CN105873990A - 预成型体、片材及一体化片材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在成型加工时具有优异的成型加工性、而且在成型加工后得到的成型体的耐冲击特性与刚度的均衡性优异的预成型体、片材及一体化片材。本发明的预成型体的特征在于，分别层叠有如下所示的(A)及(B)：(A)自增强片层，所述自增强片层通过热塑性树脂(a－1)和由与所述热塑性树脂(a－1)为相同种类的热塑性树脂形成的纤维或带(a－2)被增强；(B)增强片层，所述增强片层通过由不连续碳纤维形成的无规垫(b－1)和热塑性树脂(b－2)被增强。

Description

预成型体、片材及一体化片材
技术领域
本发明涉及能够得到同时实现高刚度和高耐冲击性、而且均质性高的片状材料的预成型体、片材(sheet material)及一体化片材。
背景技术
纤维增强塑料(以下称为FRP：Fiber Reinforced Plastic)轻质且具有优异的力学特性，用于这些FRP的增强纤维使用了有机纤维、无机纤维等。其中，从比强度、比刚度特别优异、可得到出众的轻质性的观点考虑，可合适地使用碳纤维，碳纤维增强塑料(以下称为CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastic)轻质且具有优异的机械特性，在运动用途、航空器用途中取得了好的实际成果，近年来，在风车叶片、压力容器、建筑增强材料等产业领域中的应用也有进展。另外，在轻质化的要求不断增高的汽车用途中也备受关注。
作为FRP的代表性形态，可举出对预成型体(将片状材料层叠而得到)进行加压成型而得到的成型品。作为构成该片状材料的碳纤维，通常为将连续的增强纤维沿单向排列而成的碳纤维、或进行了织物加工的碳纤维。使用了这样的增强纤维基材的成型品显示出高刚度和轻质化效果。然而，经常存在下述情况：因碳纤维的增强而呈现出脆性破坏，耐冲击性不足。另一方面，作为提高耐冲击特性的尝试，已知有使用有机纤维作为增强纤维、使热塑性树脂为特定种类的技术，但刚度不足。
非专利文献1公开了使用由碳纤维形成的织物基材和具有自身残余应力的自增强型热塑性树脂来改善碳纤维增强热塑性树脂的拉伸应变的技术。然而，该技术旨在提高拉伸应变，并未提及冲击特性。另外，所有的层均用连续纤维增强，难以进行拉深、曲面形状的赋形。
另外，专利文献1公开了通过使用由芳族聚酰胺纤维的纱线与自身增强型的热塑性树脂片层的组合形成的预成型体、从而提高防弹背心所必需的耐贯穿特性的技术。然而，该技术的特别之处在于由芳族聚酰胺纤维带来的耐贯穿特性，因此刚度并不充分。
专利文献2公开了配合了规定量的有机纤维和无机纤维的无纺布、和通过树脂将所述无纺布进行复合而成的材料。对于该技术而言，虽然耐冲击特性和刚度充分，但由于使用连续纤维，所以缺乏拉深、曲面形状等的赋形性。
专利文献3公开了利用热塑性树脂和使用了不连续的增强纤维的衬垫(mat)材料、并能够加工成复杂形状的片材。然而，该技术是为了对不连续的增强纤维赋予肋(rib)、凸起(boss)等形状而使用的，刚度与韧性的均衡性不能说是充分的。
专利文献1：日本专利第5013543号公报
专利文献2：日本特开2012-139841号公报
专利文献3：日本特开平2-231128号公报
非专利文献1：I.Taketa et al，Interply hybrid composites withcarbon fiber reinforced polypropylene and self-reinforcedpolypropylene，Composites：Part A 41，927-932(2010)
发明内容
鉴于上述背景技术的问题点，本发明的目的在于提供耐冲击性与力学特性的均衡性优异、并且可进行拉深、曲面形状的赋形的预成型体、片材及一体化片材。
为了解决上述课题，本发明采用下述任意构成。
(1)一种预成型体，其特征在于，以热塑性树脂为基体树脂，并且分别层叠有如下所示的自增强片层(A)及增强片层(B)，
所述自增强片层(A)通过热塑性树脂(a-1)和下述纤维或带(tape)(a-2)被增强，所述纤维或带(a-2)由与该热塑性树脂(a-1)为相同种类的热塑性树脂形成；
所述增强片层(B)包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)和热塑性树脂(b-2)。
(2)如(1)所述的预成型体，其中，所述增强片层(B)是在所述由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中含浸所述热塑性树脂(b-2)而得到的。
(3)如(1)所述的预成型体，其中，所述由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)配置在所述热塑性树脂(b-2)与所述自增强片层(A)之间。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的预成型体，其是将所述增强片层(B)和所述自增强片层(A)多层层叠而成的。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的预成型体，其中，所述不连续碳纤维的平均纤维长度为50mm以下。
(6)如(1)～(5)中任一项所述的预成型体，其中，所述无规垫(b-1)中的所述不连续碳纤维的分散率为90％以上，所述不连续碳纤维的取向角度分布的相对频率的最大值小于0.25，并且最小值为0.090以上。
(7)如(1)～(6)中任一项所述的预成型体，其中，构成所述增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)为选自聚烯烃系树脂、聚酰胺树脂、聚芳硫醚(polyarylene sulfide)树脂及聚酯树脂中的任意树脂。
(8)如(7)所述的预成型体，其中，构成所述增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)为聚烯烃系树脂。
(9)如(1)～(8)中任一项所述的预成型体，其中，构成所述自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)及纤维或带(a-2)均为聚烯烃系树脂。
(10)如(1)～(9)中任一项所述的预成型体，其中，所述热塑性树脂(a-1)的峰值熔融温度低于所述纤维或带(a-2)的峰值熔融温度。
(11)一种片材，其是将(1)～(10)中任一项所述的预成型体层叠一体化而得到的。
(12)如(11)所述的片材，其中，所述增强片层(B)的厚度为500μm以下。
(13)一种片材，其是将(11)所述的片材多层层叠、并进行一体化而得到的。
(14)如(13)所述的片材，其中，所述增强片层(B)的厚度为500μm以下。
(15)一种一体化片材，其包含(11)或(12)所述的片材和第二片材。
(16)如(15)所述的一体化片材，其中，所述第二片材是以热塑性树脂为基体树脂的片材。
(17)一种一体化片材，其包含(13)或(14)所述的片材和第二片材。
(18)如(17)所述的一体化片材，其中，所述第二片材是以热塑性树脂为基体树脂的片材。
本发明中公开的预成型体、片材及一体化片材的成型加工时的赋型性优异，耐冲击性与刚度的均衡性优异。尤其是，通过满足无规垫(random mat)中的不连续碳纤维的平均纤维长度、分散率及取向角度分布，可得到优异的片材及经形状赋形而成的成型品，所述片材的上述特性变得更均匀，且在制成产品时可以不考虑由碳纤维带来的刚度的显现方向。
附图说明
[图1]图1是表示实施方式1的预成型体中使用的增强片层的一例的示意图。
[图2]图2是表示实施方式1的预成型体的例子的示意图。
[图3]图3是表示实施方式1的预成型体中的不连续碳纤维的分散状态的一例的示意图。
[图4]图4是表示构成本实施方式2的片材的、包含由不连续碳纤维形成的无规垫和热塑性树脂膜的增强片层(B-1)与自增强片层(A)的层叠结构的一例的示意图。
[图5]图5是表示构成本实施方式2的片材的、在由不连续碳纤维形成的无规垫中含浸热塑性树脂膜而成的增强片层(B-2)与自增强片层(A)的层叠结构的一例的示意图。
[图6]图6是表示将图4或图5所示的层叠结构的增强片层(B-1)或(B-2)与自增强片层(A)一体化而形成的片材的层叠结构的示意图。
[图7]图7是表示在本实施方式2的片材上贴合由粘接性树脂(C)形成的膜而得到的片材的示意图。
[图8]图8是表示本实施方式2的变形例中的一体化片材的一例的示意图。
[图9]图9是表示实施例及比较例中使用的拉伸剪切试验片的立体图。
[图10]图10是实施例中的将自增强片层(A)、与包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)和热塑性树脂(b-2)的增强片层(B)层叠而成的预成型体的示意图。
[图11]图11是实施例中的将自增强片层(A)、与包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)和热塑性树脂(b-2)的增强片层(B)层叠而成的预成型体的示意图。
[图12]图12是实施例中的在最外层配置无规垫(b-1)并进行层叠而得到的预成型体的示意图。
[图13]图13是实施例中的在最外层配置构成增强片层的热塑性树脂(b-2)并进行层叠而得到的预成型体的示意图。
具体实施方式
(实施方式1)
本发明的实施方式1为预成型体，其特征在于，以热塑性树脂为基体树脂，并且分别层叠有如下所示的(A)及(B)：
(A)自增强片层，所述自增强片层通过热塑性树脂(a-1)和下述纤维或带(a-2)被增强，所述纤维或带(a-2)由与该热塑性树脂(a-1)为相同种类的热塑性树脂形成；
(B)增强片层，所述增强片层包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)和热塑性树脂(b-2)。
以下对本实施方式1的预成型体进行详细说明。
构成本实施方式1的预成型体的自增强片层(A)为下述自增强片层，所述自增强片层以热塑性树脂为基体树脂，并通过由与用作上述基体树脂的热塑性树脂(a-1)为相同种类的热塑性树脂形成的纤维或带(a-2)被增强。所谓自增强，如非专利文献1中记载的那样，是增强纤维与基体树脂由同种树脂形成的复合材料。
作为本实施方式1中使用的自增强片层(A)，也可使用已经在市场上销售的产品。可例举Propex Fabrics GmbH制的“Curv”(注册商标)、Lankhorst Pure Composites b.v.制的“Pure”(注册商标)等。
另外，优选的是，构成本实施方式1的自增强片层(A)由热塑性树脂(a-1)和纤维或带(a-2)形成，并且上述热塑性树脂(a-1)的峰值熔融温度低于纤维或带(a-2)的峰值熔融温度。通过使热塑性树脂(a-1)的峰值熔融温度低于纤维或带(a-2)的峰值熔融温度，可在不使纤维或带(a-2)完全熔融的情况下，将其与作为基体树脂的热塑性树脂(a-1)一体化。由此，可在不损害纤维或带(a-2)的特性的情况下形成自增强片层(A)。纤维或带(a-2)与热塑性树脂(a-1)的熔融温度之差例如可通过以下方式赋予：在制造纤维或带(a-2)时，对作为材料的热塑性树脂进行拉伸而使其取向，制成由取向化的热塑性树脂形成的纤维或带。
此处，构成上述自增强片层(A)的纤维或带(a-2)与热塑性树脂(a-1)的各自的峰值熔融温度可如下测定。首先，将自增强片层(A)分离成纤维或带(a-2)和热塑性树脂(a-1)。进行分离时，使用剃刀，从自增强片层(A)的纤维面或带面剥下该纤维或带(a-2)。然后，按照JIS K7121(1987)中规定的“塑料的转变温度测定方法”，针对纤维或带(a-2)及热塑性树脂(a-1)，测定熔融温度的峰值。可按照以下方式测定：使用在炉内温度被控制为50℃的真空干燥机中干燥24小时以上的试样作为测定用的试样，利用差示扫描量热测定装置，得到基于上述标准的熔融温度，将峰顶(peak top)作为峰值熔融温度。
对于本实施方式1的自增强片层(A)中使用的纤维或带(a-2)的形态而言，只要形成自增强片层(A)即可，没有特别限制，例如，可举出织物、对被沿单向拉齐的连续纤维布进行填缝而得到的产物等。其中，从生产率、操作性的观点考虑，优选织物。
本实施方式1的自增强片层(A)中使用的纤维或带(a-2)、及热塑性树脂(a-1)只要为相同种类的热塑性树脂即可，没有特别限制，例如，可举出选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等结晶性树脂、它们的共聚物及改性物等中的热塑性树脂。其中，从得到的片材的轻质性的观点考虑，优选聚丙烯系树脂，从刚度的观点考虑，优选聚酰胺系树脂。从耐热性的观点考虑，优选使用聚芳硫醚。
作为自增强片层(A)中使用的热塑性树脂(a-1)，可在不损害本发明的目的的范围内，在上述组所例举的热塑性树脂中添加弹性体或橡胶成分等。
接下来，对本实施方式1的增强片层(B)进行说明。
本实施方式1的增强片层(B)是由无规垫(b-1)(由不连续碳纤维形成)及热塑性树脂(b-2)的膜构成的增强片层(B-1)、或者是在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)的膜而得到的增强片层(B-2)。此处，无规垫(b-1)是指由无规取向的不连续碳纤维构成的面状体。
