JP2015163468A - 成形品の製造方法および成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的強度に優れた成形品を容易に製造することが可能な成形品の製造方法、および、機械的強度に優れた成形品の提供。【解決手段】樹脂と原繊維とを含むペレット原料を用意する工程と、前記ペレット原料を切断し、前記樹脂と、前記原繊維が切断されてなる繊維とを含む複数のペレットを得る工程と、各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊する工程と、前記開繊後のペレットを成形して、成形品を得る工程と、を有することを特徴とする。前記繊維を開繊する工程において、前記ペレットを８０〜１４０℃の温度で加熱しつつ、各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊することが好ましい。前記繊維を開繊する工程に供される前記ペレット中に含まれる繊維の平均長さは、３〜１００ｍｍ以下であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、成形品の製造方法および成形品に関する。

近年、金属製の部品の代替品として、繊維を混合した合成樹脂を用いて成形した成形品が注目されている。

このような成形品は、一般に、繊維を樹脂で固めたペレットを用いて、圧縮成形や射出成形等を行うことにより成形されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来の製造方法で得られた成形品では、成形品中において、繊維が密な部分と粗な部分とが存在し、繊維が十分に均一に分散していなかった。そのため、従来の製造方法で得られた成形品は、十分な機械的強度が得られず、また、製品間において強度にばらつきが生じてしまうといった問題があった。

特開２０１２−９６３７０号公報

本発明は、機械的強度に優れた成形品を容易に製造することが可能な成形品の製造方法、および、機械的強度に優れた成形品を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（７）に記載の本発明により達成される。
（１） 樹脂と原繊維とを含むペレット原料を用意する工程と、
前記ペレット原料を切断し、前記樹脂と、前記原繊維が切断されてなる繊維とを含む複数のペレットを得る工程と、
各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊する工程と、
前記開繊後のペレットを成形して、成形品を得る工程と、を有することを特徴とする成形品の製造方法

（２） 前記繊維を開繊する工程において、前記ペレットを８０℃以上１４０℃以下の温度で加熱しつつ、各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊する上記（１）に記載の成形品の製造方法。

（３） 前記繊維を開繊する工程に供される前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さは、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である上記（１）または（２）に記載の成形品の製造方法。

（４） 前記繊維を開繊する工程に供される前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さを１としたとき、前記開繊後の前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さは、０．１以上０．８以下である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の成形品の製造方法。

（５） 前記繊維は、アラミド繊維、炭素繊維およびガラス繊維よりなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の成形品の製造方法。

（６） 前記樹脂は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種を含む上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形品の製造方法。

（７） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の成形品の製造方法により製造されたことを特徴とする成形品。

本発明によれば、機械的強度に優れた成形品を容易に製造することが可能な成形品の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、機械的強度に優れた成形品を提供することができる。

以下、本発明の成形品の製造方法および成形品について詳細に説明する。
１．成形品の製造方法
まず、本発明の成形品の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態の成形品の製造方法は、樹脂と原繊維とを含むペレット原料を用意する工程（ペレット原料準備工程）と、ペレット原料を切断し、樹脂と、原繊維が切断されてなる繊維とを含む複数のペレットを得る工程（ペレット準備工程）と、各ペレット中に含まれる繊維を開繊する工程（開繊工程）と、得られた開繊後のペレットを成形して、成形品を得る工程（成形工程）と、を有することを特徴とする。

本発明では、開繊工程を有する点に特徴を有している。これにより、各ペレット中に含まれる繊維が解れ、繊維同士の間に樹脂が行き渡る。このため、最終的に得られる成形品内においても、繊維を均一に分散させることができる。その結果、得られる成形品は、優れた機械的強度を発揮する。また、得られる成形品同士の間での機械的強度のばらつきを抑制することもでき、優れた品質の成形品を提供することができる。

以下、各工程について説明する。
［ペレット原料準備工程］
まず、樹脂を原繊維にコーティングすることにより、ペレット原料を用意する。ここで、原繊維とは、長繊維（フィラメントの束）や、これをさらに束ねたロービング（ロービング繊維）を意味する。

樹脂を原繊維にコーティングする方法としては、例えば、特表２００２−５０９１９９号公報の記載に順じてロービングを使用する粉体含浸法を用いることができる。ロービングを使用する粉体含浸法とは、流動床技術を使用して、原繊維を乾式法によりコーティングする方法である。具体的には、まず、原繊維以外のペレットを構成する他の材料を、事前の混練なしで流動床から、直接、原繊維に被着させる。次に、短時間の加熱によって、他の材料を原繊維に固着させる。そして、このようにコーティングされた原繊維を、冷却装置および場合によって加熱装置からなる状態調節セクションに通す。これにより、長尺のペレット原料が得られる。

