(57)【要約】  チョップド繊維束［Ａ］とマトリックス樹脂［Ｂ］を含む繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］であって、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋ（１≦ｋ≦ｎ）を構成するチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする繊維強化樹脂成形材料、およびそれを成形して得られる成形品。本発明に係る繊維教科樹脂成形材料は、優れた流動性を発現し、成形品とした場合に優れた力学特性を発現できる。
2020090877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョップド繊維束［Ａ］とマトリックス樹脂［Ｂ］を含む繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］であって、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋ（１≦ｋ≦ｎ）を構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする繊維強化樹脂成形材料。
【請求項２】
前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする、請求項１に記載の繊維強化樹脂成形材料。
【請求項３】
前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束幅［Ｗｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の繊維強化樹脂成形材料。
【請求項４】
前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維長［Ｌ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維長［Ｌｎ］とが、下記式（１）を満たすことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｌｎ／Ｌ１≦１．５・・・（１）
【請求項５】
前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束厚み［Ｔ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束厚み［Ｔｎ］とが、下記式（２）を満たすことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｔｎ／Ｔ１≦２．０・・・（２）
【請求項６】
前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束幅［Ｗ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束幅［Ｗｎ］とが、下記式（３）を満たすことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｗｎ／Ｗ１≦１．６・・・（３）
【請求項７】
前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内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繊維強化樹脂成形材料。
【請求項８】
前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］が０．０１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内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繊維強化樹脂成形材料。
【請求項９】
前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］が０．５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
【請求項１０】
前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均カット角度θが０°＜θ＜９０°の範囲内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繊維強化樹脂成形材料。
【請求項１１】
前記マトリックス樹脂［Ｂ］が熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
【請求項１２】
分割される層の数ｎがｎ≧３である、請求項１〜１１のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料を成形して得られる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続強化繊維の繊維束を切断し堆積させたチョップド繊維束にマトリックス樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂成形材料およびその成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続強化繊維の繊維束を切断した不連続強化繊維のチョップド繊維束をランダムに分散させたチョップド繊維束からなるシートと、マトリックス樹脂からなる繊維強化樹脂成形材料を用いて、加熱・加圧成形により、３次元形状等の複雑な形状の繊維強化プラスチックを成形する技術が知られている。これらの成形技術としては、シートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣ）がある。【０００３】
ＳＭＣ等の繊維強化樹脂成形材料を用いた成形品は、所望の長さに切断したチョップド繊維束からなるシートに熱硬化性樹脂であるマトリックス樹脂を含浸せしめたＳＭＣシートを、加熱型プレス機を用いて加熱加圧することにより得られる。多くの場合、加圧前にＳＭＣシートを成形体より小さく切断して金型に配置し、加圧により成形体の形状に流動させて成形を行うため、３次元形状等の複雑な形状にも追従可能となる。しかしながら、ＳＭＣシートはそのシート化工程において、チョップド繊維束の流動性が悪い場合に、繊維束が湾曲したり、配向ムラが生じてしまうため、力学特性の低下やバラツキが大きくなる課題があった。【０００４】
かかる課題を解決すべく、強化繊維の繊維長、繊維束厚み、繊維束幅など、強化繊維の形状を制御することにより優れた力学特性を発現するＳＭＣシートの製造方法が開示されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。また、繊維束を構成する繊維本数を制御して優れた力学特性を発現するＳＭＣシートの製造方法が開示されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１７／１６４１５７号パンフレット
【特許文献２】国際公開２０１４／５０８６２６号パンフレット
【特許文献３】特開２０１４−４００８８号公報
【特許文献４】特開平３−４７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、特許文献２、特許文献３では、強化繊維の繊維長、繊維束厚み、繊維束幅の平均値を規定した繊維強化樹脂成形材料や強化繊維シートが開示されている。しかし、繊維強化樹脂成形材料や強化繊維シートの厚み方向における繊維束形状や層構造の詳細な規定はなく、成形時の流動性、成形品の力学特性については改善の余地があった。【０００７】
特許文献４ではマトリックス樹脂の中に非連続の強化繊維が集束本数の多い繊維層から少ない繊維層へと変化する構造を有する繊維強化プラスチックシートが開示されている。しかし、層の構造について詳細な記載はなく、また、強化繊維の繊維長、繊維束厚み、繊維束幅に関する規定はないことから、成形時の流動性、成形品の力学特性については改善の余地があった。さらに、強化繊維には積極的にモノフィラメントを含むため、成形時の繊維の湾曲、凝集が起こりやすく、強化が不十分で、ばらつきが大きくなるうえ、モノフィラメントは浮遊しやすいことから作業性が悪く、電気機器のショートを引き起こすおそれがあるなどの問題があった。【０００８】
本発明の課題は、かかる背景技術に鑑み、繊維強化樹脂成形材料に含まれる繊維束形状や、繊維強化樹脂成形材料の厚み方向に沿った層構造を制御することで、成形時の優れた流動性と、成形品とした場合に優れた力学特性を発現する繊維強化樹脂成形材料およびその成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
［１］チョップド繊維束［Ａ］とマトリックス樹脂［Ｂ］を含む繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］であって、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋ（１≦ｋ≦ｎ）を構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする繊維強化樹脂成形材料。
［２］前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする、［１］に記載の繊維強化樹脂成形材料。
［３］前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束幅［Ｗｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする、［１］または［２］に記載の繊維強化樹脂成形材料。
［４］前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維長［Ｌ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維長［Ｌｎ］とが、下記式（１）を満たすことを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｌｎ／Ｌ１≦１．５・・・（１）
［５］前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束厚み［Ｔ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束厚み［Ｔｎ］とが、下記式（２）を満たすことを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｔｎ／Ｔ１≦２．０・・・（２）
