特許 6098069 繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法、及び繊維強化熱可塑性プラスチック成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6098069

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法、及び繊維強化熱可塑性プラスチック成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 5/04 20060101AFI20170313BHJP

【ＦＩ】

   C08J5/04CES

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-189235(P2012-189235)

(22)【出願日】2012年8月29日

(65)【公開番号】特開2014-47244(P2014-47244A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2014年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100106057

【弁理士】

【氏名又は名称】柳井 則子

(72)【発明者】

【氏名】中山 靖章

(72)【発明者】

【氏名】広松 稔典

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 夕子

(72)【発明者】

【氏名】八重澤 貴志

【審査官】 加賀 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０４９７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５８８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０４９９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６１６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３７６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８５１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３０４６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化繊維からなる繊維集束体を切断したチョップドファイバーを、旋回する空気流によって解繊して解繊チョップドファイバーを得る解繊工程、
前記解繊チョップドファイバーと繊維状の熱融着性樹脂とを混合してウェブ原料を得る混合工程、
エアレイド法によって前記ウェブ原料からエアレイドウェブを得るウェブ形成工程、
前記エアレイドウェブを加熱処理して、解繊チョップドファイバー同士を熱融着性樹脂によって結着させる結着工程、
を有し、前記強化繊維としてポリアクリロニトリル系炭素繊維を用いる、繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法。

【請求項2】

前記混合工程では、前記解繊チョップドファイバー及び前記熱融着性樹脂に加えて熱可塑性樹脂を混合してウェブ原料を得る、請求項１に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法。

【請求項3】

前記解繊工程では、円筒容器内にその周方向に沿うように空気を送って旋回流を形成し、該旋回流中に、強化繊維からなる繊維集束体を切断したチョップドファイバーを供給し、攪拌して解繊して解繊チョップドファイバーを得る、請求項１または２に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法により繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートを得る工程と、該繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートを熱プレスする工程とを有する、繊維強化熱可塑性プラスチック成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維強化熱可塑性プラスチックを作製するための繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維とマトリクス樹脂とからなる繊維強化複合材料は、一般産業用部材、スポーツ・レジャー用品、航空機の機体、自動車の車体、建築材等に使用されている。
繊維強化複合材料としては、強化繊維の長繊維のクロスに熱硬化性樹脂を含浸、硬化させた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、熱可塑性樹脂中にチョップ状の強化繊維の短繊維を分散させた繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴＰ）が知られている。
従来、繊維強化複合材料としては、ＦＲＰが主流であったが、近年では、様々な形状に対応できることから、繊維強化熱可塑性プラスチックの利用も広がっている。
繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法としては、強化繊維の短繊維と熱可塑性樹脂とを混合し、射出成形する方法が知られている（特許文献１参照）。
また、繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法として、強化繊維と熱可塑性繊維を含む繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートをあらかじめ製造し、この繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートを成形する方法も知られている（特許文献２参照）。特許文献２には、繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法として、強化繊維の短繊維を水に分散させて湿式抄紙し、この抄紙により得たシートにバインダー樹脂を散布した後、マトリクス樹脂を供給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】特許第２９９３０４５号公報

