炭素繊維に接している、＜１２＞に記載のプレス成形体。
＜１４＞
前記炭素繊維束は下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される、＜１＞〜＜１３＞いずれか１項に記載のプレス成形体。
臨界単糸数＝６００／Ｄｆ      （１）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
＜１５＞
重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含む複合材料であって、
前記炭素繊維は炭素繊維束を含み、
前記炭素繊維束の内部及び外部において、前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）と前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、
該海島構造の島相の粒子径が０．０５μｍ以上５０μｍ未満である複合材料。
＜１６＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）を海相、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を島相とする、＜１５＞に記載の複合材料。
＜１７＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含む、＜１５＞又は＜１６＞に記載の複合材料。
＜１８＞
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対して、相溶化剤を０．０５質量部以上１０質量部以下含む、＜１５＞〜＜１７＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜１９＞
更に、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含む、＜１５＞〜＜１８＞いずれか１項に記載の複合材料であって、
降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃである複合材料。
＜２０＞
＜１９＞に記載の複合材料であって、
前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）とを、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で置き換えて作成した複合材料の粘度値をηｘとしたとき、＜１９＞に記載の粘度ηが、０．６ηｘ以上１．４ηｘ以下である、複合材料。
＜２１＞
前記ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を２０質量部以上３００質量部以下含み、前記熱可塑性樹脂（Ｚ）を１質量部以上３００質量部以下含む、＜１９＞又は＜２０＞に記載の複合材料。
＜２２＞
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）が、ポリスチレン系樹脂である、＜１９＞〜＜２１＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜２３＞
前記熱可塑性樹脂（Ｚ）は、前記ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と混合して混合相を形成する、＜１９＞〜＜２２＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜２４＞
前記炭素繊維の体積割合が３Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下である＜１５＞〜＜２３＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜２５＞
前記複合材料を断面観察した際の前記炭素繊維束の内部において、前記島相の粒子径Ｄｒよりも短い、炭素繊維単糸間距離Ｌが存在する＜１５＞〜＜２４＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜２６＞
前記炭素繊維束の内部において、少なくとも１つの前記島相が前記炭素繊維に接している、＜１５＞〜＜２５＞いずれか１項に記載の複合材料。
＜２７＞
前記炭素繊維束は下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される、＜１５＞〜＜２６＞いずれか１項に記載の複合材料。
臨界単糸数＝６００／Ｄｆ      （１）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明におけるプレス成形体は、（ｉ）高温高湿環境下におけるプレス成形体の高い機械物性、（ｉｉ）複合材料の良好な賦形性、（ｉｉｉ）プレス成形体の優れた表面外観、（ｉｖ）マトリックスとしてポリアミド系樹脂のみを用いたプレス成形体と同等程度の衝撃強度、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のプレス成形体の一例を断面観察した際の海島構造の模式図である。
【図２】延展性の評価方法を説明するための模式図である。
【図３】賦形性の評価方法を説明するための模式図である。
【図４】比較例４のプレス成形体を断面観察した際の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［炭素繊維］
本発明に用いられる炭素繊維としては、一般的に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、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。
なかでも、本発明においては引張強度に優れる点でポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を用いることが好ましい。炭素繊維としてＰＡＮ系炭素繊維を用いる場合、その引張弾性率は１００ＧＰａ〜６００ＧＰａの範囲内であることが好ましく、２００ＧＰａ〜５００ＧＰａの範囲内であることがより好ましく、２３０ＧＰａ〜４５０ＧＰａの範囲内であることがさらに好ましい。また、引張強度は２０００ＭＰａ〜１００００ＭＰａの範囲内であることが好ましく、３０００ＭＰａ〜８０００ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。
【００１０】
（サイジング剤）
本発明に用いられる炭素繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している炭素繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
本発明における複合材料やプレス成形体を製造するために好ましいサイジング剤としては、例えば国際公開第２０１３／１３３４２１号公報に記載の三元共重合体ポリアミド粒子を用いることが好ましい。例えば、該公報の実施例１に記載のサイジング剤である、ナイロン６／ナイロン６６／ナイロン１２（重量比；４５／１５／４０ｗｔ％）を用いれば、炭素繊維の束の内部にまで、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、いずれか一方を海相、他層を海相とする海島構造を、容易に形成することができる。
【００１１】
（繊維長）
本発明に用いられる炭素繊維の重量平均繊維長は１ｍｍ以上であり、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であると好ましい。炭素繊維の重量平均繊維長は、３ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
重量平均繊維長が１００ｍｍ以下であれば、複合材料の流動性が低下せず、プレス成形の際に所望の成形体形状を容易に得られる。一方、重量平均繊維長が１ｍｍ以上の場合、成形体の機械強度が低下しない。
なお、通常、良好な外観を構成する射出成形品は、炭素繊維の重量平均繊維長は１ｍｍ未満である。
本発明においては繊維長が互いに異なる炭素繊維を併用してもよい。換言すると、本発明に用いられる炭素繊維は、重量平均繊維長に単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。
炭素繊維の平均繊維長は、例えば、成形体から無作為に抽出した１００本の繊維の繊維長を、ノギス等を用いて１ｍｍ単位まで測定し、下記式（ａ）に基づいて求めることができる。
なお、個々の炭素繊維の繊維長をＬｉ、測定本数をｊとすると、数平均繊維長（Ｌｎ）と重量平均繊維長（Ｌｗ）とは、以下の式（ａ）、（ｂ）により求められる。
Ｌｎ＝ΣＬｉ／ｊ  ・・・式（ａ）
Ｌｗ＝（ΣＬｉ２）／（ΣＬｉ）  ・・・式（ｂ）
繊維長が一定長の場合は数平均繊維長と重量平均繊維長は同じ値になる。
成形体からの炭素繊維の抽出は、例えば、成形体に対し、５００℃×１時間程度の加熱処理を施し、炉内にて樹脂を除去することによって行うことができる。
【００１２】
（繊維径）
本発明に用いられる炭素繊維の繊維径は、炭素繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。平均繊維径は、通常、３μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、４μｍ〜１２μｍの範囲内であることがより好ましく、５μｍ〜８μｍの範囲内であることがさらに好ましい。ここで、上記平均繊維径は、炭素繊維の単糸の直径を指すものとする。したがって、炭素繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する炭素繊維（単糸）の直径を指す。炭素繊維の平均繊維径は、例えば、ＪＩＳ  Ｒ−７６０７：２０００に記載された方法によって測定することができる。
【００１３】
（炭素繊維体積割合）
