(57)【要約】【課題】リサイクル炭素繊維を用いた抄造体および成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させて材料スラリーを調製した後、前記材料スラリーを抄造法により所定の形状に成形して、前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程と、前記抄造体を加圧および加熱して硬化成形することにより成形体を得る工程、を含む成形体を製造する方法が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、
前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させて材料スラリーを調製した後、抄造法を用いて、前記材料スラリーから前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程、
を含む抄造体の製造方法。
【請求項２】
前記リサイクル炭素繊維が、炭素繊維強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグを樹脂分解処理することにより回収された炭素繊維である、請求項１に記載の抄造体の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂分解処理が、熱分解法、常圧溶解法、超臨界流体法または亜臨界流体法を用いて実施される、請求項２に記載の抄造体の製造方法。
【請求項４】
前記リサイクル炭素繊維が、分級されたリサイクル炭素繊維である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項５】
前記分級されたリサイクル炭素繊維が、１００ｍｍ以下の繊維長を有する、請求項４に記載の抄造体の製造方法。
【請求項６】
材料スラリーを調製する前記工程が、攪拌機を備える容器中で、前記溶媒に前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂を分散させる工程を含み、前記攪拌機の周速が１０ｍ／秒以上、２２ｍ／秒以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項７】
前記抄造体が、シート状または立体形状である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項８】
前記抄造体の全重量に対して、前記熱硬化性樹脂の含有量が、５重量％以上８０重量％以下であり、前記炭素繊維の含有量が、５重量％以上７０重量％以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項９】
前記炭素繊維の全重量に対する前記リサイクル炭素繊維の割合が、３重量％以上１００重量％以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項１０】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の抄造体の製造方法。
【請求項１１】
前記抄造体を構成する前記熱硬化性樹脂が、Ｂステージ状態にある、請求項１０に記載の抄造体の製造方法。
【請求項１２】
リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、
前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させた材料スラリーを調製した後、抄造法を用いて、前記材料スラリーから前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程と、
前記抄造体を加圧および加熱して硬化成形することにより成形体を得る工程、
を含む成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記リサイクル炭素繊維が、炭素繊維強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグを樹脂分解処理することにより回収された炭素繊維である、請求項１２に記載の成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記樹脂分解処理が、熱分解法、常圧溶解法、超臨界流体法または亜臨界流体法を用いて実施される、請求項１３に記載の成形体の製造方法。
【請求項１５】
前記リサイクル炭素繊維が、分級されたリサイクル炭素繊維である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【請求項１６】
前記分級されたリサイクル炭素繊維が、１００ｍｍ以下の繊維長を有する、請求項１５に記載の成形体の製造方法。
【請求項１７】
材料スラリーを調製する前記工程が、攪拌機を備える容器中で、前記溶媒に前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂を分散させる工程を含み、前記攪拌機の周速が１０ｍ／秒以上、２２ｍ／秒以下である、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【請求項１８】
