(57)【要約】【課題】  良好な成形加工性を持ちながら、作業性に優れ、外観が良好な炭素繊維樹脂複合材成形体が得られる炭素繊維樹脂複合材シートを提供することを課題とする。【解決手段】  炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなる炭素繊維樹脂複合材シートにおいて、該熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における該炭素繊維樹脂複合材シートの下記式（１）で表される動的粘弾性指標Ｒが、０．３〜１．０とすることにより課題を解決する。          Ｒ＝Ｇ’（０．０１）／Ｇ’（１．０）    ・・・式（１）  Ｇ’（０．０１）：角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率  Ｇ’（１．０）：角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなる炭素繊維樹脂複合材シートであり、該熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における該炭素繊維樹脂複合材シートの下記式（１）で表される動的粘弾性指標Ｒが、０．３〜１．０である炭素繊維樹脂複合材シート。
Ｒ＝Ｇ’（０．０１）／Ｇ’（１．０）    ・・・式（１）
Ｇ’（０．０１）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
Ｇ’（１．０）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
【請求項２】
一方向に引き揃えられた炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなるプリプレグを積層することよりなる、請求項１に記載の炭素繊維樹脂複合材シート。
【請求項３】
炭素繊維樹脂複合材シートを構成する熱可塑性樹脂の結晶融点＋４０°または当該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における当該熱可塑性樹脂の溶融粘度η（Ｐａ・ｓ）を、炭素繊維（Ａ）の平均単繊維繊度Ｎ（ｄｔｅｘ）の自乗で除した下記式（２）で表される値Ｈが２５０以下である、請求項１または２に記載の炭素繊維樹脂複合材シート。
Ｈ＝η／Ｎ２    ・・・式（２）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維樹脂複合材シートを、
１）熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度に加熱する工程、
２）加熱されたシートを軟化点以下の圧縮成形金型に移送する工程、
３）圧縮成形工程
を経て炭素繊維樹脂複合材成形体を得る成形方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維樹脂複合シートを圧縮成形することにより得られる、炭素繊維樹脂複合材成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維樹脂複合材シート、及びそれを用いた成形体の製造方法、それから得られる成形体に関し、さらに詳しくは成形工程における耐ドロ−ダウン性が改良されたことで、作業性、並びに外観特性がきわめて良好となる炭素繊維樹脂複合材シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
長繊維の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの成形方法としては、スタンパブルシートと言われる成形前駆体を、ＩＲヒーターなどで予備加熱したのちプレス等で加圧冷却することにより、目的の形状に賦形するスタンピング成形が最も一般的に行われている。これにより得られた炭素繊維強化プラスチックは、アスペクト比の大きな強化繊維を用いているので優れた力学物性を有する。
【０００３】
このような炭素繊維強化熱可塑性プラスチックのマトリクス樹脂としては、一般に使用される熱可塑性樹脂であれば、何でも使用可能であるが、特に成形性、耐薬品性、耐吸水性等の特性が要求される場合にポリオレフィン系樹脂を用いることが提案されている。また、より高い強度や耐熱性が要求される場合には、ポリアミド樹脂が好ましく用いられる。
【０００４】
これらの樹脂は、成形前駆体であるスタンパブルシートを製造する際に、炭素繊維束、または炭素繊維マットへの含浸性が良好なものが適しており、またスタンピング成形においても、流動性が良好なものの方が賦形性に優れることが知られている。このような炭素繊維、及び熱可塑性樹脂を用いた成形性良好な炭素繊維樹脂複合シートの製造方法はこれまでにもいくつかの提案があった。（例えば、特許文献１，２，３）
一方、含浸性、流動性に優れる樹脂をマトリクス樹脂としたスタンパブルシートは、予備加熱工程、及びそれに引き続くシートの移送工程においてドローダウン（垂れ落ち）が大きく発生するため、加熱中に破れたり、移送中、または金型にセットする際に皺や破れが発生するなどして、作業性や成形体外観を著しく悪化させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１６４４３９号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４７０１２号公報
【特許文献３】特開昭６３−２６７５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであり、耐ドローダウン性が改良することにより、作業性に優れ、外観が良好な炭素繊維樹脂複合材成形体が得られる炭素繊維樹脂複合材シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、炭素繊維樹脂複合材シートに特定の動的粘弾性率を有する熱可塑性樹脂を用いることにより解決できることを見出し、本発明を解決するに至った。即ち本発明の要旨は、以下の［１］〜［５］に存する。
【０００８】