本発明において、下記式（ｃ）で定義される、成形体における炭素繊維の体積割合（「炭素繊維体積割合」、以下、単に「Ｖｆ」ということがある）は、３Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下であることが好ましい。より好ましい炭素繊維体積割合は、１０Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下であり、更に好ましくは、１０Ｖｏｌ％以上５０Ｖｏｌ％以下であり、より一層好ましくは２０Ｖｏｌ％以上５０Ｖｏｌ％以下であり、最も好ましくは２５Ｖｏｌ％以上４５Ｖｏｌ％以下である。
炭素繊維体積割合（Ｖｆ）＝１００×炭素繊維体積／（炭素繊維体積＋熱可塑性樹脂体積）  式（ｃ）
成形体における炭素繊維体積割合（Ｖｆ）が３Ｖｏｌ％以上の場合、所望の機械特性が得られやすい。一方で、成形体における炭素繊維体積割合（Ｖｆ）が６０Ｖｏｌ％を超えない場合、プレス成形に使用する際の流動性が良好で、所望の成形体形状を得られやすい。
【００１４】
（目付）
成形体における炭素繊維の目付量は、特に限定されるものではないが、通常、２５ｇ／ｍ２〜以上１００００ｇ／ｍ２以下とされる。
【００１５】
（繊維形態）
本発明において、プレス成形体に含まれる炭素繊維は、炭素繊維束を含む。
本発明に用いられる炭素繊維は、繊維束を含んでいればよく、単糸と繊維束の両者が混在していてもよい。各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束においてほぼ均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。本発明に用いられる各繊維束を構成する単糸の数は特に限定されるものではないが、通常、数本〜１０万本の範囲内とされる。
一般的に、原料となる炭素繊維は、数千〜数万本のフィラメントが集合した繊維束状となっている。炭素繊維をこのまま使用すると、繊維束の交絡部が局部的に厚くなり薄肉の成形体を得ることが困難になる場合がある。このため、炭素繊維を用いる場合は、繊維束を拡幅したり、又は開繊したりして使用するのが通常である。
【００１６】
本発明における炭素繊維は、繊維束の開繊程度を制御し、特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束を含むことが好ましく、特定本数未満の炭素繊維（単糸）又は炭素繊維束を含むことがより好ましい。
すなわち、炭素繊維束は、炭素繊維単糸が１０本以上束になっていれば問題無いが、下記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）であることがより好ましい。
臨界単糸数＝６００／Ｄｆ      （１）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
すなわち、式（１）の臨界単糸数を算出する際のＤｆは単位をμｍとした場合の値を用いる。
より好ましい本発明における炭素繊維は、上記式（１）で定義される臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）と、それ以外の開繊された炭素繊維、すなわち単糸の状態または臨界単糸数未満で構成される繊維束とからなることである。
さらに、本発明においては、成形体中の炭素繊維全量に対する炭素繊維束（Ａ）の割合が０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満であることが好ましく、２０Ｖｏｌ％以上９９Ｖｏｌ未満であることがより好ましく、３０Ｖｏｌ％以上９５Ｖｏｌ％未満であることがさらに好ましく、５０Ｖｏｌ％以上９０Ｖｏｌ％未満であることが最も好ましい。このように特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ以外の開繊された炭素繊維又は炭素繊維束を特定の比率で共存させることで、成形体中の炭素繊維の存在量、すなわち繊維体積含有率（Ｖｆ）を高めることが可能となるからである。
【００１７】
本発明において、炭素繊維束（Ａ）中の平均繊維数（Ｎ）は本発明の目的を損なわない範囲で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。
上記Ｎは通常１＜Ｎ＜１２０００の範囲内とされるが、下記式（２）を満たすことがより好ましい。
６×１０３／Ｄｆ２＜Ｎ＜６×１０５／Ｄｆ２        （２）
ここでＤｆは炭素繊維の平均繊維径（μｍ）である。
すなわち、式（２）のＤｆは単位をμｍとした場合の値を用いる。
【００１８】
（２次元ランダム）
本発明における炭素繊維は、繊維の長軸方向が成形体の面内方向において２次元ランダムに分散していることが好ましい。
ここで、２次元ランダムに分散しているとは、炭素繊維が、成形体の面内方向において一方向のような特定方向ではなく無秩序に配向しており、全体的には特定の方向性を示すことなくシート面内に配置されている状態を言う。この２次元ランダムに分散している不連続繊維を用いて得られる成形体は、面内に異方性を有しない、実質的に等方性の成形体である。
また、プレス成形前後で炭素繊維の形態はほぼ維持されるため、複合材料に含まれる炭素繊維も同様に、成形体の面内方向に２次元ランダムに分散していることが好ましい。
また、成形体の面内方向とは、成形体の板厚方向に直交する方向である。長手方向あるいは幅方向がそれぞれ一定の方向を指すのに対して、同一平面上（板厚方向に直交する平行な面）の不定の方向を意味している。
なお、２次元ランダムの配向度は、互いに直交する二方向の引張弾性率の比を求めることで評価する。成形体の任意の方向、及びこれと直交する方向について、それぞれ測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った（Ｅδ）比が２以下、より好ましくは１．３以下であれば、炭素繊維が２次元ランダムに分散していると評価できる。
【００１９】
［ポリアミド系樹脂（Ｘ）］
本発明におけるポリアミド系樹脂（Ｘ）に特に限定はないが、例えば、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５６、ポリアミド４１０、ポリアミド５１０、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１０１０、ポリアミド４Ｔ、ポリアミド５Ｔ、ポリアミド５Ｉ、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ、ポリアミド４，６共重合体、ポリアミド６．１２、ポリアミド９Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６、イソフタル酸とビス（３−メチル−４アミノシクロヘキシル）メタンとを、重合してなるポリアミド（ポリアミドＰＡＣＭＩ）などのホモポリマ−、または、これらの共重合体または混合物等のポリアミド系樹脂を使用することができる。
これらポリアミドの中でも、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６Tを用いることが好ましく、ポリアミド６、またはポリアミド６６を用いることがより好ましい。
ポリアミド系樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上のポリアミド系樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なるポリアミド系樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なるポリアミド系樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。
またポリアミド樹脂の末端基や側鎖にカルボン酸との反応性官能基を導入したポリアミド誘導体を用いることもできる。
なお、本明細書に置いて、ポリアミド系樹脂のことをＰＡ樹脂と表記する場合がある。
【００２０】
［ポリアリーレンエーテル系樹脂］
本発明におけるポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を製造する方法は当該技術において公知であり、多数のポリアリーレンエーテル系樹脂を商業的に入手することができる。
ポリアリーレンエーテル樹脂とは、下記式：
【００２１】
【化１】
2017056693.tif 000003
【００２２】
（式中、それぞれのＺ１は、独立して、ハロゲン、非置換又は置換Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビル（但し、ヒドロカルビル基はｔｅｒｔ−ヒドロカルビルではない）、Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビルオキシ、又はＣ２〜Ｃ１２ハロヒドロカルビルオキシであり、ここでハロゲンと酸素原子とは少なくとも２つの炭素原子によって離隔されており；それぞれのＺ２は、独立して、水素、ハロゲン、非置換又は置換Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビル（但し、ヒドロカルビル基はｔｅｒｔ−ヒドロカルビルではない）、Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ１〜Ｃ１２ヒドロカルビルオキシ、又はＣ２〜Ｃ１２ハロヒドロカルビルオキシであり、ここでハロゲンと酸素原子とは少なくとも２つの炭素原子によって離隔されている）
を有する繰返し構造を含むものであり、ポリアリーレンエーテル系樹脂に特に限定はないが、ポリアリーレンエーテル樹脂や変性ポリアリーレンエーテル樹脂であれば良い。
これらポリアリーレンエーテル系樹脂の中でも、特にポリフェニレンエーテル樹脂、または変性ポリフェニレンエーテル樹脂であることが好ましい。
【００２３】
［ポリフェニレンエーテル樹脂］
ポリアリーレンエーテル系樹脂として、ポリフェニレンエーテル樹脂を使用する場合、特に限定されるものではないが、例えば、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−フェニル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロロ−１，４−フェニレンエーテル）等が挙げられる。
