JP2011190549A - Fiber-mixed mat-shaped molded product and fiber-reinforced molded product - Google Patents

Fiber-mixed mat-shaped molded product and fiber-reinforced molded product Download PDF

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Katsushi Ikeda
勝司 池田
Hidenori Kubota
秀典 久保田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber reinforced molded product having excellent mechanical characteristics and thermal conductivity by improving breakage of pitch-based carbon fiber and a fiber mixed mat-shaped molded product for molding the same. <P>SOLUTION: In the fiber mixed mat-shaped molded product composed of short fiber of pitch-based carbon fiber and short fiber of thermoplastic resin fiber, the carbon fiber is a pitch-based carbon fiber having a tensile elastic modulus in the fiber axis direction of not less than 400 GPa, a thermal conductivity in the fiber axis direction of not less than 60 W/mK, and a weight-average fiber length of not less than 3 mm. The fiber-reinforced molded product is obtained by press-molding the fiber-mixed mat-shaped molded product at a flow starting temperature of the thermoplastic resin fiber of the fiber-mixed mat-shaped molded product or above. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ピッチ系炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる繊維混抄マット状成形体と、この繊維混抄マット状成形体を熱プレス成形した繊維強化成形体に関する。   The present invention relates to a fiber-mixed mat-like molded body composed of pitch-based carbon fibers and thermoplastic resin fibers, and a fiber-reinforced molded body obtained by hot press molding the fiber-mixed mat-shaped molded body.

繊維強化プラスチックス(FRP)は単位重量あたりの強度、弾性率に優れた特性を有することから金属代替を中心とした用途展開が急速に進みつつある。特に炭素繊維と樹脂を複合化してなる炭素繊維強化樹脂成形体は、金属材料に匹敵する強度・弾性率を有しながら、金属材料よりも比重が小さいため、部材の軽量化を図ることができ、また発錆の問題もないことから、燃費の低減を目的とした航空機や自動車等の輸送分野を中心とした利用が着実に増加している。   Since fiber reinforced plastics (FRP) has excellent strength and elastic modulus per unit weight, application development centering on metal substitution is rapidly progressing. In particular, a carbon fiber reinforced resin molded body formed by combining carbon fiber and resin has strength and elastic modulus comparable to metal materials, but has a specific gravity smaller than that of metal materials. Moreover, since there is no problem of rusting, the use in the transportation field such as aircraft and automobiles for the purpose of reducing fuel consumption is steadily increasing.

なかでもピッチ系炭素繊維を使用した炭素繊維強化樹脂成形体は、ピッチ系炭素繊維に特有の超高弾性、高熱伝導、低熱膨張という利点を活かして、例えば、液晶ディスプレイ製造工程において大型のガラス基板を搬送するロボットハンドや、製紙工程やフィルム製造工程で使用されるシャフトロール等に適用され、部材の長尺化や、軽量化による高速化に寄与している。   Among these, carbon fiber reinforced resin moldings using pitch-based carbon fibers are, for example, large glass substrates in the manufacturing process of liquid crystal displays, taking advantage of the advantages of ultra-high elasticity, high thermal conductivity, and low thermal expansion that are characteristic of pitch-based carbon fibers. It is applied to the robot hand that transports the paper, the shaft roll used in the papermaking process and the film manufacturing process, etc., and contributes to the increase in the length of the member and the speeding up by the weight reduction.

しかしながら、炭素繊維強化樹脂成形体は、炭素繊維の配向している方向とそれに直交な方向とでは弾性率や、熱伝導性、熱膨張性等の特性が大きく異なる異方性の高い材料であるため、使いこなしが非常に難しく、限られた一部の設計者にしか扱えないことが、その普及を妨げる一因となっている。   However, the carbon fiber reinforced resin molded body is a highly anisotropic material in which the properties such as the elastic modulus, thermal conductivity, and thermal expansibility are greatly different between the direction in which the carbon fibers are oriented and the direction orthogonal thereto. For this reason, it is very difficult to use it and only a limited number of designers can handle it.

また、上述したロボットハンドやシャフトロールのような、細長い構造体で長さ方向に高い特性を要求される部材の場合には、その長さ方向に炭素繊維を配向させるように設計・製造することで、炭素繊維の優れた特性を有効に発揮させることができるが、パネルのような面状の部材の場合は、その異方性が不都合である場合が多い。即ち、面状の部材においては、その面内のどの方向でも弾性率や熱伝導率などが同等である、つまりは等方性であることが望まれる。   In addition, in the case of a member that requires a high characteristic in the length direction, such as the robot hand and the shaft roll described above, the carbon fiber is designed and manufactured to be oriented in the length direction. Thus, the excellent characteristics of the carbon fiber can be effectively exhibited, but in the case of a planar member such as a panel, the anisotropy is often inconvenient. That is, in a planar member, it is desirable that the elastic modulus and thermal conductivity are equal in any direction in the plane, that is, isotropic.

例えば特許文献1には熱可塑性樹脂を繊維束に含浸させたプリプレグテープを並べた後にプレスしてシート化する手法により熱可塑プリプレグシートを作製する内容が記載されている。しかしながら常温での高い剛性を発現には同時にプリプレグシートの状態においても高い剛性を必要とするため、シートは柔軟性に乏しく巻き取りや積層後における曲げ加工、賦形の段階において折れや破損などが生じやすいという問題があった。また、成形体の歪みや反りを防ぐために、厚さ方向の中央面部分に対して厚さ方向で対称となるように積層されるため、例えば、得られた成形体の一方の面の表層の一部を加工研削すると、その対称性が崩れて歪みや反りが発生してしまう。さらには、長繊維または連続繊維が一方向に引き揃えられたものの集合体であるため、複雑な凹凸型形状への追従性が悪く、立体的な曲面形状の成形は難しい。加えて、長繊維や連続繊維をさらに加工して原料シートを製作するために、コストが高くなってしまうという問題もある。   For example, Patent Document 1 describes the content of producing a thermoplastic prepreg sheet by a method of pressing and forming a sheet after arranging prepreg tapes in which a fiber bundle is impregnated with a thermoplastic resin. However, since high rigidity is required even in the state of a prepreg sheet at the same time to exhibit high rigidity at room temperature, the sheet is poor in flexibility, and bending or breaking after winding, laminating, and shaping are performed. There was a problem that it was likely to occur. In addition, in order to prevent distortion and warpage of the molded body, since it is laminated so as to be symmetrical in the thickness direction with respect to the central surface portion in the thickness direction, for example, the surface layer of one surface of the obtained molded body When a part is processed and ground, the symmetry is lost and distortion and warpage occur. Furthermore, since it is an aggregate of long fibers or continuous fibers aligned in one direction, it is difficult to follow a complicated uneven shape, and it is difficult to form a three-dimensional curved shape. In addition, since the raw material sheet is produced by further processing the long fiber or continuous fiber, there is a problem that the cost becomes high.

特許文献2には、熱硬化性樹脂からなるマトリックス中に長さが10乃至100mmの炭素繊維を2次元的に且つ不規則的に分布させた異形状繊維強化プラスチックが記載されている。このような方法では、このような問題は解消できるものの、繊維長が短く、シート化またはペレット化プロセスで繊維が損傷を受けてさらに繊維長が短くなってしまうことから、十分な補強効果を発揮できず、金属材料並みの特性を発現するまでには至っていない。特に、高弾性・高熱伝導性の炭素繊維ほど、脆さが増して折れやすくなり、その効果を発揮し難いという二律背反の構図があり、その取扱性は困難を極める。   Patent Document 2 describes a deformed fiber reinforced plastic in which carbon fibers having a length of 10 to 100 mm are two-dimensionally and irregularly distributed in a matrix made of a thermosetting resin. Such a method can solve such a problem, but the fiber length is short, and the fiber is damaged by the sheeting or pelletizing process, which further shortens the fiber length. It is not possible to achieve the same characteristics as metal materials. In particular, carbon fibers with higher elasticity and higher thermal conductivity are more brittle and more likely to break, making it difficult to exert their effects, and their handling is extremely difficult.

特許文献3では、ピッチ繊維を不織布化したのちに不溶化・炭化することにより炭素繊維不織布を作製し、その後に樹脂の含浸を行なっている。上記方法では不織布化を先に行なっているため、樹脂の含浸工程において樹脂は不織布表面部分から含浸させる必要がある。このとき、含浸性は樹脂粘度や不織布厚み(目付け)の影響を受け易く、プレスによって空隙の少ない成形体を作製するためには不織布が薄いことや樹脂粘度が特に低いことなどの制限が生じる。さらに厚い板を成形するためには樹脂含浸速度や加熱温度が重要となり、プレス時の昇圧速度や加熱条件の調整が複雑化する。   In patent document 3, after making pitch fiber into a nonwoven fabric, the carbon fiber nonwoven fabric is produced by insolubilizing and carbonizing, and the resin is impregnated after that. In the above method, since the nonwoven fabric is formed first, the resin needs to be impregnated from the surface of the nonwoven fabric in the resin impregnation step. At this time, the impregnation property is easily influenced by the resin viscosity and the thickness (weight of the nonwoven fabric), and in order to produce a molded body with few voids by pressing, there are limitations such as a thin nonwoven fabric and a particularly low resin viscosity. In order to form a thicker plate, the resin impregnation speed and the heating temperature are important, and the adjustment of the pressurizing speed and heating conditions during pressing becomes complicated.

