(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含む基材と下記シート材を、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱し、前記基材を軟化させる加熱軟化工程と、
軟化された前記基材と、前記シート材を積層した状態で賦形する成形工程を有する、熱成形品の製造方法。
シート材：前記賦形時の温度で下記の引張試験方法をおこなったとき、最も伸び難い方向における最大荷重Ａが１〜５０Ｎであり、該最大荷重Ａにおける伸度Ｅが５０〜２００％であり、前記最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０であるシート材。
引張試験方法：シート材を幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの寸法に裁断した試験片の長さ方向の両端を、定速伸長型引張試験機に、つかみ間隔５０ｍｍでたるみが無いようにセットする。つかみ間隔５０ｍｍの位置を変位０ｍｍの始点とし、引張速度１００ｍｍ／分で試験片が切断するまで荷重を加えつつ、荷重（単位：Ｎ）および変位（単位：ｍｍ）を経時的に測定する。荷重の最大値を最大荷重とする。最大荷重が得られるときの変位の値ｅ（単位：ｍｍ）から下式（１）により伸度Ｅ（単位：％）を求める。
Ｅ＝ｅ／５０×１００…（１）
【請求項２】
前記基材が、熱可塑性樹脂と繊維状強化材を含む複合材料からなる、請求項１記載の熱成形品の製造方法。
【請求項３】
前記シート材が、不織布である、請求項１または２に記載の熱成形品の製造方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱して賦形する方法に用いられる熱成形用材料であって、
熱可塑性樹脂を含む基材と、該基材に積層されるシート材を備え、
前記シート材について、前記賦形時の温度で下記の引張試験方法を行ったとき、最も伸び難い方向における最大荷重Ａが１〜５０Ｎであり、該最大荷重Ａにおける伸度Ｅが５０〜２００％であり、前記最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０である、熱成形用材料。
引張試験方法：シート材を幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの寸法に裁断した試験片の長さ方向の両端を、定速伸長型引張試験機に、つかみ間隔５０ｍｍでたるみが無いようにセットする。つかみ間隔５０ｍｍの位置を変位０ｍｍの始点とし、引張速度１００ｍｍ／分で試験片が切断するまで荷重を加えつつ、荷重（単位：Ｎ）および変位（単位：ｍｍ）を経時的に測定する。荷重の最大値を最大荷重とする。最大荷重が得られるときの変位の値ｅ（単位：ｍｍ）から下式（１）により伸度Ｅ（単位：％）を求める。
Ｅ＝ｅ／５０×１００…（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱成形法により成形品を製造する方法および熱成形用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂の成形品を製造する方法の一つとして、予めシート状に成形した熱可塑性樹脂（繊維状強化材を含む場合もある）を、加熱軟化させた状態で所望の形状に賦形する熱成形法が知られている。
特許文献１には、熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ、真空成形により引き延ばして箱型に成形する方法が記載されている。
特許文献２には、熱可塑性樹脂と繊維状強化材を含む複合材料シートを、圧縮成形により賦形する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３２５１８号公報
【特許文献２】特開平５−２００８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる熱成形法にあっては、加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを賦形する工程においてシートが引き延ばされると、肉厚の不均一が生じるという問題がある。
例えば特許文献１の段落［０００５］には箱型の底部のコーナー部分の肉厚が最も引き延ばされて薄くなり、耐水性が不足することが記載されている。かかる問題に対して、特許文献１では、シートを撓ませた状態で成形型内にずり込ませることによって賦形時の延び率を減少させる方法が提案されているが、この方法では、しわが生じやすいという新たな問題が生じる。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、熱成形時の延伸によって生じる肉厚不均一を改善できる、熱成形品の製造方法および熱成形用材料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】