此处，由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的形态是指碳纤维的丝束及/或单纤维分散成平面状的形态，可例举短切丝束垫片(chopped strand mat)、抄纸垫片、梳棉垫片(carding mat)、气流成网垫片(air-laid mat)等。丝束是指多根单纤维并行地排列并聚集而成的产物。无规垫(b-1)的形态中，单纤维的分散状态通常不具有规则性。通过形成上述无规垫(b-1)的形态，从而作为成型加工性的指标的对形状的赋形性优异，因此，容易成型为复杂形状。
作为上述由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的形态，更优选的是不连续碳纤维分散成大致单纤维状而得到的面状体。此处，所谓分散成大致单纤维状，是指构成不连续碳纤维的不连续的碳纤维中，包含50质量％以上的纤丝数少于100根的细纤度丝束。通过将所述不连续的碳纤维分散成大致单纤维状，从而使破坏的起点变得均匀，由此可得到稳定的刚度。另一方面，对于纤丝数多的纤维束而言，其端部经常成为破坏的起点，存在刚度及其可靠性差的情况。从上述观点考虑，优选不连续碳纤维的70质量％以上以纤丝数少于100根的细纤度丝束的形式存在。
本实施方式1中，作为构成由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的碳纤维，优选使用聚丙烯腈(PAN)系、人造丝(rayon)系、木质素(lignin)系、沥青系的碳纤维、石墨纤维。其中，更优选使用PAN系的碳纤维。另外，可以为对上述纤维实施了表面处理的纤维。作为表面处理，有利用上浆剂进行的处理、利用成束剂进行的处理、添加剂的附着处理等。
构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维的平均纤维长度Lw(平均纤维长度Lw是指质量平均纤维长度Lw)优选为50mm以下。通过使质量平均纤维长度Lw为上述范围，从而容易调整后述的无规垫(b-1)中的不连续碳纤维的二维接触角度。
质量平均纤维长度Lw可利用以下的方法测定。将由本实施方式1的预成型体得到的片状材料、或进行了形状赋形的材料浸渍在溶剂中，将热塑性树脂溶解；或者对片材等进行加热，将热塑性树脂成分烧掉，从而将不连续碳纤维分离。从分离的不连续碳纤维中随机地选择400根，将各碳纤维的长度Li测量至10μm单位，使用各碳纤维的质量分率Wi(此时，将测定了长度的400根碳纤维的质量作为100％)，以质量平均为基准，利用下式进行计算。从容易调整后述的二维接触角度的观点考虑，构成本实施方式1的无规垫(b-1)的不连续碳纤维的质量平均纤维长度Lw优选为50mm以下，特别优选为25mm以下。质量平均纤维长度Lw由下式表示。
Lw＝∑(Li×Wi)(单位：mm)
·Li：测定的纤维长度(i＝1、2、3、···400)(单位：mm)
·Wi：纤维长度Li的碳纤维的质量分率(i＝1、2、3、···400)(单位：质量％)。
作为本实施方式1中的增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)，例如可举出选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等结晶性树脂、它们的共聚物及改性物等中的热塑性树脂。其中，从得到的片材的轻质性的观点考虑，优选聚丙烯系树脂，从刚度的观点考虑，优选聚酰胺系树脂。从耐热性的观点考虑，优选使用聚苯硫醚。
本实施方式1的预成型体中，构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)、及构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)没有特别限制，优选的是，在将本实施方式1的预成型体进行一体成型时的成型温度下，各热塑性树脂发生熔融或软化。通过选择这样的树脂，从而可使热塑性树脂(b-2)及(a-1)含浸于无规垫(b-1)，形成介在有无规垫(b-1)的间层，在自增强片层(A)与增强片层(B)之间呈现出牢固的机械接合。本实施方式1的预成型体中，特别优选的是，构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)、以及构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)及纤维或带(a-2)均为聚烯烃树脂。
作为增强片层(B)中使用的热塑性树脂(b-2)，可在不损害本发明的目的的范围内，在上述组所例举的热塑性树脂中添加弹性体或橡胶成分等。
在使用聚烯烃系树脂作为构成自增强片层(A)及增强片层(B)的热塑性树脂(a-1)及(b-2)的情况下，从粘接性的观点考虑，优选包含反应性官能团。其中，优选为用选自羧基、酸酐基、羟基、环氧基、氨基、碳二亚胺基中的至少1种进行改性而形成的聚烯烃系树脂。特别优选为用酸酐基进行改性而成的聚烯烃系树脂。在使用聚酰胺系树脂作为构成自增强片层(A)及增强片层(B)的热塑性树脂(a-1)及(b-2)的情况下，从熔点及粘接性的观点考虑，可优选使用共聚物。共聚物中，优选3元共聚聚酰胺树脂。关于作为构成自增强片层(A)及增强片层(B)的热塑性树脂(a-1)及(b-2)而优选的聚酰胺树脂，可举出聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺6/66/610。从粘接性的观点考虑，特别优选为3元共聚物聚酰胺6/66/610。
作为制造本实施方式1中的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的方法，可举出以下的方法。作为已知技术，可举出：利用空气流将不连续碳纤维分散而形成垫片的气流成网法、一边机械地梳理切削碳纤维一边形成垫片的梳棉法等干式工艺；基于在水中搅拌碳纤维并进行抄纸的Radright法(日语：ラドライト法)的湿式工艺。本发明中使用的不连续碳纤维由于纤丝的分散优异，所以特别优选利用湿式工艺进行制造。
作为制作所述增强片层(B)的方法，例如有以下方法：由预先将不连续碳纤维分散成单纤维状而得的不连续碳纤维制造无规垫(b-1)，将膜状的热塑性树脂(b-2)沿厚度方向层叠在所得到的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)上。另外，只要在不损害本发明的效果的范围内，还可以根据所期望的冲击特性与刚度的均衡性、使用用途而适当变更层叠的结构。例如，可如图1-(a)所示那样，在由不连续碳纤维形成的无规垫11上叠合膜状的热塑性树脂12，形成增强片层13A；相反地，也可如图1-(b)所示那样，在膜状的热塑性树脂12上叠合由不连续碳纤维形成的无规垫11，形成增强片层13B。另外，还可如图1-(c)所示那样，在由不连续碳纤维形成的无规垫11的厚度方向的两面上配置膜状的热塑性树脂12，形成增强片层13C。换言之，在增强片层(B)中，根据所期望的不连续碳纤维的体积比例将膜状的热塑性树脂(b-2)层叠即可，优选地，从膜状的热塑性树脂(b-2)在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中的含浸性变得容易的观点考虑，可优选例举将由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)和膜状的热塑性树脂(b-2)交替地层叠或以在厚度方向上呈对称的方式层叠的方法。
在为本实施方式1的增强片层(B)的情况下，也可使热塑性树脂(b-2)含浸至由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中。作为含浸的方法，使用上述由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，在已加热至膜状的热塑性树脂(b-2)发生熔融或软化的温度以上的状态下赋予压力，使熔融的热塑性树脂(b-2)含浸至由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中，由此，可得到本实施方式1中的片状的增强片层(B-2)。具体而言，可例举以下方法：如图1-(a)及图1-(b)所示，以在由不连续碳纤维形成的无规垫11的厚度方向的一侧配置了膜状的热塑性树脂12的状态，加热至使热塑性树脂12熔融的温度，同时进行加压而使其含浸；如图1-(c)所示，用膜状的热塑性树脂12夹持由不连续碳纤维形成的无规垫11，然后在热塑性树脂12发生熔融的温度下进行加压而使其含浸。
此处，对于不连续碳纤维在增强片层(B)中的体积比例而言，从提高刚度和耐冲击性、及成型加工性之间的均衡性的观点考虑，优选为10～40体积％的范围。考虑到成型加工性，进一步优选为15～30体积％，特别优选为15～25体积％。
另外，作为用于实现将上述热塑性树脂(b-2)含浸在无规垫(b-1)中而得到的增强片层(B-2)的设备，可合适地使用压缩成型机、双带挤压机、压延辊。在分批式的情况下，为前者，通过形成将加热用和冷却用的两台机器并联而成的间歇加压系统，可实现生产率的提高。在连续式的情况下，为后者，能够容易地进行从辊到辊的加工，连续生产能力优异。
本实施方式1的预成型体中，优选的是，由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)配置在热塑性树脂(b-2)与自增强片层(A)之间。通过形成这样的配置，从而使热塑性树脂(b-2)与构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)双方含浸于由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，可得到增强片层(B)与自增强片层(A)的层间被纤维增强过的片状材料及进行了形状赋形的材料，作为片状材料及进行了形状赋形的材料，可呈现出高力学特性。即，由于层间隔着由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)而进行一体化，所以即使热塑性树脂(b-2)与构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)及纤维或带(a-2)不是相同种类的热塑性树脂，也可进行一体化。
对于本实施方式1的预成型体而言，优选是将自增强片层(A)及增强片层(B)多层层叠而成的。例如，可举出：图2-(a)所示那样的，以在最外层配置增强片层13A及13B、在内层配置自增强片层15的方式层叠而成的预成型体10A；图2-(b)所示那样的，采用下述夹层结构(3层结构)的层叠结构的预成型体10B，所述夹层结构在最外层层叠自增强片层15，在内层层叠增强片层13(在由不连续碳纤维形成的无规垫中含浸热塑性树脂而成)。此时的层叠数没有特别限制，从层叠工序的作业性的观点考虑，优选为30层以下，更优选为20层以下。另外，如图2-(c)所示，对于本实施方式1的预成型体10C而言，不必将增强片层13A及/或13B与自增强片层15交替地层叠，对于层叠的结构而言，可根据所期望的冲击特性与刚度的均衡性、使用用途进行适当变更，只要在不损害本发明的效果的范围内即可。例如，在一方的最外层需要耐冲击性、另一方的最外层需要强度的情况下，可以是如图2-(d)所示那样在一方的最外层侧配置耐冲击性优异的自增强片层15、在另一方的最外层配置力学特性优异的增强片层13A而成的在厚度方向上具有非对称的层叠结构的预成型体10D。从得到的成型体的翘曲的观点考虑，可优选例举以相对于厚度方向为对称的方式进行层叠的方法。另外，对于构成增强片层(B)的无规垫(b-1)及热塑性树脂(b-2)、和构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)及纤维或带(a-2)的层叠结构，也可与上述相同。
本实施方式1的预成型体中，无规垫(b-1)中的不连续碳纤维的分散率优选为90％以上。不连续碳纤维的分散率为90％以上时，绝大部分的碳纤维以单纤维的状态存在，碳纤维具有高纵横比(aspect ratio)，并且均匀存在，因此，力学特性及耐冲击性优异。
本实施方式1中，所谓不连续碳纤维的分散率，是指在0°～90°的锐角侧对由不连续碳纤维的单纤维、与同该不连续碳纤维接触的其他不连续碳纤维的单纤维形成的二维接触角度进行测量时，1°以上的碳纤维的单纤维的数量比例。
所述分散率为90％以上时，可有效地利用碳纤维的强度·弹性模量，力学特性提高。另外，热塑性树脂(b-2)向无规垫(b-1)中的含浸变得容易，可减少空隙的产生。作为更优选的碳纤维的分散状态，分散率为96％以上。
此处，所谓不连续碳纤维的二维接触角度，是由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中的、由不连续碳纤维的单纤维与同该不连续碳纤维接触的其他不连续碳纤维的单纤维形成的角度，将其定义为相接触的单纤维彼此之间所形成的角度中的0°以上、90°以下的锐角侧的角度。使用附图进一步对所述二维接触角度进行说明。图3-(a)、图3-(b)是从面方向(图3-(a))及厚度方向(图3-(b))对本发明的一实施方式中的、无规垫中的碳纤维进行观察时的示意图。图3-(a)、图3-(b)中，1、2、3、4、5、及6为单根的不连续碳纤维(单纤维)。在对图3-(a)、(b)中的单纤维1与所接触的单纤维之间的二维接触角度进行测定时，在图3-(a)中观察到单纤维1与单纤维2～6交叉，但在图3-(b)中，单纤维1未与单纤维5及6接触。因此，对于作为基准的单纤维1，成为二维接触角度的评价对象的是单纤维2～4，测定单纤维1与单纤维2、单纤维1与单纤维3、单纤维1与单纤维4分别形成的角度。单纤维1与单纤维2所形成的二维接触角度是单纤维1与单纤维2所形成的2个角度中的0°以上、90°以下的锐角侧的角度θ。纤维分散率通过下式表示。