［６］前記一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束幅［Ｗ１］と、前記他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束幅［Ｗｎ］とが、下記式（３）を満たすことを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
１．０１＜Ｗｎ／Ｗ１≦１．６・・・（３）
［７］前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［８］前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］が０．０１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［９］前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］が０．５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［１０］前記チョップド繊維束［Ａ］の数平均カット角度θが０°＜θ＜９０°の範囲内であることを特徴とする、［１］〜［９］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［１１］前記マトリックス樹脂［Ｂ］が熱硬化性樹脂であることを特徴とする、［１］〜［１０］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［１２］分割される層の数ｎがｎ≧３である、［１］〜［１１］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
［１３］［１］〜［１２］のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料を成形して得られる成形品。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の繊維強化樹脂成形材料によれば、成形時の優れた流動性と、成形品とした場合に優れた力学特性を発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明で用いられるチョップド繊維束の一例を示す２次元平面投影図であり、チョップド繊維束［Ａ］の繊維長、繊維束幅および先端角度の鋭角θａ、θｂの測定箇所を示した図である。
【図２】本発明の繊維樹脂強化成形材料を製造する工程の一例を示した概略構成図である。
【図３】本発明で用いられる分散器（ディストリビューター）の概略構成図である。
【図４】本発明の繊維樹脂強化成形材料を製造する、段階的な散布方式の工程の一例を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明とその実施の形態について詳細に説明する。
本発明の繊維強化樹脂成形材料は、チョップド繊維束［Ａ］とマトリックス樹脂［Ｂ］を含む繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］であって、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋ（１≦ｋ≦ｎ）を構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することを特徴とする繊維強化樹脂成形材料である。
【００１３】
本発明におけるチョップド繊維束［Ａ］とは、一方向に配列された多数本のフィラメントからなる連続強化繊維束を、繊維長手方向に一定の間隔をおいて切断した繊維束のことである。
【００１４】
チョップド繊維束［Ａ］としては、例えば、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール（ＰＢＯ）繊維などの有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維、ステンレス繊維やスチール繊維などの金属繊維、その他、ボロン繊維、天然繊維、変性した天然繊維などを繊維として用いた強化繊維束が挙げられる。その中でも炭素繊維（特にＰＡＮ（ポリアクリルニトリル）系炭素繊維）は、これら強化繊維の中でも軽量であり、しかも比強度および比弾性率において特に優れた性質を有しており、さらに耐熱性や耐薬品性にも優れていることから、好適である。
【００１５】
本発明におけるマトリックス樹脂［Ｂ］としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂としては、熱硬化性樹脂のみを用いてもよく、熱可塑性樹脂のみを用いてもよく、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の両方を用いてもよい。
【００１６】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。特に、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂を用いると、強化繊維に対して優れた界面接着性を発現することから、好適である。熱硬化性樹脂としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
熱可塑性樹脂としては、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などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
また、マトリックス樹脂には、必要に応じて、硬化剤、内部離型剤、増粘剤、安定剤等の添加剤が配合されていてもよい。
【００１９】
本発明における繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、チョップド繊維束［Ａ］にマトリックス樹脂［Ｂ］を含浸させることにより得られる。特にマトリックス樹脂［Ｂ］として熱硬化性樹脂を用いたものは、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）と呼ばれ、成形品の中間体として利用することができる。
【００２０】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］におけるチョップド繊維束［Ａ］の重量含有率は、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の総重量に対し、２０重量％以上７５重量％以下が好ましく、３０〜７０重量％がより好ましく、４０〜７０重量％がさらに好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の重量含有率が下限値以上であれば、力学特性に優れた繊維強化樹脂材料成形品が得られやすい。チョップド繊維束［Ａ］の繊維重量含有率が上限値以下であれば、成形時の流動抵抗が小さく流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できる。
【００２１】
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を成形する場合、成形初期と成形後期で流動抵抗が異なり、この流動抵抗の変化により、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが発生し、力学特性が低下する。特に、マトリックス樹脂［Ｂ］に熱硬化性樹脂を用いた場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を加熱型プレス機を用いて加熱加圧成形する際、一般的に成形初期には高温の金型面に接する繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の最外層部分はマトリックス樹脂［Ｂ］の粘度低下により流動抵抗が低下して流動しやすいが、最外層から樹脂の硬化が始まるため、マトリックス樹脂［Ｂ］の硬化が始まる成形後期には最外層部分は粘度増加により流動抵抗が増加して流動しにくくなる。つまり、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向への熱の伝わりに時間差が生じることによって厚み方向各位置における流動抵抗が異なることから、この流動抵抗の変化により、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが発生し、力学特性が低下する。
【００２２】
そこで、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向にチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］、数平均繊維束厚み［Ｔｋ］、数平均繊維束幅［Ｗｋ］が異なる複数の層Ｆｋを設けることで、厚み方向に流動性の異なる複数の層を作製し、成形時の流動抵抗の変化を分散させることにより、力学特性の低下を抑制することができる。
【００２３】
前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の各層を構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］、好ましくは数平均繊維長［Ｌｋ］かつ数平均繊維束厚み［Ｔｋ］、より好ましくは数平均繊維長［Ｌｋ］かつ数平均繊維束厚み［Ｔｋ］かつ数平均繊維束幅［Ｗｋ］は、一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有するため、最外層Ｆｎに近い層ほど流動抵抗が大きい。一方、加熱加圧成形時に最外層Ｆｎを加熱型の下型に接するように配置すると、上型が最外層Ｆ１と接するまでに最外層Ｆｎは下型によって加熱されているため最外層Ｆｎに近い層ほどマトリックス樹脂［Ｂ］の粘度が低下し樹脂は流動しやすい状態にある。したがって、各層のマトリックス樹脂［Ｂ］の流動しやすさと前記チョップド繊維束［Ａｋ］による流動抵抗の大きさの相互作用により、各層の流動状態の差異は小さくなり、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できる。
【００２４】
また、チョップド繊維束［Ａ］にマトリックス樹脂［Ｂ］を含浸させる際、最外層Ｆ１からのみ樹脂を供給する場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に一方向にマトリックス樹脂［Ｂ］が流れやすくチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸が促進される。
【００２５】
含浸時に各最外層から樹脂を供給する場合は、最外層Ｆｎから厚み方向へ樹脂が移動する速度が、最外層Ｆ１から厚み方向へ樹脂が移動する速度よりも大きいため、厚み方向中心部付近で各最外層から供給された樹脂が合流する際、最外層Ｆｎから供給された樹脂の移動は概ね完了しており、樹脂の移動速度は小さくなっている。よって、各最外層から供給された樹脂同士の合流速度が緩やかとなるため、チョップド繊維束［Ａ］内やチョップド繊維束［Ａ］間の空気が外部に抜けやすく含浸状態が良好となる。