特許文献4では、開繊した単繊維状の炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維とを用いた成形材料、及びそれを圧縮成形法で成形した繊維強化熱可塑性樹脂成形体が記載されているが、該炭素繊維として、ピッチ系も例示されているものの、PAN系が好ましいとして、実施例にもピッチ系を使用した例も無い。   Patent Document 4 describes a molding material using an opened single-fiber carbon fiber and a thermoplastic resin fiber, and a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body molded by a compression molding method. Although a pitch system is also exemplified as the carbon fiber, there is no example in which the pitch system is used in the examples because the PAN system is preferable.

特開平08−041220号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-041220 特開平03−106619号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-106619 特開2007−84649号公報JP 2007-84649 A WO2007/097436再公表公報WO2007 / 097436 republication gazette

本発明は、ピッチ系炭素繊維の折損を改善することにより力学特性及び熱伝導性に優れた繊維強化成形体と、この繊維強化成形体を成形するための繊維混抄マット状成形体を提供することを目的とする。   The present invention provides a fiber reinforced molded article excellent in mechanical properties and thermal conductivity by improving breakage of pitch-based carbon fibers, and a fiber mixed mat-like molded article for molding the fiber reinforced molded article. With the goal.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、所定の引張弾性率、熱伝導率及び重量平均繊維長を有したピッチ系炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維を混合することにより得られる繊維混合体が上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have obtained a fiber mixture obtained by mixing a pitch-based carbon fiber having a predetermined tensile modulus, thermal conductivity, and weight average fiber length and a thermoplastic resin fiber. It has been found that the above problems can be solved, and the present invention has been completed.

本発明の繊維混抄マット状成形体は、ピッチ系炭素繊維の短繊維と熱可塑性樹脂繊維の短繊維からなる繊維混抄マット状成形体において、該炭素繊維は、繊維軸方向の引張弾性率が400GPa以上であり、繊維軸方向の熱伝導率が60W/mK以上であり、重量平均繊維長が3mm以上であることを特徴とするものである。   The fiber-mixed mat-shaped molded product of the present invention is a fiber-mixed mat-shaped molded product composed of short fibers of pitch-based carbon fibers and short fibers of thermoplastic resin fibers, and the carbon fibers have a tensile modulus in the fiber axis direction of 400 GPa. Thus, the thermal conductivity in the fiber axis direction is 60 W / mK or more, and the weight average fiber length is 3 mm or more.

この繊維混抄マット成形体は、炭素繊維の含有率が15〜75wt%で、熱可塑性樹脂繊維の含有率が85〜25wt%であることが好ましい。   The fiber-mixed mat molded body preferably has a carbon fiber content of 15 to 75 wt% and a thermoplastic resin fiber content of 85 to 25 wt%.

この繊維混抄マット状成形体は、該炭素繊維が、重量平均繊維長±1mm内に50wt%以上の繊維長分布を有することが好ましい。   In this fiber-mixed mat-like molded body, the carbon fibers preferably have a fiber length distribution of 50 wt% or more within a weight average fiber length of ± 1 mm.

この繊維混抄マット状成形体は、炭素繊維の短繊維及び熱可塑性樹脂の短繊維が二次元ランダム分散状態となっていることが好ましい。   In this fiber-mixed mat-like molded body, it is preferable that short fibers of carbon fibers and short fibers of thermoplastic resin are in a two-dimensional random dispersion state.

この繊維混抄マット状成形体は、乾式法で作製されたものであることが好ましい。   This fiber-mixed mat-like molded body is preferably produced by a dry method.

この繊維混抄マット状成形体の目付けは250g/m〜1500g/mであること、特に、500g/m〜1200g/mであることが好ましい。 That the basis weight of fiber mixed mats shaped body is 250g / m 2 ~1500g / m 2 , particularly preferably in 500g / m 2 ~1200g / m 2 .

本発明の繊維強化成形体は、この繊維混抄マット状成形体を、1枚又は複数枚積層して、当該繊維混抄マット状成形体中の熱可塑性樹脂繊維の流動開始温度以上においてプレス成形してなるものである。   The fiber reinforced molded product of the present invention is obtained by laminating one or a plurality of the fiber mixed mat-shaped molded products, and press-molding at or above the flow start temperature of the thermoplastic resin fibers in the fiber mixed mat-shaped molded product. It will be.

この繊維強化成形体の面内方向の熱伝導率は20W/mK以上であることが好ましい。   The thermal conductivity in the in-plane direction of the fiber reinforced molded body is preferably 20 W / mK or more.

この繊維強化成形体は、厚みが0.2〜10mmであって、JIS K7074によりロードセル100kN、クロスヘッド速度2mm/分の条件で測定した面内方向の曲げ弾性率20GPa以上、曲げ強度100MPa以上であることが好ましい。   This fiber-reinforced molded body has a thickness of 0.2 to 10 mm, and has a bending elastic modulus of 20 GPa or more in the in-plane direction and a bending strength of 100 MPa or more measured according to JIS K7074 under the conditions of a load cell of 100 kN and a crosshead speed of 2 mm / min. Preferably there is.

本発明によれば、短繊維の折損が少なく樹脂含浸が容易な繊維混抄マット状成形体を得ることができる。また、この繊維混抄マット状成形体を熱プレス成形することにより、力学特性や機能性に優れた繊維強化成形体を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fiber-mixed mat-like molded body in which short fiber breakage is small and resin impregnation is easy. In addition, a fiber-reinforced molded body having excellent mechanical properties and functionality can be obtained by hot press molding this fiber-mixed mat-shaped molded body.

以下、本発明の繊維混抄マット状成形体及び繊維強化成形体の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the fiber-mixed mat-like molded body and fiber-reinforced molded body of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to the following embodiments and is within the scope of the gist thereof. It can be implemented with various modifications.

[ピッチ系炭素繊維]
本発明におけるピッチ系炭素繊維は、単繊維を集束剤により集束したものであり、好ましくは太さ3〜25μmの単繊維を100〜50000本集束して使用される。集束剤は、通常は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂などを用いるが、本発明においては使用する熱可塑性樹脂繊維に応じて選択する必要があり、一般的にはその熱可塑性樹脂繊維の溶融温度で軟化すると共に、連続繊維中に含浸し易いものにする。そのため、集束剤には、その熱可塑性樹脂繊維と同種の樹脂を主成分とするものを使用することが好ましい。
[Pitch-based carbon fiber]
The pitch-based carbon fiber in the present invention is obtained by bundling single fibers with a sizing agent, and preferably 100 to 50000 monofilaments having a thickness of 3 to 25 μm are used. As the sizing agent, an epoxy resin or the like that is usually a thermosetting resin is used. However, in the present invention, it is necessary to select it according to the thermoplastic resin fiber to be used, and generally the melting temperature of the thermoplastic resin fiber is used. To make it easy to impregnate into continuous fibers. Therefore, it is preferable to use a sizing agent whose main component is the same kind of resin as the thermoplastic resin fiber.

ピッチ系炭素繊維の炭素質原料としては、配向しやすい分子種が形成されており、光学的には異方性の炭素繊維を与えるようなものであれば特に制限はない。例えば、石炭系のコールタール、コールタールピッチ、石炭液化物、石油系の重質油、タール、ピッチ、または、ナフタレンやアントラセンの触媒反応による重合反応生成物等が挙げられる。これらの炭素質原料には、フリーカーボン、未溶解石炭、灰分、窒素分、硫黄分、触媒等の不純物が含まれているが、これらの不純物は、濾過、遠心分離、あるいは溶剤を使用する静置沈降分離等の周知の方法であらかじめ除去しておくことが望ましい。   The carbonaceous raw material for pitch-based carbon fibers is not particularly limited as long as molecular species that are easily oriented are formed and optically anisotropic carbon fibers are provided. For example, coal-based coal tar, coal tar pitch, coal liquefied product, petroleum-based heavy oil, tar, pitch, or a polymerization reaction product by a catalytic reaction of naphthalene or anthracene can be used. These carbonaceous raw materials contain impurities such as free carbon, undissolved coal, ash, nitrogen, sulfur, and catalysts. These impurities can be filtered, centrifuged, or statically used in a solvent. It is desirable to remove it in advance by a known method such as settling separation.

また、前記炭素質原料を、例えば、加熱処理した後、特定溶剤で可溶分を抽出するといった方法、あるいは、水素供与性溶剤、水素ガスの存在下に水添処理するといった方法で予備処理を行っておいても良い。   Further, the carbonaceous raw material is subjected to a pretreatment by, for example, a method in which a soluble component is extracted with a specific solvent after heat treatment, or a method in which a hydrogenation treatment is performed in the presence of a hydrogen donating solvent or hydrogen gas. You can go there.

本発明で用いる炭素繊維の繊維径は3〜20μm、特に5〜12μmであることが好ましい。炭素繊維の繊維径が細過ぎると、取り扱い性に劣り、また、一般に極細の炭素繊維は高コストであるため、製品コストを押し上げる原因となる。炭素繊維の繊維径が太過ぎると、繊維強度が低下し、折れ易くなるため、好ましくない。   The fiber diameter of the carbon fiber used in the present invention is preferably 3 to 20 μm, particularly preferably 5 to 12 μm. If the fiber diameter of the carbon fiber is too thin, the handleability is inferior, and the ultrafine carbon fiber is generally high in cost, which increases the product cost. If the fiber diameter of the carbon fiber is too thick, the fiber strength is lowered and the fiber is easily broken, which is not preferable.