前記成形体が、シート状または立体形状である、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【請求項１９】
前記成形体の全重量に対して、前記熱硬化性樹脂の含有量が、５重量％以上８０重量％以下であり、前記炭素繊維の含有量が、５重量％以上７０重量％以下である、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【請求項２０】
前記炭素繊維の全重量に対する前記リサイクル炭素繊維の割合が、３重量％以上１００重量％以下である、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【請求項２１】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含む、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄造体の製造方法、および抄造体から成形体を製造する方法に関する。より詳細には、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を用いた抄造体の製造方法、および抄造体の硬化による成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は、軽量であることに加え、優れた強度を有するため、複合材の強化繊維として用いられ、炭素繊維強化複合材は、宇宙航空機の構成部品、スポーツ、レジャー用品の構成部品等の幅広い用途で需要が拡大してきている。また、炭素繊維強化複合材の用途は、特殊品から汎用品に拡大してきていることから、その廃棄物の処理をどのように行うかが問題となっている。一般に、使用済みの炭素繊維強化複合材やその製造過程で発生する炭素繊維は埋設処理されている。このような埋設処理は、周辺環境への影響が懸念される。さらに炭素繊維は、今後ますます需要拡大が予想されるため、炭素繊維廃棄物の埋設地不足が懸念される。廃棄物処理の問題を解決するため、炭素繊維廃棄物から炭素繊維を再生して再利用する技術が提案されている。
【０００３】
リサイクル炭素繊維の利用方法として、炭素繊維強化熱可塑性樹脂成形品を粉砕し、ペレット化した後、これをバージンの炭素繊維強化熱可塑性樹脂ペレットと混合して射出成形に使用する方法が提案されている（特許文献１）。別のリサイクル炭素繊維の利用方法としては、炭素短繊維からなるシート状物を作製する工程と、当該シート状物の上に、リサイクル炭素繊維からなるシート状物を積層する工程と、当該リサイクル炭素繊維からなるシート状物の上に、炭素短繊維からなるシート状物を積層する工程を含む炭素繊維紙の製造方法が提案されている（特許文献２）。また、炭素繊維強化プラスチックの熱分解により回収されたリサイクル炭素繊維を、熱硬化性樹脂からなるマトリックス中に強化材として配合し、射出成形して異形状繊維強化プラスチックを製造する方法が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１８７９３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４９５５５号公報
【特許文献３】特開平９−１２７３０号公報
【特許文献４】特許第４６７５２７６号
【特許文献５】特許第５４２６３９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１および引用文献３に記載されるような、熱分解により回収されたリサイクル炭素繊維は、粉末状のミルド繊維や、長くても数ｍｍ程度のチョップド繊維であるため、これらを用いて得られる繊維強化プラスチックは、その強度や耐久性が、バージンの炭素繊維を用いたものに比べて劣る場合があった。特許文献２の方法は、リサイクル炭素繊維からなる不織布を作製するものである。
【０００６】
本発明は、リサイクル炭素繊維を用いた抄造体および成形体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させて材料スラリーを調製した後、抄造法を用いて、前記材料スラリーから前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程を含む抄造体の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明によれば、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させて材料スラリーを調製した後、抄造法を用いて、前記材料スラリーから前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程と、前記抄造体を加圧および加熱して硬化成形することにより成形体を得る工程を含む成形体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安価なリサイクル炭素繊維を用いて抄造体および成形体を作製する方法が提供される。本発明によれば、リサイクル炭素繊維の使用に伴う力学的特性の劣化が低減された抄造体および成形体を作製する方法が提供される。また、本発明の方法により、リサイクル炭素繊維の用途を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るシート状の抄造体の一例を示す斜視模式図である。