本発明は以下の［１］〜［４］である。
［１］熱可塑性樹脂を含む基材と下記シート材を、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱し、前記基材を軟化させる加熱軟化工程と、軟化された前記基材と、前記シート材を積層した状態で賦形する成形工程を有する、熱成形品の製造方法。
シート材：前記賦形時の温度で下記の引張試験方法をおこなったとき、最も伸び難い方向における最大荷重Ａが１〜５０Ｎであり、該最大荷重Ａにおける伸度Ｅが５０〜２００％であり、前記最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０であるシート材。
引張試験方法：シート材を幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの寸法に裁断した試験片の長さ方向の両端を、定速伸長型引張試験機に、つかみ間隔５０ｍｍでたるみが無いようにセットする。つかみ間隔５０ｍｍの位置を変位０ｍｍの始点とし、引張速度１００ｍｍ／分で試験片が切断するまで荷重を加えつつ、荷重（単位：Ｎ）および変位（単位：ｍｍ）を経時的に測定する。荷重の最大値を最大荷重とする。最大荷重が得られるときの変位の値ｅ（単位：ｍｍ）から下式（１）により伸度Ｅ（単位：％）を求める。
Ｅ＝ｅ／５０×１００…（１）
【０００６】
［２］  前記基材が、熱可塑性樹脂と繊維状強化材を含む複合材料からなる、［１］記載の熱成形品の製造方法。
［３］  前記シート材が、不織布である、［１］または［２］に記載の熱成形品の製造方法。
【０００７】
［４］  熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱して賦形する方法に用いられる熱成形用材料であって、熱可塑性樹脂を含む基材と、該基材に積層されるシート材を備え、前記シート材について、前記賦形時の温度で上述の引張試験方法を行ったとき、最も伸び難い方向における最大荷重Ａが１〜５０Ｎであり、該最大荷重Ａにおける伸度Ｅが５０〜２００％であり、前記最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０である、熱成形用材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱成形時の延伸によって生じる肉厚不均一を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例で用いた基材の例を示す平面図である。
【図２】例２で用いたシート材について、製造方向（Ｓ−Ｄ方向）を引張方向とする引張試験の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜熱成形用材料＞
本発明の熱成形用材料は、熱可塑性樹脂を含む熱成形用材料を、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱して賦形する熱成形法に用いられるものである。賦形するとは、加熱により軟化した熱成形用材料を所望の形状に変形させることを意味する。
本明細書において「賦形時の温度（以下、賦形温度ということもある。）」は賦形される際の熱可塑性樹脂の温度を意味し、熱可塑性樹脂の融点があれば該融点より高い温度であり、熱可塑性樹脂が融点を有さないときはガラス転移温度より高い温度になる。
賦形温度は、熱成形用材料中の熱可塑性樹脂の融点よりも１０〜１００℃高い温度範囲、又は前記熱可塑性樹脂が融点を有さないときはガラス転移温度よりも１０〜１００℃高い温度範囲内で設定されることが好ましい。該温度範囲であれば良好な賦形性が得られやすい。賦形温度が、前記熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より１５〜８０℃高い温度であることがより好ましい。
本発明の熱成形用材料は基材とシート材とを備える。熱成形用材料において、基材とシート材は一体化されていてもよく、別体である基材とシート材とを有するキットであってもよい。
【００１１】
＜基材＞
基材は熱可塑性樹脂を含む。基材は、熱可塑性樹脂と繊維状強化材を含む複合材料であってもよい。その他に公知の添加成分（例えば充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤等）を含んでもよい。
基材の形状は、シート状（板状も含む）が好ましい。シート状基材の厚みは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。基材が厚いほど熱成形品の機械物性に優れるが、成形品の重量が増し、厚すぎると賦形時にシワが生じ易くなる。１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下がより好ましい。
【００１２】
［熱可塑性樹脂］