さらに、ポリフェニレンエーテル樹脂の共重合体としては、特に制限されないが、例えば、２，６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェノールとの共重合体、２，６−ジメチルフェノールとｏ−クレゾールとの共重合体、及び２，３，６−トリメチルフェノールとｏ−クレゾールとの共重合体といった、ポリフェニレンエーテル構造を主体とするものが挙げられる。機械的強度の観点からは、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、２，６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェノールとの共重合体、これらの混合物が好ましい。
ポリフェニレンエーテル樹脂は、一種単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。また、ポリフェニレンエーテル樹脂は、本発明の所望の効果を逸脱しない限度で、他の種々のフェニレンエーテル単位を部分構造として含んでいてもよい。かかるフェニレンエーテル単位としては、以下に制限されないが、例えば、２−（ジアルキルアミノメチル）−６−メチルフェニレンエーテル単位や、２−（Ｎ−アルキル−Ｎ−フェニルアミノメチル）−６−メチルフェニレンエーテル単位が挙げられる。
さらに、ポリフェニレンエーテルの一部又は全部を、アシル官能基とカルボン酸、酸無水物、酸アミド、イミド、アミン、オルトエステル、ヒドロキシ及びカルボン酸アンモニウム塩よりなる群から選択される１種以上とを含む官能化剤と反応（変性）させることにより変性ポリフェニレンエーテル樹脂としてもよい。
ポリアリーレンエーテル系樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上のポリアリーレンエーテル系樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なるポリアリーレンエーテル系樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なるポリアリーレンエーテル系樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。
なお、本明細書において、ポリフェニレンエーテルをＰＰＥ樹脂と表記する場合がある。
【００２４】
［ポリフェニレンエーテル樹脂の質量割合（含有量）］
ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対するポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の質量割合が、２０質量部以上３００質量部以下であることが好ましい。該範囲であれば、高温高湿域に於ける曲げ強度の低下率を、好ましく抑制できる。
ポリアミド系樹脂１００質量部に対するポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の質量割合は、下限値が２０質量部以上であることが好ましく、３０質量部以上であることがより好ましく、５０質量部以上であることが更に好ましく、７０質量部以上であることが最も好ましい。
また、ポリアミド系樹脂１００質量部に対するポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の質量割合は、上限値が３００質量部以下であることが好ましく、２４０質量部以下であることがより好ましく、２００質量部以下であることが更に好ましく、１５０質量部以下であることが最も好ましい。
【００２５】
［熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いた形態］
本発明におけるプレス成形体や複合材料は、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）に加えて、更に、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含んでいることが好ましい。用いられる熱可塑性樹脂（Ｚ）は１種でも良いし、２種以上でも良い。
【００２６】
（熱可塑性樹脂（Ｚ）の種類）
熱可塑性樹脂（Ｚ）の種類に限定は無いが、ポリスチレン系樹脂であることが好ましい。
ポリスチレン系樹脂としては、例えばスチレンもしくはその誘導体の単独重合体並びに例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ＥＤＰＭゴム、エチレン−プロピレン共重合体、天然ゴム、ポリスルフィドゴム、ポリウレタンゴム、エビクロロヒドリンのような、天然または合成エラストマー物質の混合あるいは相互作用によって変性されたスチレン重合体、さらには、スチレン含有共重合体、例えば、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ）、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエンターポリマー（ＡＢＳ）、スチレン−無水マレイン酸共ｆｆｉ合体、ポリ−α−メチル−スチレン、エチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンの共重合体などが挙げられる。さらに、本発明のために、好ましい樹脂はポリスチレンホモポリマー、またはポリブタジエンゴムもしくはＥＰＤＭゴムの３〜３０重量％、好ましくは、４〜１２重層％と混合、またはそれでグラフト化したゴム変性ポリスチレンである。
ポリスチレン系樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上のポリスチレン系樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なるポリスチレン系樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なるポリスチレン系樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。
なお、本明細書において、ポリスチレンをＰＳ樹脂と表記する場合がある。
【００２７】
（熱可塑性樹脂（Ｚ）の質量割合（含有量））
熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いる場合、ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、熱可塑性樹脂（Ｚ）の質量割合は、下限値が０．５質量部以上であることが好ましく、１質量部以上であることがより好ましく、５質量部以上であることが更に好ましく、１０質量部以上であることがより一層好ましく、２０質量部以上であることが更に一層好ましく、３０質量部以上であることが特に好ましく、３０質量部超であることが最も好ましい。
また、熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いる場合、ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対して、熱可塑性樹脂（Ｚ）の質量割合は、上限値が３００質量部以下であることが好ましく、２００質量部以下であることがより好ましく、１５０質量部以下であることが更に好ましく、１２０質量部以下であることがより一層好ましく、１００質量部以下であることが特に好ましく、８０質量部以下であることが最も好ましい。
【００２８】
（動的粘弾性測定）
本発明におけるプレス成形体や複合材料において、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）に加えて、熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いた場合、降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃであることが好ましい。
一般的にポリアミド系樹脂（Ｘ）、ポリアリーレンエーテル樹脂（Ｙ）、熱可塑性樹脂（Z）からなるポリマーアロイは、ポリアミド系樹脂（Ｘ）単体よりも粘度が高くなり、この結果、射出成形する場合に射出圧力は約２倍に膨れ上がる。
一方、本発明におけるプレス成形体や複合材料には、ポリアミド系樹脂（Ｘ）のみをマトリックス樹脂として使用した場合に比べて、動的粘弾性測定時における粘度ηに、大きな差は現れず、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で作製したプレス成形体と同程度の粘度範囲に収まる。
具体的には、本発明におけるポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と、熱可塑性樹脂（Ｚ）とを、ポリアミド系樹脂（Ｘ）で置き換えて作成したプレス成形体の粘度値をηｘとしたとき、前述の粘度ηは、０．６ηｘ以上１．４ηｘ以下であることが好ましい。下限値は０．７ηｘ以上がより好ましく、０．８ηｘ以上が更に好ましい。上限値は、１．３ηｘ以下がより好ましく、１．２ηｘ以下が更に好ましい。なお、η及びηｘの単位はＰａ・ｓeｃである。
この結果、驚くべき事に、本発明の複合材料を用いてコールドプレスしてプレス成形体を製造する場合、優れた延展性、賦形性、流動性を維持しながら、高温高湿環境下でも高い機械物性を維持できるコールドプレス成形体を作成することができる。
なお、本発明における複合材料は、プレス前後でその繊維形態や樹脂形態（ポリマーアロイの海島構造）に変化は無いため、複合材料かプレス成形体か、いずれか一方を選択して測定すれば良い。
【００２９】
［相溶化剤］
本発明の複合材料及びプレス成形体は、相溶化剤を含むことが好ましい。相溶化剤としては、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）との相溶化剤であれば特に限定はない。
相溶化剤の含有量は、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対して、相溶化剤を０．０５質量部以上とすることが好ましく、０．１質量部以上とすることがより好ましく、０．２質量部以上とすることがさらに好ましく、０．３質量部以上とすることがさらにより好ましい。上限は１０質量部以下とすることが好ましく、８質量部以下とすることがより好ましく、６質量部以下とすることがさらに好ましい。