【図２】本実施形態に係る抄造体の製造方法の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態にかかる抄造体の製造方法は、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を準備する工程と、前記炭素繊維および熱硬化性樹脂を溶媒に分散させて材料スラリーを調製した後、抄造法により前記材料スラリーから、前記炭素繊維および前記熱硬化性樹脂からなる抄造体を得る工程を含む。
本実施形態にかかる成形体の製造方法は、上記のようにして得られた抄造体を加圧および加熱して硬化成形することにより成形体を得る工程を含む。
【００１２】
本実施形態において、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維を用いて、抄造法により抄造体が作製される。具体的には、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維と熱硬化性樹脂とが溶媒に分散された材料スラリーを抄造法により成形することにより抄造体が得られる。抄造工程において溶媒が除去され、炭素繊維と熱硬化性樹脂とから構成される抄造体が得られる。
【００１３】
ここで、抄造法とは、湿式抄紙法、すなわち製紙化技術の一つである紙抄きの技術のことをいう。また、抄造体とは、繊維等が溶媒中に分散されたスラリーから、抄造法により得られたシート状物を指す。本実施形態において、抄造体とは、繊維および熱硬化性樹脂等の原料を分散媒に分散させて得られる原料スラリーをフィルター上に抄き上げた後、フィルター上に残った湿潤状態の上記原料を乾燥し、上記分散媒を除去して得られるシート状物を指す。抄造体において、これに含まれる熱硬化性樹脂は完全硬化される前の状態にある。
【００１４】
なお、抄造法および抄造体という用語は、例えば、特許文献４および特許文献５に記載されるように、繊維材料を抄く手法を使用して得られた物の状態を示す、本発明が属する技術分野で一般的に使用される技術用語である。同文献では、抄造体とは、繊維や樹脂等の原料を分散媒に分散させた原料スラリーから、液体分を脱液し、フィルター上に残った湿式状態の固形分を指す、と記載されている。ここで湿式状態とは、このフィルタ上に残った固形分の乾燥および加熱処理を施す前の状態を指す。すなわち、固形分に含まれる熱硬化性樹脂は、ポストキュア前の硬化状態にある。また、同文献において、抄造体は、成形型内で加熱して成形することにより成形体を得るために利用される。そのため、抄造体は成形材料として用いられると記載されている。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るシート状の抄造体１０の一例を示す斜視模式図である。図１は、シート状の抄造体１０と、この抄造体１０の点線で囲まれた領域の拡大模式図を示す。本実施形態に係る抄造体１０は、熱硬化性樹脂Ａと炭素繊維Ｂとを含む。抄造体１０は抄造法を用いて作製されるため、この抄造体１０中の炭素繊維Ｂの配向が高度に制御されている。詳細には、図１に示すように、抄造体１０において、炭素繊維Ｂは平面方向に配列されている。言い換えれば、抄造体１０は、面方向から見た場合、炭素繊維Ｂの配向はランダムであり、厚み方向から見た場合、炭素繊維Ｂは平面方向に配向されている。
【００１６】
抄造体１０に含まれる熱硬化性樹脂Ａは、炭素繊維Ｂどうしを結着するバインダーとして機能するとともに、後の加熱処理により抄造体を所望の形状に成形するための成形材として機能する。具体的には、抄造体１０において、熱硬化性樹脂Ａは、完全硬化していない状態、例えば、Ｂステージ状態にあり、炭素繊維Ｂの繊維間に存在して炭素繊維Ｂどうしを結着している。抄造体１０を、使用された熱硬化性樹脂Ａの硬化温度で加熱することにより、抄造体１０を別の形状に変形できるとともに、熱硬化性樹脂Ａを完全硬化して、所望の形状の成形体を得ることができる。このように抄造体１０は、成形体を製造するための成形材料として使用される。
【００１７】
本実施形態に記載の方法において、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維が用いられる。リサイクル炭素繊維はバージンの炭素繊維より安価であるため、抄造体およびこれを硬化して得られる成形体を低コストで得ることができる。また、本実施形態の方法は、リサイクル炭素繊維を、分級等のさらなる処理なしで用いることができるため、低コストで実施することができる。本発明の方法により得られる抄造体および成形体は、リサイクル炭素繊維の使用に伴う成形品の強度、耐久性、意匠性等の劣化がほとんどまたは全くなく、バージンの炭素繊維を用いた場合と同等の性能を有する。
【００１８】
本実施形態において、リサイクル炭素繊維は、任意の供給源から入手することができる。リサイクル炭素繊維は、例えば、所定の用途で使用されたバージンの炭素繊維から回収された炭素繊維、使用済みの炭素繊維織物から回収された炭素繊維、使用済みの炭素繊維強化プラスチックを樹脂分解処理して回収された炭素繊維、または使用済みの炭素繊維プリプレグを樹脂分解処理して回収された炭素繊維を含む。
【００１９】