【００２６】
本発明において、チョップド繊維束［Ａ］の繊維長とは、チョップド繊維束［Ａ］の繊維方向に沿う方向の長さであり、チョップド繊維束［Ａ］の束厚みとはチョップド繊維束［Ａ］の繊維方向に対して垂直な断面のうち短径であり、チョップド繊維束［Ａ］の束幅とはチョップド繊維束［Ａ］の繊維方向に対して垂直な断面のうち長径である。
【００２７】
また、ｎ層に分割するとは、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを厚み方向にｎ個（ｎ層）に分割することであり、厚み方向にｎ個に分割された内の１つを１層という。ここで、ｎはｎ≧２である整数とする。
【００２８】
マトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを厚み方向にｎ個の層に分割する方法は任意であるが、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを重量が均等になるように厚み方向にｎ個の層に分割することが好ましい。
【００２９】
ここでいう均等とは、ｎ層に分割された、各層に残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシート各々の重量が、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシート各々の重量の平均値の±５％に入っていることをいう。
【００３０】
最外層とは、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に対して、最も外側に位置する層のことをいい、中央層とは２つの最外層の間に存在する層のことをいう。
【００３１】
チョップド繊維束［Ａ］の繊維長、束厚み、束幅の測定は、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解、除去した後、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートからチョップド繊維束［Ａ］を採取して行う。具体的な繊維長、束厚み、束幅の測定方法は後述する。
【００３２】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から、他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することが重要である。ここで、ｋは１≦ｋ≦ｎである整数とする。このような層構造の場合、成形時の流動性が改善され、流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できる。また、含浸時に最外層Ｆ１からのみ樹脂を供給する場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に一方向にマトリックス樹脂［Ｂ］が流れやすくチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸が促進される。含浸時に各最外層から樹脂を供給する場合は、各最外層から供給された樹脂同士の合流速度が緩やかとなるため、チョップド繊維束［Ａ］内やチョップド繊維束［Ａ］間の空気が外部に抜けやすく含浸状態が良好となる。また、分割数ｎは２≦ｎ≦７のいずれかであることが好ましく、２≦ｎ≦５のいずれかであることがより好ましく、ｎ＝３であることがさらに好ましい。この場合、前述した改善効果が大きく、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００３３】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することが好ましい。このような層構造の場合、成形時の流動性が改善され、流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できる。また、含浸時に最外層Ｆ１からのみ樹脂を供給する場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に一方向にマトリックス樹脂［Ｂ］が流れやすくチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸が促進される。含浸時に各最外層から樹脂を供給する場合は、各最外層から供給された樹脂同士の合流速度が緩やかとなるため、チョップド繊維束［Ａ］内やチョップド繊維束［Ａ］間の空気が外部に抜けやすく含浸状態が良好となる。また、分割数ｎは２≦ｎ≦７のいずれかであることが好ましく、２≦ｎ≦５のいずれかであることがより好ましく、ｎ＝３であることがさらに好ましい。この場合、前述した改善効果が大きく、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００３４】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に沿ってｎ層に分割したとき、各層Ｆｋを構成する前記チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束幅［Ｗｋ］が、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の一方の最外層Ｆ１から他方の最外層Ｆｎに向けて漸増する構成を有することが好ましい。このような層構造の場合、成形時の流動性が改善され、流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できる。また、含浸時に最外層Ｆ１からのみ樹脂を供給する場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に一方向にマトリックス樹脂［Ｂ］が流れやすくチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸が促進される。含浸時に各最外層から樹脂を供給する場合は、各最外層から供給された樹脂同士の合流速度が緩やかとなるため、チョップド繊維束［Ａ］内やチョップド繊維束［Ａ］間の空気が外部に抜けやすく含浸状態が良好となる。また、分割数ｎは２≦ｎ≦７のいずれかであることが好ましく、２≦ｎ≦５のいずれかであることがより好ましく、ｎ＝３であることがさらに好ましい。この場合、前記の改善効果が大きく、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００３５】
本発明において、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維［Ａｎ］の数平均繊維長［Ｌｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維［Ａ１］の数平均繊維長［Ｌ１］に対し、その比Ｌｎ／Ｌ１が１．０１を超えていることをいう。
【００３６】
同様に、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維［Ａｎ］の数平均繊維束厚み［Ｔｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維［Ｔ１］の数平均繊維束厚み［Ｔ１］に対し、その比Ｔｎ／Ｔ１が１．０１を超えていることをいい、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束幅［Ｗｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維［Ａｎ］の数平均繊維束幅［Ｗｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維［Ａ１］の数平均繊維束幅［Ｗ１］に対し、その比Ｗｎ／Ｗ１が１．０１を超えていることをいう。
【００３７】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維長［Ｌ１］と、他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維長［Ｌｎ］との比Ｌｎ／Ｌ１が、１．０１＜Ｌｎ／Ｌ１≦１．５を満たすことが好ましく、１．０３≦Ｌｎ／Ｌ１≦１．４を満たすことがより好ましく、１．０５≦Ｌｎ／Ｌ１≦１．３を満たすことがさらに好ましく、１．１０≦Ｌｎ／Ｌ１≦１．２５であることが特に好ましい。Ｌｎ／Ｌ１が前記範囲であれば、成形時の層間の抵抗が小さく流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できるとともに、含浸時にはチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸性が向上し、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００３８】
各層（Ｆｋ層）のチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］は、以下のように測定する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを厚み方向にｎ層に分割する。各層から無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、図１に示すように、各々の残存したチョップド繊維束［Ａ］のＬａとＬｂの２点測定した平均値を算出する。次に、１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］の繊維長の平均を、Ｆｋ層におけるチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］とする。計測は、人手でノギスを用いて計測することが好ましいが、画像処理ソフトを用いてコンピュータ上で計測してもよい。
【００３９】
測定は２つの最外層と中央層の各層で測定し、２つの最外層のうち、数平均繊維長［Ｌｋ］の小さい値を有する層をＦ１、その数平均繊維長［Ｌｋ］をＬ１とし、他方の層をＦｎ、その数平均繊維長［Ｌｋ］をＬｎとする。中央層が存在する場合、Ｆ１層に近いほうから各層をＦ２、Ｆ３・・・、Ｆ（ｎ−１）とし、それぞれの層の数平均繊維長［Ｌｋ］をＬ２、Ｌ３、・・・、Ｌ（ｎ−１）とする。
【００４０】
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束厚み［Ｔ１］と、他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束厚み［Ｔｎ］との比Ｔｎ／Ｔ１が、１．０１＜Ｔｎ／Ｔ１≦２．０を満たすことが好ましく、１．０５≦Ｔｎ／Ｔ１≦１．８を満たすことがより好ましく、１．１≦Ｔｎ／Ｔ１≦１．７５を満たすことがさらに好ましく、１．１５≦Ｔｎ／Ｔ１≦１．７を満たすことが特に好ましい。Ｔｎ／Ｔ１が前記範囲であれば、成形時の層間の抵抗が小さく流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できるとともに、含浸時にはチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸性が向上し、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００４１】
