JP2014062145A - 繊維強化プラスチック - Google Patents

Abstract

【課題】優れた機械的特性を有し、該特性における等方性が良好であり、均一な性能を発揮する繊維強化プラスチックを提供する。
【解決手段】強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、以下の式により求めた強化繊維断面積比率が３０〜５０％であることを特徴とする繊維強化プラスチックとする。
強化繊維断面積比率（％）＝繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計／繊維強化プラスチックの横断面の断面積×１００
ここで、『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』は、次の方法により算出する。繊維強化プラスチックから強化繊維を１０本取り出し、これを繊維長さ方向に対して垂直に切断して断面積を測定し、これら１０本の平均断面積ａを算出する。さらに、繊維強化プラスチックの横断面において、該平均断面積ａの１．２倍以上の断面積を有する強化繊維ｂ（斜めに切断されて平均断面積ａの１．２倍以上となっているものを含む）を探し、該強化繊維ｂが１本以上存在する場合は、その強化繊維ｂ全ての断面積を測定し、それらの合計を『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』とした。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた機械的特性を有し、該特性における等方性が良好であり、均一な性能を発揮する繊維強化プラスチックに関するものである。

炭素繊維を強化材として使用した複合材料は、引張強度・引張弾性率が高く、線膨張係数が小さいので寸法安定性に優れることおよび、耐熱性、耐薬品性、耐疲労特性、耐摩耗性、電磁波シールド性、Ｘ線透過性にも優れることから、炭素繊維を強化材として使用した繊維強化プラスチックは、自動車、スポーツ・レジャー、航空・宇宙、一般産業用途に幅広く適用されている。

具体例としては、炭素繊維フィラメントと他の有機繊維を混編、混織する方法や、炭素繊維および他の繊維をフィラメント状態のまま開繊し、シート状にしたものを積層した後、マトリックス樹脂のシート材とともにプレス等の技術手段により成型する方法、あるいは、炭素繊維および他の繊維を６ｍｍ以下の長さにカッティングしたカットファイバーを熱可塑性樹脂にコンパウンドの後、射出成型する方法などが挙げられる（特許文献１及び２等）。

フィラメント繊維による成型方法の場合、強度、剛性の高いハイグレードな繊維強化プラスチックの製造が可能であるものの、成型にかかるコストが非常に高く、一部の用途にのみ展開されているのが実状である。一方、射出成型を用いる方法では、加工特性に優れ、安価な繊維強化プラスチックが製造できるものの、添加する繊維が短くなり、剛性、耐衝撃性の面で十分な性能を得ることが困難である。

特開平８−１１８３７９号公報 特開平６−２３８５６号公報

本発明の目的は、優れた機械的特性を有し、該特性における等方性が良好であり、均一な性能を発揮する繊維強化プラスチックを提供することにある。

本発明者が、検討した結果、強化繊維および熱可塑性繊維を一定の条件で混合した基材を用いて成形することにより、優れた強度、曲げ力学特性を有し、かかる特性において等方性が良好であり、均一な性能を発揮することができる繊維強化プラスチックが得られることを見出し、本発明に至った。

かくして本発明によれば、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、以下の式により求めた強化繊維断面積比率が３０〜５０％であることを特徴とする繊維強化プラスチック。
強化繊維断面積比率（％）＝繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計／繊維強化プラスチックの横断面の面積×１００
ここで、『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』は、次の方法により算出する。繊維強化プラスチックから強化繊維を１０本取り出し、これを繊維長さ方向に対して垂直に切断して断面積を測定し、これら１０本の平均断面積ａを算出する。さらに、繊維強化プラスチックの横断面において、該平均断面積ａの１．２倍以上の断面積を有する強化繊維ｂ（斜めに切断されて平均断面積ａの１．２倍以上となっているものを含む）を探し、該強化繊維ｂが１本以上存在する場合は、その強化繊維ｂ全ての断面積を測定し、それらの合計を『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』とした。

本発明の繊維強化プラスチックは、強化繊維を用いていることにより、高い機械的物性を示し、さらに強化繊維として炭素繊維と耐熱有機繊維、特にアラミド繊維を併用することで耐衝撃性能に優れている。また、本発明の繊維強化プラスチックは、射出成形のように炭素繊維や耐熱有機繊維といった強化繊維が切断されて短くなったり、塊状となったりすることがなく、繊維間の交絡を成形できるため、成形体として十分な強度や弾性率を発揮することができる。また、均一な力学特性を有し、強化繊維の性能を十分に生かし、繊維強化プラスチックとして強度設計等が容易に行うことができる。