本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド（ＰＡ）、液晶ポリマー、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアセタール、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、変性ポリスチレン、ＡＳ樹脂（アクリロニトリルとスチレンとのコポリマー）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン及びスチレンのコポリマー）、変性ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂（メチルメタクリレート、ブタジエン及びスチレンのコポリマー）、変性ＭＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、変性ポリメチルメタクリレート等及びこれらのポリマーアロイ等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。上記の中でも、機械物性と軽量性の観点からポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンの中でも、ポリプロピレン系がより好ましく、酸変性ポリプロピレンがさらに好ましい。
【００１３】
［繊維状強化材］
繊維状強化材は公知のものを使用できる。低含有率で高強度の物性が得られるという点で炭素繊維、ガラス繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維などの有機繊維が好ましく、特に軽量でかつ高剛性であるという点で炭素繊維が好ましい。
炭素繊維は特に限定されず、ＰＡＮ系炭素繊維、ＰＩＣＨ系炭素繊維などが挙げられる。好ましい炭素繊維としては、ＪＩＳ  Ｒ７６０１（１９８６）に準じて測定したストランド引張強度が１．０ＧＰａ以上９．０ＧＰａ以下、ストランド引張弾性率が１５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下のものである。より好ましい炭素繊維としては、ＪＩＳ  Ｒ７６０１（１９８６）に準じて測定したストランド引張強度が１．５ＧＰａ以上９．０ＧＰａ以下、ストランド引張弾性率が２００ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下のものである。
【００１４】
熱可塑性樹脂と繊維状強化材を含む複合材料は、繊維状強化材に熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを含むことが好ましい。
繊維状強化材の形態としては、一方向に引き揃えられたものであってもよく、織物、ノンクリンプファブリック、もしくはチョップドされたものであっても良い。中でも、積層により強度および剛性の設計が可能である点から、一方向に引き揃えられたものが好ましい。
繊維状強化材の繊維長は６ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。繊維長が長いほど機械物性に優れる傾向にある。一方、繊維長が短いほど賦形性に優れる傾向にある。該繊維長が６ｍｍ以上であると良好な機械物性が得られやすい。また該繊維長が５０ｍｍ以下であると良好な賦形性が得られやすい。機械物性と賦形性のバランスから繊維長は８ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲が特に好ましい。
【００１５】
複合材料は、前記プリプレグを２枚以上積層した積層材料であってもよい。所望の機械特性を設計しやすいという観点から前記プリプレグを４枚以上積層した積層材料が好ましく、８枚以上積層した積層基材がより好ましい。なお、製造コストや賦形性の観点からは、プリプレグの積層枚数の上限は１９２枚以下が好ましく、９６枚以下がより好ましく、４０枚以下がより好ましい。
該積層材料は、前記プリプレグ以外の成分を含有してもよい。例えばプリプレグ中の熱可塑性樹脂とは異なる熱可塑性樹脂の層をさらに含有してもよい。
複合材料に対する、繊維状強化材の体積含有率（Ｖｆ）は、５体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。該体積含有率（Ｖｆ）が高いほど機械物性に優れるが、高すぎると好ましい賦形性が得られない場合がある。機械物性と賦形性のバランスの点で、繊維状強化材の体積含有率（Ｖｆ）は１０体積％以上４０体積％以下の範囲が特に好ましい。
本明細書において、繊維状強化材の体積含有率（Ｖｆ）は、ＪＩＳ  Ｋ７０７５に準拠する測定方法で得られる値である。
【００１６】
プリプレグ以外に熱可塑性樹脂の層を設けた複合材料として、例えば、内層に０．０５ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上にわたり、炭素繊維の体積含有率が１０体積％以下、好ましくは５体積％以下である層を有することが好ましい。かかる炭素繊維の体積含有率が低い層を存在させると機械物性と賦形性の良好なバランスが得られやすい。