各層（Ｆｋ層）のチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均束厚み［Ｔｋ］は、以下のように測定する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを厚み方向にｎ層に分割する。各層から無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、各々を直径１１．２８ｍｍの平面をもつ圧子と、圧子の平面と平行に設置された平面の間に、残存したチョップド繊維束［Ａｋ］の繊維長Ｌａと、繊維束幅Ｗａがなす面が平面と平行になるように配置し、圧子により３０ｇの負荷をチョップド繊維束にかけた状態での繊維束厚みを測定する。そして１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］の束厚みの平均を、Ｆｋ層におけるチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均束厚み［Ｔｋ］とする。また、測定する１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］は、前記数平均繊維長［Ｌｋ］を測定するチョップド繊維束［Ａ］と同じものを用いてもよい。
【００４２】
測定は２つの最外層と中央層の各層で測定し、２つの最外層のうち、数平均繊維長［Ｌｋ］の小さい値を有する層をＦ１、他方の層をＦｎとし、最外層Ｆ１の数平均束厚み［Ｔｋ］をＴ１、最外層Ｆｎの数平均束厚み［Ｔｋ］をＴｎとする。中央層が存在する場合、Ｆ１層に近いほうから各層をＦ２、Ｆ３・・・、Ｆ（ｎ−１）とし、それぞれの層の数平均束厚み［Ｔｋ］をＴ２、Ｔ３、・・・、Ｔ（ｎ−１）とする。
【００４３】
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は、一方の最外層Ｆ１を構成するチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束幅［Ｗ１］と、他方の最外層Ｆｎを構成するチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束幅［Ｗｎ］との比Ｗｎ／Ｗ１が、１．０１＜Ｗｎ／Ｗ１≦１．６を満たすことが好ましく、１．０５≦Ｗｎ／Ｗ１≦１．５を満たすことがより好ましく、１．１≦Ｗｎ／Ｗ１≦１．４５を満たすことがさらに好ましく、１．１５≦Ｗｎ／Ｗ１≦１．４を満たすことが特に好ましい。Ｗｎ／Ｗ１が前記範囲であれば、成形時の層間の抵抗が小さく流動性ムラ、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラが低減できるとともに、含浸時にはチョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂の含浸性［Ｂ］が向上し、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００４４】
各層（Ｆｋ層）のチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均束幅［Ｗｋ］は、以下のように測定する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを厚み方向にｎ層に分割する。各層から無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、図１に示すように、各々の残存したチョップド繊維束［Ａ］の最大幅Ｗａを測定し、１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］の束幅の平均を、Ｆｋ層におけるチョップド繊維束［Ａｋ］の数平均束幅［Ｗｋ］とする。計測は、人手でノギスを用いて計測することが好ましいが、画像処理ソフトを用いてコンピュータ上で計測してもよい。また、測定する１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］は、前記数平均繊維長［Ｌｋ］を測定するチョップド繊維束［Ａ］と同じものを用いてもよい。
【００４５】
測定は２つの最外層と中央層の各層で測定し、２つの最外層のうち、数平均繊維長［Ｌｋ］の小さい値を有する層をＦ１、他方の層をＦｎとし、最外層Ｆ１の数平均束厚み［Ｗｋ］をＷ１、最外層Ｆｎの数平均束厚み［Ｗｋ］をＷｎとする。中央層が存在する場合、Ｆ１層に近いほうから各層をＦ２、Ｆ３・・・、Ｆ（ｎ−１）とし、それぞれの層の数平均束幅［Ｗｋ］をＷ２、Ｗ３、・・・、Ｗ（ｎ−１）とする。
【００４６】
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］は、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］が下限値以上であれば、チョップド繊維束［Ａ］による優れた補強効果が得られ、上限値以下であれば、流動時にチョップド繊維束［Ａ］の湾曲が起こりにくい。数平均繊維長［Ｌ］は、全層で算出された数平均繊維長［Ｌｋ］の平均値とする。
【００４７】
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］は、０．０１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］が下限値以上であれば、流動時にチョップド繊維束［Ａ］の湾曲が起こりにくく、上限値以下であれば、チョップド繊維束［Ａ］への樹脂の含浸性に優れる。数平均繊維束厚み［Ｔ］は、全層で算出された数平均繊維束厚み［Ｔｋ］の平均値とする。
【００４８】
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］は、０．５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましく、０．６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］が下限値以上であれば、流動時にチョップド繊維束［Ａ］の湾曲が起こりにくく、上限値以下であれば、チョップド繊維束［Ａ］への樹脂の含浸性に優れる。数平均繊維束幅［Ｗ］は、全層で算出された数平均繊維束幅［Ｗｋ］の平均値とする。
【００４９】
また、チョップド繊維束［Ａ］は、数平均カット角度θが、０°＜θ＜９０°の範囲内であることが好ましく、０°＜θ≦４５°がより好ましく、５°≦θ≦３０°がさらに好ましい。ここで、カット角度とは図１のように、ＬａまたはＬｂとチョップド繊維束［Ａ］の切断線がなす角度のうち小さい方の角度θａ、θｂをいう。
【００５０】
また、数平均カット角度θは、前述した上限と下限のいずれを組み合わせた範囲であってもよい。チョップド繊維束［Ａ］の切断角度が斜め方向であることにより、成形品とした際にチョップド繊維束［Ａ］の端部に応力が集中しにくくなるので、力学特性が向上する。
【００５１】
チョップド繊維束［Ａ］の数平均カット角度θは、以下のように測定する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートから無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、図１に示すように、各々の残存したチョップド繊維束［Ａ］につき端部両側の角度θａ、θｂを計測する。これを１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について計測を行い、計２００点のカット角度の平均を、チョップド繊維束［Ａ］の数平均カット角度θとする。計測は、人手で分度器を用いて計測することが好ましいが、画像処理ソフトを用いてコンピュータ上で計測してもよい。
【００５２】
チョップド繊維束［Ａ］は実質的にランダムに配向することが好ましい。実質的にランダムに配向するとは、チョップド繊維束［Ａ］を散布した際の配向を任意の方向から開始して−９０°≦θ＜９０°の方向で４５°ずつの４方向（−９０°≦θ＜−４５°、−４５°≦θ＜０°、０°≦θ＜４５°、４５°≦θ＜９０°）で区分した際に、各方向に配向された繊維束の全体における割合が２５±２．５％の範囲内と比較的均一に分布されていることを示す。チョップド繊維束［Ａ］が実質的にランダムに配向していることにより、チョップド繊維束［Ａ］にマトリックス樹脂［Ｂ］を含浸させた繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は等方性材料として取り扱うことができるため、前記繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を用いて成形品を成形する際の設計が容易となる。
【００５３】
チョップド繊維束［Ａ］の繊維配向は、以下のように測定する。まず、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートから、シート厚み方向にわたり、全ての残存したチョップド繊維束［Ａ］が見えるようにマット厚み方向にスライスした画像を撮影する。スライスした画像を撮影する方法としては、特に制限するものではないが、チョップド繊維束［Ａ］の配向を保ったままで残存したチョップド繊維束［Ａ］を媒体に転写させることをマット厚み方向にわたり繰り返して行い、転写後の画像を撮影する方法などが挙げられる。ここで、全ての残存したチョップド繊維束［Ａ］とは、測定する範囲内に存在するチョップド繊維束［Ａ］の９０％以上を表すものとする。
【００５４】
次に、得られた画像から、各々の残存したチョップド繊維束［Ａ］の繊維長手方向（角度）を計測する。繊維長手方向（角度）の計測は、画像処理ソフトを用いてコンピュータ上で計測しても良いし、時間は掛かるものの人手で分度器を用いて計測することもできる。得られた繊維長手方向（角度）の値から、ヒストグラムを作成し、４方向分布で整理する。なお、測定するマットの面積は、１００００ｍｍ２以上とする。
【００５５】
本発明において、チョップド繊維束［Ａ］を構成するフィラメント数は特に限定されないが、１００本以上のフィラメントから構成されているチョップド繊維束［Ａ］の割合が数平均でチョップド繊維束［Ａ］全体の８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましく、９８％以上が特に好ましい。
【００５６】