相容化剤は、ポリアミド系樹脂か、ＰＰＥ樹脂か、又はこれらの両者と相互作用する多官能性化合物を意味する。この相互作用は化学的（例えばグラフト化）であっても、又は物理的（例えばその分散相の表面特性に影響を及ぼすような）であってもよい。
相溶化剤の種類に限定は無く、例えば特開平１１−２４１０１７号公報に記載されているような、公知の相溶化剤を利用できる。
具体的には、クエン酸、マレイン酸、イタコン酸及びこれらの無水物から選ばれる少なくとも１種以上を用いることができる。好ましいのは、クエン酸、マレイン酸又はその無水物である。マレイン酸又はその無水物は、比較的少量で、ポリアミドとポリフェニレンエーテルを相溶化できるので好ましい。
最も好ましくはクエン酸であり、これはＰＰＥ樹脂を官能性化する反応と、官能性化ＰＰＥ樹脂とポリアミド系樹脂の反応との、２つの反応に於いて、十分な反応性を持ち、かつ未反応の相溶化剤によるナイロンの分解反応が促進されることがないためである。
また、一般的に、ＰＰＥ樹脂やポリスチレンはナイロン系樹脂と比較すると、衝撃特性に劣るため、インパクトモディファイヤ―を添加するのがよく知られている。しかしながら、相溶化剤の添加量を検討し、均一に島相が分散した海島構造のポリマーアロイを作製すると、驚くべきことにプレス成形体の衝撃エネルギー値がポリアミド系樹脂のみで作製したそれと同程度以上となることを、本発明者らは見出した。
【００３０】
［その他の熱可塑性樹脂］
本発明における効果を損なわない範囲で、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）以外の樹脂として（熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いる場合は、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と熱可塑性樹脂（Ｚ）以外の樹脂として）、以下の熱可塑性樹脂を別途併用しても良い。
例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル等のポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等の（メタ）アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、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、変性ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などが挙げられる。
別途併用する熱可塑性樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上の熱可塑性樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。
【００３１】
［他の剤］
本発明のプレス成形体及び複合材料には、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加物、すなわち難燃剤、耐ＵＶ剤、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、顔料、離型剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤の添加剤、熱硬化性樹脂、充填剤、炭素繊維以外の補強繊維、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバーなどのナノ添加剤を含んでいてもよい。
【００３２】
［海島構造］
本発明におけるプレス成形体や複合材料において、炭素繊維は炭素繊維束を含み、炭素繊維束の内部及び外部において、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成する。また、海島構造はポリアミド系樹脂（Ｘ）を海相、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を島相とすることが好ましい。
海島構造とは、片方の樹脂成分が主成分であるマトリックス（海相）の中に、もう片方の樹脂成分が主成分である粒子（島相）が点在している分散構造で、海相中における島相の分散形状は球状（円状）、楕円形状、不定形状に分散していることを言う。
なお、炭素繊維束の内部とは、プレス成形体や複合材料に含まれる炭素繊維束の内側の領域であり、より具体的にはプレス成形体や複合材料中の炭素繊維束に含まれる炭素繊維の単糸同士の間の部分である。
炭素繊維束の外部とは、プレス成形体や複合材料に含まれる炭素繊維束の外側の領域であり、より具体的にはプレス成形体や複合材料中の炭素繊維以外の部分である。
【００３３】
（熱可塑性樹脂（Ｚ）を用いる場合の海島構造）
本発明におけるプレス成形体や複合材料は、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とするものであるが、熱可塑性樹脂（Ｚ）を含む場合、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と混合して混合相を形成することが好ましい。すなわち、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と熱可塑性樹脂（Ｚ）は、相溶性があると好ましい。反対に、ポリアミド系樹脂（Ｘ）の相と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の相や、熱可塑性樹脂（Ｚ）の相とは、混合しない方が好ましい。
また、島相がポリアミド系樹脂（Ｘ）、海相がポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と熱可塑性樹脂（Ｚ）の混合相であっても良いが、海相がポリアミド系樹脂（Ｘ）、島相がポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と熱可塑性樹脂（Ｚ）との混合相であると、より好ましい。
【００３４】
［射出成形体との比較］
従来、炭素繊維をポリマーアロイに添加して、射出成形する技術が広く知られている（例えば特開２０１０−２２２５７８号公報）。
マトリックスとしてポリマーアロイを選択した複合材料を射出成形する場合、高い射出圧が必要となるだけでなく、射出成形では混練工程において、樹脂にせん断がかかるため、２つの熱可塑性樹脂成分（例えばポリアミド系樹脂と、ポリアリーレンエーテル系樹脂）が海島構造を形成することは容易である。また、成形時にかかる熱履歴が、プレス成形に比べて少ないため、材料に含まれる樹脂や各種添加剤の熱分解が抑制される。
反対に、重量平均繊維長が１ｍｍ以上の炭素繊維を含んだプレス成形体の場合、海島構造を維持するのは難しい。
すなわち、混練によって予め海島構造を形成した従来型のポリマーアロイ成分を用いても、重量平均繊維長が１ｍｍ以上の炭素繊維を含んだ複合材料の製造工程や、複合材料を用いたプレス成形体の製造工程において、そのまま海島構造を（特に加熱前後で）維持できない場合がある。これはプレス成形体の製造工程で熱履歴が多い事により海島構造が壊れる直接的要因に加えて、各種添加剤の熱分解により海島構造が破壊される間接的要因も考えられる。
一方、本発明のプレス成形体は、後述する＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞、＜複合材料の製造工程２．複合材料前駆体の製造＞、＜複合材料の製造工程３．複合材料の製造＞の工程において、海島構造に大きな変化はない。これにより、本発明のプレス成形体及び複合材料は、優れた成形性、延展性、及び賦形性を発揮することができる。
【００３５】
［島相の粒子径Ｄｒ］
本発明における海島構造の島相の粒子径Ｄｒは０．０５μｍ以上５０μｍ未満である。
粒子径は、島相の形を円と仮定し、島相の面積から換算される直径を、島相の粒子径Ｄｒとする。すなわち、島相の面積Ｓとすると、粒子径Ｄｒは、（４Ｓ／π）１／２で表される。
なお、本発明における島相の粒子径Ｄｒは、加重平均で定義する。すなわち、個々の島相の粒子径をＤｒｉとすると、島相の加重平均粒子径Ｄｒは、以下の式により求められる。
島相の加重平均粒子径Ｄｒ＝（ΣＤｒｉ２）／（ΣＤｒｉ）  ・・・式（ｄ）
好ましい島相の粒子径は、０．１μｍ以上２０μｍ未満であり、０．３μｍ以上１５μｍ未満がより好ましく、０．３μｍ以上１０μｍ未満が更に好ましく、０．５μｍ以上１０μｍ未満であれば一層好ましい。
【００３６】
［島相の粒子径Ｄｒと炭素繊維単糸間距離Ｌ］
本発明におけるプレス成形体や複合材料は、断面観察した際の炭素繊維束の内部において、島相の粒子径Ｄｒよりも短い、炭素繊維単糸間距離Ｌが存在することが好ましい。断面観察する際はプレス成形体や複合材料の膜厚方向の断面を観察することが好ましい。
図１に、本発明のプレス成形体の一例を断面（膜厚方向の断面）観察した際の海島構造の模式図を示す。
図１に示すように、本発明のプレス成形体を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で断面観察すると、炭素繊維束１０１の内部及び外部において、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相１０３、他方を島相１０２とする海島構造を形成している。なお、プレス成形体又は複合材料の断面において、炭素繊維束１０１及び炭素繊維の単糸１０４は配向方向によって観察される形状が円形であったり、楕円形であったりする。炭素繊維束１０１の内部において、隣り合う炭素繊維単糸１０４にまたがる形で島相１０２が配置されて分散していると良い。これにより、低せん断領域でコールドプレスする際、形状が変化しにくい炭素繊維束であっても、マトリクス樹脂と同じようによく変形し、驚くべきことに延展性や賦形性が向上する。
また、炭素繊維束の内部において、少なくとも１つの島相が炭素繊維に接していることが好ましい。
【００３７】
［複合材料］
本発明のプレス成形体を製造するための材料は、複合材料である（本明細書で示す「複合材料」とは、プレス成形体を製造する前の材料を指す）。複合材料における繊維の形態は、プレス成形体において維持されるため、複合材料又はプレス成形体のうち、いずれか一方の繊維形態を評価すれば良い。