［１］  炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなる炭素繊維樹脂複合材シートであり、該熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における該炭素繊維樹脂複合材シートの下記式（１）で表される動的粘弾性指標Ｒが、０．３〜１．０である炭素繊維樹脂複合材シート。
Ｒ＝Ｇ’（０．０１）／Ｇ’（１．０）    ・・・式（１）
Ｇ’（０．０１）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
Ｇ’（１．０）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
【０００９】
［２］  一方向に引き揃えられた炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなるプリプレグを積層することよりなる、上記［１］に記載の炭素繊維樹脂複合材シート。
【００１０】
［３］  炭素繊維樹脂複合材シートを構成する熱可塑性樹脂の結晶融点＋４０°または当該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における当該熱可塑性樹脂の溶融粘度η（Ｐａ・ｓ）を、炭素繊維（Ａ）の平均単繊維繊度Ｎ（ｄｔｅｘ）の自乗で除した下記式（２）で表される値Ｈが２５０以下である、上記［１］または［２］に記載の炭素繊維樹脂複合材シート。
Ｈ＝η／Ｎ２    ・・・式（２）
【００１１】
［４］  上記［１］〜［３］のいずれかに記載の炭素繊維樹脂複合材シートを、
１）熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度に加熱する工程、
２）加熱されたシートを軟化点以下の圧縮成形金型に移送する工程、
３）圧縮成形工程
を経て炭素繊維樹脂複合材成形体を得る成形方法。
【００１２】
［５］  上記［１］〜［３］のいずれかに記載の炭素繊維樹脂複合シートを圧縮成形することにより得られる、炭素繊維樹脂複合材成形体。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、予備加熱工程から圧縮成形工程にいたるまでの成形作業性が著しく改良され、成形体外観に優れる炭素繊維樹脂複合材シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】耐ドローダウン性評価方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の炭素繊維樹脂複合材成形体の製造方法ついて以下詳細に説明するが、本発明の趣旨に反しない限り、これらの内容に限定されるものではない。
【００１６】
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【００１７】
本発明の炭素繊維樹脂複合材シートは、炭素繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とからなる炭素繊維樹脂複合シートであり、該樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における動的粘弾性指標Ｒが０．３〜１．０であることを特徴とする。ここで、
Ｒ＝Ｇ’（０．０１）／Ｇ’（１．０）  ・・・式（１）
Ｇ’（０．０１）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
Ｇ’（１．０）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
である。ここでいう結晶融点、またはガラス転移点とは、使用される熱可塑性樹脂が複数の樹脂を含み、結晶融点、またはガラス転移点が複数存在する場合は、それらのうち最も高い温度を該樹脂の結晶融点、またはガラス転移点とする。結晶融点、及びガラス転移点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）で公知の方法、即ち、室温から樹脂の熱分解温度以下の温度までを１０℃／ｍｉｎの試験速度で測定し、結晶融解ピークの極値から結晶融点を、変曲点からガラス転移点が決定される。
【００１８】
本発明者らは、動的粘弾性指標Ｒを０．３〜１．０の範囲とすることにより、シートを構成する熱可塑性樹脂が軟化点を超えて加熱されても、シート自体のドローダウンが有効に抑制され、さらに驚くべきことに、スタンピング成形時の流動性も全く損なわれないということを見出した。
【００１９】
一般に樹脂単独のレオロジー的性質としては、Ｒの値は０．０００１〜０．００１の範囲を取ることが多い。一方、粒子や繊維状物質（以下粒子等という）を含有する流体に関する研究によれば、粒子等が高濃度化すると粒子間の流体力学的相互作用により、角周波数ω＜１（ｒａｄ／ｓｅｃ）の領域における貯蔵弾性率Ｇ’に第２ゴム状平坦部と言われる領域が観察され、Ｒの値が上昇することが知られている。このような流体は、低歪速度領域において顕著な増粘挙動を示す、いわゆるチクソトロピー性流体となる。（参考文献：「日本レオロジー学会誌，５，１１０（１９７７）」）
本発明においてＲの値を０．３〜１．０とすることにより、耐ドローダウン性が良好な性質を示すのは、上述のような流体力学的相互作用により、炭素繊維同士のすり抜けが適度に抑制された結果であると考えられる。
【００２０】
以下、炭素繊維樹脂複合シートの構成について詳細に説明する。
【００２１】
＜熱可塑性樹脂＞
本発明においてマトリクス樹脂として使用される熱可塑性樹脂は特に限定されないが、例えば、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましいものとして挙げられる。コストと物性の兼ね合いからポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィドが好ましく用いられ、ポリアミド、ポリプロピレンが特に好ましい。これらの樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２２】
＜ポリアミド樹脂＞