該炭素繊維の体積含有率が低い層の厚みは、厚すぎると基材である複合材料の厚みが増し、賦形時のシワ発生の原因になるおそれがあるため、２ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましい。
【００１７】
＜プリプレグの製造方法＞
熱可塑性樹脂と繊維状強化材からプリプレグを製造する方法は、公知の手法を用いることができる。例えば、溶融樹脂を押出機にて含浸させる方法、粉末樹脂を繊維層に分散し溶融させる方法、樹脂をフィルム化してラミネートする方法、樹脂を溶剤に溶かし溶液の状態で含浸させた後に溶剤を揮発させる方法、樹脂を繊維化して混合糸にする方法、熱可塑性樹脂のモノマーの状態で含浸させた後に重合させてポリマーにする方法などがある。樹脂をフィルム化してラミネートする方法はフィルム加工が必要であるが、品質の良いプリプレグが得られやすい点で好ましい。
また、プリプレグを製造する際、長尺の繊維状強化材を一方向に配向して熱可塑性樹脂を含浸させた後、繊維状強化材を切断するように、レーザーマーカー、カッティングプロッター又は抜型等を用いて切り込みを入れることにより、繊維長を調整することができる。
【００１８】
＜シート材＞
シート材は、加熱により軟化された基材を賦形する成形工程において、基材に積層して使用されるものである。成形工程においてシート材は基材に追従して賦形されるとともに、基材の表面と一体化される。
シート材は、シート状であり、基材の賦形時の温度（賦形温度）で下記の引張試験方法をおこなったとき、最も伸び難い方向における最大荷重Ａが１〜５０Ｎであり、該最大荷重Ａにおける伸度Ｅが５０〜２００％であり、前記最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０であるものであればよい。
引張試験方法：シート材を幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの寸法に裁断した試験片の長さ方向の両端を、定速伸長型引張試験機に、つかみ間隔５０ｍｍでたるみが無いようにセットする。つかみ間隔５０ｍｍの位置を変位０ｍｍの始点とし、引張速度１００ｍｍ／分で試験片が切断するまで荷重を加えつつ、荷重（単位：Ｎ）および変位（単位：ｍｍ）を経時的に測定する。荷重の最大値を最大荷重とする。最大荷重が得られるときの変位の値ｅ（単位：ｍｍ）から下式（１）により伸度Ｅ（単位：％）を求める。
Ｅ＝ｅ／５０×１００…（１）
【００１９】
「最も伸び難い方向」とは、シート材のあらゆる方向を長さ方向とする試料片を作製し、それぞれの最大荷重を測定したとき、最大荷重が最も大きい試験片の長さ方向が最も伸び難い方向である。
「最も伸び難い方向における最大荷重Ａの、それに直交する方向における最大荷重Ｂに対する比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０である」とは、前記最も伸び難い方向を長さ方向とする試料片の最大荷重の値をＡとし、それに直交する方向を長さ方向とする試料片の最大荷重の値をＢとするとき、Ｂに対するＡの比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）が１．０〜２．０の範囲内であることを意味する。
賦形温度に加熱されたシート材の、最も伸び難い方向における最大荷重Ａおよび最大荷重Ａにおける伸度Ｅが上記の範囲内であると、賦形時に軟化した基材が過度に引き延ばされるのを抑えることができる。また賦形温度に加熱されたシート材の上記最大荷重の比Ｚが上記の範囲内であると、該シート材の伸び難さ（または伸び易さ）の異方性が小さく、賦形時に軟化した基材が全方向に均等に延伸されやすくなる。これにより、基材の良好な賦形性を保ちつつ、熱成形時の延伸によって生じる肉厚不均一を改善することができる。
最大荷重Ａは、熱成形時の延伸ムラを無くすためには適度な張力が必要であることからから、１〜５０Ｎが好ましく、５〜４０Ｎがより好ましい。
伸度Ｅは、熱成形時の厚みムラや穴あきなどの欠点を無くすためには、５０〜２００％が好ましく、６０〜１８０％がより好ましい。
最大荷重の比Ｚは、熱成形時の延伸方向による延伸のムラを無くすためには、１．０〜２．０が好ましく、１．０〜１．８がより好ましく、１．０〜１．５がさらに好ましい。
【００２０】
シート材の形態は、シート材の物性を調整しやすく、しわを生じ難い点で不織布が好ましい。例えば不織布を構成する繊維の種類、繊維の長さ、不織布の目付、不織布の厚み、製造方法等によって、最大荷重Ａ、伸度Ｅ、および最大荷重の比Ｚの値を調整することができる。