【００３８】
［複合材料の製造方法］
複合材料は、一般的に公知の方法を用いて製造することができるが、例えば、以下の工程によって製造できる。なお、＜複合材料の製造工程１＞において予め樹脂は混練されて海島構造を形成するものの、その後の工程に混練工程は無い。
【００３９】
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とのポリマーアロイ成分（好ましくは熱可塑性樹脂（Ｚ）を加えたポリマーアロイ成分）を準備する方法に特に限定はなく、既知の方法を使用できる。
例えば、ポリアミド系樹脂（Ｘ）およびポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）を相溶化剤の存在下、おおよそ２４０℃〜３００℃の範囲内で二軸混練機を用いて混練してポリマーアロイを作成し、ペレット形状やフィルム形状などのポリマーアロイを作製すると良い。
なお、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の２成分のみ用いる場合、キャピラリーレオメータで測定した、温度２８０℃、せん断速度５５０ｓｅｃ−１における、ポリアミド系樹脂（Ｘ）の溶融粘度が５００〜１０，０００Ｐａ・ｓ、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の溶融粘度が５，０００〜２５０，０００Ｐａ・ｓであることが好ましく、ポリアミド系樹脂（Ｘ）の溶融粘度が１，０００〜５，０００Ｐａ・ｓ、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）が２０，０００〜７５，０００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。また、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の溶融粘度が、ポリアミド系樹脂（Ｘ）の溶融粘度の２５倍よりも低いことがより好ましく、更に好ましくは２０倍以下である。
【００４０】
＜複合材料の製造工程２．複合材料前駆体の製造＞
クリールから炭素繊維束を繰出し、これをカットし、カットされた炭素繊維束を拡散させながら、ペレット形状、繊維状、またはパウダー状のポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とのポリマーアロイ（好ましくは熱可塑性樹脂（Ｚ）を加えたポリマーアロイ）を、通気性支持体上に散布し、複合材料前駆体を作成するとよい。
また、カットされた炭素繊維束を拡散させて通気性支持体に散布した後、フィルム状のポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とのポリマーアロイ（好ましくは熱可塑性樹脂（Ｚ）を加えたポリマーアロイ）で挟み込んで、複合材料前駆体を作成しても良い。
【００４１】
＜複合材料の製造工程３．複合材料の製造＞
熱可塑性樹脂の軟化温度に加熱して（好ましくは加圧して）、複合材料前駆体に散布された炭素繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させる。
軟化温度とは、マトリックス樹脂（ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）や、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）と熱可塑性樹脂（Ｚ））のみからなる成形体の剛性が維持できず変形し易くなる温度をいう。
なお、複合材料前駆体である２次元ランダム配列マットおよびその製造法や、複合材料の製造法（上記複合材料の製造工程２と３）については、米国特許第８９４６３４２号、特開２０１３−４９２０８号公報の明細書に詳しく記載されている。
【００４２】
本発明の複合材料の厚みは特に限定されるものではないが、通常、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内が好ましく、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内が好ましく、０．１〜３．０ｍｍの範囲内がより好ましい。
なお、本発明の複合材料が、複数の層が積層された構成を有する場合、上記厚みは各層の厚みを指すのではなく、各層の厚みを合計した複合材料全体の厚みを指すものとする。
【００４３】
［プレス成形体の製造方法］
本発明におけるプレス成形体は、複合材料をプレス成形して得られる。
プレス成形体を製造するための複合材料は、重量平均繊維長１ｍｍ以上の炭素繊維と、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とを含み、炭素繊維は炭素繊維束を含み、炭素繊維束の内部及び外部において、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、該海島構造の島相の粒子径が０．０５μｍ以上５０μｍ未満である。
本発明のプレス成形体を製造するにあたっての好ましい成形方法としては、コールドプレスやホットプレスを用いた圧縮成形が利用される。
【００４４】
（コールドプレス法）
コールドプレス法は、例えば、第１の所定温度に加熱した複合材料を第２の所定温度に設定された金型内に投入した後、加圧・冷却を行う。すなわち、コールドプレス法は、少なくとも以下の工程Ａ−１）〜工程Ａ−３）を含んでいる。
工程Ａ−１）  複合材料を、複合材料に含まれる熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加温する工程。
工程Ａ−２）  上記工程Ａ−１）で得られた加温させた複合材料を、熱可塑性樹脂が軟化温度未満に温度調節された成形型に配置する工程。
工程Ａ−３）  上記工程Ａ−２）で成形型に配置した複合材料を加圧し、成形する工程。
これらの工程を行うことで、複合材料の成形を完結させることができる。
【００４５】
（ホットプレス法）
ホットプレス法は、少なくとも以下の工程Ｂ−１）〜工程Ｂ−３）を含んでいる。
工程Ｂ−１）  複合材料を成形型に配置する工程
工程Ｂ−２）  成形型を熱可塑性樹脂の軟化温度以上まで昇温し、加圧する工程
工程Ｂ−３）  熱可塑性樹脂の軟化点未満に成形型の温度を調節して成形する工程
【００４６】
（両者のプレス方法に共通事項に関して）
なお、成形型に投入する際、複合材料は、対象の成形体の板厚に合わせて、単独（１枚で）又は複数枚用いられる。複数枚用いる場合、複数枚を予め積層して加熱してもよいし、加熱した複合材料を積層した後に成形型内に投入してもよいし、加熱した複合材料を成形型内に順次積層してもよい。なお、積層した場合の最下層の複合材料と最上層の複合材料との温度差は少ない方が良く、この観点からは、成形型に投入する前に積層した方が好ましい。
上記の各工程は、上記の順番で行う必要があるが、各工程間に他の工程を含んでもよい。他の工程とは、例えば、工程Ａ−３）又は工程Ｂ−２）の前に、工程Ａ−３）又は工程Ｂ−２）で利用される成形型と別の賦形装置を利用して、成形型のキャビティの形状に予め賦形する予備賦形工程等がある。
また、工程Ａ−３）と工程Ｂ−２）は、複合材料に圧力を加えて所望形状の成形体を得る工程であるが、このときの成形圧力については特に限定はしないが、３０ＭＰａ未満が好ましく、２０ＭＰａ以下であるとより好ましく、１０ＭＰａ以下であると更に好ましい。
また、当然のことであるが、プレス成形時に種々の工程を上記の工程間に入れてもよく、例えば真空にしながらプレス成形する真空圧縮成形を用いてもよい。
【００４７】
［コールドプレス成形］
コールドプレス法でプレス成形する場合、ホットプレス法に比べて成形時間が短い利点がある一方、成形型の温度が低いため、複合材料が流動性しにくくなったり、賦形性が低下したりする。
【００４８】
（延展性）
一般的に、成形体のコーナー部においては、プレス成形時に複合材料が折り重なって賦形されるため、特にコールドプレスした場合には、延展性が不足しやすく、皺が発生して厚みムラが生じることが多い。厚みムラが生じると成形型が閉じにくくなり、成形が完了しないばかりか、成形型が破損する恐れがある。また、製造されたコーナー部を有するプレス成形体は、優れた延展性だけでなく、高温高湿環境下におけるプレス成形体の機械物性も求められている。しかしながら、高温高湿環境下での使用に耐えうるようにポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂とからなるポリマーアロイを選択して射出成形した場合、従来は射出圧力が高くなり、成形するのが難しい材料であった。
一方、本発明における複合材料を用いれば、高温高湿環境下での使用に耐えうるだけでなく、優れた延展性を有する。これは、複合材料に含まれる炭素繊維束の内部及び外部において、ポリアミド系樹脂（Ｘ）とポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）とが、いずれか一方を海相、他方を島相とする海島構造を形成し、これがプレス成形体であっても維持されているためだと、本発明者らは考えている。
なお、延展性の評価は後述するが、複合材料を２枚重ねてコールドプレスし、どの程度１枚の複合材料の厚みに近づくかで評価すれば良い。
【００４９】
（賦形性）
コールドプレス法を用いた場合、複合材料の賦形性についても、上記延展性と同様に、複雑な形状に加工できる賦形性が求められる。賦形性が良好であると、深絞り形状等の複雑形状のプレス成形体を製造する際であっても、その形状に合わせて成形体がしなやかに形状を変え、均一性の高い厚みで賦形できる。また、賦形性がよいと、従来の複合材料よりも、より低圧のプレス圧力で成形することが可能となるため、より小型の成形機を利用して複雑な形状に加工することができるため、メリットが大きい。
なお、流動性と賦形性は異なる概念であり、流動性が良いからといって、必ずしも賦形性に優れるわけではない。
【００５０】
（流動性）
成形型下型に配置された複合材料は、成形型上型によってプレスされ、複合材料は流れ動く。すなわち、プレス開始後、成形が完了するまでに複合材料が流れ動くことを、成形時の流動という。ただし、複合材料の流動性が良いと、プレスすることによって複合材料は流れ動くものの、流動性が良すぎる（流れ過ぎる）と目的の形状には賦形しにくい。