本発明に使用されるポリアミド樹脂は、特に限定されないが、結晶性ポリアミド樹脂であることが望ましい。耐熱性、加工特性などの観点から、結晶融点が１６０℃〜３００℃のものが好ましく、特に２００℃〜２８０℃が好ましく用いられる。融点が１６０℃未満の場合、耐熱性が低いことや剛性が低いことから好ましくなく、３００℃を超えるとシートの製造上、及び成形体の製造上好ましくない。具体的には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド４６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド９Ｔ，ポリアミド１０Ｔ、ポリアミド１１Ｔのようなホモポリマーや、ポリアミド６／６６、ポリアミド６／１２、ポリアミド６６／１０，ポリアミド６６／１２、ポリアミド６Ｔ／６，ポリアミド６Ｔ／６６，ポリアミド６Ｔ／６Ｉ、ポリアミド６６／６Ｉのような共重合体等があげられる。これらのポリアミド樹脂に使用される共重合成分は特に限定されない。共重合されるジアミン成分としては、パラキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン、フェニレンジアミン、トルエンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどが例示される。これらの中では、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミンが好ましい。また、共重合されるジカルボン酸成分としては、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、２−メチルテレフタル酸等が挙げられる。これらの中では、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸が好ましい。また６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、ｐ−アミノメチル安息香酸などのアミノ酸や、ω―ラウロラクタムなどのラクタムなどが挙げられる。
【００２３】
これらの中で、好ましいホモポリマーとしてはポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６が、好ましい結晶性共重合体としては、ポリアミド６／６６、ポリアミド６６／６、ポリアミド６６／６Ｉ，ポリアミド６Ｔ／６，ポリアミド６Ｔ／６６などが上げられる。特に、コスト面からポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６を主として含むことが好ましい。
【００２４】
これらのポリアミドは単独で用いても良いし、２種以上のポリアミドを混合して用いても良い。２種以上のポリアミドを混合する場合、予め溶融混練することでポリアミド間のアミド交換反応を起こさせることにより、共重合と同様の効果、即ち結晶性の抑制、靱性の付与などの効果を得ることができる。
【００２５】
ポリアミド樹脂の溶融粘度は、樹脂の結晶融点＋４０℃の温度において、１０〜１０００（Ｐａ・ｓ）のものが好ましく用いられる。５０〜５００（Ｐａ・ｓ）がさらに好ましく、７０〜３００（Ｐａ・ｓ）が特に好ましい。
【００２６】
溶融粘度が１０（Ｐａ・ｓ）未満であるとマトリクス樹脂の機械的強度が低く、炭素繊維樹脂複合材料の機械的強度が低下する。溶融粘度が１０００（Ｐａ・ｓ）超過であると、炭素繊維樹脂複合材シートを製造する際に、炭素繊維に対する樹脂の含浸性が悪化するために炭素繊維樹脂複合材料の機械的性質が劣るものとなる。
【００２７】
＜ポリプロピレン系樹脂＞
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、結晶性ポリプロピレンが好ましく用いられる。結晶性ポリプロピレン成分は、プロピレンの単独重合体であることが物性上好ましいが、プロピレンに少量の他のコモノマーを共重合することによって得られる結晶性の重合体であってもよい。
【００２８】
ポリプロピレン成分の結晶性は、アイソタクチック指数（沸騰ｎ−ヘプタン抽出による不溶分）として、９０％以上、好ましくは９５〜１００％である。結晶性が小さいと機械的強度、特に曲げ弾性率が劣るものとなる。
【００２９】
上記コモノマーとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテンなどのプロピレン以外のα−オレフィン、スチレン、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナンなどのビニル化合物等を挙げることができる。これらは２種以上が共重合されていてもよい。
【００３０】
プロピレンにコモノマーを共重合する際のコモノマーの量としては、適宜選択できるものであるが、例えば、ポリプロピレン成分の全質量を基準として３質量％以下程度を使用する。コモノマーの含有量がこの程度であれば、結晶性が著しく損なわれることはない。
【００３１】
ポリプロピレン系樹脂の溶融粘度は、樹脂の結晶融点＋４０℃の温度において、２０〜２０００（Ｐａ・ｓ）のものが好ましく用いられる。５０〜１５００（Ｐａ・ｓ）がさらに好ましく、７０〜６００（Ｐａ・ｓ）が特に好ましい。
【００３２】
溶融粘度が２０（Ｐａ・ｓ）未満であるとマトリクス樹脂の機械的強度が低く、炭素繊維樹脂複合材料の機械的強度が低下する。溶融粘度が２０００（Ｐａ・ｓ）超過であると、炭素繊維樹脂複合材シートを製造する際に、炭素繊維に対する樹脂の含浸性が悪化するために炭素繊維樹脂複合材料の機械的性質が劣るものとなる。
【００３３】
また、本発明では、炭素繊維とポリプロピレン系樹脂の接着性を改善するために、ポリプロピレン系樹脂に有機酸をグラフト重合することによって得られる酸変性ポリプロピレン樹脂を含むことが好ましく、酸変性ポリプロピレンを単独で用いてもよい。
【００３４】
有機酸によるポリオレフィン系樹脂の酸変性方法は特に限定されず、公知の方法を適宜採用することができる。具体的にはポリオレフィン樹脂に、有機酸とジクミルペルオキシド、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）ペルオキシジカーボネート、ジ（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン等の公知の有機過酸化物を添加し、溶融混練する方法が挙げられる。
【００３５】