不織布を構成する繊維の材質としては、熱可塑性樹脂、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。熱成形時の均一延伸性の点で熱可塑性樹脂が好ましい。シート材に用いる熱可塑性樹脂は、基材中の熱可塑性樹脂よりも熱変形し難いものが好ましい。具体的には基材中の熱可塑性樹脂よりも融点またはガラス転移温度が１０℃以上高いものが好ましい。
なお不織布の場合、通常、製造方向（機械方向、たて方向ともいう）とこれに直交する方向（横方向ともいう）の、一方が最も伸び難い方向であり、他方が最も伸びやすい方向である。したがって製造方向における最大荷重と、製造方向に直交する方向（横方向）における最大荷重との比が１．０〜２．０の範囲内であればよい。
【００２１】
＜熱成形品の製造方法＞
［加熱軟化工程］
まず基材とシート材を、基材中の熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移温度より高い温度に加熱して基材を軟化させる。このとき基材中の熱可塑性樹脂の温度が賦形温度になるように加熱する。
加熱方法としては、特に限定されないが、ＩＲヒーター、ＩＨヒーター、熱風循環式オーブン、スチーム式オーブン等が挙げられる。
加熱軟化工程において、基材とシート材とは積層されていてもよく、積層されていなくてもよい。次工程では基材とシート材とを積層することが必要であるため、本工程において予め両者を積層しておくことが、工程が煩雑にならない点で好ましい。
加熱軟化工程において、基材を変形させずに加圧してもよい。基材がプリプレグを積層した積層材料である場合、加熱加圧することで層間の接着性を向上させることができる。
または、基材およびシート材を一端加熱して基材中の熱可塑性樹脂を軟化させた後に冷却して該熱可塑性樹脂を固化させた後、再加熱して該熱可塑性樹脂を軟化させてもよい。
【００２２】
［成形工程］
次に、軟化された基材とシート材を積層した状態で賦形する。すなわち、基材とシート材とが積層された状態の熱成形用材料を賦形する。シート材は基材の片面上に積層してもよく、両面上に積層してもよい。基材の延伸による肉厚不均一を改善する効果が高い点では、両面上に積層することが好ましい。
賦形は熱成形法において公知の手法を用いて行うことができる。例えば、屈曲部および／または湾曲部を有する型（例えば金型、以下同様。）の外側に、基材とシート材が積層された熱成形用材料を押し付けて賦形する方法（押し付け法）、基材とシート材が積層された熱成形用材料を空気圧で型に密着させる方法（圧空法）、また基材とシート材が積層された熱成形用材料と型との隙間を減圧して賦形する方法（真空法）等を用いることができる。この場合、型の温度は２０℃〜１００℃が好ましい。型の温度が低すぎると、加熱軟化した基材の冷却が急速となり、充分な賦形時間が確保できない場合がある。一方、型の温度が高すぎると、脱型が困難となるおそれがある。
【００２３】
賦形した熱成形品は、十分に冷却して固化させた後に型から取り外す（脱型）。具体的には、熱成形品の表面温度が、基材中の熱可塑性樹脂の融点よりも３０℃以上低い温度、又は前記熱可塑性樹脂が融点を有さないときはガラス転移温度よりも１５℃以上低い温度となった後に脱型することが好ましい。
脱型方法としては特に限定されず、必要に応じて、熱成形品の端部や不要部をトリミングした後に脱型してもよい。
【００２４】
こうして得られる熱成形品は、基材とシート材の積層物が所望の形状に賦形されており、基材の表面とシート材とは一体化している。さらにシート材の、基材側とは反対側の表面上に、意匠性もしくは機能性の観点から、必要に応じて、樹脂層、金属被覆層、ゴム層、またはこれらの複合層を一体的に積層してもよい。
後述の実施例に示されるように、加熱軟化された基材に特定の物性を有するシート材を積層した状態で賦形することにより、熱成形時の延伸によって生じる肉厚不均一を抑制することができる。
したがって本発明は、基材が多様に引き延ばされて、局部的に薄くなったり、窪みができる等の肉厚不均一を生じやすい形状に賦形する場合に特に好適である。例えば、屈曲部および／又は湾曲部を有する形状の熱成形品の製造に好適である。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
＜製造例１：熱可塑性樹脂を含む基材の製造方法＞
繊維状強化材として炭素繊維（三菱レイヨン製、製品名：パイロフィル（登録商標）ＴＲ−５０Ｓ１５Ｌ）を用いた。熱可塑性樹脂として酸変性ポリプロピレン樹脂（融点１６５℃）を用いた。
炭素繊維を繊維方向が一方向となるように平面状に引き揃えて目付が７２．０ｇ／ｍ２である強化繊維シートとした。この強化繊維シートを、酸変性ポリプロピレン樹脂製のフィルム（三菱化学社製、製品名：モディック（登録商標）Ｐ９５８、目付：３６．４ｇ／ｍ２）で挟み、加熱加圧して熱可塑性樹脂を強化繊維シートに含浸させ、繊維の体積含有率（Ｖｆ）が３３％、厚さが、０．１２ｍｍのプリプレグを得た。