リサイクル炭素繊維が、炭素繊維強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグから回収された炭素繊維である場合、この回収工程は当該分野で確立された方法を用いて実施される。たとえば、これらの炭素強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグに樹脂分解処理を施して樹脂を分解した後、これらのプラスチックまたはプリプレグから樹脂を分離することにより、炭素繊維を抽出できる。この樹脂分解処理によるリサイクル炭素繊維の製造は、当該分野で確立された技術を用いて実施され得、例えば、熱分解法、常圧溶解法、超臨界流体法および亜臨界流体法のうち少なくとも１つを用いて実施される。
【００２０】
リサイクル炭素繊維として使用される炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系炭素繊維、ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維が挙げられる。
【００２１】
炭素繊維が回収される炭素繊維強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグを構成する樹脂としては、一般に、射出成形に使用できる熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、およびＡＢＳ樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、一種、あるいは２種以上のブレンド物、または２種以上からなるポリマーアロイであってもよい。
【００２２】
リサイクル炭素繊維が炭素繊維強化プラスチックまたは炭素繊維プリプレグから回収される場合、これらのプラスチックまたはプリプレグは、粉砕される。粉砕方法は、特に限定されないが、破砕機を用いて小片化する方法が挙げられる。粉砕工程により得られる炭素繊維プラスチックまたは炭素繊維プリプレグの粉砕片は、そのまま樹脂分解処理を施してもよいし、さらにペレット化して分級することにより粉砕片の形状や大きさのばらつきを均一化してもよい。形状や大きさが揃った粉砕片を用いることにより、その後の樹脂分解処理を短時間で実施することができ、樹脂分解処理による炭素繊維の折損や強度低下を低減することができる。
【００２３】
上記のようにして得られるリサイクル炭素繊維は、抄造体を作製するためのスラリー調製の前に、必要に応じて分級処理を施してもよい。分級処理により所定の繊維長を有する炭素繊維を除去し、所望の線維長を有するリサイクル炭素繊維のみを使用することができる。リサイクル炭素繊維の分級は、得られる抄造体または成形体の用途や目的の強度および外観を考慮して適宜選択することができる。例えば、１００ｍｍより長い繊維長を有する炭素繊維を除去することにより、繊維長が１００ｍｍ以下のリサイクル炭素繊維のみを使用することで、得られる抄造体または成形体の強度を維持しつつ、成形加工性を確保することができる。ここで、成形加工性とは、抄造体または成形体の表面平滑性および脱型性のことをいう。
【００２４】
本実施形態において、リサイクル炭素繊維とバージンの炭素繊維とを併用することができる。リサイクル炭素繊維とバージンの炭素繊維とを併用する場合、用いる炭素繊維全体に対するリサイクル炭素繊維の割合は、３重量％以上１００重量％以下とすることができる。好ましくは、１０重量％以上９５重量％以下であり、より好ましくは、２０重量％以上８０重量％以下であり、さらに好ましくは３０重量％以上７０重量％以下である。リサイクル炭素繊維の割合を１００重量％、すなわちリサイクル炭素繊維のみを使用することが可能であるが、リサイクル炭素繊維の割合が９５重量％を超えると、得られる抄造体または成形体の強度が低下したり、その外観に変化が現れる場合がある。一方、３重量％より少ない場合、リサイクル炭素繊維の使用の意義が薄れる。また、バージンの炭素繊維はリサイクル炭素繊維と比較して高価であるため、バージン炭素繊維の量が多いほど得られる抄造体および成形体は高価となる。リサイクル炭素繊維の量は、用いるリサイクル炭素繊維の繊維長および強度等の性状、ならびに目的の抄造体または成形体の所望の機械的特性に応じて適宜調整することができる。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る抄造体を抄造法により作製する方法の一例を示す断面模式図である。本実施形態の抄造法は湿式抄造法であり、例えば、熱硬化性樹脂Ａと、リサイクル炭素繊維を含む炭素繊維Ｂとを溶媒に分散させた材料スラリーを調製する工程（図２ａ）と、その底面にメッシュ６０を備える容器に、この材料スラリーを入れ、溶媒をメッシュ６０から排出する工程（図２ｂ）とを含む。メッシュ６０上には上記材料の凝集物がシート状の形態で残存する。本実施形態において、シート状の凝集物を取り出し（図２ｃ）、乾燥させて残存する溶媒を除去し、抄造体１０を得ることができる（図２ｄ）。材料スラリーを調製する工程の後、必要に応じて凝集剤を添加して、熱硬化性樹脂Ａと炭素繊維Ｂとの凝集を促進することができる。
【００２６】