本発明の繊維強化プラスチックは、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなる。
本発明における強化繊維の形態は、カットファイバー（短繊維）であり、高い剛性を保持するために、繊維長は、２０〜１５０ｍｍであり、好ましくは２０〜１２０ｍｍ、より好ましくは２０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは２０〜８０ｍｍである。また、同様の観点から、繊維径は、好ましくは５〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍである。

本発明においては、強化繊維として、炭素繊維のみを用いるか、耐衝撃性を高めるため、炭素繊維と耐熱性有機繊維とを併用することが好ましい。
本発明で用いる炭素繊維としては、引張強度３０００ＭＰａ以上、弾性率２００ＧＰａ以上の炭素繊維が好ましい。前記炭素繊維の原料としては特に限定するものではないが、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等が例示できる。これらの炭素繊維のうち、取扱性能、製造工程通過性能に適したＰＡＮ系炭素繊維が特に好ましい。

本発明に用いる耐熱有機繊維は、融点、軟化点、または熱分解開始温度が２５０℃以上の耐熱性有機繊維であることが好ましく、例えば、芳香族ポリアミド（アラミド）、芳香族ポリエーテルアミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミドなどが好ましく使用できる。なかでも耐衝撃性、生産性、価格などからアラミド繊維が好ましく使用できる。

本発明におけるアラミド繊維とは、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分、もしくは芳香族アミノカルボン酸成分から構成される芳香族ポリアミド、又はこれらの芳香族共重合ポリアミドからなるポリマーであり、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミドなどが例示できる。特にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドが、耐衝撃性の点から好ましい。

本発明においては、炭素繊維：耐熱有機繊維は重量比で、好ましくは１００：０〜４０：６０、より好ましくは９０：１０〜４０：６０、さらに好ましくは７０：３０〜４０：６０である。炭素繊維の割合が少ないと曲げ強度や曲げ弾性率といった優れた機械的特性が得られ難くなる傾向にある。一方で、耐熱有機繊維を上記割合で含有させることにより耐衝撃性を向上させる上で有利である。

本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリプロプピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂が好ましく使用される。
上記熱可塑性樹脂は、ＩＳＯ １１３３に準拠して３００℃、荷重１．２ｋｇにて測定した、メルトボリュームフローレイトが、好ましくは１２〜６０ｃｍ^３／１０分、より好ましくは１６〜４０ｃｍ^３／１０分、さらに好ましくは１６〜３０ｃｍ^３／１０分であることが好ましい。上記の溶融特性を有することにより、熱可塑性樹脂が、強化繊維間に十分に含浸し、さらに得られる繊維強化プラスチックの剛性や、耐衝撃性の向上が容易となる。特に、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂を用いる場合、上記メルトボリュームフローレイトを有する樹脂を用いることで、上記効果がより顕著に表れることがわかった。

本発明においては、強化繊維：熱可塑性樹脂が重量比で５：９５〜７０：３０であり、好ましくは２０：８０〜６０：４０である。強化繊維の重量比が５重量％未満では、十分な力学的特性、すなわち曲げ強度や、曲げ弾性率を得ることができず、一方、熱可塑性樹脂の重量比が３０重量％未満では、強化繊維を十分に結合して繊維強化プラスチックを形成するのが難しくなる。

本発明においては、以下の式により求めた強化繊維断面比率が３０〜５０％であることが肝要である。
強化繊維断面比率（％）＝繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計／繊維強化プラスチックの横断面の面積×１００

ここで、『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』は、次の方法により算出する。繊維強化プラスチックから強化繊維を１０本取り出し、これを繊維長さ方向に対して垂直に切断して断面積を測定し、これら１０本の平均断面積ａを算出する。さらに、繊維強化プラスチックの横断面において、該平均断面積ａの１．２倍以上の断面積を有する強化繊維ｂ（斜めに切断されて平均断面積ａの１．２倍以上となっているものを含む）を探し、該強化繊維ｂが１本以上存在する場合は、その強化繊維ｂ全ての断面積を測定し、それらの合計を『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』とした。
また、強化繊維が、複数の種類からなる場合は、それぞれについて、平均断面積ａが１．２倍以上の断面積を有する強化繊維ｂを探し、それら全ての断面積の合計を『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』とした。