P＝n/N×100(单位：％)
P：纤维分散率
n：接触角度为1°以上的碳纤维的单纤维的总数
N：测量了接触角度的碳纤维的单纤维的总数
对测定构成增强片层(B)的不连续碳纤维的二维接触角度的方法没有特别限制，优选的是，避开材料端部，尽可能使用位于中央附近并且无厚度变化的部分进行测定。
作为二维接触角度的测定方法，可例举下述方法：针对由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)、或在无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)而得到的增强片层(B-2)，利用透射光对不连续碳纤维进行观察。例如，在为增强片层(B-2)的情况下，通过切成薄片，从而能够容易地观察碳纤维，可例举从其表面观察碳纤维的方法。这种情况下，若对增强片层(B-2)的表面进行研磨而使不连续碳纤维露出，则变得更容易观察碳纤维。
对于本实施方式1的预成型体而言，从力学特性及耐冲击特性的均质性的观点考虑，优选构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维的二维取向角度分布的相对频率的最大值小于0.25，并且最小值为0.090以上。所谓不连续碳纤维的二维取向角度度数分布的相对频率，是表示不连续碳纤维的二维取向角度分布的指标。
本实施方式1中，构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维的二维取向角度度数分布中的每30°的相对频率的最大值及最小值利用以下方法计算。从由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)、或在无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)而得到的增强片层(B-2)中的不连续碳纤维中，随机地选出400根不连续碳纤维的单纤维，任意设定1根基准直线(作为角度的基准)，测定全部的所选出的碳纤维的单纤维的取向方向相对于基准直线所成的角度(以下简记为二维取向角度αi)。将二维取向角度αi规定为测定相对于基准直线逆时针旋转的方向的角度而得到的、0°以上且小于180°的角度。使用400根碳纤维的单纤维的相对于某一基准线的二维取向角度αi，制成每30°的碳纤维的二维取向角度相对频率分布，将其最大值及最小值作为碳纤维的二维取向角度度数分布中的每30°的相对频率的最大值及最小值。
使随机地选出的不连续碳纤维根数为400根以上时，碳纤维的二维取向角度度数分布中的每30°的相对频率的最大值及最小值几乎不发生变化。另外，对测定不连续碳纤维的二维取向角度度数分布中的每30°的相对频率的最大值及最小值的部分没有特别限制，优选的是，避开片材的端部，尽可能使用位于中央附近并且无厚度变化的部分进行测定。不连续碳纤维的二维取向角度度数分布中的每30°的相对频率的最大值及最小值为0.17时，表示由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)或增强片层(B)中的碳纤维完全无规地配置。将二维取向角度αi规定为测定相对于基准直线逆时针旋转的方向的角度而得到的、0°以上且小于180°的角度。该取向角度αi的每30°的相对频率利用下式求出。
相对频率的最大值＝NMAX/400
相对频率的最小值＝NMIN/400
·αi：测定的二维取向角度(i＝1、2、··、400)
·N30：取向角度αi为0°以上且小于30°的碳纤维的根数
·N60：取向角度αi为30°以上且小于60°的碳纤维的根数
·N90：取向角度αi为60°以上且小于90°的碳纤维的根数
·N120：取向角度αi为90°以上且小于120°的碳纤维的根数
·N150：取向角度αi为120°以上且小于150°的碳纤维的根数
·N180：取向角度αi为150°以上且小于180°的碳纤维的根数
·NMAX：上述N30～N180中的最大值
·NMIN：上述N30～N180中的最小值
具体而言，关于从由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)、及在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)而得到的增强片层(B-1)测定二维取向角度的方法，例如可例举从表面观察不连续碳纤维的取向的方法。在为片状的增强片层(B-2)的情况下，通过对片层表面进行研磨而使不连续碳纤维露出，从而更容易观察碳纤维，故而优选。另外，可例举下述方法：针对上述无规垫(b-1)或片状的增强片层(B-2)，利用透射光对碳纤维的取向进行观察的方法。在为片状的增强片层(B-2)的情况下，通过将片层切成薄片，从而更易于观察碳纤维，故而优选。
在难以利用上述方法进行测定的情况下，可例举下述方法：以不破坏增强片层(B-2)中的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的结构的方式除去热塑性树脂(b-2)，然后观察不连续碳纤维的取向。例如，可将增强片层(B-2)插入到2片不锈钢制网(mesh)中，用螺栓等进行固定，以使由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)不发生移动，然后使热塑性树脂(b-2)灰化，用光学显微镜观察得到的无规垫(b-1)并进行测定。
在构成本实施方式1的预成型体的增强片层(B)为在无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)而得到的增强片层(B-2)的情况下，增强片层(B-2)的厚度优选为500μm以下。在增强片层(B-2)的厚度为500μm以下的情况下，将本发明的片材成型时，片材的层叠结构的自由度提高，由此，可调整片材的力学特性与耐冲击性的均衡性。更优选增强片层(B-2)的厚度为300μm以下。
作为将本实施方式1的预成型体成型为片状材料及进行了形状赋形的材料的方法，例如，可例举具有加热及加压机构的加压成型法。作为加压成型法，可例举热加压成型、冲压成型、加热及冷却(heat and cool)成型等，这些加压成型方法中，从加快成型周期、提高生产率的观点考虑，优选冲压成型或加热及冷却成型。
在本实施方式1的预成型体中，根据其用途，可进一步添加填充材料、导电性赋予材料、阻燃剂、颜料、染料、润滑剂、脱模剂、相容剂、分散剂、晶核剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂、防着色剂、紫外线吸收剂、流动性改良剂、发泡剂、抗菌剂、减振剂、防臭剂、滑动性改良剂、防静电剂等。
使用本实施方式1的预成型体进行成型而成的片状材料及进行了形状赋形的材料可用作各种构件、部件的构成要素。可举出例如电气、电子设备部件、汽车、两轮车用结构部件、航空器用部件、日用品。从力学特性的观点考虑，使用本发明的预成型体进行成型而成的片状材料及进行了形状赋形的材料可优选用于汽车内外装饰、电气·电子设备壳体、日用品。
(实施方式2)
本发明的实施方式2是一种片材，其特征在于，以热塑性树脂为基体树脂，并且将(A)及(B)分别层叠一体化。
(A)自增强片层，所述自增强片层通过由与热塑性树脂(a-1)为相同种类的热塑性树脂形成的纤维或带(a-2)被增强；
(B)增强片层，所述增强片层是利用由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)而得到的。
本实施方式2的片材的力学特性与耐冲击性的均衡性优异，并且赋形性优异。此处，本实施方式2中记载的力学特性是指由弹性模量、强度等静态力学试验得到的材料的物性值，与由动态力学试验得到的耐冲击性有区别。
构成本实施方式2的片材的自增强片层(A)是下述自增强片层，所述自增强片层与实施方式1同样地，以热塑性树脂(a-1)为基体树脂，通过由与用作上述基体树脂的热塑性树脂(a-1)为相同种类的热塑性树脂形成的纤维或带(a-2)被增强。所谓自增强，如非专利文献1中记载的那样，是增强纤维与基体树脂由同种树脂形成的复合材料。
作为本实施方式2中使用的自增强片层(A)，可使用与实施方式1中使用的自增强片层(A)同样的自增强片层。
对于本实施方式2的自增强片层(A)而言，优选的是，与实施方式1同样地由纤维或带(a-2)和作为基体树脂的热塑性树脂(a-1)形成，并且上述热塑性树脂(a-1)的峰值熔融温度低于纤维或带(a-2)的峰值熔融温度。通过使上述热塑性树脂(a-1)的峰值熔融温度低于上述纤维或带(a-2)的峰值熔融温度，可在不使纤维或带(a-2)完全熔融的情况下，将其与作为基体树脂的热塑性树脂(a-1)一体化。由此，可在不损害纤维或带(a-2)的特性的情况下形成自增强片层(A)。上述纤维或带(a-2)与热塑性树脂(a-1)的熔融温度之差例如可通过以下方式赋予：在制造纤维或带(a-2)时，对作为材料的热塑性树脂进行拉伸而使其取向，制成由取向化的热塑性树脂形成的纤维或带。
对于构成自增强片层(A)的纤维或带(a-2)和热塑性树脂(a-1)的各自的峰值熔融温度，可与实施方式1同样地进行测定。
对于本实施方式2的自增强片层(A)中使用的纤维或带(a-2)的形态，只要形成自增强片层(A)即可，没有特别限制，例如，可举出织物、对被沿单向拉齐的连续纤维布进行填缝而得到的产物等。其中，从生产率、操作性的观点考虑，优选织物。
本实施方式2的自增强片层(A)中使用的纤维或带(a-2)、及热塑性树脂(a-1)只要为相同种类的热塑性树脂即可，没有特别限制，例如，可举出选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等结晶性树脂、它们的共聚物及改性物等中的热塑性树脂。其中，从得到的片材的轻质性的观点考虑，优选聚丙烯系树脂，从刚度的观点考虑，优选聚酰胺系树脂。从耐热性的观点考虑，优选使用聚芳硫醚。
作为用于自增强片层(A)的热塑性树脂，可在不损害本发明的目的的范围内，在上述组所例举的热塑性树脂中添加弹性体或橡胶成分等。
本实施方式2的增强片层(B)是由无规垫(b-1)(由不连续碳纤维形成)及热塑性树脂(b-2)的膜构成的增强片层(B-1)，或者是在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)的膜而得到的增强片层(B-2)。作为不连续碳纤维，可使用将连续的碳纤维切断而得到的短切碳纤维。此处，无规垫(b-1)是指由无规取向的不连续碳纤维构成的面状体。
作为无规垫(b-1)的形态，更优选的是不连续碳纤维分散成大致单纤维状而得到的面状体。此处，所谓分散成大致单纤维状，是指构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维中包含50质量％以上的纤丝数少于100根的丝束。通过将不连续碳纤维分散成大致单纤维状，从而使破坏的起点变得均匀，可得到稳定的刚度。另一方面，对于纤丝数为100根以上的丝束而言，其端部经常成为破坏的起点，存在刚度及其可靠性差的情况。从上述观点考虑，优选不连续碳纤维的70质量％以上以纤丝数少于100根的丝束的形式存在。
构成本实施方式2的增强片层(B-1)及(B-2)的无规垫(b-1)为不连续碳纤维的丝束及/或单纤维分散成平面状的形态，可例举短切丝束垫片、抄纸垫片、梳棉垫片、气流成网垫片等。丝束是指多根单纤维并行地排列并聚集而成的产物。无规垫(b-1)的形态中，丝束及/或单纤维的分散状态通常不具有规则性。通过形成上述无规垫(b-1)的形态，从而作为成型加工性的指标的对形状的赋形性优异，因此，容易成型为复杂形状。
本实施方式2的增强片层(B-1)及(B-2)中，作为构成无规垫(b-1)的碳纤维及热塑性树脂(b-2)，可使用与实施方式1同样的物质。本实施方式2的片材中，构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)、及构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)没有特别限制，优选在将片材进行一体成型时的成型温度下，各热塑性树脂发生熔融或软化。通过选择这样的树脂，从而可使热塑性树脂(b-2)及(a-1)含浸于无规垫(b-1)，形成介在有无规垫(b-1)的间层，在自增强片层(A)与增强片层(B)之间呈现出牢固的机械接合。本实施方式2的片材中，特别优选的是，构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)、以及构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-1)及纤维或带(a-2)均为聚烯烃树脂。
作为增强片层(B)中使用的热塑性树脂(b-2)，可在不损害本发明的目的的范围内，在上述组所例举的热塑性树脂中添加弹性体或橡胶成分等。
作为制造本实施方式2的增强片层(B-1)及(B-2)中使用的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)的方法，可举出与实施方式1同样的方法。本实施方式2中使用的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)由于纤丝的分散优异，所以优选利用湿式工艺进行制造。