【特許文献2】特開２０１０−０３７３５８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、特許文献１，２に記載の方法では、得られる繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性が不充分であった。さらに、特許文献２に記載の方法では、繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートを成形して繊維強化熱可塑性プラスチック製成形品を作製する際の成形時間が長い傾向にあった。
本発明は、繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性に優れ、しかも繊維強化熱可塑性プラスチック製成形品を作製する際の成形時間を短縮できる繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート及びその製造方法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、以下の態様を有する。
［１］解繊チョップドファイバーと、該解繊チョップドファイバー同士を結着させる熱融着性樹脂とを含有するエアレイドウェブが加熱処理されたシートであり、前記解繊チョップドファイバーは、強化繊維からなる繊維集束体が切断されたチョップドファイバーが空気流によって解繊されたファイバーである、繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート。
［２］前記エアレイドウェブが、前記熱融着性樹脂よりも融点が高い熱可塑性樹脂をさらに含有する、［１］に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート。
［３］坪量が４０〜３０００ｇ／ｍ^２である、［１］または［２］に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート。
［４］強化繊維からなる繊維集束体を切断したチョップドファイバーを、空気流によって解繊して解繊チョップドファイバーを得る解繊工程、前記解繊チョップドファイバーと熱融着性樹脂とを混合してウェブ原料を得る混合工程、エアレイド法によって前記ウェブ原料からエアレイドウェブを得るウェブ形成工程、前記エアレイドウェブを加熱処理して、解繊チョップドファイバー同士を熱融着性樹脂によって結着させる結着工程、を有する、繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法。
［５］前記混合工程では、前記解繊チョップドファイバー及び前記熱融着性樹脂に加えて熱可塑性樹脂を混合してウェブ原料を得る、［４］に記載の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法。

【発明の効果】

【0006】

本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートから得られる繊維強化熱可塑性プラスチックは機械的物性に優れ、該プレシートを成形して繊維強化熱可塑性プラスチック製成形品を製造する際の成形時間を短縮できる。
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレートの製造方法によれば、上記繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートを容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法において使用するウェブ形成装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート＞
本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシート（以下、「プレシート」と略す。）は、解繊チョップドファイバーと熱融着性樹脂とを含有するエアレイドウェブが加熱処理されたシートである。
ここで、エアレイドウェブとは、エアレイド法によって形成された不織布のことである。加熱処理は、解繊チョップドファイバー同士を熱融着性樹脂によって結着させる加熱処理であり、後述するプレシートの製造方法の結着工程にて詳述する。

【0009】

（解繊チョップドファイバー）
本発明における解繊チョップドファイバーは、チョップドファイバーが空気流によって解繊された多数本のファイバーである。
ここで、繊維集束体とは、数百本から数千本の強化繊維が、水または樹脂等の結束剤によって集束したものであり、その幅は１ｍｍ以上である。チョップドファイバーとは、繊維集束体が切断された短繊維のことである。
強化繊維としては、炭素繊維（ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系異方性炭素繊維等）、無機繊維（ガラス繊維、バサルト繊維、チタン酸カリウムウィスカ等）、有機繊維（アラミド繊維等）が挙げられる。
上記強化繊維のなかでも、該プレシートから得られる成形品の機械的物性がより高くなることから、炭素繊維またはガラス繊維が好ましい。
チョップ状の炭素繊維としては、例えば、平均繊維径が４〜１０μｍ、平均繊維長が３〜１３ｍｍの東邦テナックス社製のものが知られている。チョップ状のガラス繊維としては、例えば、平均繊維径が３〜１８μｍ、平均繊維長が１〜２０ｍｍのオーウエンス・コーニング社製のものが挙げられる。
解繊チョップドファイバーの幅は１ｍｍ未満である。空気流による解繊方法については、後述する。

【0010】

（熱融着性樹脂）
本発明における熱融着性樹脂は、解繊チョップドファイバー同士を結着させるバインダー樹脂である。また、熱融着性樹脂は、繊維強化熱可塑性プラスチックにおけるマトリクス樹脂にもなる。
熱融着性樹脂は繊維状であってもよいし、粒子状であってもよいが、該プレシートから得られる成形品の強度がより高くなる点からは、繊維状であることが好ましい。
熱融着性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、低融点ポリエチレンテレフタレート、低融点ポリアミド、低融点ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート等が挙げられる。熱融着樹脂は２種類以上を併用しても構わない。

【0011】

熱融着性樹脂が繊維状である場合、熱融着性繊維の繊度は１〜３０ｄｔｅｘであることが好ましい。また、熱融着性繊維の平均繊維長は１〜１０ｍｍであることが好ましく、２〜６ｍｍであることがより好ましい。熱融着性繊維の繊度及び平均繊維長が前記範囲であれば、エアレイドウェブを形成しやすく、均一な結着力や分散状態を得やすい。