上記の強化繊維断比率が、３０％未満であるか５０％を超えると、繊維強化プラスチックの一方方向とそれに垂直な方向で、曲げ強度が大きく異なり、力学特性において等方性に優れ均等な物性を有する成形体を得ることができない。ここで、一方方向の曲げ強度：それに垂直な方向の曲げ強度の比が、４：６〜６：４であることが好ましく、強化繊維断面比率を３０〜５０％とすることにより、これを容易に達成することができる。

従来のカットファイバー（短繊維）からなる繊維強化プラスチックでは、射出成型によるものが一般的であり、かかる方法では、炭素繊維等は射出成型時に切断されての繊維長が短くなり、耐熱有機繊維が塊状になるため、短繊維でも長い繊維長を有したままで、それらを均一に配することが難しく、十分な曲げ強度や曲げ弾性率、耐衝撃性を得ることができない。

これに対して、本発明は、例えば、以下に説明する繊維強化プラスチック成形用基材（以下、単に基布と称することがある）を加熱処理、または加熱加圧処理し、熱可塑性繊維を溶融することにより得られる繊維強化プラスチックでは、前記の強化繊維断面比率の要件を満たし、かつ曲げ強度や曲げ弾性率、耐衝撃性にも優れた繊維強化プラスチックが得られることを見出し、本発明に到達したものである。

本発明で用いる基材は強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、強化繊維：熱可塑性繊維が重量比で５：９５〜７０：３０であり、好ましくは２０：８０〜６０：４０である。強化繊維の重量比が５重量％未満では、十分な力学的特性、すなわち曲げ強度や、曲げ弾性率を得ることができず、一方、熱可塑性樹脂の重量比が３０重量％未満では、熱可塑性繊維を溶融し十分に繊維間に含浸させて繊維強化プラスチックを成形するのが難しくなる。

本発明の熱可塑性繊維は、前記の熱可塑性樹脂を溶融紡糸等により繊維状に成形したものを好ましく提示でき、前記のように該熱可塑性樹脂は、ＩＳＯ １１３３に準拠して３００℃、荷重１．２ｋｇにて測定した、メルトボリュームフローレイトが、好ましくは１２〜６０ｃｍ^３／１０分、より好ましくは１６〜４０ｃｍ^３／１０分、さらに好ましくは１６〜３０ｃｍ^３／１０分である。

本発明における熱可塑性繊維の形態は、また、炭素繊維や耐熱有機繊維と同時に加工する際の加工性の観点から、カットファイバー（短繊維）であることが好ましく、繊維長は好ましくは２０〜１５０ｍｍであり、より好ましくは３０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは３５〜８０ｍｍ、よりさらに好ましくは３５〜６５ｍｍである。また、同様の観点から、繊維径は、好ましくは５〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍである。

本発明においては、基材の柔軟性を確保するために繊維の伸度を高くすることが有用である。一般に、強化繊維は高モジュラスであり、熱可塑性繊維の伸度を高く設計することが望ましい。特に融点や軟化点が高く、溶融粘度が高い熱可塑ポリマーからなる熱可塑性繊維を用いた場合、該繊維の伸度を高くすることにより、基材の柔軟性を高めることができる。よって、熱可塑性繊維の伸度は、好ましくは３０％以上、より好ましくは４５％以上、さらに好ましくは６０％以上である。一方、伸度があまり大きすぎても、ニードルパンチ等で繊維が伸び成形性が悪くなるため、好ましくは１５０％以下、より好ましくは１２０％以下、さらに好ましくは１００％以下とするのが望ましい。特に、熱可塑性繊維としてポリカーボネート繊維を用いる場合は、上記伸度とすることが好ましい。

本発明で用いる基材は、強化繊維と熱可塑性繊維を混合したものである。強化繊維を予めマトリックス樹脂となる熱可塑性繊維と混合することにより、均一な基材を作成可能であり、例えばポリカーボネート樹脂のように溶融時の粘度が高い樹脂であっても、強化繊維近傍にマトリックス樹脂を存在させることが可能となるため、強化繊維とマトリックス樹脂とを容易に密着することができる。