在制作增强片层(B-1)时，例如有以下方法：制造预先将不连续碳纤维分散成单纤维状而成的无规垫(b-1)，然后将热塑性树脂(b-2)的膜沿厚度方向层叠在该无规垫(b-1)上。另外，对于层叠结构而言，还可根据所期望的耐冲击特性与刚度的均衡性、使用用途进行适当变更，只要在不损害本发明的效果的范围内即可。例如，可在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)上叠合热塑性树脂膜(b-2)，相反地，也可在热塑性树脂(b-2)的膜上叠合上述无规垫(b-1)。另外，还可在上述无规垫(b-1)的厚度方向的两面上配置热塑性树脂(b-2)的膜。
另一方面，在为本发明的增强片层(B-2)的情况下，使热塑性树脂(b-2)的膜含浸至由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中。作为进行含浸的方法，在已加热至热塑性树脂(b-2)的膜发生熔融或软化的温度以上的状态下，向上述无规垫(b-1)赋予压力，使熔融的热塑性树脂(b-2)含浸至上述无规垫(b-1)中，由此可得到增强片层(B-2)。具体而言，可例举以下方法：以在上述无规垫(b-1)的厚度方向的一侧配置了热塑性树脂(b-2)的膜的状态，加热至使热塑性树脂(b-2)熔融的温度，同时进行加压而使其含浸；将热塑性树脂(b-2)的膜配置在上述无规垫(b-1)的厚度方向的两面而进行夹持，然后在热塑性树脂(b-2)的膜发生熔融的温度下进行加热，同时赋予压力。
此处，对于由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)在增强片层(B-1)及(B-2)中的体积比例而言，从刚度和耐冲击性、及成型加工性之间的均衡性的观点考虑，优选为10～40体积％的范围。进一步优选为15～30体积％，特别优选为15～25体积％。
本实施方式2中，通过将自增强片层(A)层叠于上述增强片层(B-1)及(B-2)并进行一体化，从而制成片材。图4是表示构成本实施方式2的片材的增强片层(B-1)(包含由不连续碳纤维形成的无规垫和热塑性树脂的膜)与自增强片层(A)的层叠结构的一例的示意图。图5是表示构成本实施方式2的片材的增强片层(B-2)(在由不连续碳纤维形成的无规垫中含浸热塑性树脂的膜而成)与自增强片层(A)的层叠结构的一例的示意图。
在本实施方式2的片材中，只要如图4所示地包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)(图4中用符号11表示)作为层叠单元即可，优选以靠近热塑性树脂(b-2)的膜(图4中用符号12表示)的方式进行配置。进而，自增强片层(A)(图4中用符号15表示)、无规垫(b-1)(图4中用符号11表示)及热塑性树脂(b-2)的膜(图4中用符号12表示)的层叠位置不限于图4所示的预成型体10L的层叠结构，可根据所期望的特性的均衡性进行配置。
在本实施方式2的片材中，只要如图5所示地包含在由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)中含浸热塑性树脂(b-2)的膜而成的增强片层(B-2)(图5中用符号13表示)作为层叠单元即可，此外，自增强片层(A)(图5中用符号15表示)、及增强片层(B-2)(图5中用符号13表示)的层叠配置不限于图5所示的预成型体10M的层叠结构，可根据所期望的特性的均衡性进行配置。
通过将图4或图5所示的层叠结构的增强片层(B-1)或(B-2)、与自增强片层(A)一体化，可得到实施方式2的片材20。图6是表示将图4或图5所示的层叠结构的增强片层(B-1)或(B-2)、与自增强片层(A)一体化而形成的片材的层叠结构的示意图。对于本实施方式2的片材20，如图6所示，将由无规垫(由不连续碳纤维形成)及热塑性树脂的膜构成的增强片层13、与由热塑性树脂和纤维或带构成的自增强片层15进行多层层叠，将自增强片层15以成为最外层的方式配置在两面上，在其内侧配置有增强片层13，进而在增强片层13的内部配置有3片自增强片层15。图6所示的片材20的层叠数为7，但不限于此。从层叠工序的操作性的观点考虑，层叠数优选为30层以下，更优选为20层以下。可以将增强片层13和自增强片层15交替地层叠，还可以根据所期望的冲击特性与刚度的均衡性、使用用途而适当变更层叠的结构，只要在不损害本发明的效果的范围内即可。例如，在一方的最外层需要耐冲击性、另一方的最外层需要强度的情况下，可形成在一方的最外层侧配置耐冲击性优异的自增强片层15、在另一方的最外层配置力学特性优异的增强片层13而得到的在厚度方向上具有非对称的层叠结构的片材。从得到的成型体的翘曲的观点考虑，可优选例举以相对于厚度方向为对称的方式进行层叠的方法。
对于本实施方式2的片材而言，可通过将自增强片层(A)层叠于增强片层(B-1)及(B-2)并进行一体化而制成片材，也可将下述工艺同时进行，所述工艺为：将热塑性树脂(a-1)、纤维或带(a-2)、无规垫(b-1)、热塑性树脂(b-2)进行层叠，并使热塑性树脂(a-1)及(b-2)含浸至纤维或带(a-2)及无规垫(b-1)中的工艺；和将片材一体化的工艺。另外，在使用相同种类的热塑性树脂作为自增强片层(A)及增强片层(B)的基体树脂时(热塑性树脂(a-1)与(b-2)相同时)，也可预先使基体树脂仅含浸至纤维或带(a-2)、或无规垫(b-1)中的某一方中，并进行一体化。
作为用于实现进行层叠并进行一体化而得到的片材的设备，可合适地使用压缩成型机、双带挤压机、压延辊。在分批式的情况下，为前者，通过形成将加热用和冷却用的两台机器并联而成的间歇加压系统，可实现生产率的提高。在连续式的情况下，为后者，能容易地进行从辊到辊的加工，连续生产能力优异。
与实施方式1同样地，本实施方式2中使用的构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维的平均纤维长度Lw(平均纤维长度Lw是指质量平均纤维长度Lw)优选为50mm以下。通过使平均纤维长度Lw为上述范围，从而容易调整后述的无规垫(b-1)中的不连续碳纤维的二维接触角度。
本实施方式2的片材中的不连续碳纤维的平均纤维长度Lw可利用与实施方式1同样的方法测定。
本实施方式2的片材中，无规垫(b-1)中的不连续碳纤维的分散率优选为90％以上。不连续碳纤维的分散率为90％以上时，绝大部分碳纤维以单纤维的状态存在，碳纤维具有高纵横比，并且均匀存在，因此，力学特性及耐冲击性优异。作为更优选的不连续碳纤维的分散状态，分散率为96％以上。
在实施方式2中，不连续碳纤维的分散率是指，在0°～90°的锐角侧对由不连续碳纤维的单纤维、与同该碳纤维接触的其他不连续碳纤维的单纤维形成的二维接触角度进行测量时，1°以上的碳纤维的单纤维的数量比例。所述不连续碳纤维的分散率通过下式表示。
P＝n/N×100(单位：％)
·P：纤维分散率
·n：接触角度为1°以上的不连续碳纤维(单纤维)的总数
·N：测量了接触角度的不连续碳纤维(单纤维)的总数
二维接触角度的定义如实施方式1中所述，可利用实施方式1中记载的方法进行测定。
本实施方式2的片材中，从力学特性及耐冲击特性的均质性的观点考虑，优选构成无规垫(b-1)的不连续碳纤维的二维取向角度分布的相对频率的最大值小于0.25，并且最小值为0.090以上。所谓不连续碳纤维的二维取向角度度数分布的相对频率，是表示不连续碳纤维的二维取向角度分布的指标。
本实施方式2的片材中，不连续碳纤维的二维取向角度分布的相对频率的最大值及最小值利用实施方式1中记载的方法进行计算即可。
对于本实施方式2的片材而言，增强片层(B)的厚度为500μm以下时，片材的层叠结构的自由度提高，所述片材的力学特性与耐冲击性的均衡性更优异，故而优选。更优选上述增强片层(B)的厚度为300μm以下。
在本实施方式2的片材中，根据其用途，可添加与实施方式1同样的添加剂。
作为本实施方式2的片材的层叠结构，没有特别限制，可从力学特性、耐冲击性、赋形性或外观设计性等观点考虑，选择所期望的层叠结构。例如，通过将自增强片层(A)配置在最外层，可得到表面外观优异的片材。另外，通过将增强片层(B)配置在最外层或其附近，可得到力学特性中刚度优异的片材。另外，从力学特性与耐冲击性的均衡性的观点考虑，优选层叠多层自增强片层(A)及增强片层(B)。
本实施方式2中，通过使自增强片层(A)位于最外层，从而外观设计性优异，另外，通过将增强片层(B)配置在最外层附近，可得到力学特性中刚度特别优异的片材。
本实施方式2中，从能够容易地将本实施方式2的片材与其他片材进行一体化的观点考虑，构成增强片层(B-1)及(B-2)的热塑性树脂(b-2)的膜优选为粘接性树脂(C)。另外，构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)可以是通过配合一部分粘接性树脂(C)而具有粘接性的热塑性树脂。
进而，粘接性树脂(C)可形成片层而使用。对于该粘接性树脂(C)而言，通过形成片层，从而能够将其层叠于下述片材的厚度方向的最外表面并进行一体化，所述片材是将自增强片层(A)层叠于增强片层(B-1)或(B-2)中的任一者并进行一体化而得到的。在将由粘接性树脂(C)形成的片层配置在片材的表面上之后，通过加热加压进行一体化即可。
图7是表示在本实施方式2的片材上贴合由粘接性树脂(C)形成的膜而得到的片材的示意图。如图7所示，由粘接性树脂(C)形成的片层14配置在片材20A的最外表面。通过将由粘接性树脂(C)形成的片层14配置在最外表面，从而片材20A可介由片层14粘接其他片材。从与片材的一体化的容易性的观点、与构成增强片层(B)的热塑性树脂(b-2)进行混炼时的粘接性树脂(C)的分散性的观点考虑，优选这些粘接性树脂(C)的熔点或软化点在构成上述增强片层(B-1)及(B-2)的热塑性树脂(b-2)的熔点或软化点以下。
对于本实施方式2的片材，从与其他片材的粘接性的观点考虑，可例举将由粘接树脂(C)形成的片层一体化于片材的表面、以成为被膜状的方式贴合而成的片材作为优选方式。
作为用作粘接性树脂(C)的热塑性树脂，例如，可使用聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚芳硫醚树脂、它们的共聚物、改性物、及将2种以上的上述树脂混合而成的树脂等树脂组合物，其中，从通用性的观点考虑，优选聚烯烃系树脂、聚酰胺树脂。聚烯烃系树脂中，从粘接性的观点考虑，优选包含反应性官能团，优选为用选自羧基、酸酐基、羟基、环氧基、氨基、碳二亚胺基中的至少1种进行改性而形成的聚烯烃系树脂。特别优选为用酸酐基进行改性而成的聚烯烃系树脂。在聚酰胺系树脂中，从作为基体树脂的热塑性树脂的熔点及粘接性的观点考虑，可优选使用共聚物。共聚物中，优选3元共聚聚酰胺树脂。作为上述聚酰胺树脂，可举出聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺6/66/610。从与基体树脂的粘接性的观点考虑，特别优选为3元共聚物聚酰胺6/66/610。
本实施方式2中，通过将热塑性树脂(b-2)为粘接性树脂(C)的片材、或在表面上贴合有由粘接性树脂(C)形成的片层的片材作为第一片材，并将所述第一片材与作为其他片材的第二片材进行一体化，从而可制成一体化片材。对于上述一体化片材而言，通过将使用了粘接性树脂(C)的上述片材作为第一材料，能够制成继承了第一片材的刚度、冲击特性的一体化片材，故而优选。另外，若与形状赋形性优异的第二片材进行一体化，则可应对更复杂的形状，故而优选。作为第二片材，从与第一片材的粘接性的观点考虑，优选为以热塑性树脂为基体树脂的片材。
图8是表示本实施方式2的变形例的一体化片材的一例的示意图。
如图8所示，一体化片材30是通过由粘接性树脂(C)形成的片层14、将在最外表面上具有由粘接性树脂(C)形成的片层14的片材20A(第一片材)、和作为第二片材的其他片材18粘接而形成的。如图8所示，对于由粘接性树脂(C)形成的片层14的配置位置而言，从粘接性的观点考虑，优选配置在片材20A的最外表面中的与其他片材18进行粘接的被粘接体面的一侧。
此处，例举将第一片材与第二片材进行一体化的方法。例如，作为为了得到一体化片材而可使用的常规手段，可例举具有加热及加压机构的加压成型法。包括热加压成型、冲压成型、加热及冷却成型等。这些加压成型方法中，从加快成型周期、提高生产率的观点考虑，优选冲压成型、或加热及冷却成型。
作为将第一片材与第二片材接合的手段，没有特别限制。例如，有以下方法：预先分别将第一片材与第二片材成型，然后将两者接合；预先制作第一片材，然后在将第二片材成型的同时，将两者接合。
此处，在得到一体化片材时，可预先将片材彼此层叠而形成层叠体。上述层叠单元包含至少1层第一片材即可，对其他层叠单元没有特别限制，但通过包含上述那样的其他层叠单元，可赋予由该层叠单元带来的各种功能、特性。在上述层叠体中，除了本实施方式2的片材之外，还可包含其他层叠单元。
本实施方式2的片材、及一体化片材由于刚度与耐冲击特性的均衡性优异，所以可用作各种构件、部件的构成要素。例如可举出电气、电子设备部件、汽车、两轮车用结构部件、航空器用部件、日用品。从上述力学特性的观点考虑，本发明的一体化片材及成型品可优选用于汽车内外装饰、电气·电子设备壳体、日用品。
实施例
以下，通过实施例及比较例进一步详细地说明本发明。
<评价·测定方法>
(1)刚度试验
按照ASTM D-790的标准，进行弯曲弹性模量的评价，将其作为刚度。在将任意方向规定为0°方向的情况下，分别针对0°、+45°、-45°、90°方向这4个方向，从通过实施例或比较例而得到的片状材料中切出长度为80±1mm、宽度为25±0.2mm的弯曲试验片，从而制作试验片。使各个方向的测定数为n＝5，将全部的测定值(n＝20)的平均值作为弯曲弹性模量。