図２（ａ）に示す材料スラリーを調製する工程において、凝集剤を除く材料を溶媒に添加し、撹拌し、分散させる。本実施形態においては、熱硬化性樹脂Ａ、炭素繊維Ｂ、および必要に応じてほかの添加剤を溶媒中へ添加し、分散させる。これにより、抄造体を形成するためのワニス状の材料スラリーを得ることができる。各成分を溶媒に分散させる方法としては、とくに限定されないが、たとえば攪拌機を備える容器中で撹拌する方法が挙げられる。
【００２７】
撹拌方法は、用いる炭素繊維の繊維長、リサイクル炭素繊維の使用量、用いる材料の種類および添加量、溶媒の種類等に基づいて適宜選択することができる。たとえば、攪拌機の周速が１０ｍ／秒以上２２ｍ／秒以下で、１０分撹拌し、材料を分散することができる。このような分散条件を用いることにより、リサイクル炭素繊維を含む材料が均一に分散された材料スラリーを得ることができる。
【００２８】
材料スラリーを作製するための溶媒としては、とくに限定されないが、上記材料を分散させる過程において揮発しにくいことと、抄造体中の残存を低減するために脱溶媒をしやすいこと、脱溶媒によるエネルギーの増大を抑制できること、等の観点から、沸点が５０℃以上２００℃以下であるものが好ましい。このような溶媒としては、たとえば水；エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、エチレングリコールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸メチルなどのエステル類；テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、ジオキサン、フルフラールなどのエーテル類などが挙げられる。これらの溶媒は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、供給量が豊富であり、安価であり、環境負荷が低く、安全性が高く扱いやすいという理由から、水を用いることがとくに好ましい。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、その底面にメッシュ６０を備える容器に、材料スラリーを入れてメッシュ６０から溶媒を排出する。これにより、材料の凝集物から溶媒を分離することができる。このとき、メッシュ６０上に、シート状の材料の凝集物が残存する。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）に示す容器からシート状の凝集物を取り出す。続いて、図２（ｄ）に示すように、この凝集物を乾燥炉７０内に入れて乾燥させ、残存する溶媒をさらに除去することにより、抄造体１０を得る。
【００３１】
本実施形態において、メッシュ６０の形状を適宜選択することによって、得られる抄造体１０の形状を調整することが可能である。たとえば、平坦なシート形状のメッシュ６０を用いた場合、シート様の形状を有する抄造体１０が得られる。また、たとえば、波型、凹凸等の立体形状を有するメッシュ６０を用いた場合、立体形状を有する抄造体１０が得られる。抄造体１０の形状は、これを硬化成型して得られる成形体２０の形状、金型の形状等に応じて適宜選択することができる。また、抄造体１０の厚みは、材料スラリー中の上記各材料の量を調整することにより、または図２（ｂ）に示す抄造工程を繰り返すことにより調整することができる。
【００３２】
次に、成形体２０の製造方法について説明する。成形体２０は、上記の抄造体１０を加熱加圧下で金型成型することにより得られる。成形体２０は、目的の形状を有する金型を用いて、シート状または立体形状の抄造体１０を加熱加圧することにより作製することができる。成型方法としては、例えば、プレス成形が挙げられる。図２（ｅ）に示すように、プレス板７１で、抄造体１０を加圧するとともに、プレス板７１の外周側に熱板７２を配置して加熱する。これにより、成形体２０を得ることができる。
【００３３】
熱硬化性樹脂Ａとしては、バインダーとして作用して炭素繊維同士を結着し得る樹脂を使用できる。なお、熱硬化性樹脂Ａとしては、たとえば２５℃において固形状のものを用いることが抄造体の製造を安定的に行う観点からより好ましい。このような樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、およびポリウレタン等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
熱硬化性樹脂Ａは、抄造体中でＢステージ状態をとる樹脂であることが好ましい。言い換えると、図２（ｄ）に示すような、材料スラリーから抄造法により得られたシート状の凝集物を加熱乾燥した状態において、Ｂステージの状態にあることが好ましい。これにより、得られた抄造体を目的の形状に成形し、加熱硬化して、成形体２０を得ることができる。このような熱硬化性樹脂Ａとしては、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂が挙げられる。
【００３５】
熱硬化性樹脂Ａの含有量は、抄造体１０または成形体２０の全重量に対して、５重量％以上であることが好ましく、１５重量％以上であることがより好ましく、２５重量％以上であることがさらに好ましく、３０重量％以上であることがとくに好ましい。これにより、抄造体の加工性や軽量性をより効果的に向上させることができる。一方で、熱硬化性樹脂Ａの含有量は、抄造体１０または成形体２０の全重量に対して８０重量％以下であることが好ましく、７０重量％以下であることがより好ましく、６５重量％以下であることがとくに好ましい。これにより、抄造体１０を硬化して得られる成形体２０の熱的特性をより効果的に向上させることが可能となる。