また、本発明で用いられるチョップド繊維束［Ａ］の数平均フィラメント本数が、５００本以上１２０００本未満の範囲内であることが好ましい。
【００５７】
チョップド繊維束［Ａ］を構成するフィラメント数が上記下限値より小さい場合、成形品とするまでの加工工程において、チョップド繊維束［Ａ］が繊維長手方向に対して曲がってしまい繊維の真直性を失い、成形品とした際の強化繊維による補強効果が十分に得られない、すなわち所望の力学特性が発現しない場合がある。また、チョップド繊維束［Ａ］を構成するフィラメント数が上記上限値より大きい場合、成形品とした際にチョップド繊維束［Ａ］の端部に応力集中が発生しやすくなり、力学特性のバラツキが大きくなる場合がある。
【００５８】
各層のチョップド繊維束［Ａ］のフィラメント本数は、以下のように計測する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートから無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、各々の繊維長とともに重量を測定する。
【００５９】
各々のチョップド繊維束［Ａ］の繊維長測定は、以下のように実施する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートから無作為に選んだ１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］について、図１に示すように、各々の残存したチョップド繊維束［Ａ］のＬａとＬｂの２点測定した平均値を繊維長として算出するとともに、電子天秤でチョップド繊維束［Ａ］の重量を０．０１ｍｇの精度で測定する。チョップド繊維束［Ａ］の算出した繊維長と、使用する強化繊維の比重（公称値）および繊維径（公称値）から、円柱と近似して繊維１本あたりの重量を算出（（繊維径／２）２×繊維長×比重）し、チョップド繊維束［Ａ］の重量から割り返すことで残存したチョップド繊維束［Ａ］のフィラメント本数を算出し、チョップド繊維束［Ａ］のフィラメント本数とする。また、１００個の残存したチョップド繊維束［Ａ］のフィラメント本数の平均を、チョップド繊維束［Ａ］の数平均フィラメント本数とする。
【００６０】
チョップド繊維束［Ａ］の繊維長は、人手でノギスを用いて計測することが好ましいが、画像処理ソフトを用いてコンピュータ上で計測してもよい。
【００６１】
本発明におけるチョップド繊維束［Ａ］からなるシートは、単位面積あたりの繊維量Ｅ（チョップド繊維束［Ａ］の目付）が５０ｇ／ｍ２以上５０００ｇ／ｍ２以下の範囲内であることが好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の目付が５０００ｇ／ｍ２を超えると、厚さ数ミリ〜数センチ程度の成形品を得るにあたり、チョップド繊維束［Ａ］からなるシートならびに繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の作製条件範囲が限られ、生産性よく得ることが困難となる。また、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を得るためにチョップド繊維束［Ａ］にマトリックス樹脂［Ｂ］を含浸させる際、必然的にシート厚みが大きくなるため、マトリックス樹脂［Ｂ］の含浸不良を生じる場合があり、安定した品質の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］、ならびに該繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を用いた成形品を得ることが出来ない場合がある。一方、チョップド繊維束［Ａ］の目付が５０ｇ／ｍ２未満であると、厚さ数ミリ〜数センチ程度の成形品を得るにあたり、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を多数積層して成形する必要が生じるため、生産性よく得ることが困難となる。
【００６２】
本発明のチョップド繊維束［Ａ］からなるシートは、単位面積あたりの繊維量Ｅ（チョップド繊維束［Ａ］の目付）の変動係数が２０％以下であるであることが好ましい。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を生産性よく得るためにはチョップド繊維束［Ａ］の目付の変動係数が小さいことが好ましく、成形品とした場合に優れた力学特性を発現させるためにも変動係数が小さいことが好ましい。チョップド繊維束［Ａ］の目付の変動係数は、１０％以下であることがさらに好ましい。
【００６３】
変動係数は、チョップド繊維束［Ａ］の目付の標準偏差をチョップド繊維束［Ａ］の目付の平均値で除した値（％）で表される。本発明においては、同一のチョップド繊維束［Ａ］からなるシートから無作為に選んだ６箇所の測定結果で評価する。
【００６４】
また、本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の成形方法は圧縮成形であることが好ましい。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は優れた流動性や含浸性を有しており、圧縮成形時に発生する流動抵抗の変化を抑制し、優れた力学特性の成形品が得られる。本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の成形方法については後述する。
【００６５】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は単独で用いてもよく、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を複数枚重ねて用いてもよい。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を複数枚重ねて用いた場合においても、最外層付近では成形時の流動抵抗の変化を分散することにより、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲や配向ムラを低減できる。また、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を重ねる時に、最外層Ｆ１と最外層Ｆｎを接するように重ねることでより高い力学特性を発現できる。一般的に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を複数枚重ねて用いた場合、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］同士の積層界面付近は樹脂リッチ状態となるため力学特性が低下するが、最外層Ｆ１と最外層Ｆｎを接するように重ねた場合、最外層Ｆ１と最外層Ｆｎの流動性が大きく異なることから成形時に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］同士の積層界面が乱され界面の樹脂リッチ状態が解消されるため、優れた力学特性の成形品が得られる。さらに、含浸時に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚み方向に対するマトリックス樹脂［Ｂ］の流れを制御でき、チョップド繊維束［Ａ］へのマトリックス樹脂［Ｂ］の含浸が促進され、優れた力学特性の成形品が得られる。
【００６６】
本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の製造方法は、以下の工程を含むものである。以下、図２に示した装置を参照して製造方法を説明するが、本発明はこの図に限定されるものではない。
【００６７】
最初に、第１シートロール１１から第１キャリアシート１２を引き出して第１コンベヤ１５へと供給し、第１樹脂バス１０によりドクターブレードによりマトリックス樹脂［Ｂ］のペーストを所定の厚みで塗布して第１樹脂シート１３を形成する。第１樹脂シート１３は第１コンベア１５により定速で走行している。
【００６８】
ボビン２から連続強化繊維束３を引き出し、ニップロール４を経た後、切断機５において所定の長さとなるように連続的に切断してチョップド繊維束前駆体［ａ］８とした後（チョップド繊維束前駆体［ａ］製造工程）、チョップド繊維束前駆体［ａ］８をそのまま分散器（ディストリビューター）６に衝突させて１または複数のチョップド繊維束［Ａ］９を生成させ、第１樹脂シート１３の上にチョップド繊維束［Ａ］９を散布する（チョップド繊維束［Ａ］散布工程）。これにより、走行する第１樹脂シート１３上に、チョップド繊維束［Ａ］９がランダムに散布されたチョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４が連続的に形成される。搬送方向下流側には必要に応じて邪魔板７を設置してもよい。
【００６９】
また、チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４が形成された第１樹脂シート１３の下流側において、第２シートロール１６から長尺の第２キャリアシート１７を引き出し、第２樹脂バス１９により第２キャリアシート１７の面上にマトリックス樹脂［Ｂ］のペーストを所定の厚みで塗布した第２樹脂シート２０が形成される。第２樹脂シート２０は第２コンベヤ１８により定速で走行しており、チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４の上面とマトリックス樹脂［Ｂ］のペーストが塗布された面とが接するように第２樹脂シート２０を貼り合わせて積層する（積層工程）。この積層工程により、チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４の内部に、第１樹脂シート１３及び第２樹脂シート２０に塗布されたマトリックス樹脂［Ｂ］が部分的に含浸した繊維強化樹脂成形材料前駆体２１が連続的に形成される。
【００７０】
次に、加圧機構２２により、第１樹脂シート１３及び第２樹脂シート２０に挟まれた繊維強化樹脂成形材料前駆体２１を両面から加圧し、第１樹脂シート１３及び第２樹脂シート２０に塗布されたマトリックス樹脂［Ｂ］をチョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４に含浸させ（含浸工程）、第１キャリアシート１２と第２キャリアシート１７の間に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］２３が形成される。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］２３は、第１キャリアシート１２と第２キャリアシート１７とともにロール状に巻き取られる。
【００７１】