なお、ここで、炭素繊維の繊維径は、炭素繊維の顕微鏡観察またはレーザー計測器により20〜30個の繊維径を測定し、その測定値の平均値で求められる。また、炭素繊維の繊維軸方向の引張弾性率および熱伝導率は、炭素繊維とエポキシ樹脂の一方向材を作製し、その繊維軸方向の引張弾性率および熱伝導率を測定した値を、複合則に則って、炭素繊維の体積含有率で割り返して、繊維単体の物性としたものである。さらに具体的には、引張弾性率については、JIS K7073に準拠し、万能試験機で測定された値からの計算値である。また、熱伝導率は、JIS R1611に準拠し、真空理工(株)製レーザーフラッシュ法熱定数測定装置「TC−3000」で測定された値からの計算値である。後掲の実施例においても同様である。   Here, the fiber diameter of the carbon fiber is obtained by measuring 20 to 30 fiber diameters with a microscopic observation of the carbon fiber or a laser measuring instrument, and obtaining the average value of the measured values. In addition, the tensile modulus and thermal conductivity in the fiber axis direction of the carbon fiber are composite values obtained by preparing a unidirectional material of carbon fiber and epoxy resin and measuring the tensile modulus and thermal conductivity in the fiber axis direction. According to the law, the physical properties of the fiber itself are obtained by dividing the volume content of the carbon fiber. More specifically, the tensile elastic modulus is a calculated value from a value measured with a universal testing machine in accordance with JIS K7073. The thermal conductivity is a calculated value from a value measured with a laser flash method thermal constant measuring device “TC-3000” manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd. in accordance with JIS R1611. The same applies to the embodiments described later.

炭素繊維の短繊維の長さは、好ましくは50mm以下特に1〜50mmとりわけ3〜20mmである。繊維の長さが短か過ぎると、繊維同士の絡み合いがなくなって不織布を形成し難くなり、また得られる成形体の曲げ弾性率や熱伝導率を十分に高めることができない恐れがある。一方、原料繊維の長さが長過ぎると繊維同士の絡まりや開繊不良などを生じやすく、熱可塑性樹脂繊維と炭素繊維の混合が不均一になる恐れがある。   The length of the short fiber of the carbon fiber is preferably 50 mm or less, particularly 1 to 50 mm, particularly 3 to 20 mm. If the length of the fiber is too short, the fibers will not be entangled, making it difficult to form a nonwoven fabric, and the resulting molded article may not be able to sufficiently increase the bending elastic modulus and thermal conductivity. On the other hand, if the length of the raw fiber is too long, the fibers tend to be entangled or poorly opened, and the mixing of the thermoplastic resin fiber and the carbon fiber may be uneven.

本発明の繊維混抄マット状成形体においては、製造工程において、作成に使用された炭素繊維が折れることが多いため、使用された炭素繊維長さがそのまま保持されない場合が多い。このため、本発明において、最終的に繊維混抄マット状成形体中で、炭素繊維の重量平均繊維長は重要な要素である。重量平均繊維長は重量としての存在率を示す。同種の繊維の場合は繊維の長さが重さと関係するため、重量平均繊維長は長い繊維が少ない場合、大きく低減する。繊維長さが短いと、例えば熱伝導や電気伝導などのパスの形成に関与する特性に関し、強化効果が低減する。この重量平均繊維長は3mm以上、特に3〜30mmであることが好ましく、重量平均繊維長±1mm内に50wt%以上、好ましくは50〜90wt%の繊維長分布を有するものが好ましい。   In the fiber-mixed mat-shaped molded body of the present invention, the carbon fiber used for production is often broken in the production process, and thus the used carbon fiber length is often not maintained as it is. For this reason, in the present invention, the weight average fiber length of carbon fibers is an important factor in the final fiber-mixed mat-like molded body. The weight average fiber length indicates the abundance as a weight. In the case of the same type of fiber, the length of the fiber is related to the weight, so that the weight average fiber length is greatly reduced when there are few long fibers. When the fiber length is short, the reinforcing effect is reduced with respect to the characteristics involved in the formation of paths such as heat conduction and electric conduction. The weight average fiber length is preferably 3 mm or more, particularly preferably 3 to 30 mm, and preferably has a fiber length distribution of 50 wt% or more, preferably 50 to 90 wt% within the weight average fiber length ± 1 mm.

また、数平均繊維長は1mm以上、特に1〜20mmであるのが好ましい。数平均繊維長は繊維の存在数を示す値であり、この値が小さいことはすなわち短い繊維がより多く存在する、又は一定数の繊維が極端に短いことを示す。一般的に、繊維強化材料において繊維長が力学特性、例えば強度や弾性率に影響を与えることが知られており、極端に短い繊維が多い場合はそれらの繊維は強化効果が低減する。   The number average fiber length is preferably 1 mm or more, particularly 1 to 20 mm. The number average fiber length is a value indicating the number of fibers present, and a small value indicates that there are more short fibers or a certain number of fibers are extremely short. In general, it is known that the fiber length affects the mechanical properties such as strength and elastic modulus in the fiber reinforced material. When there are many extremely short fibers, the reinforcing effect of these fibers is reduced.

なお、本発明における数平均繊維長及び重量平均繊維長は光学顕微鏡、電子顕微鏡などにより観察された写真より0.1mm以上の繊維のみを抽出して測定を実施した。   In addition, the number average fiber length and the weight average fiber length in the present invention were measured by extracting only fibers of 0.1 mm or more from photographs observed with an optical microscope, an electron microscope, or the like.

本発明で用いる炭素繊維の繊維軸方向の引張弾性率は400GPa以上、好ましくは440GPa以上、例えば500〜900GPaで、また、繊維軸方向の熱伝導率は、60W/mK以上、好ましくは110W/mK以上、例えば120〜600W/mKである。   The tensile modulus of elasticity of the carbon fiber used in the present invention in the fiber axis direction is 400 GPa or more, preferably 440 GPa or more, for example, 500 to 900 GPa, and the thermal conductivity in the fiber axis direction is 60 W / mK or more, preferably 110 W / mK. For example, 120 to 600 W / mK.

このように、それ自体、引張弾性率および熱伝導率の高い炭素繊維を用いることにより、得られる炭素繊維強化樹脂シートおよび炭素繊維強化樹脂成形体の曲げ弾性率および熱伝導率を高くすることができる。   Thus, by using carbon fibers having high tensile elastic modulus and high thermal conductivity, the bending elastic modulus and thermal conductivity of the obtained carbon fiber reinforced resin sheet and carbon fiber reinforced resin molded product can be increased. it can.

炭素繊維は黒鉛化処理することにより、引張弾性率や熱伝導率が向上することが知られており、従って、本発明に係る炭素繊維不織布には黒鉛化炭素繊維を用いてもよく、また、黒鉛化していない低弾性率・低熱伝導率の炭素繊維を不織布とした後に、樹脂と複合化する前の段階で黒鉛化処理して、炭素繊維の繊維軸方向の引張弾性率や熱伝導率を高めるようにしてもよい。   It is known that the carbon fiber is graphitized to improve the tensile elastic modulus and thermal conductivity. Therefore, the carbon fiber nonwoven fabric according to the present invention may use graphitized carbon fiber, After making non-graphitized carbon fiber with low elastic modulus and low thermal conductivity into a non-woven fabric, it is graphitized before it is combined with the resin, and the tensile modulus and thermal conductivity in the fiber axis direction of the carbon fiber are measured. You may make it raise.

[熱可塑性樹脂繊維]
本発明の熱可塑性樹脂繊維としては、通常よく知られている熱可塑性樹脂が挙げられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ナイロン6、ナイロン66、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶芳香族ポリエステル、ポリイミドなど、およびそれらの共重合体や変性体、そして前記の二種以上のブレンド物などである。ブレンドした繊維としては混合した単一の混合樹脂繊維、芯鞘構造繊維、サイドバイサイド繊維などの複合繊維等、種々の構成の樹脂繊維を用いることが可能である。
[Thermoplastic resin fiber]
Examples of the thermoplastic resin fiber of the present invention include generally well-known thermoplastic resins. For example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, nylon 6, nylon 66, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyacetal, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyphenylene sulfide, polyether Examples thereof include ether ketone, liquid crystal aromatic polyester, polyimide and the like, copolymers and modified products thereof, and blends of two or more of the above. As the blended fiber, it is possible to use resin fibers having various structures such as a mixed single mixed resin fiber, a core-sheath structure fiber, and a composite fiber such as a side-by-side fiber.