【0012】

（熱可塑性樹脂）
エアレイドウェブには、熱融着性樹脂よりも融点が高い熱可塑性樹脂が、熱融着性樹脂とは別に含まれてもよい。該熱可塑性樹脂は、繊維強化熱可塑性プラスチックにおけるマトリクス樹脂となる。
熱可塑性樹脂は繊維状であってもよいし、粒子状であってもよいが、強度の点からは、繊維状であることが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ乳酸等が挙げられる。熱可塑性樹脂は２種以上を併用しても構わない。

【0013】

熱可塑性樹脂が繊維状である場合、熱可塑性繊維の繊度は１〜３０ｄｔｅｘであることが好ましい。また、熱可塑性繊維の平均繊維長は１〜１０ｍｍであることが好ましく、２〜６ｍｍであることがより好ましい。熱可塑性繊維の繊度及び平均繊維長が前記範囲であれば、エアレイドウェブを形成しやすく、均一な結着力や分散状態を得やすい。

【0014】

（熱融着性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体）
上記熱融着性樹脂と上記熱可塑性樹脂とは複合化されて複合体を形成してもよい。熱融着性樹脂と熱可塑性樹脂との複合体としては、熱可塑性樹脂からなる芯部分と熱融着性樹脂からなる鞘部分とを有する芯鞘繊維、長手方向に垂直な断面において片側の半分が熱融着性樹脂からなり、もう一方の片側の半分が熱可塑性樹脂からなるサイドバイサイド繊維、熱可塑性樹脂からなるコアと熱融着性樹脂からなるシェルとを有するコアシェル粒子等が挙げられる。これらのなかでも、異種の樹脂を容易に複合化できることから、芯鞘繊維が好ましい。
芯鞘繊維としては、例えば、ポリプロピレン繊維（融点１６０℃）からなる芯部分と、該芯部分の外周に形成された、ポリエチレン（融点１３０℃）からなる鞘部分とを備えたＰＰ／ＰＥ複合芯鞘繊維が挙げられる。
また、他の芯鞘繊維としては、例えば、ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ複合芯鞘繊維、高密度ポリエチレン／低密度ポリエチレン複合芯鞘繊維、ポリエチレン／低融点ＰＥＴ複合芯鞘繊維、ポリアミド／低融点ポリアミド複合芯鞘繊維、ポリ乳酸／低融点ポリ乳酸複合芯鞘繊維、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート複合芯鞘繊維等が挙げられる。

【0015】

（各成分の含有比率）
プレシートが熱可塑性樹脂を含まない場合、プレシートにおける解繊チョップドファイバーの含有質量Ａと熱融着性樹脂の含有質量Ｂとの比率（Ａ／Ｂ）は、１０／９０〜９０／１０であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましい。Ａ／Ｂが前記範囲にあれば、プレシートから得られる繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性を充分に高めることができる。
プレシートが熱可塑性樹脂を含有する場合、プレシートにおける、解繊チョップドファイバーの含有質量Ａと、熱融着性樹脂の含有質量Ｂ及び熱可塑性樹脂の含有質量Ｃの合計との比率｛Ａ／（Ｂ＋Ｃ）｝は、１０／９０〜９０／１０であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましい。Ａ／Ｂが前記範囲にあれば、プレシートから得られる繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性を充分に高めることができる。

【0016】

（未解繊のチョップドファイバーの数）
プレシートにおいては、５ｃｍ角の領域における未解繊のチョップドファイバーの数が２０個以下であることが好ましく、１０個以下であることが好ましい。ここで、未解繊のチョップドファイバーとは、最小幅が１ｍｍ以上の繊維束のことである。未解繊のチョップドファイバーの数の計測は目視でもよいし、画像解析装置を用いてもよい。
未解繊のチョップドファイバーの数が２０個以下であれば、充分に解繊されており、繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性をより向上させることができる。