酸変性において添加する有機酸及び有機過酸化物の添加量は特に限定されないが、有機酸の添加量は、ポリオレフィン樹脂に対し通常０．１以上、好ましくは０．５以上、より好ましくは１．０以上であり、通常１５以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５．０以下である。有機過酸化物の添加量は、ポリオレフィン樹脂に対し通常０．１以上、好ましくは０．５以上、より好ましくは１．０以上であり、通常１５以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５．０以下である。
【００３６】
酸変性ポリオレフィン樹脂の酸変性度は特に限定されないが、通常０．００１質量％以上、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０２質量％以上であり、通常１．０質量％以下、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．３質量％以下である。
【００３７】
酸変性度は、公知の赤外吸収スペクトル法を用いて測定される。
【００３８】
＜炭素繊維＞
本発明の製造方法によって製造される炭素繊維樹脂複合材成形体は、炭素繊維を含むものであるが、無機繊維、有機繊維、金属繊維、又はこれらを組み合せたハイブリット構成の強化繊維を含むものであってもよい。
【００３９】
無機繊維としては、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【００４０】
有機繊維としては、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、その他一般のナイロン繊維、ポリエステル等が挙げられる。
【００４１】
金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維を挙げられ、また金属を被覆した炭素繊維でもよい。
【００４２】
また、これらの平均繊維直径は、１〜５０μｍであることが好ましく、５〜２０μｍであることがさらに好ましい。なお、炭素繊維の平均単繊維繊度は、好ましくは０．５ｄｔｅｘ以上、より好ましくは０．６ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは３．０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは２．５ｄｔｅｘ以下である。
【００４３】
＜炭素繊維樹脂複合材＞
本発明の製造方法は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂からなる炭素繊維樹脂複合材をスタンピング成形する成形工程を含むものであるが、成形前の炭素繊維樹脂複合材の調製方法は特に限定されず、公知の方法を適宜採用することができる。
【００４４】
例えば、フィルム状とした熱可塑性樹脂を２枚準備し、その２枚の間に炭素繊維をシート状に並べた炭素繊維シートを挟み込み、加熱及び加圧を行うことにより得ることができる。より具体的には、２つのロールから熱可塑性樹脂フィルム２枚を送り出すとともに、別のロールから供給される炭素繊維シートを２枚の熱可塑性樹脂フィルムの間に挟み込ませ、加熱及び加圧することによって行う。加熱及び加圧する手段としては、公知のものを用いることができ、熱ロールを利用したり、予熱装置と熱ロールの対を複数使用したりするなどの多段階の工程を要するものであってもよい。ここで、フィルムを構成する熱可塑性樹脂は１種類である必要はなく、別の種類の熱可塑性樹脂からなるフィルムを、上記のような装置を用いてさらに積層させてもよい。
【００４５】
また、ロールを用いずに、通常使用される熱プレス機に樹脂フィルムと炭素繊維を供して加熱圧縮してもよい。
【００４６】
なお、加熱温度は、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、通常、１００〜４００℃である。一方、圧力は、通常０．１〜１０ＭＰａである。この圧力については、プレス力を炭素繊維シートの面積で除した値とする。この範囲であれば、炭素繊維の間に熱可塑性樹脂を十分に含浸させることができる。
【００４７】
成形前の炭素繊維樹脂複合材の具体的な形態・物性等も特に限定されないが、炭素繊維樹脂複合材中の炭素繊維の体積含有率（Ｖｆ）は、通常１０体積％以上、好ましくは１５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上であり、通常５５体積％以下、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４５体積％以下である。炭素繊維の体積含有率（Ｖｆ）が５５％以下であれば、十分な流動性を確保することができ、体積含有率（Ｖｆ）の値が低いほど流動性は向上するが、体積含有率（Ｖｆ）の値が１０％未満では構造材に必要な力学特性は得られない。なお、炭素繊維の体積含有率（Ｖｆ）は、ＪＩＳ  Ｋ７０７５に準拠した方法により測定することができる。
【００４８】
このようにして得られた厚さ５０〜２００μｍのシート状炭素繊維複合材プリプレグを積層することで、炭素繊維複合材シートを得ることができるが、この際、繊維の配向軸を任意に組み合わせることで、強度・弾性率の異方性を制御することができる。
【００４９】
等方的な力学特性の炭素繊維複合材シートを得るためには、例えばシートを繊維軸に沿ってスリッティングしたのち任意の長さに切断し、得られた微小片をランダムに積層させて加熱圧着する方法を取ることができる。この際、スリッティングの幅としては、２〜５０（ｍｍ）が好ましい。更に好ましくは４〜３０（ｍｍ）である。スリッティング幅が２（ｍｍ）未満であると炭素繊維複合材シートの成形性が悪化するとともに、積層させる際に嵩高くなり生産性が悪化する。スリッティング幅が５０（ｍｍ）超過であると、炭素繊維複合材シートの力学強度のばらつきが大きくなり、好ましくない。
【００５０】
また、等方的な力学特性の炭素繊維複合材シートを得るためには、一方向に引き揃えられたプリプレグに、炭素繊維を断ち切るための切込を入れ、繊維方向が平面を等分割するように積層させる方法を取ることも好ましく用いられる。例えば、繊維軸を［０°，９０°］として積層すれば平面を２分割できる。繊維軸を［０°，６０°，１２０°］として積層すれば平面を３分割できる。４分割する場合は［０°，４５°，９０°，１３５°］とすればよく、６分割する場合は［０°，３０°，６０°，９０°，１２０°，１５０°］とすればよい。