なかでも、本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維は、乾式法で繊維混抄マット状成形体を得る場合、結晶融解温度又は流動開始温度が200℃以下の樹脂成分を含むことが重要となる。これは本発明の要素として熱可塑性樹脂繊維がマトリックス樹脂であることと、通常バインダーを使用しない乾式法において、サーマルボンドにおける熱接着バインダーの機能の長方を果たすためである。本発明では結晶融解温度又は流動開始温度が200℃以下の熱可塑性樹脂成分を有することにより、蒸気式、オイル式のヒーター設備を通過させることによりこの部分が他の樹脂繊維又は炭素繊維と溶融接着し、強固な結合の混抄マット状成形体を形成することが可能となる。また結晶融解温度又は流動開始温度が180℃以下であればサーマルボンドの際の熱量の低減を図ることが可能となり、高速成形の面や省エネルギーの面でも更に好ましい。   Especially, when the thermoplastic resin fiber used by this invention obtains a fiber mixed-mat mat-shaped molded object by a dry method, it becomes important that the crystal melting temperature or the flow start temperature contains a resin component below 200 degreeC. This is because, as an element of the present invention, the thermoplastic resin fiber is a matrix resin, and in the dry method in which a binder is not normally used, the function of the thermal bonding binder in thermal bonding is achieved. In the present invention, by having a thermoplastic resin component having a crystal melting temperature or flow start temperature of 200 ° C. or less, this portion is melt-bonded to other resin fibers or carbon fibers by passing through a steam or oil heater. As a result, it is possible to form a strongly bonded mixed mat-like molded body. If the crystal melting temperature or flow start temperature is 180 ° C. or lower, it is possible to reduce the amount of heat at the time of thermal bonding, which is further preferable in terms of high-speed molding and energy saving.

また、熱可塑性樹脂繊維中には、公知の添加剤、改質剤、充填剤などを添加してもよい。   Moreover, you may add a well-known additive, a modifier, a filler, etc. in a thermoplastic resin fiber.

熱可塑性樹脂の溶融粘度は、炭素繊維との樹脂の濡れ性、及び未開繊炭素繊維束への熱可塑性樹脂の含浸性に大きく影響する。熱可塑性樹脂繊維の溶融粘度が高い場合、繊維強化成形体において炭素繊維と樹脂との濡れ性が悪く、また未開繊炭素繊維束への樹脂の含浸が困難となり、炭素繊維とマトリックスとなる熱可塑性樹脂との界面剥離をし易い状態となり、力学特性の不足を生じやすい。また、剥離することなく一体化した複合化シートを得ることが困難となる。一方、溶融粘度が低すぎる場合、基本的に樹脂の分子量が低く、繊維強化成形体における耐衝撃性等の力学特性が低下する恐れが生じる。本発明における熱可塑性樹脂繊維の熱分解開始温度以下における溶融粘度は10〜1000Pa・sであることが好ましく、20Pa・s〜500Pa・sであることが更に好ましい。なお、熱可塑性樹脂繊維の溶融粘度とは、乾燥した熱可塑性樹脂繊維における示差熱重量測定装置などで重量減少が1wt%未満などの分解しない条件での温度領域における最高値と最低値となる溶融粘度を示している。   The melt viscosity of the thermoplastic resin greatly affects the wettability of the resin with the carbon fiber and the impregnation property of the thermoplastic resin into the unopened carbon fiber bundle. When the melt viscosity of the thermoplastic resin fiber is high, the wettability between the carbon fiber and the resin in the fiber reinforced molded article is poor, and the impregnation of the resin into the unopened carbon fiber bundle becomes difficult, so that the thermoplastic becomes the carbon fiber and the matrix. Interfacial peeling from the resin is likely to occur, and insufficient mechanical properties are likely to occur. Moreover, it becomes difficult to obtain a composite sheet integrated without peeling. On the other hand, when the melt viscosity is too low, the molecular weight of the resin is basically low, and mechanical properties such as impact resistance in the fiber-reinforced molded product may be deteriorated. The melt viscosity of the thermoplastic resin fiber in the present invention at a temperature not higher than the thermal decomposition start temperature is preferably 10 to 1000 Pa · s, and more preferably 20 Pa · s to 500 Pa · s. The melt viscosity of the thermoplastic resin fiber is the melt value that is the highest value and the lowest value in the temperature range under the condition that the weight loss is less than 1 wt% and the like in the dry thermoplastic resin fiber under the condition that the weight loss does not decompose. Viscosity is shown.

本発明で使用する熱可塑性樹脂繊維の製造方法は、本発明の効果を著しく阻害しない限りにおいては何れの方法でもよく特に制限されないが、公知の方法、例えば単軸押出機、二軸押出機を用いた方法としてマルチフィラメントダイやモノフィラメントダイを用いた溶融紡糸方法、メルトブロー法やフラッシュ紡糸法、ポリマーブレンド法、エレクトロスピニング法、海島複合紡糸法、割繊複合紡糸法などの種々の方法を用いることが可能であり、通常は繊維径0.1μm〜500μm程度である。   The method for producing the thermoplastic resin fiber used in the present invention is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not significantly inhibited, but a known method such as a single screw extruder or a twin screw extruder is used. Various methods such as melt spinning using a multifilament die or monofilament die, melt blowing method, flash spinning method, polymer blending method, electrospinning method, sea-island composite spinning method, split fiber composite spinning method, etc. are used. The fiber diameter is usually about 0.1 μm to 500 μm.

熱可塑性樹脂短繊維の長さは、好ましくは50mm以下特に1〜50mmとりわけ3〜20mmである。繊維の長さが短か過ぎると、繊維同士の絡み合いが不十分となり、マット状成形体の成形や形状維持が困難となる。一方、原料繊維の長さが長過ぎると繊維同士の絡まりや開繊不良などを生じやすく、熱可塑性樹脂繊維と炭素繊維の混合が不均一になる恐れがある。   The length of the thermoplastic resin short fibers is preferably 50 mm or less, particularly 1 to 50 mm, particularly 3 to 20 mm. When the length of the fiber is too short, the entanglement between the fibers becomes insufficient, and it becomes difficult to form and maintain the shape of the mat-shaped molded body. On the other hand, if the length of the raw fiber is too long, the fibers tend to be entangled or poorly opened, and the mixing of the thermoplastic resin fiber and the carbon fiber may be uneven.

[繊維混抄マット状成形体の製法]
本発明の繊維混抄マット状成形体は不織布と言われるものであり、前述した熱可塑性樹脂繊維及び炭素繊維を所定の長さに切断して短繊維状とし、それらを面状(2次元)にランダムに分散させてシート状とすることにより製造することができる。なお、以下本明細書において、「繊維混抄マット状成形体」を単に「不織布」ということがある。
[Production method of fiber-mixed mat-like molded product]
The fiber-mixed mat-like molded product of the present invention is called a nonwoven fabric, and the above-mentioned thermoplastic resin fibers and carbon fibers are cut into a predetermined length by cutting them into a predetermined length, and they are made into a planar shape (two-dimensional). It can be produced by randomly dispersing it into a sheet form. Hereinafter, in the present specification, the “fiber mixed mat-like molded product” may be simply referred to as “nonwoven fabric”.

短繊維から繊維混抄マット状成形体を製造する方法としては様々な方法があり、例えば、乾式法による繊維混抄マット状成形体の作製方法としては、針や凹凸のついたロール間に繊維を通して機械的に叩解・解繊してシート化するカード法、あるいは、繊維を気流中で浮遊・解繊した後にスクリーン上に吸引してシート化するエアレイ法などがある。具体的には、スパンボンド法、ニードルパンチ法、サーマルボンド法、レジンボンド法、ケミカルボンド法、メルトブロー法等が挙げられる。   There are various methods for producing a fiber-mixed mat-shaped molded body from short fibers. For example, a method for producing a fiber-mixed mat-shaped molded body by a dry method includes passing a fiber between rolls with needles and irregularities. For example, there are a card method in which a sheet is beaten and defibrated to form a sheet, or an air lay method in which fibers are floated and defibrated in an air current and then sucked onto a screen to form a sheet. Specific examples include a spun bond method, a needle punch method, a thermal bond method, a resin bond method, a chemical bond method, and a melt blow method.

また、湿式法による作成方法としては、繊維を溶媒中に分散させ、製紙工業で使われるビーター、パルパーなどの装置を使用して解繊させた後に網上に抄き上げ、付着した溶媒を乾燥除去してシート化する所謂湿式抄紙法などがある。   In addition, as a preparation method by a wet method, fibers are dispersed in a solvent, defibrated using a device such as a beater or a pulper used in the paper industry, then drawn on a net, and the attached solvent is dried. There is a so-called wet papermaking method in which it is removed to form a sheet.

湿式抄紙法による繊維混抄マット状成形体の製造において、炭素短繊維を均一に分散させるための溶媒としては、好ましくは水を使用する。炭素短繊維は、通常の場合、炭素繊維表面に存在するサイズ剤により分散性が阻害されるため、一般的には繊維素グリコール酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシセルロース等の増粘・分散剤を用いるが、繊維混抄マット状成形体にした際に相溶性や熱安定性の悪い不純物となり物性低下を生じやすい。加えてこの増粘・分散剤は水溶性材料であるため吸湿性に劣り、水分との接触などで再溶解し形状保持が困難な場合がある。また、湿式では、一般に折損が起きやすく、繊維混抄マット状成形体とした際に、強化効果の小さな微細な炭素繊維粉を担持した状態となり、重量増加の一因となる場合がある。   In the production of the fiber-mixed paper mat-like molded body by the wet papermaking method, water is preferably used as a solvent for uniformly dispersing the short carbon fibers. Since carbon short fibers are normally dispersible by the sizing agent present on the surface of the carbon fibers, a thickening / dispersing agent such as sodium cellulose glycolate, polyvinyl alcohol, or hydroxycellulose is generally used. However, when it is formed into a fiber-mixed mat-like molded article, it becomes an impurity having poor compatibility and thermal stability and tends to cause deterioration in physical properties. In addition, since this thickening / dispersing agent is a water-soluble material, it is inferior in hygroscopicity, and it may be difficult to maintain its shape by re-dissolution by contact with moisture. In addition, in the wet process, breakage is generally likely to occur, and when a fiber-mixed mat-like molded body is formed, a fine carbon fiber powder with a small reinforcing effect is carried, which may contribute to an increase in weight.