作为试验机使用“Instron”(注册商标)万能试验机4201型(Instron公司制)，使用3点弯曲试验夹具(压头直径10mm、支点直径10mm)，将支撑跨距设定为51.2mm，以1.37mm/min的十字头速度测定弯曲强度。在试验片的水分率为0.1质量％以下、气氛温度为23℃、及湿度为50质量％的条件下进行试验。
使用弯曲弹性模量(Eb)及其标准偏差(sb)，求出弯曲弹性模量的变异系数(CVb)，将其作为片状材料的均质性的指标。变异系数(CVb)通过下式求出。
CVb＝sb/σb×100(单位：％)
(2)冲击试验
按照ASTM D-256标准，进行有缺口(notch)Izod冲击强度的评价。在将任意方向规定为0°方向的情况下，分别针对0°、+45°、-45°、90°方向这4个方向，从通过实施例或比较例而得到的片状材料中切出长度为62±1mm、宽度为12.7±0.15mm、缺口角度为22.5°±0.5°、0.25±0.05R的Izod冲击强度试验片，从而制作试验片。使各个方向的测定数为n＝5，将全部的测定值(n＝20)的平均值作为Izod冲击强度(有缺口)。在试验片的水分率为0.1质量％以下、气氛温度为23℃、及湿度为50质量％的条件下进行试验。
使用有缺口Izod冲击强度(E)及其标准偏差(se)，求出有缺口Izod强度的变异系数(CVi)，从而将其作为片材的均质性的指标。Izod强度的变异系数(CVi)通过下式求出。
CVi＝se/E×100(单位：％)
(3)构成增强片层(B)的不连续碳纤维的质量平均纤维长度(Lw)的测定
切出增强片层(B)的一部分，于500℃的温度加热30分钟，使热塑性树脂(b-2)成分灰化，将不连续碳纤维分离。随机地抽出400根已分离的碳纤维，用光学显微镜测定其长度至1μm单位，将其作为纤维长度，利用下式求出质量平均纤维长度(Lw)。
Lw＝∑(Li×Wi)(单位：mm)
·Li：测定的纤维长度(i＝1、2、3、···400)(单位：mm)
·Wi：纤维长度Li的碳纤维的质量分率(i＝1、2、3、···400)(单位：质量％)
(4)无规分散的不连续碳纤维的分散率
从通过实施例或比较例而得到的片状材料中切出一部分，将切出的试验片包埋在环氧树脂中，将片状材料的厚度方向上的表面研磨至100μm的深度，制作观察用试验片。
用光学显微镜观察上述观察用试验片，随机地选出100根不连续碳纤维的单纤维，针对所有的与该碳纤维接触的其他不连续碳纤维的单纤维，测量二维接触角度。在0°～90°的锐角侧测量二维接触角度，由测量了二维接触角度的碳纤维单纤维的总数计算出二维接触角度为1°以上的不连续碳纤维的比例。
P＝n/N×100(单位：％)
P：纤维分散率
n：接触角度为1°以上的不连续碳纤维(单纤维)的总数
N：测量了接触角度的不连续碳纤维(单纤维)的总数
n：接触角度为1°以上的碳纤维单纤维数
N：测量了接触角度的碳纤维单纤维的总数
(5)无规垫(b-1)中的不连续碳纤维的二维取向角度分布
从通过实施例或比较例而得到的片材中切出一部分，将切出的试验片包埋在环氧树脂中，将片材的厚度方向上的表面研磨至100μm的深度，制作观察用试验片。
用光学显微镜观察该观察用试验片，随机地选出400根不连续碳纤维。接下来，任意设定1根基准直线(作为角度的基准)，测定全部的所选出的不连续碳纤维的二维取向方向相对于基准直线所成的角度(以下简称为取向角度αi)。将取向角度αi规定为测定相对于基准直线逆时针旋转的方向的角度而得到的、0°以上且小于180°的角度。该取向角度αi的每30°的相对频率利用下式求出。
相对频率的最大值＝NMAX/400
相对频率的最小值＝NMIN/400
αi：测定的二维取向角度(i＝1、2、··、400)
·N30：取向角度αi为0°以上且小于30°的碳纤维的根数
·N60：取向角度αi为30°以上且小于60°的碳纤维的根数
·N90：取向角度αi为60°以上且小于90°的碳纤维的根数
·N120：取向角度αi为90°以上且小于120°的碳纤维的根数
·N150：取向角度αi为120°以上且小于150°的碳纤维的根数
·N180：取向角度αi为150°以上且小于180°的碳纤维的根数
·NMAX：上述N30～N180中的最大值
·NMIN：上述N30～N180中的最小值
(6)热塑性树脂(a-2)及纤维或带(a-1)的峰值熔融温度
按照以下方式评价构成自增强片层(A)的热塑性树脂(a-2)、及纤维或带(a-1)的峰值熔融温度。首先，将自增强片层(A)分离成纤维或带(a-1)与热塑性树脂(a-2)。进行分离时，使用剃刀，将该纤维或带层(a-2)从自增强片层(A)剥下。然后，按照JIS K7121(1987)中规定的“塑料的转变温度测定方法”，测定熔融温度的峰值。在测定前，作为试样的调整，在炉内温度被控制为50℃的真空干燥机中干燥24小时以上。将上述试样固定在差示扫描量热测定装置(NETZSCH公司制、DSC 200F3Maia)中，得到基于上述标准的熔融温度，将峰顶作为峰值熔融温度。
(7)弯曲弹性模量的评价
按照ASTM D-790的标准，进行片材的弯曲弹性模量的评价。
在将任意方向规定为0°方向的情况下，分别针对0°、+45°、-45°、90°方向这4个方向，从通过实施例或比较例而得到的片材中切出长度为80±1mm、宽度为25±0.2mm的弯曲试验片，从而制作试验片。使各个方向的测定数为n＝5，将全部的测定值(n＝20)的平均值作为弯曲弹性模量。
作为试验机使用“Instron”(注册商标)万能试验机4201型(Instron公司制)，使用3点弯曲试验夹具(压头直径10mm、支点直径10mm)，将支撑跨距设定为试验片厚度的16倍，测定弯曲弹性模量。在试验片的水分率为0.1质量％以下、气氛温度为23℃、及湿度为50质量％的条件下进行试验。
(8)弯曲弹性模量的变异系数判定
使用弯曲强度(σb)及其标准偏差(sb)，通过下式求出弯曲强度的变异系数(CVb)。
CVb＝sb/σb×100(单位：％)
(9)一体化片材中的接合部的拉伸剪切强度τ2
参考JIS K6850(1999)中规定的“粘接剂-刚性被粘材料的拉伸剪切粘接强度试验法”，进行一体化片材中的粘接部的拉伸剪切强度τ2的评价。对于本试验中的试验片，切出实施例或比较例中得到的一体化片材(图8中的粘接界面部，通过由粘接剂树脂(C)形成的片层14而进行粘接的片材20A与其他片材18的粘接界面部)的平面部分而进行使用。图9是拉伸剪切试验片的立体图。试验片为在长度l不同的位置插入有缺口19(其从试验片两表面到达厚度h的中间深度h1/2且宽度为w)的形状，在上述中间深度h1/2的位置，形成有片材20A与第二片材18的接合部。准备5片上述试验片，用万能试验机(Instron公司制、万能试验机4201型)进行拉伸试验。将通过试验而得到的全部数据(n＝5)的平均值作为一体化片材中的粘接部的拉伸剪切强度τ2(MPa)。
<使用的材料>
[碳纤维1]
由以聚丙烯腈为主要成分的聚合物进行纺丝、烧成处理，得到的总纤丝数为12000根的连续碳纤维。进而对该连续碳纤维进行电解表面处理，在120℃的加热空气中进行干燥，得到碳纤维1。该碳纤维1的特性如下所示。
密度：1.80g/cm3
单纤维直径：7μm
拉伸强度：4.9GPa
拉伸弹性模量：230GPa
[由不连续碳纤维形成的无规垫1(CFM-1)]
用筒形切割机(cartridge cutter)将碳纤维1切割成6mm，得到短切纤维。制作40升由水和表面活性剂(NACALAI TESQUE，INC.制，聚氧乙烯月桂基醚(商品名))形成的浓度为0.1质量％的分散介质，将所述分散介质投入到抄制装置中。抄制装置包括具有带旋翼的搅拌机的上部的抄制槽(容量30升)和下部的储水槽(容量10升)，在抄制槽与储水槽之间设置有多孔支承体。首先，用搅拌机搅拌所述分散介质直至产生空气的微小气泡。然后，将以成为所期望的单位面积重量的方式调整了质量的短切纤维投入到分散有空气的微小气泡的分散介质中，进行搅拌，由此得到分散有碳纤维的浆料。接下来，从储水层抽吸浆料，通过多孔支承体进行脱水，制成由不连续碳纤维形成的无规垫。用热风干燥机使上述由不连续碳纤维形成的无规垫在150℃的条件下干燥2小时，得到单位面积重量为50g/m2的、碳纤维无规取向的由不连续碳纤维形成的无规垫1。
[由不连续碳纤维形成的无规垫2(CFM-2)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成25mm而得到的短切纤维，除此之外，用与无规垫1同样的方法，得到单位面积重量为50g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫2。
[由不连续碳纤维形成的无规垫3(CFM-3)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成60mm而得到的短切纤维，除此之外，用与无规垫1同样的方法，得到单位面积重量为50g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫3。
[由不连续碳纤维形成的无规垫4(CFM-4)]
将碳纤维1切割成25mm长，得到短切纤维。将短切纤维投入到开棉机中，得到几乎不存在最初粗细的碳纤维束的、棉状的碳纤维聚集体。针对该碳纤维聚集体，利用具有直径为600mm的锡林辊(cylinder roll)的梳棉装置(锡林辊的转速为320rpm，道夫(doffer)的速度为13m/分钟)，有意地将纤维方向设定为梳棉装置的牵引方向，得到单位面积重量为50g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫4。
[由不连续碳纤维形成的无规垫5(CFM-5)]
用筒形切割机将碳纤维1切割成6mm，得到短切纤维，并且，在分散介质中不使用表面活性剂，减弱带旋翼的搅拌机的搅拌，有意地降低纤维分散率，除此之外，进行与无规垫1同样的操作，得到单位面积重量为50g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫5。
[由不连续碳纤维形成的无规垫6(CFM-6)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成6mm而得到的短切纤维，用与无规垫1同样的方法，得到单位面积重量为35g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫6。
[由不连续碳纤维形成的无规垫7(CFM-7)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成25mm而得到的短切纤维，用与无规垫1同样的方法，得到单位面积重量为35g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫7。
[由不连续碳纤维形成的无规垫8(CFM-8)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成60mm而得到的短切纤维，用与无规垫1同样的方法，得到单位面积重量为35g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫8。
[由不连续碳纤维形成的无规垫9(CFM-9)]
使用用筒形切割机将碳纤维1切割成6mm而得到的短切纤维，在分散介质中不使用表面活性剂，减弱带旋翼的搅拌机的搅拌，有意地降低纤维分散率，除此之外，进行与无规垫1同样的操作，得到单位面积重量为35g/m2的由不连续碳纤维形成的无规垫9。
[热塑性树脂膜1(TPF-1)]
使用未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.，Ltd.制，“PrimePolypro”(注册商标)J707G)，制作单位面积重量为100g/m2的热塑性树脂膜1。
[热塑性树脂膜2(TPF-2)]
制作由聚酰胺6树脂(东丽株式会社制“Amilan”(注册商标)CM1021T)形成的单位面积重量为124g/m2的热塑性树脂膜2。
[热塑性树脂膜3(TPF-3)]
使用包含90质量％的未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.，Ltd.制，“Prime Polypro”(注册商标)J707G)、和10质量％的酸改性聚丙烯树脂(三井化学株式会社制，“ADOMER”(注册商标)QB510)的母料，制作单位面积重量为100g/m2的热塑性树脂膜3。
[热塑性树脂膜4(TPF-4)]
使用包含90质量％的聚酰胺6树脂(东丽株式会社制“Amilan”(注册商标)CM 1021T)、和10质量％的由聚酰胺6/66/610形成的3元共聚聚酰胺树脂(东丽株式会社制“Amilan”(注册商标)CM4000)的母料，制作单位面积重量为124g/m2的热塑性树脂膜4。
[热塑性树脂膜5(TPF-5)]
使用包含97质量％的未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.，Ltd.制，“Prime Polypro”(注册商标)J707G)、和3质量％的酸改性聚丙烯树脂(三井化学株式会社制，“ADOMER”(注册商标)QB510)的母料，制作单位面积重量为124g/m2的热塑性树脂膜5。
[热塑性树脂膜6(TPF-6)]