【００５１】
プリプレグに入れる切込みは、繊維に対して任意の角度を持たせることができるが、流動性、及び機械的強度のバランスから、繊維方向に対して３０乃至６０°の角度とすることが望ましい。切込みは連続なものでも不連続なものでもよい。
【００５２】
一般に炭素繊維樹脂複合材に含まれる炭素繊維の長さは、長いほど力学特性に優れるものの、スタンピング成形時の流動性は低下する。スタンピング成形時の流動性向上のためには、炭素繊維をある長さに切断することが効果的であり、このことによりリブやボスといった複雑な３次元形状にも流動する炭素繊維樹脂複合材を得ることができる。なお、「炭素繊維を断ち切るための切込」とは、炭素繊維を断ち切る深さを有し、さらに炭素繊維の配向方向とは異なる方向に伸びる切込であることを意味する。
【００５３】
炭素繊維樹脂複合材が炭素繊維を断ち切る切込を有する場合、断ち切られた炭素繊維の長さは特に限定されないが、通常１０ｍｍ以上、好ましくは１５以上、より好ましくは２０ｍｍ以上であり、通常５０ｍｍ以下、好ましくは４５ｍｍ以下、より好ましくは４０ｍｍ以下である。上記範囲内であれば、十分な力学物性とスタンピング成形時のリブ等の薄肉部への流動を両立させることができる。
【００５４】
さらには、１方向に引き揃えられたプリプレグを用いず、ランダムに絡み合わされた炭素繊維で形成されたウェブに、樹脂を溶融含浸させることでシートを製造することでも機械的特性が等方的なシートを製造しうる。ただし、このような方法で得られたシートは単独では成形性が悪く、適宜切込みを入れたものを積層して使用することが好ましい。
【００５５】
本発明の炭素繊維複合材シートはマトリクス樹脂の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃における動的粘弾性指標Ｒが０．３〜１．０であることが必要である。ここで、Ｒは以下の式で定義される。
Ｒ＝Ｇ’（０．０１）／Ｇ’（１．０）    ・・・式（１）
Ｇ’（０．０１）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
Ｇ’（１．０）：前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の結晶融点＋４０℃または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃、かつ角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における該炭素繊維樹脂複合材シートの貯蔵弾性率
【００５６】
Ｒが０．３未満であると、炭素繊維複合成形体を成形する際に、予備加熱工程、及びそれに引き続くシートの移送工程においてドローダウン（垂れ落ち）が大きく発生するため、加熱中に破れたり、移送中、または金型にセットする際に皺や破れが発生するなどして、作業性や成形体外観を著しく悪化させることになる。
【００５７】
Ｒが０．３〜１．０となるシートを得る方法としては、１）炭素繊維複合材シートを製造する際に、シートの投影面積が原料となるプリプレグの投影面積の１．５倍以上に流動するように熱プレスする方法、２）プリプレグを構成する炭素繊維とマトリクス樹脂の組み合わせとして、樹脂の溶融粘度η（Ｐａ・ｓ）を炭素繊維の繊度Ｎ（ｄｔｅｘ）の自乗で除した値Ｈが３以上、２５０以下となるものを選ぶ方法などがあげられる。Ｈの値が３未満では、炭素繊維樹脂複合材料の機械的強度が低下して好ましくない。またＨが２５０超過であると、所望の特性のシートを得るために上記１）に記載のような特別な工夫が必要となる。
Ｈ＝η／Ｎ２  ・・・式（２）
【００５８】
これらの方法で得られた炭素繊維樹脂複合材シートは、炭素繊維含量の少ない樹脂−ｒｉｃｈ層が大きな連続相を形成することがないため、溶融時の形状保持力が強く耐ドローダウン性に優れる一方で、プリプレグ内における炭素繊維の繊維配向と垂直な方向への展開性には何ら干渉しないため、スタンピング成形時には優れた成形性を示すものと考えられる。
【００５９】
これらの方法で得られた等方、または疑似等方の炭素繊維樹脂複合材シートは、単独で用いても良いし、１種以上のシートを組み合わせて使用しても良い。
【００６０】
また、炭素繊維樹脂複合材シートを積層させる場合、シートの間に樹脂組成物層、あるいは樹脂−フィラー複合材層、発泡樹脂層などを挟んでも耐ドローダウン性が損なわれることはない。
【００６１】
積層体における炭素繊維樹脂複合材同士は、取扱いが容易になるという観点から、接着されていることが好ましい。炭素繊維樹脂複合材同士の接着方法は特に限定されず、公知の方法を適宜採用することができるが、具体的には、熱溶着、振動溶着、熱プレス、又は加熱ロールプレスを用いることが好ましい。例えば、超音波溶着機（日本エマソン株式会社製、製品名：２０００ＬＰｔ）を好適に利用することができる。
【００６２】
＜成型工程＞
本発明の製造方法は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂からなる炭素繊維樹脂複合材シートをスタンピング成形する成形工程を含むものであるが、スタンピング成形を行うための装置や具体的条件等は特に限定されず、公知の内容を適宜実施することができる。
【００６３】
例えば、加熱プレス機に所望の形状を有する金型を配置して、実施することができる。金型の材質も特に限定されず、スタンピング成形で用いられるものを採用することができ、金属製のいわゆる金型を用いることができる。
【００６４】
本発明に係る成型工程の加熱条件は、熱可塑性樹脂の種類等によって適宜選択されるべきものであるが、１００〜４００℃が好ましく、１５０〜３５０℃がより好ましい。また、加熱に先立って、予備加熱を行ってもよい。予備加熱の温度は、通常１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３８０℃である。
【００６５】
本発明に係る成型工程の加圧条件は、好ましくは０．１〜１０ＭＰａであり、より好ましくは０．２〜２ＭＰａである。この圧力については、プレス力を積層体の面積で除した値とする。
【００６６】