チョップド繊維束前駆体［ａ］製造工程において、ボビン２から引き出される連続強化繊維束３は、幅方向、長手方向において完全な均一形状で引き出されることはなく、撚りが入っていることもある。このため、連続強化繊維束３を切断機５で切断したチョップド繊維束前駆体［ａ］８は、繊維束厚みや幅、フィラメント数が均一なものではない。また、連続強化繊維束３を切断機５に供給する前に、拡幅処理や分繊処理を行ったり、これらの処理を併用することもできる。拡幅処理を行うことで繊維束厚みを平準化したり、分繊処理を行うことで繊維束幅を平準化することが可能ではあるものの、前述のとおり連続強化繊維束３自身が完全な均一形状ではないため、切断機５で切断したチョップド繊維束前駆体［ａ］８は、繊維束厚みや幅、フィラメント数が均一なものではない。
【００７２】
連続強化繊維束３を所定の角度にカットする方法としては、特に限定されるものではないが、固定された切断機５に対して所定の角度で連続強化繊維束３を供給する方法や、ニップロール４から供給される連続強化繊維束３の走行方向に対して所定の角度で切断機５を配置する方法が挙げられる。
【００７３】
切断機５としては、本発明の課題を阻害しないかぎり、特に制限がなく、ギロチン刃式やロータリーカッター式が挙げられる。また、連続強化繊維束３を所定の角度にカットする方法として、刃の向きを制御する等の方法であってもよい。
【００７４】
繊維長が異なるチョップド繊維束［Ａ］を得る方法としては、特に限定されるものではないが、繊維長がそれぞれ異なるように設定した切断機５を複数設置して不連続強化繊維束を得る方法、切断機５の切断間隔を調整する（切断速度を変化させる）方法、切断機５への連続強化繊維束３の供給速度を調整する方法、切断機５の切断刃のピッチを変更する方法などが挙げられる。
【００７５】
チョップド繊維束前駆体［ａ］８は、分散器６に衝突させると１または複数のチョップド繊維束［Ａ］となり、第１樹脂シート１３の上にチョップド繊維束［Ａ］が散布される。分散器６の形状は特に限定されるものではないが、図３に示すように、回転軸２４の両端に取り付けられた一対の円盤を、複数のワイヤー２５で繋いだ円筒状のものが好ましい。ワイヤー２５の本数は１０〜３０本が好ましく１０〜２０本がより好ましい。この範囲の本数であると、チョップド繊維束前駆体［ａ］８はワイヤー２５と接触しやすくなるため、１つのチョップド繊維束前駆体［ａ］８を、繊維長が異なる複数のチョップド繊維束［Ａ］としたり、繊維方向に沿って裂けた繊維束幅の小さい複数のチョップド繊維束［Ａ］としたり、繊維束の厚み方向に裂けて繊維束厚みの薄い複数のチョップド繊維束［Ａ］としたりすることができる。複数のワイヤー２５の本数が上記下限値より少ない場合、チョップド繊維束前駆体［ａ］８がワイヤーと接触しにくくなるため、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みがそれぞれ異なるチョップド繊維束［Ａ］が得られにくくなる。一方、複数のワイヤー２５の本数が上記上限値より大きい場合、チョップド繊維束［Ａ］が複数のワイヤー同士の間に蓄積し連続運転が困難になることがある。
【００７６】
また、分散器６は、切断機５の真下であるとともに、分散器６の回転軸２４がチョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４の厚み方向と垂直かつ、チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体１４の搬送方向と垂直となるように設置されることが好ましい。分散器６の幅Ｌｃは切断機５の幅よりも十分に大きいことが好ましい。
【００７７】
チョップド繊維束前駆体［ａ］８を分散器６に衝突させて生成される１または複数のチョップド繊維束［Ａ］９は、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みがそれぞれ異なるチョップド繊維束［Ａ］９となる。ここで、分散器６の回転方向を図２矢印のように時計回り（第１樹脂シート１３の搬送方向と同じ方向）とした場合、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが大きなチョップド繊維束［Ａ］９ほど、分散器６との接触の衝撃で搬送方向に飛ばされやすくなる。したがって、分散器６の直下には繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが小さなチョップド繊維束［Ａ］９が第１樹脂シート１３上に落下しやすく、第１樹脂シート１３上に搬送方向に搬送されるにしたがって繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが大きなチョップド繊維束［Ａ］９が順次積層されることとなる。
【００７８】
また、分散器６の回転速度が大きいほど、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが大きなチョップド繊維束［Ａ］９が搬送方向により飛ばされやすくなる。一方、必要に応じて分散器６の搬送方向下流に邪魔板７を設置することで、搬送方向に飛ばされたチョップド繊維束［Ａ］９を強制的に第１樹脂シート１３上に落下させることができる。これらの条件を組み合わせることで、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］内部の繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが異なるチョップド繊維束［Ａ］９の積層構造を制御できる。
【００７９】
また、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の層構造を制御する別の方法として、図４に示すように、複数の切断機５を使用し、異なる切断条件で繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが異なるチョップド繊維束［Ａ］９を生成し、第１樹脂シート１３の搬送方向に配列された複数の散布塔２６を通して段階的に散布することも可能である。
【００８０】
また、本発明の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を成形して得られる成形品は優れた力学特性を有する。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］は優れた流動性や含浸性を有しており、特に成形時の流動が複雑である、部分的に厚みの異なる成形品や複雑な形状を有する成形品において好適に用いられる。成形品の成形方法は特に限定されないが、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］２３を用いて、一般的に用いられるプレス成形法にて得ることができる。すなわち、目的の成形品形状をなした上下分離可能な金型を準備し、金型のキャビティの投影面積よりも小さくかつキャビティ厚よりも厚い状態でキャビティ内に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］２３を配置する。次に、加熱加圧し、金型を開いて成形品が得られる成形法である。なお、成形温度、成形圧力、成形時間は目的とする成形品の形状に合わせて適宜選択することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
連続強化繊維束を切断したチョップド繊維束前駆体［ａ］を分散器に衝突させて１または複数のチョップド繊維束［Ａ］を生成させ、第１樹脂シート１３の上にチョップド繊維束［Ａ］を散布し、チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体とした後、マトリックス樹脂［Ｂ］を含浸させることで繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］とした。繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］をプレス成形して得られた成形品に対して、以下の評価方法にて特性を評価した。【００８２】
＜使用原料＞
連続強化繊維束：
繊維束７．２μｍ、引張弾性率２４０ＧＰＡ、フィラメント数５００００本の連続した炭素繊維束（ＺＯＬＴＥＫ社製、製品名：“ＺＯＬＴＥＫ（登録商標）”ＰＸ３５−５０Ｋ）を用いた。【００８３】
マトリックス樹脂［Ｂ］：
ビニルエステル樹脂（ＶＥ）樹脂（ダウ・ケミカル（株）製、“デラケン７９０”（登録商標））１００重量部、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（日本油脂（株）製、“パーブチルＺ”（登録商標））１重量部、ステアリン酸亜鉛（堺化学工業（株）製、ＳＺ−２０００）２重量部、酸化マグネシウム（協和化学工業（株）製、ＭｇＯ＃４０）４重量部を混合した樹脂を用いた。【００８４】
＜チョップド繊維束［Ａ］の形状の評価方法＞
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を厚み方向と垂直な面において２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出し、電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維［Ａ］からなるシートの重量Ｘ（ｇ）を測定した。【００８５】
チョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層（ｎ＝３）に分割するため、チョップド繊維束［Ａ］からなるシートの表面にポリ塩化ビニリデン製のラップを８ｇ／ｃｍ２の力で押し当て、チョップド繊維束［Ａ］を付着させて採取し、付着したチョップド繊維束［Ａ］の重量を測定することを繰り返し、重量の合計値が重量Ｘ（ｇ）／３となったところで、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループを１つ目の最外層Ｆαのチョップド繊維束［Ａα］とした。引き続き、同様の手順で採取した、重量の合計値が重量Ｘ（ｇ）／３のチョップド繊維束［Ａ］のグループを、中央層Ｆ２のチョップド繊維束［Ａ２］とした。最後に残ったチョップド繊維束［Ａ］のグループを２つ目の最外層Ｆβのチョップド繊維束［Ａβ］とした。【００８６】
次に各層において、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループの中から無作為に１００個のチョップド繊維束［Ａ］を抽出した。ここで、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズのサンプルに切り出す際に、サンプル外周部に位置してチョップド繊維束［Ａ］の一部が切断されたチョップド繊維束［Ａ］は除外した。各層のグループから抽出した１００個のチョップド繊維束［Ａ］について、図１に示すように、各々のチョップド繊維束［Ａ］のＬａとＬｂの２点をノギスを用いて０．１ｍｍの精度で測定して平均値を繊維長とし、その１００個の繊維長の平均を少数第２位で四捨五入して、各層の数平均繊維長［Ｌｋ］とした。【００８７】