使用未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.，Ltd.制，“PrimePolypro”(注册商标)J707G)，制作单位面积重量为70g/m2的热塑性树脂膜6。
[热塑性树脂膜7(TPF-7)]
制作由聚酰胺6树脂(东丽株式会社制“Amilan”(注册商标)CM 1021T)形成的单位面积重量为90g/m2的热塑性树脂膜7。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层1(CFRP-1)]
如图1-(a)所示，将CFM-1(作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1))、TPF-1(作为热塑性树脂(b-2))以成为[(TPF-1)/(CFM-1)]的方式沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层1(CFRP-1)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层2(CFRP-2)]
使用CFM-2作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，除此之外，利用与CFRP-1同样的方法，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层2(CFRP-2)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层3(CFRP-3)]
使用CFM-1作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-2作为热塑性树脂(b-2)，配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层3(CFRP-3)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层4(CFRP-4)]
使用CFM-2作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，除此之外，利用与CFRP-3同样的方法，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层4(CFRP-4)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层5(CFRP-5)]
使用CFM-1作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-3作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层5(CFRP-5)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层6(CFRP-6)]
使用CFM-1作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-4作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-3同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层6(CFRP-6)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层7(CFRP-7)]
使用CFM-3作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-3作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层7(CFRP-7)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层8(CFRP-8)]
使用CFM-5作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层8(CFRP-8)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层9(CFRP-9)]
使用CFM-4作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-3作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层9(CFRP-9)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层10(CFRP-10)]
使用CFM-5作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-3作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层10(CFRP-10)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层11(CFRP-11)]
使用CFM-6作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-6作为热塑性树脂(b-2)，与厚度调整用的0.10mm的间隔件一同配置在已预热至220℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予5MPa的压力，保持300秒，除此之外，进行与CFRP-1同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层11(CFRP-11)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层12(CFRP-12)]
使用CFM-7作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-6作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-11同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层12(CFRP-12)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层13(CFRP-13)]
使用CFM-6作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-7作为热塑性树脂(b-2)，与厚度调整用的0.10mm的间隔件一同配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予5MPa的压力，保持300秒，除此之外，进行与CFRP-3同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层13(CFRP-13)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层14(CFRP-14)]
使用CFM-9作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-6作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-11同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层14(CFRP-14)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层15(CFRP-15)]
使用CFM-8作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-6作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-11同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层15(CFRP-15)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层16(CFRP-16)]
使用CFM-6作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-5作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-3同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层16(CFRP-16)。
[不连续碳纤维增强热塑性树脂片层17(CFRP-17)]
使用CFM-6作为由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-6作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，进行与CFRP-11同样的操作，得到作为增强片层(B-2)的不连续碳纤维增强热塑性树脂片层17(CFRP-17)。
[粘接性树脂膜1(MTPF-1)]
仅使用酸改性聚丙烯树脂(三井化学株式会社制，“ADOMER”(注册商标)QB510)，制作单位面积重量为100g/m2的粘接性树脂膜1。
[粘接性树脂膜2(MTPF-2)]
仅使用由聚酰胺6/66/610形成的3元共聚聚酰胺树脂(东丽株式会社制“Amilan”(注册商标)CM4000)，制作单位面积重量为124g/m2的粘接性树脂膜2。
[自增强型热塑性树脂片层1(SRPP-1)]
使用利用了聚丙烯树脂的Propex Fabrics GmbH制“Curv”(注册商标)。
[自增强型热塑性树脂片层2(SRPA-1)]
使用作为上述热塑性树脂膜3的聚酰胺6树脂，参考P.J.Hine，I.M.Ward，Hot Compaction of Woven Nylon 6，6Multifilaments，Journal of Applied Polymer Science，Vol.101，991-997(2006)，制得自增强型热塑性树脂片层2。
[PP复合物片层]
使用双螺杆挤出机(日本制钢所(株)制，TEX-30α)，将碳纤维1与用于制作热塑性树脂膜1(TPF-1)的母料复合，制作纤维含量为20质量％的注射成型用颗粒。对制得的PP复合物进行注射成型，从而得到厚度为1.0mm的平板状片层，将其作为第二片材(PP复合物片层(compound sheet))。
[PA复合物片层]
使用双螺杆挤出机(日本制钢所株式会社制，TEX-30α)，将碳纤维1与用于制作热塑性树脂膜2(TPF-2)的母料复合，制作纤维含量为20质量％的注射成型用颗粒。对制得的PA复合物进行注射成型，从而得到厚度为1.0mm的平板状片层，将其作为第二片材(PA复合物片层)。
(实施例1)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，如图10所示，以成为[(SRPP-1)/(TPF-1)/(CFM-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFM-1)/(TPF-1)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。图10是表示实施例1的预成型体10E的层叠结构的示意图。对于预成型体10E，如图10所示，自增强片层15为SRPP-1，增强片层13A相当于TPF-1/CFM-1，增强片层13B相当于CFM-1/TPF-1。
将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例2)
使用CFRP-11作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(CFRP-11)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-11)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至220℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予5MPa的压力，保持300秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至25℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例3)
使用CFM-2作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用热塑性树脂(b-2)，除此之外，利用与实施例1同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例4)