本発明に係る成型工程の成形時間（加熱及び加圧している時間）は、０．１〜３０分間であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜１０分間である。また、成形後の冷却時間は、０．５〜３０分間であることが好ましい。
【００６７】
なお、成形後の炭素繊維樹脂複合材成形体の厚さは、０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００６８】
本発明に係る成型工程は、金型と炭素繊維樹脂複合材（積層体）との間に潤滑剤を塗布した上で実施されてもよい。潤滑剤の作用により、炭素繊維樹脂複合材に含まれる熱可塑性樹脂の流動性が高まるため、炭素繊維の間への熱可塑性樹脂の含浸が高まるとともに、炭素繊維同士との間及び炭素繊維と熱可塑性樹脂との間に発生するボイドを低減することができる。
【００６９】
潤滑剤は、炭素繊維樹脂複合材（積層体）の片側若しくは両側の表面上、金型の片側若しくは両側の表面上、又は炭素繊維樹脂複合材（積層体）及び金型の双方の片側若しくは両側の表面上に、潤滑剤塗布装置等を利用して供給してもよく、予め金型の表面上に塗布しておいてもよい。中でも炭素繊維樹脂複合材シートの両側の表面に潤滑剤が供給される態様が好ましい。
【００７０】
潤滑剤の種類としては、例えばシリコーン系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、又はこれらの混合物が挙げられる。シリコーン系潤滑剤としては、高温環境で用いることができる耐熱性のものが好ましく用いられる。より具体的には、メチルフェニルシリコーンオイルやジメチルシリコーンオイルのようなシリコーンオイルを挙げることができ、市販されているものを好ましく用いることができる。フッ素系潤滑剤としては、高温環境で用いることができる耐熱性のものが好ましく用いられる。そのようなものの具体例としては、パーフルオロポリエーテルオイルや三フッ化塩化エチレンの低重合物（重量平均分子量５００〜１３００）のようなフッ素オイルを用いることができる。
【００７１】
本発明の製造方法によって得られる炭素繊維樹脂複合材は、破壊強度（曲げ強度）に優れる。かかる曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｋ７０７４に基づいて測定することができる。本発明の製造方法によって得られる炭素繊維樹脂複合材成形体の曲げ強度は、通常２５０ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上である。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例により本発明の具体的態様を詳細に説明するが、本発明が実施例の態様のみに限定されないことは言うまでもない。
【００７３】
＜原料＞
＜＜炭素繊維（Ａ）＞＞
炭素繊維１（平均単繊維繊度：０．７ｄｔｅｘ、真円度：０．９５、フィラメント数：１５０００本、ストランド強度：５００ｋｇｆ／ｍｍ２、ストランド弾性率：２４．５ｔｏｎｆ／ｍｍ２）
炭素繊維２（平均単繊維繊度：１．４ｄｔｅｘ、真円度：０．８２、フィラメント数：２８０００本、ストランド強度：４１４ｋｇｆ／ｍｍ２、ストランド弾性率：２４．５ｔｏｎｆ／ｍｍ２）
＜＜熱可塑性樹脂組成物（Ｂ）＞＞
変性ポリプロピレン１  （溶融粘度＝４２４Ｐａ・ｓ，酸変性度＝０．２６質量％）
変性ポリプロピレン２  （溶融粘度＝５７２Ｐａ・ｓ，酸変性度＝０．２０質量％）
変性ポリプロピレン３  （溶融粘度＝１９６Ｐａ・ｓ，酸変性度＝０．５３質量％）
ポリアミド樹脂        （宇部興産（株）社製  製品名：ＵＢＥナイロン  １０１３Ｂ，溶融粘度＝１４８Ｐａ・ｓ）
＜物性評価＞
（樹脂の溶融粘度）
マトリクス樹脂を厚さ１ｍｍにプレス成型し、打ち抜き刃で直径２５ｍｍφの粘弾性測定用試験片を作成した。この試験片を樹脂の軟化点（結晶性樹脂においては結晶融点）より４０℃高い温度に温度調整された回転式粘度計に装填し、動的粘弾性を角周波数ω＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ）から０．１（ｒａｄ／ｓｅｃ）まで、歪量＝５〜２０％で測定した。測定装置には、ＡＲＥＳ１００ＦＲＴＮ１（ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）製）を用い、測定治具には直径２５ｍｍφのパラレルプレートを使用した。得られた動的粘弾性データの角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における複素粘性率を樹脂の溶融粘度とした。測定時に試料に印加する歪量は、測定トルクが装置トランスデューサーのダイナミックレンジに入るように、適宜調整した
（耐ドローダウン性の評価）
得られた平板状の炭素繊維樹脂複合材から、長さ７０ｍｍ、幅１５ｍｍの短冊状試験片を切り出した。この試験片の一方を樹脂の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃の温度に温度調整されたオイルバス中に５０ｍｍ浸漬し、他方を１０ｇｆの力で牽引したさいの、試験片の変形量をレーザー変位計で計測した。試料がオイルバスに浸漬されてから５０秒後〜１００秒後の間の時間に対する変位量の変化率を１次回帰式の係数から求め、この値の絶対値を変形速度（ｍｍ／ｓｅｃ）とした。変形速度が０．１（ｍｍ／ｓｅｃ）超過のものは、予備加熱中または成形機への移送中にシートが大きくドローダウンするため作業性が悪い。
【００７４】
（シートの動的粘弾性測定）
得られた平板状の炭素繊維樹脂複合材から直径２５ｍｍφの粘弾性測定用試験片を切り出した。この試験片を樹脂の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃の温度に温度調整された回転式粘度計に装填し、動的粘弾性を角周波数ω＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ）から０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）まで、歪量＝５％で測定した。測定装置にはＡＲＥＳ１００ＦＲＴＮ１（ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）製）を用い、測定治具にはパラレルプレートを使用した。得られた動的粘弾性データの中から、角周波数ω＝０．０１（ｒａｄ／ｓｅｃ）における貯蔵弾性率Ｇ’の値と角周波数ω＝１．０（ｒａｄ／ｓｅｃ）における値との比を取り、動的粘弾性指標Ｒとした。