【0017】

（坪量）
プレシートの坪量は４０〜３０００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１００〜３０００ｇ／ｍ^２であることがより好ましく、２００〜３０００ｇ／ｍ^２であることがさらに好ましい。プレシートの坪量が前記下限値以上であれば、成形品を製造する際の熱プレス工程において、プレシートの積層枚数を減らすことができ、作業を簡略化できる。一方、プレシートの坪量が前記上限値以下であれば、プレシートを容易に得ることができる。

【0018】

（作用効果）
上記プレシートでは、空気流によって充分に解繊された解繊チョップドファイバーが含まれ、また、エアレイドウェブが加熱処理されたシートであるため、繊維強化熱可塑性プラスチックにおけるマトリクス樹脂（熱融着性樹脂及び必要に応じて熱可塑性樹脂）が、解繊チョップドファイバーと均一に混ざり合っている。そのため、このプレシートから得た繊維強化熱可塑性プラスチックにおいては、マトリクス樹脂中での解繊チョップドファイバーの分散性が高くなり、機械的物性を向上させることができる。
また、マトリクス樹脂と解繊チョップドファイバーとがあらかじめ均一に混ざり合ったプレシートを成形することで、溶融させたマトリクス樹脂をあまり流動させず、空気を抜く程度で、繊維強化熱可塑性プラスチック製成形品を得ることができる。したがって、成形時間を短縮できる。

【0019】

なお、空気流以外の解繊方法では強化繊維が破断しやすいため、空気流以外の解繊方法で解繊した解繊チョップドファイバーを用いて得たプレシートでは、熱可塑性プラスチックの機械的物性が高くなりにくい。
また、特許文献２に記載のプレシートでは、解繊チョップドファイバーを抄紙した後に、マトリクス樹脂を供給するため、解繊チョップドファイバーとマトリクス樹脂とは均一に混ざり合っていない。そのため、このプレシートから得た繊維強化熱可塑性プラスチックにおいては、マトリクス樹脂中での解繊チョップドファイバーの分散性が低くなるため、機械的物性も低い。また、後からマトリクス樹脂を供給した場合には、プレシートの表面付近にマトリクス樹脂が偏在しており、成形の際には、溶融させたマトリクス樹脂をシート内部に押し込んで繊維強化熱可塑性プラスチック製成形品を成形する必要がある。この場合、成形の際にマトリクス樹脂を流動させる距離が長くなるため、成形時間が長くなる時間を要する。

【0020】

＜プレシートの製造方法＞
本実施形態のプレシートの製造方法は、解繊工程と混合工程とウェブ形成工程と結着工程とを有する。

【0021】

（解繊工程）
解繊工程は、チョップドファイバーを、空気流によって解繊して解繊チョップドファイバーを得る工程である。
チョップドファイバーの空気流による解繊方法では、ブロアー等によって空気流を形成し、その空気流にチョップドファイバーを供給し、空気流の攪拌効果によって解繊する。
空気流による解繊によれば、強化繊維が破断して短くなることを防止できる。特に、炭素繊維及びガラス繊維は脆く、機械的な剪断力によって破断しやすいが、空気流によって解繊することにより、破断を防止できる。
解繊方法としては、旋回する空気流で解繊することが好ましい。旋回する空気流を利用した解繊方法によれば、チョップドファイバーを充分に解繊することができ、エアレイド法によってエアレイドウェブを形成する際に、解繊チョップドファイバーの分散性をより高めることができる。
旋回する空気流を利用した解繊方法としては、例えば、ブロアーの中にチョップドファイバーを投入してブロアーにて解繊する方法が挙げられる。また、ブロアーによって円筒容器内に、周方向に沿うように空気を送って旋回流を形成し、その旋回流の中にチョップドファイバーを供給し、攪拌して解繊する方法が挙げられる。
空気流の流速は、チョップドファイバーの量に応じて適宜選択されるが、通常は、１０〜１５０ｍ／秒の範囲内である。