使用CFRP-12作为增强片层(B)，除此之外，利用与实施例2同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例5)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-3作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，与实施例1同样地沿厚度方向配置上述材料，由此得到预成型体，利用与实施例1同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例6)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-2作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPA-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPA-1)/(TPF-2)/(CFM-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(CFM-1)/(TPF-2)/(SRPA-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。
将上述预成型体配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例7)
使用SRPA-1作为自增强片层(A)，使用CFRP-13作为增强片层(B)，将得到片状材料时的加压成型用模具模腔温度设定为250℃，除此之外，利用与实施例2同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表1。
(实施例8)
使用CFM-2作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，除此之外，利用与实施例6同样的方法进行压缩成型，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例9)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-4作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPA-1作为自增强片层(A)，除此之外，与实施例6同样地得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例10)
使用CFRP-5作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(CFRP-5)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-5)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例11)
使用CFRP-6作为增强片层(B)，使用SRPA-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPA-1)/(CFRP-6)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(CFRP-6)/(SRPA-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例12)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(TPF-1)/(CFM-1)/(SRPP-1)/(TPF-1)/(CFM-1)/(TPF-1)/(SRPP-1)/(CFM-1)/(TPF-1)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。图11是表示实施例12的预成型体10G的层叠结构的示意图。对于预成型体10G而言，如图11所示，将自增强片层15以成为最外层的方式配置在两面上，在其内侧配置有自增强片层15，在中心配置有增强片层13C(通过在无规垫11的两面层叠热塑性树脂12而成)。对于实施例12而言，在图11所示的预成型体10G中，自增强片层15为SRPP-1，增强片层13A相当于TPF-1/CFM-1，增强片层13B相当于CFM-1/TPF-1，增强片层13C相当于TPF-1/CFM-1/TPF-1。
将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例13)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，如图12所示，以成为[(CFM-1)/(TPF-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(TPF-1)/(CFM-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。图12是表示实施例13的预成型体10H的层叠结构的示意图。对于预成型体10H而言，如图12所示，以无规垫11成为热塑性树脂12的外侧的方式，将增强片层13B、13A配置在两面作为最外层，在内侧，5片自增强片层15为SRPP-1，增强片层13A相当于TPF-1/CFM-1，增强片层13B相当于CFM-1/TPF-1。
将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例14)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，如图13所示，以成为[(TPF-1)/(CFM-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFM-1)/(TPF-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。图13是表示实施例14的预成型体10I的层叠结构的示意图。对于预成型体10I而言，如图13所示，以热塑性树脂12成为无规垫11的外侧的方式，将增强片层13A、13B配置在两面作为最外层，在内侧，5片自增强片层15为SRPP-1，增强片层13A相当于TPF-1/CFM-1，增强片层13B相当于CFM-1/TPF-1。
将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例15)
使用CFM-1作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-2作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(TPF-2)/(CFM-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFM-1)/(TPF-2)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。
将上述预成型体配置在已预热至230℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表2。
(实施例16)
使用CFM-5作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)，除此之外，利用与实施例1同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例17)
使用CFRP-14作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，除此之外，利用与实施例2同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例18)
使用CFM-3作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)，除此之外，利用与实施例1同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例19)
使用CFM-4作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用TPF-1作为热塑性树脂(b-2)。使用SRPP-1作为自增强片层(A)，除此之外，利用与实施例1同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例20)
使用CFRP-11作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(CFRP-11)/(CFRP-11)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-11)/(CFRP-11)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至220℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予5MPa的压力，保持300秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至25℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例21)
使用CFRP-15作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，除此之外，利用与实施例2同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例22)
使用CFRP-1作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-1作为粘接性树脂膜。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(CFRP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-1)/(SRPP-1)/(MTPF-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例23)
使用CFRP-2作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-1作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例22同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表3。
(实施例24)
使用CFRP-3作为增强片层(B)，使用SRPA-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-2作为粘接性树脂膜。
接下来，以成为[(SRPA-1)/(CFRP-3)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(CFRP-3)/(SRPA-1)/(MTPF-2)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例25)
使用CFRP-4作为增强片层(B)，使用SRPA-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-2作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例24同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例26)
使用CFRP-5作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-1作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例22同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例27)
使用CFRP-6作为增强片层(B)，使用SRPA-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-2作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例24同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例28)
使用CFRP-5作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPP-1)/(CFRP-5)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-5)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例29)
使用CFRP-6作为增强片层(B)，使用SRPA-1作为自增强片层(A)。
接下来，以成为[(SRPA-1)/(CFRP-6)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(SRPA-1)/(CFRP-6)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，得到预成型体。将上述预成型体配置在已预热至250℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例30)