一方、乾式製法の場合は増粘剤等の不要な材料を導入する必要がなく、また混合の際にもエアーを用いるため湿式法に比べ繊維長の維持(折損の低減)が容易であり、更に乾燥工程の省略が可能となり、排水処理も不要である。これらのことから、本発明の不織布は乾式法で作製されるのが好ましい。   On the other hand, in the case of the dry process, it is not necessary to introduce unnecessary materials such as a thickener, and since air is used for mixing, the fiber length can be easily maintained (breakage reduction) compared to the wet process. Furthermore, the drying process can be omitted, and no waste water treatment is required. From these things, it is preferable that the nonwoven fabric of this invention is produced with a dry process.

例えば、炭素短繊維と熱可塑性樹脂繊維とを予備的に、例えば袋や容器等の中に両者を収容して軽く上下や左右に1分程度撹拌し、その後ヘンシェルミキサー、二軸式混合撹拌機などにより予備混合した後に、エアレイド装置等、乾式混合機を用いた装置中で、繊維を気流で撹拌した後、回転バーで叩き撹拌する等して更に撹拌混合し、これを気流搬送して金網ベルト上にベルト下部より吸引積層して不織布状とするのが好ましい。   For example, carbon short fibers and thermoplastic resin fibers are preliminarily stored in, for example, a bag or a container, and lightly stirred up and down, left and right for about 1 minute, and then a Henschel mixer, a twin-screw mixing stirrer After pre-mixing, etc., in a device using a dry mixer such as an airlaid device, the fiber is stirred with an air stream, then stirred and mixed by hitting with a rotating bar, etc. It is preferable to form a non-woven fabric by suction lamination on the belt from below the belt.

本発明の繊維混抄マット状成形体における目付、すなわち単位面積あたりの繊維の重量(Fiber Areal Weight、以下FAWと記すことがある。)は250〜2000g/mが好ましく、500〜1500g/mであることがより好ましい。FAWの小さいものは繊維混抄マット状成形体自体の強度不足により取り扱いが困難となる上、所望の厚さの成形体を得るためには、後述する成形工程で不織布および/または炭素繊維強化樹脂シートの積層枚数を多くする必要があり、製造工程が煩雑となる。逆にFAWの大きすぎるものは成形後の厚みが厚くなり薄物を成形することが困難となりやすく、また厚みブレが大きい。 The basis weight, that is, the fiber weight per unit area (Fiber Areal Weight, hereinafter may be referred to as FAW) in the fiber-mixed mat-shaped molded body of the present invention is preferably 250 to 2000 g / m 2 , and 500 to 1500 g / m 2. It is more preferable that Those having a small FAW are difficult to handle due to insufficient strength of the fiber-mixed mat-like molded product itself, and in order to obtain a molded product having a desired thickness, a nonwoven fabric and / or a carbon fiber reinforced resin sheet is formed in the molding process described later. It is necessary to increase the number of stacked layers, and the manufacturing process becomes complicated. On the other hand, when the FAW is too large, the thickness after molding becomes thick and it is difficult to mold a thin material, and the thickness fluctuation is large.

{炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維との含有比}
本発明の繊維混抄マット状成形体において、炭素短繊維と熱可塑性樹脂短繊維との、合計に対する炭素短繊維の割合は85wt%以下、特に15〜75wt%、とりわけ45〜70wt%であることが好ましい。すなわち、繊維混抄マット状成形体中の炭素短繊維の重量をa、熱可塑性短繊維の重量をbとした場合、a/(a+b)は、好ましくは0.85以下、特に0.15〜0.75とりわけ0.45〜0.7であることが望ましい。
{Content ratio of carbon fiber and thermoplastic resin fiber}
In the fiber-mixed mat-shaped molded body of the present invention, the ratio of the short carbon fibers to the total of the short carbon fibers and the short thermoplastic resin fibers is 85 wt% or less, particularly 15 to 75 wt%, particularly 45 to 70 wt%. preferable. That is, a / (a + b) is preferably 0.85 or less, particularly 0.15 to 0, where a is the weight of short carbon fibers in the fiber-mixed mat-like molded body and b is the weight of thermoplastic short fibers. .75, especially 0.45 to 0.7 is desirable.

繊維混抄マット状成形体中の炭素短繊維含有率が過度に低いと、得られる成形体の物性が低下し、所望の熱伝導率および曲げ弾性率を達成し得ないことがある。逆に、炭素短繊維含有率が過度に高いと、成形時の加圧力を大きくする必要が生じ、実用的ではない。   If the carbon short fiber content in the fiber-mixed mat-like molded product is excessively low, the physical properties of the resulting molded product may deteriorate, and the desired thermal conductivity and flexural modulus may not be achieved. On the other hand, if the carbon short fiber content is excessively high, it is necessary to increase the pressure during molding, which is not practical.

[繊維混抄マット状成形体からの繊維強化成形体の製造方法]
上記の繊維混抄マット状成形体を、当該混抄マット状成形体中の熱可塑性樹脂の短繊維の流動開始温度(Tf)以上においてプレス成形することにより繊維強化成形体が製造される。
[Method for producing fiber-reinforced molded product from fiber-mixed mat-like molded product]
A fiber-reinforced molded body is manufactured by press-molding the above-mentioned fiber-mixed mat-shaped molded body at a temperature higher than the flow start temperature (Tf) of the short fibers of the thermoplastic resin in the mixed-paper mat-shaped molded body.

このプレス成形時の温度は、流動開始温度Tfよりも10〜100℃特に20〜50℃程度高い温度であることが好ましい。プレス成形時の圧力は1〜20MPa特に3〜10MPa程度が好適であり、プレス時間は1〜30min特に3〜20min程度が好適である。このプレス成形に際し、繊維混抄マット状成形体を重ねることなく1層だけプレスしてもよく、2枚以上重ねて複層プレス成形してもよい。この複層プレス成形によれば、厚みの大きい繊維強化成形体を製造することができる。   The temperature at the time of press molding is preferably 10 to 100 ° C., particularly about 20 to 50 ° C. higher than the flow start temperature Tf. The pressure at the time of press molding is preferably about 1 to 20 MPa, particularly about 3 to 10 MPa, and the pressing time is preferably about 1 to 30 minutes, particularly about 3 to 20 minutes. In this press molding, only one layer may be pressed without stacking the fiber-mixed mat-shaped molded body, or two or more layers may be stacked and multilayer press-molded. According to this multilayer press molding, a fiber-reinforced molded body having a large thickness can be produced.

この繊維強化樹脂成形体は、好ましくは、厚みが0.2〜10mmである。また、好ましくは嵩密度が1.8g/cm以下であり、JIS K7074によりロードセル100kN、クロスヘッド速度2mm/分の条件で測定した面内方向の曲げ弾性率が20GPa以上であり、曲げ強度が100MPa以上であり、面内方向の熱伝導率が20W/mK以上、面内方向の線膨張係数が3×10−6/℃以下である。 This fiber-reinforced resin molded body preferably has a thickness of 0.2 to 10 mm. Further, the bulk density is preferably 1.8 g / cm 3 or less, the in-plane bending elastic modulus measured by JIS K7074 under a load cell of 100 kN and a crosshead speed of 2 mm / min is 20 GPa or more, and the bending strength is The thermal conductivity in the in-plane direction is 20 W / mK or more, and the linear expansion coefficient in the in-plane direction is 3 × 10 −6 / ° C. or less.

なお、成形体の嵩密度は、成形体の寸法及び重量を測定し、測定された寸法から体積を計算したのち、重量の測定値を体積の計算値で除算することにより算出される。成形体の面内方向の曲げ弾性率、熱伝導率、線膨張係数は、いずれも後述の実施例の項に記載される方法で測定される。   The bulk density of the molded body is calculated by measuring the dimensions and weight of the molded body, calculating the volume from the measured dimensions, and then dividing the measured weight value by the calculated volume value. The bending elastic modulus, thermal conductivity, and linear expansion coefficient in the in-plane direction of the molded body are all measured by the methods described in the Examples section described later.

本発明の成形体の面内方向の曲げ弾性率が20GPa未満では、本発明で目的とする、金属などの高剛性部材の代替への適用が困難となる。従って、成形体の曲げ弾性率は上述のように20GPa以上が好ましく、より好ましくは30GPa以上、さらに好ましくは40GPa以上である。曲げ弾性率の上限については特に規定しないが、曲げ弾性率向上のためのコスト等を勘案した場合、通常100GPa程度である。   When the bending elastic modulus in the in-plane direction of the molded body of the present invention is less than 20 GPa, it is difficult to apply the high-rigidity member such as metal, which is the object of the present invention, to the substitute. Therefore, the bending elastic modulus of the molded body is preferably 20 GPa or more as described above, more preferably 30 GPa or more, and further preferably 40 GPa or more. The upper limit of the flexural modulus is not particularly specified, but is usually about 100 GPa when considering the cost for improving the flexural modulus.