本発明で用いる基布としては、不織布の形態であることが好ましく、乾式不織布、湿式不織布のいずれもが使用可能であるが、剛性、耐衝撃性を特に要求される製品においては、繊維長の長いことが有益であるため、乾式不織布法にて作成することがより好ましい。また、繊維は開繊機、カードなどの工程により一方向に引き揃えられることが剛性、耐衝撃性をより向上させる。

一方、湿式不織布法においては、完成した繊維強化プラスチックの剛性面では劣るものの、黒鉛、セラミックなどに代表されるフィーラーを同時に添加することにより、耐熱性、導電性、蓄熱性、伝熱性、電磁波遮蔽性などの新たな機能を追加した繊維強化プラスチックの作成が可能であり、非常に有用である。

本発明において、強化繊維と熱可塑性繊維とが、少なくとも一部で交絡していることが好ましい。かかる交絡としては、厚さ方向に切断した基材の切断面を、走査型電子顕微鏡（倍率：１２倍）にて観察し、基材の厚さの半分以上の長さにわたって、厚さ方向（厚さ方向に対し、±４５°以内の方向を含む）に配列している５本以上の短繊維が絡み合って集束した繊維束が、基材表面を観察し１ｃｍ^２当たり１ケ以上あることが好ましい。かかる交絡の存在により、基材の取扱いが容易になり、かつ、立体成形性においても有利な構造となる。よって、あまり上記交絡が多すぎても、基布が硬くなる傾向にあり、強化繊維と熱可塑性繊維とが両方で５本以上絡み合った繊維束の数（交絡数）は、基材表面において、好ましくは１〜５０ケ／ｃｍ^２であり、より好ましくは１〜２０ケ／ｃｍ^２である。なお、この交絡は、ニードルパンチ不織布の場合は針の打ち込み密度により、ウォーターニードルの場合は水柱の密度により、湿式不織布の場合は繊維の水中への分散、撹拌の条件の調整により上記範囲とすることができる。

また、本発明においては、強化繊維同士、強化繊維が炭素繊維と耐熱有機繊維からなる場合、それらが少なくとも一部で交絡していることが好ましい。これによって、熱可塑性樹脂中に強化繊維が交絡せずに含有される繊維強化プラスチックと対比し、高い剛性や耐衝撃性を発揮することができる。かかる観点から、上記交絡の状態としては、強化繊維と熱可塑性繊維、または、強化繊維同士が不織布形状として互いの繊維が交絡していることが好ましい。

基材をニードルパンチ不織布とする場合は、打ち込み密度を、好ましくは２００〜８００本／ｃｍ^２、好ましくは３００〜７００本／ｃｍ^２とすることが望ましい。打ち込み密度が２００本／ｃｍ^２未満では、十分に繊維同士を交絡させることができず、基材の形態維持性が低下し、繊維強化プラスチックに立体成型する際に目付に変動し易くなる。一方、打ち込み密度が２００本／ｃｍ^２超えると、基材が硬くなり易く好ましくない。

また、基材の１枚の目付は、好ましくは５０〜５００ｇ／ｃｍ^２、より好ましくは７０〜４００ｇ／ｃｍ^２、７０〜３００ｇ／ｃｍ^２とすることが好ましい。目付が５０ｇ／ｃｍ^２未満では取扱い性が悪くなる傾向があり、５００ｇ／ｃｍ^２を超えると基材が硬くなり立体成形性が低下する傾向にある。

上記基材を用いて本発明の繊維強化プラスチックを成形する際は、基材を１枚または複数積層して用いることができる。本発明においては、１枚の基布の目付を上記範囲とすることにより、積層数を増やしても、基材が複雑な金型にも柔軟に適応して、立体成形を容易に行うことができる。

不織布の作成方法としては、一般的な乾式不織布、湿式不織布のいずれもが使用可能であるが、剛性、耐衝撃性を特に要求される製品においては、繊維長の長いことが有益であるため、乾式不織布法にて作成することがより好ましい。また、繊維は開繊機、カードなどの工程により一方向に引き揃えられることが剛性、耐衝撃性をより向上させる。