使用CFRP-7作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-1作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例22同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例31)
使用CFRP-8作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，使用MTPF-1作为粘接性树脂膜，除此之外，利用与实施例22同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表4。
(实施例32)
使用CFRP-9作为增强片层(B)，除此之外，利用与实施例22同样的层叠结构及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表5。
(实施例33)
使用CFRP-10作为增强片层(B)，除此之外，利用与实施例22同样的层叠结构及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表5。
(实施例34)
使用CFRP-17作为增强片层(B)，除此之外，利用与实施例10同样的层叠结构及方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表5。
(实施例35)
使用CFRP-17作为增强片层(B)，使用SRPP-1作为自增强片层(A)，接下来，以成为[(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-17)/(SRPP-1)/(CFRP-17)/(SRPP-1)/(SRPP-1)]的方式将上述材料沿厚度方向进行配置，除此之外，利用与实施例10同样的方法，得到片状材料。将得到的片状材料的特性归纳示于表5。
(实施例36)
使用CFM-5作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用热塑性树脂膜5(TPF-5)作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，利用与实施例1同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片材的特性归纳示于表5。
(实施例37)
使用CFM-6作为构成增强片层(B)的由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)，使用热塑性树脂膜5(TPF-5)作为热塑性树脂(b-2)，除此之外，利用与实施例10同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片材的特性归纳示于表5。
(实施例38)
使用CFRP-16作为增强片层，以成为[(SRPP-1)/(SRPP-1)/(CFRP-16)/(SRPP-1)/(CFRP-16)/(SRPP-1)/(SRPP-1)]的方式沿厚度方向进行配置，除此之外，利用与实施例10同样的步骤及方法，得到片状材料。将得到的片材的特性归纳示于表5。
(实施例39)
将实施例26中得到的片状材料作为第一片材，使用PP复合物片层作为第二片材。将第一片材中的贴合有粘接性树脂膜的面与PP复合物片层的面彼此叠合，将其配置在已预热至200℃的加压成型用密闭模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表6。
(实施例40)
将实施例27中得到的片材作为第一片材，使用PA复合物片层作为第二片材。将第一片材中的贴合有粘接性树脂膜的面与PA复合物片层的面彼此叠合，将其配置在已预热至240℃的加压成型用密闭模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表6。
(实施例41)
将实施例28中得到的片材作为第一片材，使用PP复合物片层作为第二片材。将第一片材中的(CFRP-5)面与PP复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例39同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表6。
(实施例42)
将实施例29中得到的片材作为第一片材，使用PA复合物片层作为第二片材。将第一片材中的(CFRP-6)面与PA复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例40同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表6。
(比较例1)
将8片自增强型热塑性树脂片层1(SRPP-1)进行层叠，调整为1mm的厚度。在厚度的调整中，将SRPP-1的层叠物配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具并取出。将特性归纳示于表7。
(比较例2)
将8片作为增强片层而制作的CFRP-1进行层叠，调整为1mm的厚度。将其配置在已预热至200℃的加压成型用模具模腔内，闭合模具，赋予3MPa的压力，保持180秒，然后在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50℃，打开模具，得到片材。将得到的片材的特性归纳示于表7。
(比较例3)
将比较例1中得到的片状材料作为第一片材，使用PP复合物片层作为第二片材。将第一片材中的SRPP-1面与PP复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例39同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表8。
(比较例4)
将比较例2中得到的片材作为第一片材，使用PA复合物片层作为第二片材。将第一片材中的CFRP-1面与PA复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例40同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表8。
(比较例5)
将实施例28中得到的片材作为第一片材，使用PP复合物片层作为第二片材。将第一片材中的SRPP-1面与PP复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例39同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表8。
(比较例6)
将实施例29中得到的片材作为第一片材，使用PA复合物片层作为第二片材。将第一片材中的SRPA-1面与PA复合物片层的面彼此叠合，利用与实施例40同样的方法，得到一体化片材。将得到的一体化片材的特性示于表8。
上述实施例1～38中，能够得到刚度与耐冲击性的均衡性优异的片状材料。其是通过由不连续碳纤维增强热塑性树脂形成的片状材料的刚度、与由自增强型热塑性树脂形成的片状材料的耐冲击性呈现出协同效果而实现的。进而，实施例1、3、5、6、8～15中，通过满足衬垫状的不连续碳纤维中的质量平均纤维长度、纤维分散率，能够得到刚度及耐冲击性的偏差少的、均质的片状材料。
另外，对于实施例2、4、7、17、20、21而言，虽然片状材料的厚度、制作温度与实施例1、3、5、6、8～15不同，但与实施例1、3、5、6、8～15同样地，可得到刚度与耐冲击性的均衡性优异的片状材料，可以说通过满足质量平均纤维长度、纤维分散率等要件，能够得到设计自由度高的片状材料。
另一方面，比较例1及2中，未能得到取得了令人满意的刚度及耐冲击性的均衡性的片状材料。其中，对于由上述SRPP-1单体、上述CFRP-1单体形成的片状材料而言，由于耐冲击性与刚度不均衡，所以成为缺乏实用性的产物。
进而，对于将第二片材进行一体化的实施例39～42而言，呈现出与其他材料的优异的粘接·接合性。尤其是，对于将粘接性树脂贴合于接合面的实施例39、40而言，粘接性优异，达到其他材料断裂的程度，能够得到良好的一体化片材。另外，对于实施例41、42(其是在包含由不连续碳纤维形成的无规垫和热塑性树脂的片层中的热塑性树脂中混合粘接性树脂而成的片材)而言，虽然未达到其他材料断裂的程度，但能够得到具有优异的粘接性的一体化片材。
另一方面，比较例3～6中，由于在粘接面中不存在粘接性树脂，所以粘接强度低。
这些实施例中，在实施例36中，对于未改性聚丙烯与改性物的配合量，通过考虑到对碳纤维垫片的粘接性、及制成不连续碳纤维增强热塑性树脂片层时的耐冲击特性与刚度的均衡性而进行配合，能够得到所得的特性的均衡性特别优异的片材。
另外，在使用了不连续碳纤维增强片层(CFRP-16)(其是使用与实施例36相同的无规垫6(CFM-6)及热塑性树脂膜6(TPF-6)的增强片层)的实施例37及38的片材中，通过根据所期望的冲击特性或刚度而适当调整自增强片层的配置，能够在保持耐冲击特性与刚度具有优异的均衡性的状态的同时，使一方的特性极其优异。即，通过使用本发明的预成型体及片材，能够保持所期望的特性，同时使所需要的特性尤其突出。
产业上的可利用性
本发明的预成型体及片材是将由无规垫(由不连续碳纤维形成)构成的赋形性优异的增强片层、及由热塑性树脂构成的模具追随性优异的自增强片层进行层叠而成的，所以成型赋形性优异。进而，对于本发明的预成型体及片材而言，不仅实现了由自增强片层带来的耐冲击性、由增强片层(由不连续碳纤维和热塑性树脂构成)带来的刚度，而且还通过满足不连续碳纤维的分散率及取向角度分布从而使特性的均质性优异。因此，使用了本发明的预成型体及片材的成型加工品可合适地用于汽车内外装饰、电气·电子设备壳体、自行车、运动用品用结构材料、航空器内部装饰材料、输送用箱体、日用品等广泛的用途。
附图标记说明
1、2、3、4、5、6 碳纤维(单纤维)
10A、10B、10C、10D、10E、10G、10H、10I、10L、10M 预成型体
11 由不连续碳纤维形成的无规垫(b-1)
12 热塑性树脂(b-2)
13 在无规垫中含浸热塑性树脂膜而成的增强片层(B-2)
13A、13B、13C 增强片层(B-1)
14 由粘接性树脂(C)形成的片层
15 自增强片层(A)
18 第二片材
19 缺口
20、20A 片材
30 一体化片材
θ 二维接触角度

Claims (18)

1.一种预成型体，其特征在于，以热塑性树脂为基体树脂，并且分别层叠有如下所示的自增强片层(A)及增强片层(B)：
所述自增强片层(A)通过热塑性树脂(a－1)和下述纤维或带(a－2)被增强，所述纤维或带(a－2)由与所述热塑性树脂(a－1)为相同种类的热塑性树脂形成；
所述增强片层(B)包含由不连续碳纤维形成的无规垫(b－1)和热塑性树脂(b－2)。
2.如权利要求1所述的预成型体，其中，所述增强片层(B)是在所述由不连续碳纤维形成的无规垫(b－1)中含浸所述热塑性树脂(b－2)而得到的。
3.如权利要求1所述的预成型体，其中，所述由不连续碳纤维形成的无规垫(b－1)配置在所述热塑性树脂(b－2)与所述自增强片层(A)之间。
4.如权利要求1～3中任一项所述的预成型体，其是将所述增强片层(B)和所述自增强片层(A)多层层叠而成的。
5.如权利要求1～4中任一项所述的预成型体，其中，所述不连续碳纤维的平均纤维长度为50mm以下。
6.如权利要求1～5中任一项所述的预成型体，其中，所述无规垫(b－1)中的所述不连续碳纤维的分散率为90％以上，所述不连续碳纤维的取向角度分布的相对频率的最大值小于0.25，并且最小值为0.090以上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的预成型体，其中，构成所述增强片层(B)的热塑性树脂(b－2)为选自聚烯烃系树脂、聚酰胺树脂、聚芳硫醚树脂及聚酯树脂中的任意树脂。
8.如权利要求7所述的预成型体，其中，构成所述增强片层(B)的热塑性树脂(b－2)为聚烯烃系树脂。
9.如权利要求1～8中任一项所述的预成型体，其中，构成所述自增强片层(A)的热塑性树脂(a－1)及纤维或带(a－2)均为聚烯烃系树脂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的预成型体，其中，所述热塑性树脂(a－1)的峰值熔融温度低于所述纤维或带(a－2)的峰值熔融温度。
11.一种片材，其是将权利要求1～10中任一项所述的预成型体层叠一体化而得到的。
12.如权利要求11所述的片材，其中，所述增强片层(B)的厚度为500μm以下。
13.一种片材，其是将权利要求11所述的片材多层层叠、并进行一体化而得到的。
14.如权利要求13所述的片材，其中，所述增强片层(B)的厚度为500μm以下。
15.一种一体化片材，其包含权利要求11或12所述的片材和第二片材。
16.如权利要求15所述的一体化片材，其中，所述第二片材是以热塑性树脂为基体树脂的片材。
17.一种一体化片材，其包含权利要求13或14所述的片材和第二片材。
18.如权利要求17所述的一体化片材，其中，所述第二片材是以热塑性树脂为基体树脂的片材。
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