Ｒ＝Ｇ’（ω＝０．０１［ｒｅｄ／ｓｅｃ］）／Ｇ’（ω＝１．０［ｒｅｄ／ｓｅｃ］）
【００７５】
（シートの流動性）
得られた積層基材より、たて７８ｍｍ、よこ７８ｍｍの板状物を２枚切り出した。その板状物を２枚重ねて、ミニテストプレス（東洋精機製、製品名：ＭＰ−２ＦＨ）を用いて樹脂の結晶融点＋４０℃、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点＋４０℃の温度に温度調整された加熱プレス中で１０分間加熱後、樹脂の結晶融点、または該熱可塑性樹脂が融点を有さない非晶性樹脂の場合は当該熱可塑性樹脂のガラス転移点より４０℃低い温度に温度調整された冷却プレス中で１０ＭＰａの条件で６０秒間プレスした。プレス成形前後での厚みを測定し、初期厚みを最終厚みで除すことにより流動性の評価指標Ｆとした。Ｆ＜１．８は流動性不良（×）、Ｆ＝１．８〜２．２は流動性可（△）、Ｆ＞２．２は流動性良好（○）である。
流動性指標Ｆ＝［試験後の試料厚み（ｍｍ）］／［初期試料厚み（ｍｍ）］
【００７６】
（曲げ試験物性の評価）
得られた平板状の炭素繊維樹脂複合材から、長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍの曲げ強度試験片を切り出した。切り出した曲げ試験片は、ＪＩＳ  Ｋ−７０７４に規定する試験方法に従い、室温環境下で、標点間距離を８０ｍｍとし、クロスヘッド速度５．０ｍｍ／分で３点曲げ試験を行って強度と弾性率を測定した。試験機としてはインストロン万能試験機４４６５型を用いた。得られた測定値のそれぞれｎ＝４の平均値を曲げ強度および曲げ弾性率として記録した。
【００７７】
＜炭素繊維熱可塑性樹脂複合材の製造方法＞
＜＜樹脂フィルムの製造＞＞
原料の変性ポリプロピレン１は、アイ・ケイ・ジー（株）製ＰＭＳ３０−３２に、幅３５０ｍｍのＴ−ダイを装着して押し出し、（株）ＧＳＩクレオス製シート冷却巻取り装置７０５−ＦＡ０８２を用いて厚さ約４０μｍの樹脂組成物フィルム−１とした。
【００７８】
同様に、変性ポリプロピレン樹脂２から樹脂フィルム−２を、変性ポリプロピレン３から樹脂フィルム−３を、ポリアミド樹脂から樹脂フィルム−４を得た。
【００７９】
＜プリプレグの製造＞
ドラムワインド方式にて、炭素繊維１を用いて繊維目付を７１ｇ／ｍ２に調整した炭素繊維シートを作製した後、この炭素繊維シートに適度に張力を掛け、炭素繊維シートの両面から前記樹脂フィルム−１、フッ素樹脂製フィルム（日東電工（株）社製、製品名：ニトフロンフィルム９７０−４ＵＬ）、アルミ製の平板の順に挟み、加熱冷却二段プレスの加熱盤で２３０℃、５分、２０ｋＰａ、冷却盤で５分、３０ｋＰａの条件で繊維含有率３３ｖｏｌ％、厚み０．１３ｍｍを有する炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−１を得た。
【００８０】
同様に、炭素繊維２を用いて繊維目付を９８ｇ／ｍ２に調整し、樹脂フィルム−２を用いて繊維含有率４２ｖｏｌ％を有する炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−２を得た。
【００８１】
樹脂フィルム−３、樹脂フィルム−４をそれぞれ用いた以外はＰＰＧ−２と同様の条件で、繊維含有率４３ｖｏｌ％を有する炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−３、ＰＰＧ−４をそれぞれ得た。
【００８２】
同様に、炭素繊維１を用いて繊維目付を９８ｇ／ｍ２に調整し、樹脂フィルム−１を用いて繊維含有率４１ｖｏｌ％を有する炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−５を得た。
【００８３】
樹脂フィルム４を用い、加熱冷却二段プレスの加熱盤の条件を２６０℃、１０分に変更した以外はＰＰＧ−１と同様にして繊維含有率３３ｖｏｌ％を有する炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−６を得た。
【表１】
2016169271.tif 000002
【００８４】
（実施例１）
炭素繊維熱可塑性樹脂プリプレグＰＰＧ−１をカッティングプロッター（レザック社製、製品名：Ｌ−２５００）を用いて、繊維となす角度θの絶対値が４５゜、強化繊維の繊維長Ｌが２５ｍｍ、切込み長さｌが４２ｍｍになるように切込みを入れ、２１２ｍｍ角に切り出して、切込入りプリプレグを得た。
【００８５】
この切込入りプリプレグ基材を積層構成が繰り返し回数ｎ＝４の［０／４５／９０／−４５］ｎｓであり、切込みの方向が［−４５／０／４５／９０］ｎｓとなる様に積層し、日本エマソン（株）社製超音波溶着機２０００ＬＰｔを用いて四隅をスポット溶着させて、切込入りプリプレグ積層材を得た。
【００８６】
こうして得られた切込入りプリプレグ積層材を３００ｍｍ角で深さ１．５ｍｍの印籠金型内に配置して、２００℃まで加熱した後、多段プレス機（神藤金属工業所製圧縮成形機、製品名：ＳＦＡ−５０ＨＨ０）で２２０℃の盤面で０．５５ＭＰａの圧力で７分間加熱・加圧後、同一の圧力で室温まで冷却し、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の２倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。
【００８７】
得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。なお、試験片の切り出しに際しては、プリプレグ積層基材を配置した部分の近傍を選択することで、機械的強度、並びに流動特性の異方性の影響を排除した。
【００８８】
（実施例２）
プリプレグの切り出しサイズを１５０ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝８とした以外は実施例１と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の４倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材について物性測定を行い、結果を表２に記した。