本発明の成形体の面内方向の熱伝導率が20W/mK未満では、本発明で目的とする、金属などの高熱伝導部材の代替には不適切である。従って、成形体の熱伝導率は20W/mK以上、好ましくは30W/mK以上である。熱伝導率の上限については特に規定しないが、熱伝導率向上のためのコスト等を勘案した場合、通常100W/mK程度である。   If the thermal conductivity in the in-plane direction of the molded body of the present invention is less than 20 W / mK, it is unsuitable for replacement of a high thermal conductivity member such as metal, which is the object of the present invention. Accordingly, the thermal conductivity of the molded body is 20 W / mK or more, preferably 30 W / mK or more. The upper limit of the thermal conductivity is not particularly specified, but is usually about 100 W / mK when the cost for improving the thermal conductivity is taken into consideration.

本発明の成形体の面内方向の線膨張係数は特に規定するものではないが、金属やセラミック材料で標準的な1×10−5/℃前後を下回れば優れた寸法安定性を有する部材として活用される。本発明の成形体では、上記値と比較して線膨張係数を更に小さくすることも可能であり、絶対値として5×10−6/℃以下、さらには3×10−6/℃以下のものも実現することができる。線膨張係数の下限については特に規定しないが、線膨張係数低減のためのコスト等を勘案した場合、絶対値として1×10−7/℃程度である。 The linear expansion coefficient in the in-plane direction of the molded body of the present invention is not particularly specified, but as a member having excellent dimensional stability as long as it falls below the standard around 1 × 10 −5 / ° C. with a metal or ceramic material. Be utilized. In the molded product of the present invention, the linear expansion coefficient can be further reduced as compared with the above value, and the absolute value is 5 × 10 −6 / ° C. or less, further 3 × 10 −6 / ° C. or less. Can also be realized. The lower limit of the linear expansion coefficient is not particularly specified, but when considering the cost for reducing the linear expansion coefficient, the absolute value is about 1 × 10 −7 / ° C.

本発明の繊維混抄マット状成形体は、成形体の面内方向(この面内方向とは、成形体に含まれる不織布の不織布面方向である。)の特性が等方性である。すなわち、この成形体について、曲げ弾性率、熱伝導率、線膨張係数を測定した場合、面内方向のどの方向で測定しても、その測定値の方向別の平均値の差が15%以内である。この等方性を正確に把握するためには、成形体の面内方向について全方向360°に対して、各特性値を評価する必要があるが、一般的には、面内方向の一方向についての測定値と、この方向に対して直交する方向についての測定値とを比較すれば、おおまかな等方性を評価することができる。   The fiber-mixed mat-like molded body of the present invention is isotropic in the in-plane direction of the molded body (this in-plane direction is the nonwoven fabric surface direction of the nonwoven fabric contained in the molded body). That is, when the flexural modulus, thermal conductivity, and linear expansion coefficient of this molded product were measured, the difference in the average value for each direction of the measured values was within 15% regardless of the direction in the in-plane direction. It is. In order to accurately grasp this isotropic property, it is necessary to evaluate each characteristic value with respect to 360 ° in all directions in the in-plane direction of the molded body. By comparing the measured value for and the measured value in the direction orthogonal to this direction, it is possible to evaluate the rough isotropic property.

本発明の繊維強化樹脂成形体がこのように面内方向の特性が等方性であることは、炭素短繊維と熱可塑性樹脂短繊維が二次元ランダムに分散した本発明の不織布を用いたことによる。   The fiber reinforced resin molded product of the present invention is so isotropic in the in-plane direction that the nonwoven fabric of the present invention in which carbon short fibers and thermoplastic resin short fibers are randomly dispersed is used. by.

以下に実施例及び比較例を説明するが、これらにより本発明は何ら制限を受けるものではない。
まず、実施例及び比較例で採用した繊維長、曲げ特性及び熱伝導率の測定方法について説明する。
Examples and Comparative Examples will be described below, but the present invention is not limited by these.
First, the fiber length, bending characteristics, and thermal conductivity measuring methods employed in the examples and comparative examples will be described.

(1)繊維長測定
炭素繊維の数平均繊維長及び重量平均繊維長は、繊維混抄マット状成形体又はコンパウンドペレット(比較例4の場合)を、溶剤を用いて樹脂部分を溶解させたのちに白色シート上に移し、乾燥させた後に、光学顕微鏡により観察することにより計測した。このとき、残存する樹脂材料は白色シートにより観察されなくなり、結果として炭素繊維からなる黒色繊維のみが観察されるようになる。この炭素繊維をランダムに1000本選択し、繊維長さを測定した後にヒストグラム化することにより同定した。
(1) Fiber length measurement The number average fiber length and the weight average fiber length of carbon fibers are obtained by dissolving a resin mixed mat-shaped molded article or compound pellet (in the case of Comparative Example 4) with a solvent using a solvent. It measured by observing with an optical microscope, after moving on a white sheet and making it dry. At this time, the remaining resin material is not observed by the white sheet, and as a result, only black fibers made of carbon fibers are observed. 1,000 carbon fibers were selected at random, and the fiber length was measured and then identified by making a histogram.

(2)結晶融解温度(Tm)、流動開始温度の測定
パーキンエルマー(株)製Pyris1 DSCを用いて、用いた樹脂繊維10mgをJIS K7121に準じて、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、冷却速度10℃/分で室温まで降温した時に測定されたサーモグラムから結晶融解温度Tm(℃)を求めた。
また、本発明における樹脂繊維の流動開始温度はフローテスタ(CFT−500C島津製作所製)を用い、ノズルサイズφ1×L2mm、昇温速度3℃/分、荷重40kgfにより測定した。評価方法としては上記の結晶融解温度、流動開始温度の測定結果から下記の通り判断を実施した。
○:結晶融解温度または流動開始温度が200℃以下
×:結晶融解温度または流動開始温度が200℃を超える
(2) Measurement of crystal melting temperature (Tm) and flow start temperature Using Pyris1 DSC manufactured by PerkinElmer Co., Ltd., 10 mg of resin fiber used was increased to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min according to JIS K7121. After heating and holding at 200 ° C. for 5 minutes, the crystal melting temperature Tm (° C.) was determined from the thermogram measured when the temperature was lowered to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min.
Moreover, the flow start temperature of the resin fiber in the present invention was measured using a flow tester (CFT-500C, manufactured by Shimadzu Corporation) with a nozzle size of φ1 × L2 mm, a temperature increase rate of 3 ° C./min, and a load of 40 kgf. As an evaluation method, the following judgment was performed from the measurement results of the crystal melting temperature and the flow start temperature.
○: Crystal melting temperature or flow start temperature is 200 ° C. or less ×: Crystal melting temperature or flow start temperature exceeds 200 ° C.

(3)曲げ特性
本発明における成形体の曲げ強度及び曲げ弾性率は万能材料試験機(UH−10 島津製作所製)を用い、連続繊維の配列方向を長手方向として厚み2mmの板状成形体を作製した後に平面のランダム方向に長さ100mm、幅15mmへ切り出すことにより作製した。測定方法はJIS―K7074によりロードセル100kNによりクロスヘッド速度2mm/分により測定した。
(3) Bending properties The bending strength and flexural modulus of the molded body in the present invention are obtained by using a universal material testing machine (UH-10, manufactured by Shimadzu Corporation), and a plate-shaped molded body having a thickness of 2 mm with the continuous fiber arrangement direction as the longitudinal direction. After the production, it was produced by cutting out to a length of 100 mm and a width of 15 mm in the random direction of the plane. The measuring method was measured according to JIS-K7074 with a load cell of 100 kN and a crosshead speed of 2 mm / min.

(4)熱伝導率
本発明における成形体の熱伝導率測定は厚さ2mm及び3mmの板を4〜5枚貼り合わせて接着することにより厚さ10mmの板を作製し、そこから測定サンプルとして厚さ10mmを直径とした直径10mm×厚み2mm円筒状の試験片を作製して測定を実施した。熱伝導率はJIS R1611に準拠して真空理工製のレーザーフラッシュ法熱定数測定装置(TC3000)を用いて測定した。
(4) Thermal conductivity The thermal conductivity measurement of the molded body in the present invention is to produce a 10 mm thick plate by bonding 4-5 sheets of 2 mm and 3 mm thick plates and bonding them, and from that as a measurement sample A cylindrical test piece having a diameter of 10 mm and a thickness of 2 mm having a thickness of 10 mm was prepared and measured. The thermal conductivity was measured using a laser flash method thermal constant measuring device (TC3000) manufactured by Vacuum Riko in accordance with JIS R1611.