そして、算出された２つの最外層Ｆα、Ｆβの数平均繊維長［Ｌα］、［Ｌβ］のなかで小さい値を有する一方の最外層をＦ１、その数平均繊維長をＬ１とし、他方の最外層をＦ３、その数平均繊維長をＬ３とした。中央層Ｆ２におけるチョップド繊維束の平均繊維長はＬ２とした。【００８８】
なお、チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］の算出方法は以下のとおりとした。
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長［Ｌ］＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／３【００８９】
次に、繊維長を測定した場合と同様の手順で、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出した繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層に分割した。各層において、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループの中から無作為に１００個のチョップド繊維束［Ａ］を抽出した。繊維束厚みの測定は、上下に直径１１．２８ｍｍの平面を持つ一対の圧子を備えた厚さ測定器（大栄科学精器製作所製、ＦＳ−６０ＤＳ）を用いた。チョップド繊維束［Ａ］の繊維長ＬａまたはＬｂを測定する辺と繊維束幅Ｗａを測定する辺とで囲まれた面が、圧子の各平面と平行になるように配置し、チョップド繊維束［Ａ］に圧子から３０ｇの負荷をかけた状態における繊維束厚みを０．０１ｍｍの精度で測定した。１００個のチョップド繊維束［Ａ］の厚みの平均値を少数第４位で四捨五入して、各層の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］とした。ここで、前述した数平均繊維長［Ｌ］の測定で用いたチョップド繊維束［Ａ］を繊維束厚みの測定にも用いた場合には、数平均繊維長［Ｌ］の測定により決定したＦ１層の数平均繊維束厚みをＴ１、Ｆ３層の数平均繊維束厚みをＴ３、中央層Ｆ２の数平均繊維束厚みをＴ２とした。一方、数平均繊維長［Ｌ］の測定とは別に抽出したチョップド繊維束［Ａ］で繊維束厚みを測定した場合には、繊維束厚みの測定前に、前述した平均繊維長の測定方法でＦ１〜Ｆ３層を特定しておくこととした。【００９０】
なお、チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］の算出方法は以下のとおりとした。
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｔ］＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３【００９１】
また、繊維長を測定した場合と同様の手順で、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出した繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層に分割した。各層において、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループの中から無作為に１００個のチョップド繊維束［Ａ］を抽出した。図１に示すチョップド繊維束［Ａ］の最大幅Ｗａを、ノギスを用いて０．０１ｍｍの精度で測定した。１００個のチョップド繊維束［Ａ］の最大幅Ｗａの平均値を少数第３位で四捨五入して、各層それぞれの数平均繊維束幅［Ｗｋ］とした。ここで、前述した数平均繊維長［Ｌ］の測定で用いたチョップド繊維束［Ａ］を繊維束厚みの測定にも用いた場合には、数平均繊維長［Ｌ］の測定により決定したＦ１層の数平均繊維束幅をＷ１、Ｆ３層の数平均繊維束幅をＷ３、中央層Ｆ２の数平均繊維束幅をＷ２とした。一方、数平均繊維長［Ｌ］の測定とは別に抽出したチョップド繊維束［Ａ］で繊維束幅を測定した場合には、繊維束幅の測定前に、前述した平均繊維長の測定方法でＦ１〜Ｆ３層を特定しておくこととした。【００９２】
なお、チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］の算出方法は以下のとおりとした。
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束幅［Ｗ］＝（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）／３【００９３】
また、繊維長を測定した場合と同様の手順で、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出した繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層に分割した。各層において、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループの中から無作為に１００個のチョップド繊維束［Ａ］を抽出した。図１に示すように、各々のチョップド繊維束［Ａ］において端部両側の角度θ１、θ２を、分度器を用いて１°の精度で測定し、その平均値を少数第２位で四捨五入して、各層それぞれの端部角度［θｋ］とした。ここで、前述した数平均繊維長［Ｌ］の測定で用いたチョップド繊維束［Ａ］を端部角度の測定にも用いた場合には、数平均繊維長［Ｌ］の測定により決定したＦ１層の数平均端部角度をθ１、Ｆ３層の端部角度をθ３、中央層Ｆ２の数平均端部角度をθ２とした。一方、数平均繊維長［Ｌ］の測定とは別に抽出したチョップド繊維束［Ａ］で端部角度を測定した場合には、端部角度の測定前に、前述した平均繊維長の測定方法でＦ１〜Ｆ３層を特定しておくこととした。【００９４】
なお、チョップド繊維束［Ａ］の数平均端部角度［θ］の算出方法は以下のとおりとした。
チョップド繊維束［Ａ］の数平均端部角度［θ］＝（θ１＋θ２＋θ３）／３【００９５】
また、上記評価方法は、実施例でチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層（ｎ＝３）に分割する後述の実施例の場合について説明したが、ｎ数が３層以外の他の層数である場合にも、同様の手法が採用できる。【００９６】
＜繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］におけるチョップド繊維束［Ａ］の目付の測定方法＞
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに６枚切り出した。１枚ずつ重量Ｙ（ｇ）を電子天秤で０．０１ｇ単位まで測定した後、電気炉に投入して樹脂を焼き飛ばした後の重量Ｚ（ｇ）を０．０１ｇ単位まで測定した。チョップド繊維束の目付は、Ｚ（ｇ）の重量を１ｍ２あたりの重量に換算し、６枚の平均値を求めた。【００９７】
＜繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］における厚みの測定方法＞
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに６枚切り出した。各辺の中点をノギスで測定し、その平均値を求めた。【００９８】
＜繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］におけるチョップド繊維束［Ａ］の繊維重量含有率の測定方法＞
繊維重量含有率は以下の式で求め、それぞれの平均値を求めた。
チョップド繊維束の重量含有率＝Ｚ／Ｙ×１００【００９９】
＜繊維湾曲の評価方法＞
ＳＭＣの成形板について、成形時に下型に接していた側の表面を目視で観察し、チョップド繊維束［Ａ］の湾曲が見られるものを「有」、湾曲が見られないものを「無」とした。その評価結果をまとめたものを表１に示す。【０１００】
＜曲げ特性の評価方法＞
ＪＩＳ−Ｋ７０１７（１９９９）に準拠して曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
ＳＭＣの成形板の曲げ強度と曲げ弾性率とを測定するため、ＳＭＣの成形板から、ＳＭＣの搬送方向（０°方向）と幅方向（９０°方向）に沿って、試験片の長さ／試験片の厚み＝５０、試験片の幅２５ｍｍとなるよう、試験片をそれぞれ６枚切り出した。そして、５ｋＮインストロン万能試験機を用いて、支点間間距離／試験片の厚み＝４０．５、支点間距離＝３×圧子間距離、クロスヘッド速度１０ｍｍ／分で４点曲げ試験を各試験片に対して行い、それぞれの曲げ強度と曲げ弾性率とを測定し、それぞれの平均値、変動係数（ＣＶ）を求めた。その評価結果をまとめたものを表１に示す。【０１０１】
（実施例１）
第１の原反ロールからポリプロピレン製の第１キャリアシートを引き出して第１コンベヤへと供給し、マトリックス樹脂［Ｂ］のペーストをドクターブレードを用いて所定の厚みで塗布して第１樹脂シートを形成した。【０１０２】
ボビンから引き出された連続強化繊維束を、繊維束幅が５０ｍｍとなるように拡幅処理を施した後、３ｍｍ等間隔に並行にセットした分繊処理手段により幅方向に１６分割する分繊処理を行った。連続強化繊維束の不均一さに加え、拡幅処理、分繊処理のばらつきにより、分繊された各々の連続強化繊維束の幅方向、長手方向において、繊維束厚みや繊維束幅、フィラメント本数に違いが見られた。【０１０３】
分繊処理された連続強化繊維束を一定の速度で切断機へ糸を搬送する際に、カット角度が約１５°となるよう角度を持たせながら供給し、切断速度を変化させながら連続的に分繊処理された連続強化繊維束を切断してチョップド繊維束前駆体［ａ］を得た。【０１０４】
切断機の真下には、２０本のワイヤーが配置された円筒状の分散器を配置した。分散器の回転軸が、第１樹脂シート面と平行で、第１樹脂シートの搬送方向と垂直となるように配置した。分散器の回転方向を図２の矢印のように分散器の回転軸に対して時計周りの方向に速度４００ｒｐｍで回転させた。また、邪魔板は使用しなかった。【０１０５】
チョップド繊維束前駆体［ａ］が落下し分散器（ディストリビューター）と衝突することで、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みがそれぞれ異なる１または複数のチョップド繊維束［Ａ］が生成された。繊維長、繊維束幅、繊維束厚みが大きなチョップド繊維束［Ａ］ほど、分散器との衝突で第１樹脂シートの搬送方向により大きく飛ばされるため、第１樹脂シート側から、繊維長、繊維束幅、繊維束厚みの小さなものから順に漸増するように積み重なったチョップド繊維束［Ａ］からなる集合体が連続的に形成された。【０１０６】
次に、第２の原反ロールからポリプロピレン製の第２キャリアシートを引き出して第２コンベヤへと供給し、マトリックス樹脂［Ｂ］のペーストをドクターブレードを用いて所定の厚みで塗工して第２樹脂シートを形成した。【０１０７】
チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体上に第２樹脂シートを貼り合わせて積層し、両面から加圧して、マトリックス樹脂［Ｂ］をチョップド繊維束［Ａ］からなる集合体に含浸させ、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を得た。その後、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を製造後から１週間、２５±５℃の温度で養生し、各評価を実施した。【０１０８】
繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の厚みは２．１ｍｍであった。得られたチョップド繊維束［Ａ］の目付は１１６０ｇ／ｍ２であり、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の繊維重量含有率は５７．２％であった。【０１０９】
２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出した繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］から抽出したチョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維長、数平均繊維束幅、数平均繊維束厚み、数平均角度をそれぞれ測定するとともに、繊維湾曲の有無を評価した。測定および評価結果を表１に示す。【０１１０】
また、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を２６５×２６５ｍｍに切り出し、繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］製造装置における繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の搬送方向（ＭＤ方向）を揃え、１つの繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の最外層Ｆ１が別の繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］の最外層Ｆ３に接するように繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を３枚重ね、３００×３００ｍｍのキャビティを有する平板金型上の中央部に最外層Ｆ３を下型に接するように配置（チャージ率にして８０％相当）した後、加熱型プレス成形機により、１０ＭＰａの加圧のもと、約１４０℃×５分間の条件により硬化させ、３００×３００ｍｍ×３ｍｍの平板状の成形品を得た。この成形品の曲げ強度は４５５ＭＰａ、変動係数ＣＶは６．１％、曲げ弾性率は３７ＧＰａ、変動係数ＣＶは４．４％であった。評価結果を表１に示す。【０１１１】
（実施例２）
分散器の回転速度を３００ｒｐｍで回転させたこと以外は実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を得るとともに、この繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を用いて成形品を得た。この成形品の曲げ強度は４５０ＭＰａ、曲げ弾性率は３４ＧＰａであった。評価結果を表１に示す。【０１１２】
（実施例３）
分散器の搬送方向下流側５０ｃｍの位置に邪魔板を設置したこと以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を得るとともに、この繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を用いて成形品を得た。この成形品の曲げ強度は４３６ＭＰａ、曲げ弾性率は３２ＧＰａであった。評価結果を表１に示す。【０１１３】
（実施例４）
実施例１と同様にして得られた繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を２６５×２６５ｍｍに切り出し、実施例１に記載の３００×３００ｍｍのキャビティを有する平板金型上の中央部に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を１枚のみ配置したこと以外は実施例１と同様の条件にて成形品を得た。この成形品の曲げ強度は４５０ＭＰａ、曲げ弾性率は３５ＧＰａであった。評価結果を表１に示す。【０１１４】
（比較例１）
分散器を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を得るとともに、この繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を用いて成形品を得た。この成形品の曲げ強度は３８０ＭＰａ、曲げ弾性率は２９ＧＰａであった。評価結果を表１に示す。【０１１５】
（比較例２）
比較例１と同様にして得られた繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を２６５×２６５ｍｍに切り出し、実施例１に記載の３００×３００ｍｍのキャビティを有する平板金型上の中央部に繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を１枚のみ配置したこと以外は実施例１と同様の条件にて成形品を得た。この成形品の曲げ強度は３７８ＭＰａ、曲げ弾性率は２８ＧＰａであった。評価結果を表１に示す。【０１１６】
【表１】
2020090877.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の繊維強化樹脂成形材料、成形品の用途としては、軽量性および優れた力学特性が要求される、ドアやバンパー補強材やシート（パネルやフレーム）などの自動車部材、クランクやホイールリムなどの自転車部材、ゴルフクラブヘッドやラケットなどのゴルフやテニスなどのスポーツ部材、内装材などの交通車輌部材や航空機部材、ロボットアームなどの産業機械部材が挙げられる。中でも、軽量に加え、複雑な形状の成形追従性が要求されるドアやバンパー補強材やシート（パネルやフレーム）等の自動車部材に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【０１１８】
１：チョップド繊維束［Ａ］
２：ボビン
３：連続強化繊維束
４：ニップロール
５：切断機
６：分散器（ディストリビューター）
７：邪魔板
８：チョップド繊維束前駆体［ａ］
９：チョップド繊維束［Ａ］
１０：第１樹脂バス
１１：第１シートロール
１２：第１キャリアシート
１３：第１樹脂シート
１４：チョップド繊維束［Ａ］からなる集合体
１５：第１コンベヤ
１６：第２シートロール
１７：第２キャリアシート
１８：第２コンベヤ
１９：第２樹脂バス
２０：第２樹脂シート
２１：繊維強化樹脂成形材料前駆体
２２：加圧機構
２３：繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］
２４：回転軸
２５：ワイヤー
２６：散布塔
【図１】
2020090877.tif 000004
【図２】
2020090877.tif 000005
【図３】
2020090877.tif 000006
【図４】
2020090877.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月16日(2021.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明において、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維長［Ｌｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維長［Ｌｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維長［Ｌ１］に対し、その比Ｌｎ／Ｌ１が１．０１を超えていることをいう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
同様に、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束厚み［Ｔｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束厚み［Ｔｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束厚み［Ｔ１］に対し、その比Ｔｎ／Ｔ１が１．０１を超えていることをいい、チョップド繊維束［Ａｋ］の数平均繊維束幅［Ｗｋ］が漸増するとは、少なくとも、最外層Ｆｎのチョップド繊維束［Ａｎ］の数平均繊維束幅［Ｗｎ］が、最外層Ｆ１のチョップド繊維束［Ａ１］の数平均繊維束幅［Ｗ１］に対し、その比Ｗｎ／Ｗ１が１．０１を超えていることをいう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
なお、チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］の算出方法は以下のとおりとした。
チョップド繊維束［Ａ］の数平均繊維束厚み［Ｔ］＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
また、繊維長を測定した場合と同様の手順で、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切り出した繊維強化樹脂成形材料［Ｃ］を電気炉で加熱してマトリックス樹脂［Ｂ］を分解させ、残存したチョップド繊維束［Ａ］からなるシートを３層に分割した。各層において、得られたチョップド繊維束［Ａ］のグループの中から無作為に１００個のチョップド繊維束［Ａ］を抽出した。図１に示すチョップド繊維束［Ａ］の最大幅Ｗａを、ノギスを用いて０．０１ｍｍの精度で測定した。１００個のチョップド繊維束［Ａ］の最大幅Ｗａの平均値を少数第３位で四捨五入して、各層それぞれの数平均繊維束幅［Ｗｋ］とした。ここで、前述した数平均繊維長［Ｌ］の測定で用いたチョップド繊維束［Ａ］を繊維束幅の測定にも用いた場合には、数平均繊維長［Ｌ］の測定により決定したＦ１層の数平均繊維束幅をＷ１、Ｆ３層の数平均繊維束幅をＷ３、中央層Ｆ２の数平均繊維束幅をＷ２とした。一方、数平均繊維長［Ｌ］の測定とは別に抽出したチョップド繊維束［Ａ］で繊維束幅を測定した場合には、繊維束幅の測定前に、前述した平均繊維長の測定方法でＦ１〜Ｆ３層を特定しておくこととした。
【国際調査報告】
2020090877.tif 000008
2020090877.tif 000009
2020090877.tif 000010
2020090877.tif 000011
2020090877.tif 000012
2020090877.tif 000013