本発明の複合材料、特に、本発明における好ましい態様である、ポリアミド系樹脂（Ｘ）と、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）に加えて、熱可塑性樹脂（Ｚ）とを含む複合材料であって、降温速度５℃／分、２７０℃〜２００℃、１０ｒａｄ／ｓｅｃでの動的粘弾性測定による２３０℃における粘度ηが１０，０００〜６０，０００Ｐａ・ｓｅｃである複合材料を用いた場合、ポリアミド系樹脂単体に比べて、流動性が著しく低下しない。これは、従来用いられていた射出成形の常識である、ポリマーアロイ系の射出成形時の流動特性（ポリマーアロイ系の場合、射出圧力を高くする必要がある）と、大きく異なるものであり、異質な効果を奏している。
【００５１】
［成形体］
本発明のプレス成形体の厚みは特に限定されるものではないが、通常、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内が好ましく、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内が好ましく、０．１〜３．０ｍｍの範囲内がより好ましい。
なお、本発明のプレス成形体が、複数の層が積層された構成を有する場合、上記厚みは各層の厚みを指すのではなく、各層の厚みを合計した成形体全体の厚みを指すものとする。
本発明に用いられる成形体は、単一の層からなる単層構造を有するものであってもよく、又は複数層が積層された積層構造を有するものであってもよい。
プレス成形体が上記積層構造を有する態様としては、同一の組成を有する複数の層が積層された態様であってもよく、又は互いに異なる組成を有する複数の層が積層された態様であってもよい。
【００５２】
［成形体の外観］
従来、ポリアミド系樹脂で作成された複合材料（例えば、国際公開第２０１２／１６５４１８号に記載のポリアミド系樹脂の複合材料）の場合、表面平滑性が低下する傾向にある。これは、ポリアミド系樹脂が結晶性樹脂であるため、成形固化時の体積収縮が大きいためである。特に、炭素繊維が２次元ランダムに分散している場合、プレス成形体の２次元方向は炭素繊維で強化されているため、２次元方向のポリアミド系樹脂の体積収縮が小さい分、プレス成形体の板厚方向は、より大きく体積収縮する。この結果、炭素繊維がプレス成形体の表面に浮き出てくるため、表面平滑性が低下する（外観の悪化する）と、本発明者らは考えている。
一方、本発明のプレス成形体や複合材料では、ポリアミド系樹脂に加えて、非晶性樹脂であるポリアリーレンエーテル系樹脂を用いているため、成形収縮をある程度抑制でき、これによって外観を向上できる。なお、この観点から、熱可塑性樹脂（Ｚ）を加える場合、熱可塑性樹脂（Ｚ）は非晶性樹脂であることが好ましく、ポリスチレン系樹脂であるとより好ましい。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００５４】
１．以下の製造例、実施例で用いた原料は以下の通りである。なお、分解温度は、熱重量分析による測定結果である。
・ＰＡＮ系炭素繊維
東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０−２４ＫＳ（平均繊維径７μｍ）
・ポリアミド６
ＰＡ６樹脂と略する場合がある。結晶性樹脂、融点２２５℃、分解温度（空気中）３００℃。
・ポリアミド６６
ＰＡ６６樹脂と略する場合がある。結晶性樹脂、融点２６３℃、分解温度（空気中）３００℃。
・ポリフェニレンエーテル
ＰＰＥ樹脂と略する場合がある。非晶性樹脂、ガラス転移点２０５〜２１５℃。
・ポリスチレン
ＰＳ樹脂と略する場合がある。非晶性樹脂、ガラス転移点９５〜１００℃。
・相溶化剤
和光純薬工業製  無水マレイン酸（和光特級）
和光純薬工業製  クエン酸（食品添加物）【００５５】
２．本実施例における各値は、以下の方法に従って求めた。
（１）炭素繊維体積割合（Ｖｆ）の分析
成形体を５００℃×１時間、炉内にて熱可塑性樹脂を燃焼除去し、処理前後の試料の質量を秤量することによって炭素繊維と熱可塑性樹脂の質量を算出した。次に、各成分の比重を用いて、炭素繊維と熱可塑性樹脂の体積割合を算出した。
式（ｃ）  Ｖｆ＝１００×炭素繊維体積／（炭素繊維体積＋熱可塑性樹脂体積）【００５６】
（２）成形体に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長の分析
成形体に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長は、５００℃×１時間程度、炉内にて熱可塑性樹脂を除去した後、無作為に抽出した炭素繊維１００本の長さをノギスおよびルーペで１ｍｍ単位まで測定して記録し、測定した全ての炭素繊維の長さ（Ｌｉ、ここでｉ＝１〜１００の整数）から、次式により重量平均繊維長（Ｌｗ）を求めた。
Ｌｗ＝（ΣＬｉ２）／（ΣＬｉ）  ・・・  式（ｂ）
なお、複合材料に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長についても上記と同様の方法で測定することができる。【００５７】
（３）動的粘弾性測定
ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製  ＲＤＡ  ＩＩＩを用いて、直径２０ｍｍのパラレルプレートに作成した複合材料を挟み、法線荷重２００ｇ、周波数１．６Ｈｚ（１０ｒａｄ／ｓｅｃ）、歪み０．０２％、降温範囲２７０から２００℃、降温速度５℃／分で、動的粘弾性測定を行い、２３０℃における粘度を読み取った。【００５８】
（４）曲げ強度の低下率の測定
ウォータージェットを用いてプレス成形体から試験片を切出し、ＪＩＳ  Ｋ７０７４−１９８８を参考として、インストロン社製の万能試験機を用いて、曲げ強度を測定した。支点間距離（Ｌｔ）は、Ｌｔ＝４０×ｈから算出し（ｈは、試験片の厚みである。）、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。
曲げ強度は、
２３℃で、ポリアミド系樹脂（Ｘ）が絶乾状態（全く水を吸水していない状態）での曲げ強度（Ｆ１）と、
２３℃で、ポリアミド系樹脂（Ｘ）が絶乾状態（全く水を吸水していない状態）から、ポリアミド系樹脂（Ｘ）に水を吸収させて飽和状態にし、そこから８０℃まで上昇させた状態での曲げ強度（Ｆ２）
をそれぞれ測定し、曲げ強度の低下率を測定した。曲げ強度の低下率は、下記式により算出した。
曲げ強度の低下率（％）＝１００×（Ｆ１−Ｆ２）／Ｆ１【００５９】
（５）複合材料及びコールドプレス成形体の断面観察（ミクロ相分離構造、海島構造の観察）
複合材料（またはコールドプレス成形体）からウルトラミクロトームで超薄切片を切出して試料を作製後、Ｃｕグリットに採取し、５％ＰＴＡ（リンタングステン酸）水溶液で３時間ポリアミド系樹脂を染色した。その後、試料を水洗し、風乾後、ＳＥＭ（ＦＥＩ社製Ｑｕａｎｔａ２５０ＦＥＧ）で観察した。
観察条件は加速電圧５ｋＶ  ＳＴＥＭモードとした。
また、海島構造の評価は、以下で分類した。【００６０】
（５−１）島相の粒子径Ｄｒ
上記記載の電子顕微鏡（ＳＥＭ）で×５０００倍の画像をランダムに場所を変えて３枚作成し、その３枚の画像中に含まれるエリアの島相を全て観察して面積を測定して直径を算出し、加重平均して粒子径Ｄｒを求めた。また、島相は炭素繊維束内部と炭素繊維束外部とで、それぞれ観察した。【００６１】
（５−２）炭素繊維束外部の観察
Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ  ：  海島構造を形成し、均一かつ規則的に分散していた。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｒｅａｔ：海島構造は形成しているものの、その大きさは不規則であった（大きさが統一されていなかった）。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｏｏｄ：海島構造は形成したものの、海相がＰＰＥ樹脂、島相がポリアミド系樹脂であった。
Ｂａｄ  ：  粒子径Ｄｒの大きさが５０μｍ以上であった。【００６２】
（５−３）炭素繊維束内部の観察
Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ  ：  海島構造を形成し、均一かつ規則的に分散していた。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｒｅａｔ：海島構造は形成しているものの、その大きさは不規則であった（大きさが統一されていなかった）。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｏｏｄ：海島構造は形成したものの、海相がＰＰＥ樹脂、島相がポリアミド系樹脂であった。
Ｂａｄ：繊維束内に、巨大な島相が形成されていた。島相があふれていたため、粒子径Ｄｒの測定はできなかった。
なお、粒子径は、島相を円と仮定し、島相の面積から換算される直径を、島相の粒子径Ｄｒとして計算しているため（島成分の面積Ｓとすると、粒子径Ｄｒは、（４Ｓ／π）１／２）、単糸間距離は１〜１０μｍの場合であっても、粒子径Ｄｒは単糸間距離よりも大きくなる場合はある。【００６３】
（５−４）炭素繊維束内部の単糸間距離
上記記載の電子顕微鏡（ＳＥＭ）で×５０００倍の画像を作成し、任意の５０個の炭素繊維単糸について、炭素繊維単糸と樹脂の界面から、隣接の炭素繊維と樹脂の界面までの最短距離を測定した。【００６４】
（６）ポリマーアロイ成分の断面観察
下記＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞において、ポリマーアロイ成分を製造した直後（混練直後）、ポリマーアロイ成分の断面観察を、前記（５）の評価と同様に実施し、ミクロ相分離構造を評価した。
Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ  ：  海島構造を形成し、均一かつ規則的に分散していた。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｒｅａｔ：海島構造は形成しているものの、その大きさは不規則であった（大きさが統一されていなかった）。粒子径Ｄｒの大きさは、１５μｍ未満であった。