【0022】

（混合工程）
混合工程は、解繊チョップドファイバーと熱融着性樹脂と、必要に応じて熱可塑性樹脂とを混合してウェブ原料を得る工程である。
混合に際しては、解繊チョップドファイバーの分散性を向上させるために、解繊チョップドファイバーと熱融着性樹脂とを攪拌することが好ましい。ただし、解繊チョップドファイバーの破断を防ぐために、機械的剪断力を利用した攪拌ではなく、空気流を用いた攪拌を適用することが好ましい。
混合工程は、解繊工程の後でもよいし、解繊工程と同時でもよい。混合工程を解繊工程と同時とする場合には、解繊工程での空気流を利用して、解繊チョップドファイバーと熱融着性樹脂と、必要に応じて熱可塑性樹脂とを混合する。

【0023】

（ウェブ形成工程）
ウェブ形成工程は、エアレイド法によってウェブ原料からエアレイドウェブを得る工程である。ここで、エアレイド法とは、空気流を利用して繊維を３次元的にランダムに堆積させてウェブを形成する方法である。

【0024】

本実施形態におけるウェブ形成工程では、例えば、図１に示すウェブ形成装置１を用いる。このウェブ形成装置１は、コンベア１０と透気性無端ベルト２０と繊維混合物供給手段３０と第１のキャリアシート供給手段４０と第２のキャリアシート供給手段５０とサクションボックス６０と備える。
ここで、コンベア１０は、複数のローラー１１によって構成されている。透気性無端ベルト２０は、コンベア１０に装着されて回転するようになっている。繊維混合物供給手段３０は、透気性無端ベルト２０に繊維混合物を空気流と共に供給するものである。第１のキャリアシート供給手段４０は、透気性無端ベルト２０に向けて第１のキャリアシート４１を供給するものである。第２のキャリアシート供給手段５０は、透気性無端ベルト２０を通過した第１のキャリアシート４１に向けて第２のキャリアシート５１を供給するものである。サクションボックス６０は、透気性無端ベルト２０をその内側から吸引するものである。
ウェブ形成装置１においては、繊維混合物供給手段３０は透気性無端ベルト２０の上方に設置され、第１のキャリアシート供給手段４０は透気性無端ベルト２０よりも上流に設置され、第２のキャリアシート供給手段５０は透気性無端ベルト２０よりも下流に設置されている。

【0025】

上記ウェブ形成装置１を用いたウェブ形成工程では、各ローラー１１を同方向に回転させることによりコンベア１０を駆動させて透気性無端ベルト２０を回転させる。また、透気性無端ベルト２０の上に接触するように、第１のキャリアシート４１を第１のキャリアシート供給手段４０から繰り出す。
次いで、サクションボックス６０によって透気性無端ベルト２０を吸引しながら、繊維混合物供給手段３０から空気流と共に繊維混合物を下降させ、透気性無端ベルト２０上の第１のキャリアシート４１上に繊維混合物を落下、堆積させる。これにより、エアレイドウェブＡを形成する。
次いで、エアレイドウェブＡの上に、第２のキャリアシート５１を第２のキャリアシート供給手段５０より供給して、エアレイドウェブ含有積層シートを得る。

【0026】

（結着工程）
結着工程は、エアレイドウェブを加熱処理して、解繊チョップドファイバー同士を熱融着性樹脂によって結着させる工程である。
エアレイドウェブの加熱処理としては、熱風処理、赤外線照射処理が挙げられ、装置が低コストである点では、熱風処理が好ましい。
熱風処理としては、エアレイドウェブを、周面に通気性を有する回転ドラムを備えたスルーエアードライヤに接触させて熱処理する方法（熱風循環ロータリードラム方式）や、エアレイドウェブを、ボックスタイプドライヤに通し、エアレイドウェブに熱風を通過させることで熱処理する方法（熱風循環コンベアオーブン方式）などが挙げられる。
本実施形態のように、エアレイドウェブが第１のキャリアシート及び第２のキャリアシートに挟まれて積層シートになっている場合には、積層シートのまま熱風処理してもよい。第１のキャリアシート及び第２のキャリアシートは、熱風処理後にエアレイドウェブから剥離すればよい。