得られたプリプレグを、縦横６００ｍｍの正方形状に切り出し、図１に示すように、カッティングプロッタを用いて、繊維を切断する切り込みを入れた。図１において符号１は炭素繊維（繊維状強化材）、２は切り込みを示す。切り込み２は一定長さ、一定間隔とした。切り込み２の間隔Ｄ（繊維長）を１０．０ｍｍ、切り込み２の長さＬを２８．３ｍｍ、平面視における切り込みと繊維のなす角度θを４５°とした。
このようにして得られた切り込みが入ったプリプレグを６枚（下の６層）重ね、その上にポリプロピレンシート（日本ポリプロ社製、製品名：ＥＡ６Ａ、厚さ０．５ｍｍ）を１枚重ね、さらに前記切り込みが入ったプリプレグを６枚（上の６層）重ねて、超音波溶着機でスポット溶接して熱可塑性樹脂を含む基材（複合材料）を作成した。下の６層は、その繊維方向が上から０°／４５°／０°／４５°／−４５°／９０°となる順で積層し、上の６層は、その繊維方向が上から９０°／−４５°／４５°／０°／４５°／０°となる順で、すなわち下の６層と対称になるように積層した。
得られた基材（複合材料）の厚さは１．９４ｍｍ、炭素繊維の体積含有率（Ｖｆ）は３３体積％であった。
【００２６】
＜例１〜４：熱成形用材料の製造＞
シート材として表１、２に示すＰＥＴ不織布を用いて熱成形用材料を作製した。
表１には各例で用いたＰＥＴ不織布の目付、および賦形温度２００℃での上記引張試験方法の結果を示す。引張試験の結果は、最も伸び難い方向（Ｓ−Ｄ方向）および最も伸びやすい方向（Ｗ−Ｄ方向）のそれぞれにおける最大荷重（単位：Ｎ）および最大荷重が得られるときの変位の値ｅ（単位：ｍｍ）をそれぞれ示す。最も伸び難い方向（Ｓ−Ｄ方向）は不織布の製造方向であり、最も伸びやすい方向（Ｗ−Ｄ方向）は該製造方向に直交する方向であった。引張試験は試験片４枚について行い、平均値を求めた。図２は例２のＰＥＴ不織布（目付６０ｇ／ｍ２）の４枚の試験片について、製造方向（Ｓ−Ｄ方向）を引張方向として上記引張試験を行った際の荷重（単位：Ｎ）および変位（単位：ｍｍ）の測定結果である。
表２には、表１の引張試験の結果より求めた、最も伸び難い方向（Ｓ−Ｄ方向）における最大荷重Ａ、最大荷重Ａにおける伸度Ｅ、Ｓ−Ｄ方向における最大荷重ＡとＷ−Ｄ方向における最大荷重Ｂの比Ｚ（Ｚ＝Ａ／Ｂ）を示す。
【００２７】
製造例１で得た基材の両面上それぞれに、表１、２に示す物性を有するＰＥＴ不織布１枚を積層し、２段の熱板油圧プレスで加熱加圧して一体化して熱成形用材料を製造した。
加熱加圧条件は、２１０℃の温度、１８ｔｏｎ（約１８０ｋＮ）のプレス力で９０秒間加熱加圧し、次いで４０℃の温度、１８ｔｏｎ（約１８０ｋＮ）のプレス力で９０秒間冷却加圧した。
【００２８】
＜成形性（肉厚均一性）の評価＞
成形性の評価として、賦形温度２００℃で熱成形する際の肉厚均一性を以下の方法で評価した。
各例で得られた熱成形用材料の、表面に最も近いプリプレグの繊維配向方向を長さ方向、それと直角方向を幅方向とし、長さ９０ｍｍ、幅４０ｍｍの長方形状に切り出したものを評価サンプルとした。
この評価サンプルを２５０℃に設定したＩＲヒーター内に配置し、表面温度が２００℃になるまで加熱軟化して取り出し、直ちに延伸した。延伸は評価サンプルを引張試験用の治具にセットし、つかみ間隔が延伸前の７０ｍｍから１４０ｍｍになるまで、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で長さ方向に延伸した（延伸倍率２．０）。
延伸後の評価サンプルを目視で観察し、肉厚が均一である場合を良好（〇）、肉厚が不均一な部分が存在する場合を不良（×）と評価した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表１】
0006649016.tif 000002
【００３０】
【表２】
0006649016.tif 000003
【００３１】
表２の結果に示されるように、例１〜３の熱成形用材料は、シート材の賦形時の温度における最大荷重Ａ、伸度Ｅおよび２方向の最大荷重の比Ｚが本発明の範囲内であり、賦形温度に加熱された状態で延伸されても肉厚不均一が生じなかった。
これに対して例４の熱成形用材料は、シート材の賦形時の温度における最大荷重Ａおよび２方向の最大荷重の比Ｚが本発明の範囲を超えており、賦形温度に加熱された状態で延伸されると肉厚の不均一が生じた。
【００３２】
［実施例１〜３］
例１〜３で製造した熱成形用材料をそれぞれ用い、押し付け法により短下肢装具を製造した。短下肢装具とは、足関節の動きを制御する目的で下腿部に装着する装具であり、屈曲部および湾曲部を有する形状の樹脂成形品である。
例１〜３で製造した熱成形用材料を適宜の大きさに切り出し、２００℃雰囲気下の循環式熱風炉内で１５分間加熱した後、表面に最も近いプリプレグの繊維配向方向が短下肢形状型の長手方向になるように、型の脹脛および踵側から押し付けて成形し、冷却後、型から外し、短下肢装具を得た。
【符号の説明】
【００３３】
１  繊維
２  切り込み
Ｄ  切り込みの間隔（繊維長）
Ｌ  切り込みの長さ
θ  切り込みと繊維のなす角度
【図１】
0006649016.tif 000004
【図２】
0006649016.tif 000005