[実施例1]
ピッチ系炭素繊維(商品名「ダイアリード(登録商標)6371T」、三菱樹脂(株)製、平均繊維径11μm、引張弾性率640GPa、繊維軸方向の熱伝導率140W/mK、6mmカットファイバー)60重量%と、熱可塑性樹脂繊維として芯鞘ポリエステル繊維(商品名「メルティ4080」、ユニチカファイバー製、芯成分流動開始温度250℃、鞘成分結晶融解温度130℃、5mmカットファイバー)40重量%を用いた。これらの繊維を紙袋内部に導入し該紙袋を上下に軽く振って約1分間撹拌することにより予備混合した後に二軸フルフライト型のサイドスクリューフィード装置(ラボテックエンジニアリング製)を用いて100rpmの回転速度で更に混合・開繊させて繊維混合体を得た。その後、繊維混合体を池上機械製マットフォーマーIIを用いて目付け1000g/mの繊維混抄体を得た。この繊維混抄体を電熱式エアヒートスルー装置で180℃で加熱しサーマルボンドすることにより繊維混抄マット状成形体とした。この繊維混抄マット状成形体の評価結果を表1に示した。
[Example 1]
Pitch-based carbon fiber (trade name “DIALEAD (registered trademark) 6371T”, manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc., average fiber diameter 11 μm, tensile modulus 640 GPa, thermal conductivity 140 W / mK in the fiber axis direction, 6 mm cut fiber) 60 As a thermoplastic resin fiber, 40% by weight of core / sheath polyester fiber (trade name “Melty 4080”, manufactured by Unitika Fiber, core component flow start temperature 250 ° C., sheath component crystal melting temperature 130 ° C., 5 mm cut fiber) is used. It was. These fibers are introduced into the paper bag, and the paper bag is lightly shaken up and down and stirred for about 1 minute, and then premixed, and then rotated at 100 rpm using a biaxial full flight type side screw feed device (manufactured by Labotech Engineering). The mixture was further mixed and opened to obtain a fiber mixture. Thereafter, the fiber mixture was obtained using a mat former II manufactured by Ikegami Kikai Co., Ltd. to obtain a fiber mixture having a basis weight of 1000 g / m 2 . This fiber mixed body was heated at 180 ° C. with an electrothermal air heat-through device and thermally bonded to obtain a fiber mixed mat-like formed body. The evaluation results of this fiber mixed mat-like molded product are shown in Table 1.

また、この繊維混抄マット状成形体を2枚積層し、温度270℃、圧力5MPa、加圧保持時間5分で溶融プレス成形することにより、厚み2mmのプレス成形体(繊維強化成形体)を製造した。このプレス成形体の評価結果も併せて表1に記載した。   In addition, a two-mm thick press-molded body (fiber reinforced molded body) is manufactured by laminating two of these fiber-mixed mat-shaped molded bodies and melt-press-molding them at a temperature of 270 ° C., a pressure of 5 MPa, and a pressure holding time of 5 minutes. did. The evaluation results of this press-formed product are also shown in Table 1.

[実施例2]
樹脂繊維として芯鞘ナイロン繊維(商品名「ユニメルトUL80」、ユニチカファイバー製、芯成分流動開始温度254℃、鞘成分結晶融解温度140℃、5mmカットファイバー)を用いたこと以外は実施例1と同様の条件により繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体を製造した。この繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。
[Example 2]
Example 1 except that a core-sheath nylon fiber (trade name “Unimelt UL80”, manufactured by Unitika Fiber, core component flow start temperature 254 ° C., sheath component crystal melting temperature 140 ° C., 5 mm cut fiber) was used as the resin fiber. Under these conditions, a fiber-mixed mat-like molded product and a press-formed product were produced. Table 1 shows the evaluation results of this fiber-mixed mat-like molded product and press-formed product.

[実施例3]
樹脂繊維としてポリカーボネート樹脂(商品名「ユーピロン(登録商標)M7020AD2」 三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、流動開始温度188℃)を溶融紡糸法により紡糸することにより製造した樹脂繊維を用いたこと以外は実施例1と同様の条件により繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体を作製した。この繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。
[Example 3]
Except for using resin fibers produced by spinning polycarbonate resin (trade name “Iupilon® M7020AD2” manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., flow start temperature 188 ° C.) as a resin fiber by a melt spinning method. A fiber-mixed mat-like molded body and a press-molded body were produced under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of this fiber-mixed mat-like molded product and press-formed product.

[実施例4]
樹脂繊維としてポリプロピレン樹脂(商品名「ノバテックPP FY6C」、日本ポリプロ(株)製、流動開始温度168℃)を溶融紡糸法により紡糸することにより製造した樹脂繊維を用いたこと以外は実施例1と同様の条件により繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体を作製した。この繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。
[Example 4]
Example 1 except that a polypropylene resin (trade name “NOVATEC PP FY6C”, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., flow start temperature: 168 ° C.) was used as a resin fiber produced by spinning by a melt spinning method. A fiber-mixed mat-like molded body and a press-molded body were produced under the same conditions. Table 1 shows the evaluation results of this fiber-mixed mat-like molded product and press-formed product.

[比較例1]
ピッチ系炭素繊維として実施例1で用いたものと同じ「ダイアリード(登録商標)6371T」、6mmカットファイバー60重量%を用い、熱可塑性樹脂繊維としてポリエステル繊維(商品名「テトロン(登録商標)TA04N」、帝人ファイバー(株)製、流動開始温度254℃、5mmカットファイバー)40重量%を用いた。これらの2種類の繊維を紙袋に導入し実施例1と同様にして予備混合した後に上記と同じ二軸フルフライト型のサイドスクリューフィード装置を用いて100rpmの回転速度で更に混合・開繊させて繊維混合体を得た。その後、繊維混合体を池上機械製マットフォーマーIIを用いて目付け1000g/mの繊維混抄体を得た。この繊維混抄体を電熱式エアヒートスルー装置で180℃で加熱しサーマルボンドを行ったが、樹脂繊維の流動開始温度が高いため、樹脂繊維同士が接着せずにマット状成形体を得ることができなかった。
[Comparative Example 1]
The same “Dialead (registered trademark) 6371T” used in Example 1 as pitch-based carbon fiber, 60% by weight of 6 mm cut fiber, and polyester fiber (trade name “Tetron (registered trademark) TA04N) as the thermoplastic resin fiber. 40% by weight of Teijin Fibers Ltd., flow start temperature 254 ° C., 5 mm cut fiber). These two types of fibers are introduced into a paper bag, premixed in the same manner as in Example 1, and further mixed and opened at a rotational speed of 100 rpm using the same biaxial full flight side screw feed device as described above. A fiber mixture was obtained. Thereafter, the fiber mixture was obtained using a mat former II manufactured by Ikegami Kikai Co., Ltd. to obtain a fiber mixture having a basis weight of 1000 g / m 2 . This fiber mixture was heated at 180 ° C. with an electrothermal air heat-through device to perform thermal bonding. However, since the resin fiber has a high flow start temperature, a mat-like molded product can be obtained without bonding the resin fibers. could not.

[比較例2]
実施例1と同様の繊維を用い、炭素繊維のみを先に二軸フルフライト型のスクリューフィード装置により100rpmで開繊させた後に樹脂繊維を導入し、更に100rpmで開繊・混合することにより繊維混合体を得た。その後、繊維混合体を池上機械製マットフォーマーIIを用いて目付け1000g/mの混抄マット状成形体とした。この混抄マット状成形体の評価結果を表1に示した。表1の通り、この繊維混抄マット状成形体では重量平均繊維長は2.8mmであり、3mmよりも小さい。
[Comparative Example 2]
Using the same fibers as in Example 1, only carbon fibers are first opened at 100 rpm with a biaxial full flight screw feed device, then resin fibers are introduced, and fibers are further opened and mixed at 100 rpm. A mixture was obtained. Thereafter, the fiber mixture was made into a mixed paper mat-shaped molded body having a basis weight of 1000 g / m 2 using a mat former II manufactured by Ikegami Kikai. The evaluation results of this mixed paper mat-like molded body are shown in Table 1. As shown in Table 1, in this fiber-mixed mat-like molded body, the weight average fiber length is 2.8 mm, which is smaller than 3 mm.

また、上記混抄マット状成形体を2枚積層し、温度270℃、圧力5MPa、加圧保持時間5分で溶融プレス成形することにより厚み2mmのプレス成形体を作製した。この成形体の評価結果も併せて表1に記載した。   Further, two of the mixed mat-like molded bodies were laminated and melt-press molded at a temperature of 270 ° C., a pressure of 5 MPa, and a pressure holding time of 5 minutes to prepare a press molded body having a thickness of 2 mm. The evaluation results of this molded body are also shown in Table 1.

[比較例3]
実施例1と同様の材料を用い、フォードリニア式湿式抄紙装置を用いて混抄しマット状成形体を作製した。またこのマット状成形体を実施例1と同様の条件によりプレス成形体を作製した。このマット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。表1の通り、この繊維混抄マット状成形体では重量平均繊維長さは0.25mmであり、3mmよりも小さい。
[Comparative Example 3]
Using the same material as in Example 1, the paper was mixed using a Ford linear wet papermaking machine to produce a mat-like molded body. A press-molded body was produced from this mat-shaped molded body under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results of the mat-like molded product and the press-formed product. As shown in Table 1, the fiber-mixed mat-like molded body has a weight average fiber length of 0.25 mm, which is smaller than 3 mm.

[比較例3]
樹脂繊維として実施例3と同じ樹脂繊維を用いたこと以外は比較例1と同様の条件により混抄マット状成形体及びプレス成形体を製造した。このマット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 3]
A mixed mat-like molded body and a press-molded body were produced under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the same resin fibers as in Example 3 were used as the resin fibers. Table 1 shows the evaluation results of the mat-like molded product and the press-formed product.