【００３６】
炭素繊維Ｂの含有量は、抄造体１０または成形体２０の全重量に対して５重量％以上であることが好ましく、１５重量％以上であることがより好ましく、３０重量％以上であることがさらに好ましく、４０重量％以上であることがとくに好ましい。これにより、抄造体および硬化して得られる成形体２０の機械的特性や成形性のバランスをより効果的に向上させることができる。一方で、炭素繊維Ｂの含有量は、抄造体１０または成形体２０の全重量に対して７０重量％以下であることが好ましく、６５重量％以下であることがより好ましく、６０重量％以下であることがとくに好ましい。これにより、抄造体１０の加工性を向上させることができる。
【００３７】
抄造法を用いて抄造体１０を作製することにより、上記のように、抄造体１０中のリサイクル炭素繊維Ｂの配向が制御されるまた、抄造法を採用することによって、リサイクル炭素繊維Ｂを成形体１０に均一に分散させることや、リサイクル炭素繊維Ｂ同士の絡み合いを適度に作ることができると推定される。これにより、リサイクル炭素繊維を用いることに伴う抄造体１０または成形体２０の強度の劣化を抑制することができ、バージンの炭素繊維を用いた場合と同等の強度を有する成形体を得ることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００３９】
（抄造体の製造）
以下に示す配合割合で各材料を用いて、材料スラリーを調製した。
アトマイザー粉砕機で平均粒径１００μｍ（質量基準の５０％粒子径）に粉砕したレゾール型フェノール樹脂（住友ベークライト（株）製商品名ＰＲ−５１７２３）、バージン炭素繊維（東邦テナックス（株）製ＨＴ  Ｃ１１０）、リサイクル炭素繊維（熱分解法により炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）より抽出されたＰＡＮ系炭素繊維、繊維長３ｍｍ）、ケブラー（登録商標）パルプ（ダイセル化学工業（株）製商品名ティアラＫＹ４００Ｓ）とを表１に示す配合に従い溶媒である水に添加して、ディスパーザーを用いて、周速１６ｍ／秒で、３０分撹拌してスラリーを得た。ここでは、フェノール樹脂、炭素繊維、およびケブラーパルプからなる材料の合計３重量部を３００重量部の水に添加した。
次いで、凝集剤として、ポリエチレンオキシド（和光純薬工業（株）製、分子量１，０００，０００）水溶液を、上述の材料の合計に対して０．１重量％添加し、上記材料をフロック状に凝集させた。
このようにして得た凝集物を含むスラリーを、３０メッシュの金属網にとおして水を濾去した。この後、金属網上に残った凝集物を取り出し、脱水プレスし、さらに５０℃の乾燥器に５時間入れて乾燥させて、シート状の抄造体を得た。収率は９７％であった。
【００４０】
各実施例で作製した抄造体について、これに含まれる炭素繊維が抄造体の平面方向に配列されていることを確認した。
【００４１】
（成形体の製造）
各実施例について、次のようにして成形体を製造した。
まず、上記にて得られたシート状の抄造体を、１０ｃｍ×１０ｃｍにカットした。これを、圧力３００ｋｇ／ｃｍ２、温度１８０℃の条件で１０分間熱処理することにより、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１ｍｍの成形体を得た。
【００４２】
得られた成形体の曲げ強度を評価した。結果を以下に示す。
成形体の曲げ強度は、５０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍ（厚み）の試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１、「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定した。
【表１】
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【００４３】
上記表１に示されるように、実施例１および実施例２の成形体は、曲げ強度において、参考例１の成形体とほぼ同等の水準にある。実施例３の成形体は、実施例１および実施例２の成形体より低い曲げ強度を有するものの、この曲げ強度は、一般的な用途の炭素繊維強化複合材として問題なく使用できる程度であった。したがって、本実施形態の成形体は、リサイクル炭素繊維の使用に伴う曲げ強度の低下を招くことなく、バージン炭素繊維の一部または全部に代えてリサイクル炭素繊維を使用することができ、換言すれば、リサイクル炭素繊維を有効利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  抄造体
２０  成形体
６０  メッシュ
７０  乾燥炉
７１  プレス板
７２  熱板
Ａ    熱硬化性樹脂
Ｂ    炭素繊維
【図１】
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【図２】
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