【0027】

エアレイドウェブが熱可塑性樹脂を含有する場合には、加熱処理温度は、熱融着性樹脂が溶融するが、熱可塑性樹脂は溶融しない温度とすることが好ましい。このような温度とすれば、解繊チョップドファイバー同士を確実に結着しつつ、プレシートを成形する前に熱可塑性樹脂が溶融することを抑制できる。
エアレイドウェブが熱可塑性樹脂を含有しない場合には、加熱処理温度は、熱融着性樹脂が溶融する温度とすればよい。

【0028】

結着工程の後には、プレシートの厚み及び密度を微調整する目的で、加熱ロールに通して圧縮処理してもよい。

【0029】

（作用効果）
上記製造方法では、空気流によってチョップドファイバーを充分に解繊し、エアレイド法によって、繊維強化熱可塑性プラスチックにおけるマトリクス樹脂と解繊チョップドファイバーと均一に混ぜることができる。したがって、繊維強化熱可塑性プラスチックの機械的物性を高くでき、また、成形時間を短縮できるプレシートを容易に製造できる。
さらに、上記製造方法によれば、坪量が大きい（具体的には１００ｇ／ｍ^２以上の）プレシートを容易に製造することができる。

【0030】

（他の実施形態）
なお、本発明のプレシートの製造方法は、上記製造方法に限定されない。上記の製造方法では、第１のキャリアシート及び第２のキャリアシートを用いたが、これらを用いなくても構わない。

【実施例】

【0031】

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。

【0032】

［実施例１］
＜プレシートの製造＞
チョップ状のＰＡＮ系炭素繊維（繊維径７μｍ、繊維長６ｍｍ 東邦テナックス（株）製 「ＨＴＣ１１０ ６ＭＭ」）を、旋回流式ジェット気流解繊装置を用いて解繊処理して、解繊チョップドファイバーを得た。解繊機での処理風速は４５ｍ／分であり、装置内に設けたバッフルにより乱流とした。
次いで、解繊チョップドファイバーと芯鞘型の熱融着性複合繊維（ＰＰ／ＰＥ複合芯鞘繊維）とを、解繊チョップドファイバーの割合が３５質量％になるように配合し、空気流により均一に混合して繊維混合物を得た。
次いで、図１に示すウェブ形成装置１を用い、繊維混合物からエアレイドウェブを形成した。具体的には、コンベア１０に装着されて走行する透気性無端ベルト２０の上に、第１のキャリアシート供給手段４０によって、ＰＥＴスパンボンド不織布からなる第１のキャリアシート４１を繰り出した。サクションボックス６０によって透気性無端ベルト２０を吸引しながら、その第１のキャリアシート４１の上に、繊維混合物供給手段３０から空気流と共に上記繊維混合物を落下堆積させた。その際、エアレイドウェブ単位面積あたりの炭素繊維の量が１７５ｇ／ｍ^２、熱融着性繊維の量が３２５ｇ／ｍ^２となるように、繊維混合物を供給した。
次いで、第２のキャリアシート供給手段５０によって、第１のキャリアシート４１上の繊維混合物堆積物の上に、ＰＥＴスパンボンド不織布からなる第２のキャリアシート５１を積層して、エアレイドウェブ含有積層シートを得た。
得られた積層シートを、熱風循環コンベアオーブン方式のボックスタイプドライヤに通し、１４０℃で熱風処理した後、第１のキャリアシート及び第２のキャリアシートを剥離して、坪量５００ｇ／ｍ^２のプレシートを得た。