[比較例4]
ピッチ系炭素繊維として実施例1で用いたものと同じダイアリード(登録商標)6371T60重量部を用い、樹脂材料としてポリカーボネート樹脂(商品名「ユーピロン S2000」、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、流動開始温度188℃)40重量部を用いた。これらを同方向26mmの二軸混練押出機(ラボテックエンジニアリング製)に供給し、フルフライトスクリューによりシリンダー温度260℃で混練し、コンパウンドペレットを作製した。このコンパウンドペレットを射出成形機を用いて射出成形することにより各種試験片を作製し、評価を実施した。この評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 4]
Using the same DIALEAD (registered trademark) 6371T 60 parts by weight as the pitch-based carbon fiber used in Example 1, polycarbonate resin (trade name “Iupilon S2000”, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., started flow) 40 parts by weight were used. These were supplied to a twin-screw kneading extruder (manufactured by Labotech Engineering) having the same direction of 26 mm, and kneaded at a cylinder temperature of 260 ° C. with a full flight screw to produce compound pellets. Various test pieces were produced by injection molding of the compound pellets using an injection molding machine, and evaluation was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

[比較例5]
炭素繊維としてPAN系炭素繊維(商品名「パイロフィル(登録商標)TR50S」、三菱レイヨン(株)製、平均繊維径7μm、引張弾性率230GPa、繊維軸方向の熱伝導率10W/mK、6mmカットファイバー)に変更したこと以外は実施例1と同様の条件により繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体を製造した。この繊維混抄マット状成形体及びプレス成形体の評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 5]
PAN-based carbon fiber (trade name “Pyrofil (registered trademark) TR50S”, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., average fiber diameter 7 μm, tensile elastic modulus 230 GPa, thermal conductivity 10 W / mK in the fiber axis direction, 6 mm cut fiber as carbon fiber The mixed fiber mat-like molded body and press-molded body were produced under the same conditions as in Example 1 except that the above was changed. Table 1 shows the evaluation results of this fiber-mixed mat-like molded product and press-formed product.

Figure 2011190549
Figure 2011190549

表1より、実施例1〜4の繊維混抄マット状成形体は何れも炭素繊維の重量平均繊維長が3mm以上である。この炭素短繊維は、繊維長が3mm±1mmのものを50wt%以上有する。数平均繊維長は1mm以上である。このような繊維混抄マット状成形体を用いた繊維強化成形体は何れも曲げ弾性率20GPa以上、曲げ強度100MPa以上、熱伝導率20W/m・K以上である。一方、比較例1では混抄マット状成形体そのものを得ることができなかった。また、比較例2〜4の混抄マット状成形体では、炭素繊維が本発明の規定する範囲外の重量平均繊維長であり、成形した繊維強化成形体の特性が不十分となった。さらに、PAN系炭素繊維を用いた比較例5でも同様に繊維強化成形体の特性が不十分となった。   From Table 1, all of the fiber-mixed mat-like molded bodies of Examples 1 to 4 have a weight average fiber length of carbon fibers of 3 mm or more. This short carbon fiber has a fiber length of 3 mm ± 1 mm and 50 wt% or more. The number average fiber length is 1 mm or more. Any of the fiber reinforced molded products using such a fiber-mixed mat-shaped molded product has a bending elastic modulus of 20 GPa or more, a bending strength of 100 MPa or more, and a thermal conductivity of 20 W / m · K or more. On the other hand, in Comparative Example 1, the mixed paper mat-like molded body itself could not be obtained. In the mixed mat-like molded articles of Comparative Examples 2 to 4, the carbon fibers had a weight average fiber length outside the range defined by the present invention, and the properties of the molded fiber reinforced molded articles were insufficient. Further, in Comparative Example 5 using PAN-based carbon fibers, the properties of the fiber-reinforced molded body were similarly insufficient.

Claims (15)

ピッチ系炭素繊維の短繊維と熱可塑性樹脂繊維の短繊維からなる繊維混抄マット状成形体において、該炭素繊維は、繊維軸方向の引張弾性率が400GPa以上であり、繊維軸方向の熱伝導率が60W/mK以上であり、重量平均繊維長が3mm以上であることを特徴とする繊維混抄マット状成形体。   In a fiber-mixed mat-like molded article comprising short fibers of pitch-based carbon fibers and short fibers of thermoplastic resin fibers, the carbon fibers have a tensile elastic modulus in the fiber axis direction of 400 GPa or more, and the thermal conductivity in the fiber axis direction. A fiber-mixed mat-like shaped product having a weight average fiber length of 3 mm or more. 該炭素繊維の数平均繊維長が1mm以上である請求項1に記載の繊維混抄マット状成形体。   The number average fiber length of the carbon fibers is 1 mm or more. 炭素繊維の含有率が15〜75wt%で、熱可塑性樹脂繊維の含有率が85〜25wt%である請求項1又は2に記載の繊維混抄マット成形体。   The fiber-mixed mat molded article according to claim 1 or 2, wherein the carbon fiber content is 15 to 75 wt%, and the thermoplastic resin fiber content is 85 to 25 wt%. 該炭素繊維が、重量平均繊維長±1mm内に50wt%以上の繊維長分布を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The fiber-mixed mat-like molded article according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon fiber has a fiber length distribution of 50 wt% or more within a weight average fiber length ± 1 mm. 炭素繊維の短繊維及び熱可塑性樹脂の短繊維が二次元ランダム分散状態となっている請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The fiber-mixed mat-like molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the short fibers of carbon fibers and the short fibers of thermoplastic resin are in a two-dimensional random dispersion state. 該樹脂繊維が結晶融解温度(Tm)又は流動開始温度が200℃以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The fiber-mixed mat-like molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin fiber is made of a thermoplastic resin having a crystal melting temperature (Tm) or a flow start temperature of 200 ° C or lower. 繊維混抄マット状成形体が乾式法で作製されたものである請求項1〜6のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The fiber-mixed mat-shaped molded body according to any one of claims 1 to 6, wherein the fiber-mixed mat-shaped molded body is produced by a dry method. 該樹脂繊維が2種以上の樹脂の複合繊維であって、結晶融解温度(Tm)又は流動開始温度が200℃以下の熱可塑性樹脂が少なくとも樹脂繊維の外側に存在する樹脂繊維を使用することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The resin fiber is a composite fiber of two or more kinds of resins, and a resin fiber in which a thermoplastic resin having a crystal melting temperature (Tm) or a flow start temperature of 200 ° C. or less exists at least outside the resin fiber is used. The fiber-mixed mat-shaped molded article according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is characterized in that: 繊維混抄マット状成形体の目付けが250g/m〜1500g/mである請求項1〜8のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。 Fiber mixed mats shaped molded body according to any one of claims 1 to 8 basis weight of fiber mixed mats shaped molded body is a 250g / m 2 ~1500g / m 2 . 繊維混抄マット状成形体の目付けが500g/m〜1200g/mである請求項1〜9のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。 Fiber mixed mats shaped molded body according to any one of claims 1-9 basis weight of fiber mixed mats shaped molded body is a 500g / m 2 ~1200g / m 2 . 該繊維混抄マット状成形体における樹脂繊維同士または樹脂繊維と炭素繊維が溶融結合されてなる請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体。   The fiber-mixed mat-shaped molded body according to any one of claims 1 to 10, wherein the resin fibers in the fiber-mixed mat-shaped molded body or resin fibers and carbon fibers are melt-bonded. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体を、当該繊維混抄マット状成形体中の熱可塑性樹脂繊維の流動開始温度以上においてプレス成形してなる繊維強化成形体。   A fiber-reinforced molded body obtained by press-molding the fiber-mixed mat-shaped molded body according to any one of claims 1 to 10 at a temperature higher than a flow start temperature of a thermoplastic resin fiber in the fiber-mixed mat-shaped molded body. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の繊維混抄マット状成形体を、複数枚積層してなる積層体を、当該繊維混抄マット状成形体中の熱可塑性樹脂繊維の流動開始温度以上においてプレス成形してなる繊維強化成形体。   A laminate obtained by laminating a plurality of the fiber-mixed mat-shaped molded bodies according to any one of claims 1 to 12 at a temperature higher than the flow start temperature of the thermoplastic resin fibers in the fiber-mixed mat-shaped molded bodies. A fiber-reinforced molded product formed by press molding. 繊維強化成形体の面内方向の熱伝導率が20W/mK以上である請求項12または13に記載の繊維強化成形体。   The fiber-reinforced molded body according to claim 12 or 13, wherein the thermal conductivity in the in-plane direction of the fiber-reinforced molded body is 20 W / mK or more. 繊維強化成形体の厚みが0.2〜10mmであって、JIS K7074によりロードセル100kN、クロスヘッド速度2mm/分の条件で測定した面内方向の曲げ弾性率が20GPa以上であり、曲げ強度が100MPa以上である請求項12〜14のいずれか1項に記載の繊維強化成形体。   The thickness of the fiber reinforced molded product is 0.2 to 10 mm, the bending elastic modulus in the in-plane direction measured by JIS K7074 under a load cell of 100 kN and a crosshead speed of 2 mm / min is 20 GPa or more, and the bending strength is 100 MPa. It is the above, The fiber reinforcement molded object of any one of Claims 12-14.
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