本発明の繊維強化プラスチックの基材となる不織布は、開繊機、カードなどの工程を通過することで、その機械方向に異方性を持った基材となる。本発明では、一般的なクロスレイヤー工程での方向転換や、ニードルパンチ工程での機械方向の張力負荷により、繊維の配向が等方性となるように制御することが可能である。また、不織布基材を繊維の配向が一方に偏らないように積層してプレス成形する方法も採用することができ、等方性となるようにすることができる。また、ランダムウェバー機を用いる方法も採用できる。

繊維強化プラスチックの成型方法としては、プレス成型、スタンパブル成型などが好適例として示されるが、一般的な熱圧成型法は全て適用可能である。この際、熱可塑性繊維の融点または軟化点以上の温度で加熱または加熱加圧を行うことで、繊維強化プラスチックを成形することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（１）繊維長、繊度
ＪＩＳ Ｌ １０１５に準拠して測定した。
（２）繊径
キーエンス社製光学顕微鏡ＤＥＧＩＴＡＬ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ ＶＨＸ−１０００を用い１０００倍で繊維断面の直径を１０本測定し、その平均値とした。
（３）繊維の引張強度、伸度、弾性率
ＡＳＴＭ Ｄ８８５に準拠して測定した。
（４）ポリカーボネート樹脂のメルトボリュームフローレイト
ＩＳＯ １１３３に準拠して３００℃、荷重１．２ｋｇにて測定した。
（５）各繊維の融点、軟化点、熱分解開始温度
株式会社リガク社製示差熱分析装置ＴＡＳ２００にて窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分にて測定し算出した。
（６）基材の硬さ
ＪＩＳ Ｌ １０９６に準拠し、曲げ反発性（ガーレ法）による曲げ硬さを測定した。
（７）基材の立体成形性
巾１０ｃｍ、奥行１０ｃｍ、立ち上がり角度７０度、高さ３ｃｍの斜面をもつ金型を用い、基材をプレス加工した際の、立体加工性を目し判定した。なお、プレス加工温度は、熱可塑性繊維が、ポリカーボネート繊維の場合は３００℃、ポリプロピレン繊維の場合は２２０℃とした。また、判定基準は以下の通りとした。
○：繊維が７０度斜度面に均一に広がっており、樹脂の含浸ムラが無いもの。
△：繊維が７０度斜度面に均一に広がっているが、樹脂の未含浸が見られるもの。
×：繊維が７０度斜度面に均一に広がらず、偏りが見られるもの。
（８）繊維強化プラスチックの曲げ強度、弾性率
ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を用いて、支点間距離８０ｍｍでの３点曲げにて測定した。
このとき、サンプルを採取した方向（タテ）と、それに対し垂直（９０°）となる方向（ヨコ）でそれぞれ試験片を作成し、タテ／ヨコの曲げ強度比を算出し、四捨五入して整数比で表した。タテ／ヨコの曲げ強度比が４／６〜６／４を合格とした。
（９）繊維強化プラスチックの衝撃強度
ＪＩＳ Ｋ ７１１１に準拠し、厚さ２ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片を用いて測定した。