【００８９】
（実施例３）
プリプレグの切り出しサイズを１００ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝１８とした以外は実施例１と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の９倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９０】
（比較例１）
プリプレグの切り出しサイズを３００ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝２とした以外は実施例１と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の１倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９１】
（比較例２）
プリプレグの切り出しサイズを２５４ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝３とした以外は実施例１と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の１．４倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．２ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９２】
（実施例４）
上記で得られたＰＰＧ−２を、幅８ｍｍにスリットした後、裁断機を用いて、長さ３０ｍｍに裁断し、チョップドプリプレグを得た。得られたチョップドプリプレグ６３ｇを鋼鉄製の成型型（内部形状：１２０ｍｍ×２００ｍｍ×１５ｍｍ）の中に、繊維配向がランダムになるように堆積させた。
【００９３】
前記チョップドプリプレグを堆積させた成型型を、盤温２８０℃に予め加熱させた加熱冷却二段プレス機（神藤金属工業所社製、Ｆ−３７）に投入し金型の内温が２１０℃になるまで予熱を行った。続いて、圧力２．０ＭＰａで７分間加熱プレスを行った後、圧力４．０ＭＰａで冷却プレスを行い、繊維がランダムに配向した炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９４】
（実施例５）
使用したプリプレグをＰＰＧ−３に変えた以外は実施例４と同様にして、繊維がランダムに配向した炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９５】
（実施例６）
使用したプリプレグをＰＰＧ−４に変えた以外は実施例４と同様にして、繊維がランダムに配向した炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４３に記した。
【００９６】
（比較例３）
使用したプリプレグをＰＰＧ−５に変えた以外は実施例４と同様にして、繊維がランダムに配向した炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９７】
（実施例７）
プリプレグをＰＰＧ−６とし、予備加熱温度を２４０℃、多段プレス機の盤面温度を２５０℃とした以外は実施例１と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の２倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９８】
（実施例８）
プリプレグの切り出しサイズを１５０ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝８とした以外は実施例７と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の４倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【００９９】
（比較例４）
プリプレグの切り出しサイズを３００ｍｍ角にし、積層構成の繰り返し回数ｎ＝２とした以外は実施例７と同様にして、投影面積が切込入りプリプレグ積層基材の面積の１倍となる炭素繊維樹脂複合材を得た。得られた複合材の厚みは約２．１ｍｍであった。得られた複合材の製造条件を表２に、特性評価結果を表３、４に記した。
【０１００】
＜成形試験例＞
（予備加熱工程）
得られた炭素繊維樹脂複合材シートを、太さ１０ｍｍφ、長さ１，０００ｍｍの鉄製の棒を間隔１００ｍｍでフォーク状に配置した治具上に保持し、赤外ヒーターを用いた予備加熱機中に保持する。
【０１０１】
シート表面温度を非接触式温度センサーで計測し、表面温度が樹脂の結晶融点より６０℃高い温度に達するまで加熱を行う。
【０１０２】
（移送工程）
加熱が終了したシートを、保持している治具ごと樹脂の結晶融点より２０℃低い温度に温度調整された冷却プレス機の金型中に移送する。
【０１０３】
（圧縮成形工程）
シートを金型内に１００ｍｍ間隔で突き出しているエジェクターピン上に置き、シートを保持していたフォーク状の治具を抜き取り、エジェクターピンを金型と連動させて収めながら金型を閉じ、１〜５分間加圧下でシートを冷却し、所望の炭素繊維樹脂複合材成形体を得る。
【０１０４】
（作業性、並びに成形体外観の評価）
本発明の実施例に記載のシートは、いずれもシートのドローダウンが小さいため、運搬に支障がなく作業性が良好であるとともに、エジェクターピンでの皺の発生も抑えられ、良好な外観の成形体が得られる。
【０１０５】
本発明の比較例に記載のシートは、予備加熱工程や移送工程で大きくドローダウンして、シートが破れたり冷却プレス機の金型への装填が不可能となり、作業性が悪いかまたは作業の継続が困難となる。また、冷却金型に装填した後にエジェクターピンによる突き破りが生じたり、皺が発生するなどして良外観の成形体が得られない。
【表２】
2016169271.tif 000003
【表３】
2016169271.tif 000004
【表４】
2016169271.tif 000005
【図１】
2016169271.tif 000006