Ｇｏｏｄ：海島構造は形成したものの、海相がＰＰＥ樹脂、島相がポリアミド系樹脂であった。
Ｂａｄ  ：  粒子径Ｄｒの大きさが５０μｍ以上であった。【００６５】
（７）コールドプレスの条件
コールドプレス時の延展性、流動性、賦形性、およびコールドプレスして得られたプレス成形体外観の評価を行うために、コールドプレスを行った。コールドプレスの条件は次の通りである。
複合材料を１２０℃の熱風乾燥機で４時間乾燥した後、赤外線加熱機により２９０℃まで昇温した。鏡面仕上げの成形型を１５０℃に設定し、昇温した複合材料を成形型内に導入し、ついで、プレス圧力２０ＭＰａで１分間加圧し、プレス成形体を得た。【００６６】
（８）流動性
目標厚み１．３ｍｍ（実測値は下記表に記載）で作成した複合材料を、幅１０ｃｍ×長４ｃｍで切出し、幅１０ｃｍ×長さ方向（オープン形状）の成形型を用いて、コールドプレスした。加熱前の複合材料の末端に予め線を引いておき、成形後のプレス成形体の端部と該線との距離を測定した。なお、流動性をより正確に測定するため、測定した距離は、複合材料の厚みで除算し、除算した値で流動性の良し悪しを判断した（算出した値が大きい方が流動する）。【００６７】
（９）延展性
目標厚み１．３ｍｍで作成した複合材料を、幅９．０ｃｍ×長１２．５ｃｍで２枚切出し、切り出した複合材料を図２に示すように長さ方向に５ｃｍ重ね合わせ、平板状成形型で２辺方向（図２でいう方向Ｚ４（複合材料３０２の長さ方向に平行な方向）と方向Ｚ２（複合材料３０２の幅方向に平行な方向））がオープンキャビティ、残りの２辺方向（図２でいう方向Ｚ３（複合材料３０２の長さ方向に平行な方向）と方向Ｚ１（複合材料３０２の幅方向に平行な方向））がクローズドキャビティである成形型に配置し、コールドプレスした。
得られたプレス成形体のうち、重ね合わせて成形した部分の厚みを１０点測定して平均し、（成形前の）複合材料１枚の厚みで除算した値を算出した。この値が１に近いほど、延展性は良好といえる。【００６８】
（１０）賦形性の評価
目標厚み２．６ｍｍの厚みで複合材料を作成し、これを１０ｃｍ×１０ｃｍで切り出した。予め２７０℃に加熱した重さ１７５ｇの鉄球を、図３に示すように円筒形の物体上に載置した複合材料の上に置き、その後２７０℃のマッフル炉中で２０分加熱した。得られたサンプルを２３℃まで冷却後観察した。賦形性を下記基準で評価した。下記基準で数字が大きい方が賦形性に優れている。
５：鉄球の形状が複合材料に転写され、
垂直方向の変形長さは１２mm以上であった。
４：鉄球の形状が複合材料に転写され、
垂直方向の変形長さが１０mm以上１２ｍｍ未満であった。
３：鉄球の形状が複合材料に転写されず、
垂直方向の変形長さは７．５mm以上１０ｍｍ未満であった。
２：鉄球の形が複合材料に転写されず、
垂直方向の変形長さが７mm以上７．５mm未満であった。
１：鉄球の形が複合材料に転写されず、
垂直方向の変形長さが７ｍｍ未満であった。【００６９】
（１２）プレス成形体の外観の評価
下記基準で外観を評価した。下記基準で数字が大きい方が外観に優れている。
４：目視では表面に炭素繊維が浮き出ていなかった。
３：光の加減によっては表面に炭素繊維が浮き出ているのが一部見えたが、おおよそ炭素繊維は浮き出ていなかった。
２：炭素繊維の多くが浮き出ていたが、光の加減によっては炭素繊維が見えない場合があった。
１：プレス成形体の表面に、炭素繊維が浮き出して、表面が凸凹していた。【００７０】
（１３）衝撃吸収エネルギー評価
インストロン製VHS高速衝撃試験機を用い多軸衝撃試験を行い、吸収エネルギー量を測定した。試験片サイズは６５×６５ｍｍとし、ストライカー径は２０ｍｍ、押え治具の開口部径は４０ｍｍ、試験速度は２．２ｍ／秒とした。この試験で得られた変位−荷重曲線の面積を試験片の吸収エネルギー量とした。【００７１】
［実施例１］
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
熱可塑性樹脂としては、ユニチカ社製のポリアミド６樹脂（ナイロン６樹脂）Ａ１０３０及びサビック製ＰＰＯ６３０樹脂（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル、ＰＰＥ樹脂）を準備し、１００質量部のポリアミド６に対してＰＰＥ樹脂を１００質量部、ＰＰＥ樹脂を１００質量部に対して、和光純薬工業製のクエン酸を１質量部の割合で混合して混練機（東芝機械製  ＴＥＭ−２６ＳＳ）に投入し、２８０℃設定、フィード量２０ｋｇ／ｈ、スクリュー回転数２００ｒｐｍで混練して、ポリマーアロイ成分を準備した。該ポリマーアロイ成分を断面観察すると、ポリアミド６樹脂を海相、ＰＰＥ樹脂を島相とする海島構造が形成され、均一に分散しており、島相の重量平均粒子径Ｄｒは１μｍであった。【００７２】
＜複合材料の製造工程２．複合材料前駆体の製造＞
ＷＯ２０１３／１３３４２１パンフレットの実施例１の記載に基づき、ナイロン６／６６／１２三元共重合体ポリアミドのサイジング液を作成した。
このサイジング液の浴に、未サイジングの炭素繊維ストランド（東邦テナックス社製、登録商標「テナックスＳＴＳ４０−２４ＫＳ」）を連続的に浸漬させ、フィラメント間にエマルジョンを含浸させた。これを１２０℃〜１５０℃の乾燥炉に約１２０秒間通し、乾燥し、幅１０ｍｍ、厚み０．１６２ｍｍの炭素繊維束を得た。
作成したポリマーアロイ成分と、炭素繊維束とを使用し、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき、炭素繊維体積割合を３５Ｖｏｌ％になるよう計算して、炭素繊維とポリマーアロイ成分の樹脂を調整し、二次元ランダムに炭素繊維が配向した複合材料前駆体を作成した。
なお、複合材料前駆体は、複合材料の目標厚みが１．３ｍｍとなるもの、２．６ｍｍとなるものの２種類準備した。【００７３】
＜複合材料の製造工程３．複合材料の製造＞
得られた複合材料前駆体を２６０℃に加熱したプレス装置にて、０．５ＭＰａにて３分間加熱し、目標厚み１．３ｍｍと、目標厚み２．６ｍｍの複合材料を得た。
得られた複合材料について、それに含まれる炭素繊維の解析を行ったところ、前記式（１）で定義される臨界単糸数は８６本、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）中の平均単糸数（Ｎ）は８２０本であり、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）の割合は全炭素繊維量の８０Ｖｏｌ％であった。また、炭素繊維体積割合（Ｖｆ）は３５Ｖｏｌ％、炭素繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は２０ｍｍであった。また、目標厚み１．３ｍｍの複合材料の厚みを実測したところ、１．１６ｍｍであった。【００７４】
＜成形体の製造（ｉ）（ホットプレス成形）＞
次に、得られた複合材料を、３００℃に加熱したプレス装置にて、４．０ＭＰａにて２０分間ホットプレスして、成形体を得た。【００７５】
＜成形体の製造（ｉｉ）（コールドプレス成形）＞
同様に、得られた複合材料を、流動性、賦形性、延展性、曲げ強度、外観、衝撃強度の評価をするために、上記記載した通りにコールドプレス成形を行った。得られた成形体の炭素繊維束外部と内部の海島構造は、前記混練直後のポリマーアロイ成分の海島構造が維持されていた。
また、炭素繊維束内部の単糸間距離を前述の方法で測定したところ、測定した５０個の炭素繊維単糸のすべてについて、単糸間距離が０〜１０ｍｍであった。【００７６】
［実施例２］
相溶化剤の種類を、和光純薬工業製の無水マレイン酸（和光特級）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプレス成形体を製造した。【００７７】
［実施例３］
ユニチカ社製のポリアミド６樹脂Ａ１０３０及びサビック製ＰＰＯ６３０樹脂（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を、１００質量部のポリアミド６に対してＰＰＥ樹脂を３３．３質量部の割合で混合したこと以外は、実施例１と同様にして複合材料及びプレス成形体を製造した。
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞において、ポリマーアロイ成分を製造した直後（混練直後）、ポリマーアロイ成分を準備したときに断面観察すると、ポリアミド６樹脂を海相、ＰＰＥ樹脂を島相とする海島構造が形成され、均一に分散し、島相の重量平均粒子径Ｄｒは０．５μｍであった。
また、得られた成形体の炭素繊維束外部と内部の海島構造は、前記混練直後のポリマーアロイ成分の海島構造が維持されていた。【００７８】
［実施例４］
ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対する、相溶化剤の添加量を、２質量部としたこと以外は、実施例１と同様にしてプレス成形体を製造した。【００７９】
［実施例５］
ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対する、相溶化剤の添加量を、４質量部としたこと以外は、実施例１と同様にしてプレス成形体を製造した。【００８０】
［実施例６］
ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対する、相溶化剤の添加量を、２質量部としたこと以外は、実施例２と同様にしてプレス成形体を製造した。【００８１】
［実施例７］
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
熱可塑性樹脂としては、ユニチカ社製のポリアミド６樹脂Ａ１０３０及びサビック製ＰＰＯ６３０樹脂（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル、ＰＰＥ樹脂）、ＰＳジャパン製のポリスチレン樹脂ＳＧＰ１０（ＰＳ樹脂を記載する場合がある）を準備し、１００質量部のポリアミド６に対してＰＰＥ樹脂を９９．５質量部、ＰＳ樹脂を０．５質量部、和光純薬工業製クエン酸（食品添加物）を１質量部の割合で混合して混練機（東芝機械製  ＴＥＭ−２６ＳＳ）に投入し、２８０℃設定、フィード量２０ｋｇ／ｈ、スクリュー回転数２００ｒｐｍで混練して、ポリマーアロイ成分を準備した。該ポリマーアロイ成分を断面観察すると、ポリアミド６樹脂が海相、ＰＰＥ樹脂及びＰＳ樹脂が混合相となった島相、とする海島構造が形成され、均一に分散しており、島相の加重平均粒子径Ｄｒは１μｍであった。【００８２】