［実施例１］
強化繊維として繊維径７μｍの炭素繊維（東邦テナックス製、引張強度４２００ＭＰａ）を３５ｍｍにカットした繊維を用い、熱可塑性繊維として、ポリカーボネート樹脂（帝人化成製 パンライトＬ−１２２５Ｌ メルトボリュームフローレイト １８ｃｍ^３／１０分間）を２９０℃にて溶融押し出し、直径３０μｍ、伸度６２％のフィラメントを得、これを５１ｍｍにカットしたポリカーボネート繊維と用い、これらの繊維を、重量比で４０：６０に混合し、開繊機にて混合した後、ランダムウェバーを通過させることにより繊維ウェブを作成した。得られた繊維ウェブをニードルパンチ機に通して３８番針にて針深度１０ｍｍ、打ち込み密度を５００本／ｃｍ^２として目付２００ｇ／ｍ^２のプラスチック成形用基材を得た。上記基材を１２枚積層し、予め離型処理を施したステンレス板で挟み、ホットプレス熱盤上にセットした後、同じく予め離型処理を施した鋼製スペーサーを使用して、圧力５ＭＰａ、温度３００℃にてプレス成型し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例２］
熱可塑性繊維をポリカーボネート繊維から直径１８μｍのポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を２２０℃とした以外は実施例１と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例３］
炭素繊維を繊維径７μｍの炭素繊維から繊維径６０μｍの炭素繊維（東邦テナックス製）に変更した以外は実施例１と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［比較例１、２］
実施例１で用いた炭素繊維とポリカーボネート繊維を用い、これらの繊維を、重量比で４０：６０に混合し、開繊機にて混合した後、カード工程を通過させることにより、繊維の引き揃え性を向上させたウェブを作成した。この際、引き揃え性を変えて２種類のウェブを作成した（比較例１、２）。それ以外は実施例１と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例４］
強化繊維を炭素繊維から耐熱有機繊維であるアラミド繊維（コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維）（帝人テクノプロダクツ製 テクノーラ（商標）、引張強度３４００ＭＰａ）を５１ｍｍにカットした繊維に変更した以外は、実施例１と同様にして、プラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例５］
炭素繊維と耐熱有機繊維であるアラミド繊維（コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維）（帝人テクノプロダクツ製 テクノーラ（商標）、引張強度３４００ＭＰａ）を５１ｍｍにカットした繊維とを重量比５０：５０で開繊機にて混合し、強化繊維混合物を得た。この強化繊維混合物と、実施例１で用いたポリカーボネート繊維とを重量比４０：６０で開繊機にて混合した以外は、実施例１と同様にして、プラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例６］
熱可塑性繊維を、ポリカーボネート繊維から直径１８μｍのポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を２２０℃とした以外は実施例４と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［実施例７］
熱可塑性繊維を、ポリカーボネート繊維から直径１８μｍのポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を２２０℃とした以外は実施例５と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

［比較例３、４］
炭素繊維とアラミド繊維との強化繊維混合物と、ポリカーボネート繊維を開繊機にて混合した後、カード工程を通過させることにより、繊維の引き揃え性を向上させたウェブを作成した。この際、引き揃え性を変えて２種類のウェブを作成した（比較例１、２）。それ以外は実施例５と同様にしてプラスチック成形用基材を作成し、繊維強化プラスチックを成形した。

本発明は、優れた耐衝撃性を有する軽量な繊維強化プラスチックを提供するものであり、本発明により製造された繊維強化プラスチックは、補強用、摩擦・摺動用、自動車、船舶などの産業用部品、電気・電子機器、ＡＶ機器、ＯＡ機器、建築用の部品・部材、建材、建具、パッキン類又はシール類などに好適に用いることができる。

Claims (8)

1. 強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる繊維強化プラスチックであり、強化繊維５〜７０重量％および熱可塑性樹脂３０〜９５重量％からなり、以下の式により求めた強化繊維断面比率が３０〜５０％であることを特徴とする繊維強化プラスチック。
   強化繊維断面積比率（％）＝繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計／繊維強化プラスチックの横断面の断面積×１００
   ここで、『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』は、次の方法により算出する。繊維強化プラスチックから強化繊維を１０本取り出し、これを繊維長さ方向に対して垂直に切断して断面積を測定し、これら１０本の平均断面積ａを算出する。さらに、繊維強化プラスチックの横断面において、該平均断面積ａの１．２倍以上の断面積を有する強化繊維ｂ（斜めに切断されて平均断面積ａの１．２倍以上となっているものを含む）を探し、該強化繊維ｂが１本以上存在する場合は、その強化繊維ｂ全ての断面積を測定し、それらの合計を『繊維強化プラスチックの横断面における強化繊維の断面積の合計』とした。
2. 強化繊維が、炭素繊維、および／または、融点、軟化点又は熱分解開始温度が２５０℃以上の耐熱有機繊維である請求項１に記載の繊維強化プラスチック。
3. 耐熱有機繊維がアラミド繊維、ポリオキシベンザゾール繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維である請求項２に記載の繊維強化プラスチック。
4. 熱可塑性樹脂が、ポリプロプピレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂から選ばれる少なくとも一種からなる請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
5. 強化繊維の繊維長が５〜１５０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
6. 強化繊維の繊維直径が５〜１００μｍである請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
7. 熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが１６〜６０ｃｍ^３／１０分である請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
8. 炭素繊維と耐熱性有機繊維との両方を含み、該炭素繊維と該耐熱性有機繊維が少なくとも一部で交絡している請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。