【0033】

＜炭素繊維強化熱可塑性プラスチック成形品の作製＞
上記プレシートを２０ｃｍ×２０ｃｍに裁断し、これにより得た裁断片を４枚積層し、２０ｃｍ×２０ｃｍ、深さ２ｍｍの開口部を有するステンレス製の金型内に配置した。次いで、前記金型を熱プレス機にセットし、温度１８０℃、圧力２ＭＰａで３分間予備プレスし、さらに５ＭＰａに加圧して１０分間プレス処理した。その後、５ＭＰａで冷却して、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック成形品を得た。

【0034】

［実施例２］
エアレイドウェブ単位面積あたりの炭素繊維の量が３５０ｇ／ｍ^２、熱融着性繊維の量が６５０ｇ／ｍ^２になるように繊維混合物の供給量を調整した以外は実施例１と同様にして、プレシートを得た。得られたプレシートの坪量は１０００ｇ／ｍ^２であった。
また、得られたプレシートを２枚積層して成形した以外は実施例１と同様にして、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック成形品を作製した。

【0035】

［比較例１］
チョップ状のＰＡＮ系炭素繊維を解繊処理せずにそのまま熱融着性複合繊維に混ぜて繊維混合物を調製した以外は実施例１と同様にして、プレシートを得た。得られたプレシートの坪量は５００ｇ／ｍ^２であった。
また、得られたプレシートを用いた以外は実施例１と同様にして、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック成形品を作製した。

【0036】

＜評価＞
得られたプレシートについて、下記の方法により炭素繊維の繊維束数を測定した。また、得られた成形品について、下記の方法により曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。測定結果を表１に示す。

【0037】

（プレシートの炭素繊維束の測定）
得られたプレシートを５ｃｍ×５ｃｍに裁断、得られた裁断片において、目視により最小幅が１ｍｍ以上の繊維束の数を数えた。繊維束の数が少ない程、炭素繊維の分散性が高く、成形品の機械的物性が向上する。具体的には、概ね下記の傾向を有する。
繊維束数が１０個未満：炭素繊維の分散性が良好である。
繊維束数が１０〜２０個：炭素繊維の分散性は若干低いものの、成形品の機械的強度を充分に向上させることができる。
繊維束数が２１個以上：炭素繊維の分散性が低く、成形品の機械的物性が低くなる。

【0038】

（成形品の曲げ弾性率及び曲げ強度の測定）
ダイヤモンドカッターを用いて、得られた成形品を幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍに裁断して、試験片を作製した。その試験片の厚みを測定した後、ＪＩＳ Ｋ７０７４に記載の「炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法」に従い、３点曲げ試験を、速度５ｍｍ／分、支点間距離８０ｍｍの条件で行って、曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。

【0039】

【表1】

【0040】

空気流によって解繊した解繊チョップ状炭素繊維とＰＰ／ＰＥ芯鞘樹脂とを含有するエアレイドウェブを加熱処理した実施例１，２のプレシートは、繊維束数が少なく、炭素繊維の分散性に優れていた。また、実施例１，２のプレシートから得た成形品は、曲げ物性に優れていた。
解繊していないチョップ状炭素繊維とＰＰ／ＰＥ芯鞘樹脂とを含有するエアレイドウェブを加熱処理した比較例１のプレシートは、繊維束数が多く、炭素繊維の分散性が低かった。また、比較例１のプレシートから得た成形品は、曲げ物性が低かった。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明の繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートから形成した繊維強化熱可塑性プラスチックは、例えば、自動車部品用成形物、電気機器部品用成形物、電子機器部品用成形物、精密機器部品用成形物、スポーツ・レジャー用品（ゴルフクラブ、釣竿、スキー板、スノーボード等）に好適に使用できる。

【符号の説明】

【0042】

１ ウェブ形成装置
１０ コンベア
１１ ローラー
２０ 透気性無端ベルト
３０ 繊維混合物供給手段
４０ 第１のキャリアシート供給手段
４１ 第１のキャリアシート
５０ 第２のキャリアシート供給手段
５１ 第２のキャリアシート
６０ サクションボックス

【図1】