＜複合材料の製造工程２．複合材料前駆体の製造＞
実施例１と同様に複合材料前駆体を作成した。【００８３】
＜複合材料の製造工程３．複合材料の製造＞
実施例１と同様に複合材料を作成した。
得られた複合材料について、それに含まれる炭素繊維の解析を行ったところ、前記式（１）で定義される臨界単糸数は８６本、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）中の平均単糸数（Ｎ）は８２０本であり、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ａ）の割合は全炭素繊維量の８０Ｖｏｌ％であった。また、炭素繊維体積割合（Ｖｆ）は３５Ｖｏｌ％、炭素繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は２０ｍｍであった。【００８４】
＜成形体の製造（ｉ）（ホットプレス成形）＞
実施例１と同様にホットプレスし、プレス成形体を作成した。【００８５】
＜成形体の製造（ｉｉ）（コールドプレス成形）＞
実施例１と同様にコールドプレスし、プレス成形体を作成した。【００８６】
［実施例８］
ＰＡ６樹脂１００質量部に対して、ＰＰＥ樹脂を９０質量部、ＰＳ樹脂を１０質量部となるように複合材料を準備して、プレス成形体を製造したこと以外は、実施例７と同じである。【００８７】
［実施例９］
ＰＡ６樹脂１００質量部に対して、ＰＰＥ樹脂を７０質量部、ＰＳ樹脂を３０質量部となるように複合材料を準備して、プレス成形体を製造したこと以外は、実施例７と同じである。【００８８】
［実施例１０］
ＰＡ６樹脂１００質量部に対して、ＰＰＥ樹脂を５０質量部、ＰＳ樹脂を５０質量部とし、ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対するクエン酸の添加量を２質量部となるように複合材料を準備して、プレス成形体を製造したこと以外は、実施例７と同じである。【００８９】
［実施例１１］
ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対するクエン酸の添加量を、３質量部となるように複合材料を準備して、プレス成形体を製造したこと以外は、実施例１０と同様である。【００９０】
［実施例１２］
ユニチカ社製のポリアミド６樹脂Ａ１０３０及びサビック製ＰＰＯ６３０樹脂（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル、ＰＰＥ樹脂）を、１００質量部のポリアミド６に対してＰＰＥ樹脂を１５０質量部の割合で混合したこと以外は、実施例２と同様にして複合材料及びプレス成形体を製造した。
なお、ＰＰＥ樹脂を大量に入れたため、海島構造は、ポリアミド６樹脂が島相、ＰＰＥ樹脂が海相となった。【００９１】
［実施例１３］
ポリアミド系樹脂として、ＤＳＭ製（３０１０ＳＲ）のポリアミド６６樹脂を用い、相溶化剤として和光純薬工業製のクエン酸を、ＰＰＥ樹脂１００質量部に対して３質量部となるように準備したこと以外は、実施例１０と同様にして複合材料及びプレス成形体を製造した。【００９２】
［比較例１］
ポリアリーレンエーテル系樹脂を使用せず、ポリアミド６のみで複合材料を作成したこと以外は、実施例１と同様にして複合材料及びプレス成形体を製造した。【００９３】
［比較例２］
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
相溶化剤を用いなかったこと以外は、実施例１の＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞と同様に、ポリマーアロイ成分を準備した。
このポリマーアロイ成分を断面観察すると、ポリアミド６樹脂を海相、ＰＰＥ樹脂を島相とする海島構造が形成され、その評価はＧｒｅａｔであった。【００９４】
＜複合材料の製造工程２．複合材料前駆体の製造＞
炭素繊維束の準備は実施例１と同様に準備し、作成したポリマーアロイ成分と、炭素繊維束とを使用し、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき、炭素繊維体積割合を３５Ｖｏｌ％になるよう計算して、炭素繊維とポリマーアロイ成分の樹脂を調整し、二次元ランダムに炭素繊維が配向した複合材料前駆体を作成した。
なお、複合材料前駆体は、複合材料の目標厚みが１．３ｍｍとなるもの、２．６ｍｍとなるものの２種類準備した。【００９５】
＜複合材料の製造工程３．複合材料の製造＞
得られた複合材料前駆体を２６０℃に加熱したプレス装置にて、０．５ＭＰａにて３分間加熱し、目標厚み１．３ｍｍと、２．６ｍｍの複合材料を得た。
このとき、複合材料中の海島構造を観察すると、その評価はＢａｄであり、島相の粒子径は５０μｍであった。すなわち、複合材料を製造する際、再度加熱したことにより、一旦分離された島同士がもう一度凝集したため、＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞で作成した島相の粒子径よりも大きくなってしまい、海島構造が悪化した。【００９６】
＜成形体の製造（ｉ）（ホットプレス成形）＞
実施例１と同様にホットプレスしてプレス成形体を得た。【００９７】
＜成形体の製造（ｉｉ）（コールドプレス成形）＞
実施例１と同様にホットプレスしてプレス成形体を得た。【００９８】
［比較例３］
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
相溶化剤を、和光純薬工業製の無水マレイン酸（和光特級）にしたこと以外は、実施例５と同様にしてポリマーアロイを準備したが、海島構造を形成できなかった（評価：Ｂａｄ）。そこで、ポリマーアロイを用いて複合材料を作成するのは中止した。【００９９】
［比較例４］
＜複合材料の製造工程１．ポリマーアロイ成分の製造＞
ポリフェニレンエーテル系樹脂１００質量部に対する、相溶化剤（和光純薬工業製のクエン酸）の添加量を１質量部としたこと以外は、実施例１０と同様にポリマーアロイを準備した。しかしながら、海島構造を形成したものの、巨大な島と細かい島が存在し、綺麗な海島構造を形成できず、加重平均粒子径Ｄｒが大きくなった（図４）。そこで、ポリマーアロイを用いて複合材料を作成するのは中止した。【０１００】
［参考例］
参考例として、炭素繊維を用いずに樹脂のみで射出成形し、海島構造、射出圧力、衝撃評価試験を行った。なお、衝撃試験は、衝撃強度はＡＳＴＭ  Ｄ２５６に準拠して、試験片厚み３．２ｍｍにおいてノッチ付きアイゾット衝撃強度（Ｊ／ｍ）を測定して評価した。【０１０１】
［参考例１］
実施例１で用いたユニチカ社製のポリアミド６樹脂Ａ１０３０を、日本製鋼所製１１０ｔｏｎ電動射出成形機（Ｊ１１０ＡＤ）を用い、シリンダー温度Ｃ１／Ｃ２／Ｃ３／Ｃ４／Ｎ＝２８０℃／２９０℃／２９０℃／２９０℃／２８０℃（Ｃ１〜Ｃ４はキャビティ、Ｎはノズル）にて成形サイクル３５秒で射出成形し、試験片（成形体）を得た。【０１０２】
［参考例２］
実施例１で作成したポリマーアロイ成分（ユニチカ社製のポリアミド６樹脂Ａ１０３０及びサビック製ＰＰＯ６３０樹脂、相溶化剤として、和光純薬工業製クエン酸（食品添加物））を用い、参考例１と同様に射出成形して試験片（成形体）を得た。【０１０３】
［参考例３］
実施例１１で作成したポリマーアロイ成分のみ（ＰＡ６樹脂１００質量部に対して、ＰＰＥ樹脂を５０質量部、ＰＳ樹脂を５０質量部とし、ＰＰＥ樹脂１００質量部に対するクエン酸の添加量を３質量部）を用い、参考例１と同様に射出成形して試験片（成形体）を得た。【０１０４】
下記表１〜３及び６中に記載の通り、表１〜３及び６中のポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）の含有量は、ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対する質量部であり、熱可塑性樹脂（Ｚ）の含有量は、ポリアミド系樹脂（Ｘ）１００質量部に対する質量部であり、相溶化剤の含有量は、ポリアリーレンエーテル系樹脂（Ｙ）１００質量部に対する質量部である。【０１０５】
【表１】
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【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
【表３】
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【０１０８】
【表４】
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【０１０９】
【表５】
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【０１１０】
【表６】
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【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の成形体は、各種構成部材、例えば自動車の内板、外板、構造部材、また各種電気製品、機械のフレームや筐体等に用いることができる。好ましくは、自動車部品として利用できる。【０１１２】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１５年９月３０日出願の日本特許出願（特願２０１５−１９３６９４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０１  炭素繊維束
１０２  島相
１０３  海相
１０４  炭素繊維の単糸
３０１  鉄球
３０２  複合材料
３０３  円筒
４０１  巨大な島相
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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