［ペレット準備工程］
次に、ペレット原料を、所定の長さで切断する。これにより、樹脂と原繊維が切断されてなる繊維とで構成された複数のペレットを得る。この切断には、例えば、ストランドカッターが好適に用いられる。

したがって、ペレットは、繊維の束を樹脂で固めた固形物である。特に、本実施形態では、ペレット原料を切断することによりペレットを作製するため、ペレット中において、繊維の束が一定方向に、略平行に配列している。かかる方法によりペレットを作製することにより、ペレットの生産性を高めることができる。
なお、樹脂および繊維については、後に詳述する。

［開繊工程］
本工程では、上記各ペレットに含まれる繊維に対して開繊処理を施す。ここで、開繊処理とは、繊維の束（繊維の集合物）に圧力を付与して、繊維の束を扁平加工する処理をいう。開繊処理の方法としては、例えば、ペレットを狭い隙間を通過させる方法や、ペレットを一軸または二軸混練機の混練ユニットを通過させる方法等が挙げられる。なお、以下の説明では、開繊処理を単に、「開繊」ということもある。

各ペレット中に含まれる繊維を開繊することにより、樹脂で固められていた繊維が解される。また、この際に、開繊処理に起因する外部応力により繊維の一部（端部）が切断され、開繊後のペレット（以下、「繊維含有組成物」ということもある。）中には、主に、主繊維と、主繊維よりも短い副繊維とを含む長さが異なる繊維が存在するようになる。

ここで、開繊前のペレット中に含まれる繊維の平均長さを１としたとき、開繊後のペレット中に含まれる繊維の平均長さは、０．１以上０．８以下であることが好ましい。この場合、例えば、平均長さ０．８程度の比較的長い繊維（主繊維）が多数存在し、平均長さ０．１程度の短い繊維（副繊維）が少数存在すると考えられる。

このようなペレットを用いて製造される成形品中では、副繊維が、主繊維同士の隙間に入り込むように存在するようになる。言い換えると、成形品中では、主繊維同士の隙間を副繊維で充填するように、各繊維が存在するようになる。その結果、成形品の機械的強度および形状安定性が向上する。特に、開繊後のペレット中に含まれる繊維（主繊維および副繊維）の平均長さが、上記範囲内にあることにより、得られる成形品の機械的強度および形状安定性がより向上する。

具体的には、副繊維よりも長い主繊維は、主に、成形品の機械的強度の確保、および、成形品の形状安定性に寄与する。一方、副繊維は、成形品の形状安定性にも寄与するが、主に、主繊維同士の間を埋める（補間する）役割を担う。すなわち、副繊維は、主繊維の隙間に入り込むことにより、主繊維が存在しない部分における成形品の機械的強度を増大、すなわち、主繊維による効果を補強する作用（補強作用）を発揮する。

また、開繊処理方法として、上記に示したペレットを狭い隙間を通過させる方法を用いた場合、開繊前のペレット（開繊工程に供されるペレット）中に含まれる繊維の平均長さを１としたとき、開繊後のペレット（開繊工程を行った後のペレット）中に含まれる繊維の平均長さが、０．３以上０．７以下であるのがより好ましい。開繊後の繊維の平均長さが、かかる範囲内にあると、主繊維と副繊維との前述した相互作用をより確実に発揮させることができる。

これに対して、開繊後の繊維の平均長さが前記上限値を超える場合、主繊維の数が多くなり過ぎるため、成形品の成形時において、ペレットの溶融物または軟化物の流動性を十分に得られない可能性がある。一方、開繊後の繊維の平均長さが前記下限値未満の場合、副繊維の数に比較して主繊維の数が少な過ぎるため、繊維の構成材料等によっては、主繊維本来の作用が得られず、結果として、副繊維の補強効果も得られないことがある。

また、開繊処理方法として、上記に示したペレットを混練機の混練ユニットを通過させる方法を用いた場合、開繊前のペレット中に含まれる繊維の平均長さを１としたとき、開繊後のペレット中に含まれる繊維の平均長さは、０．１以上０．６以下であるのがより好ましい。

開繊後の繊維の平均長さが、かかる範囲内にあると、主繊維と副繊維との前述した相互作用をより確実に発揮させることができる。これに対して、開繊後の繊維の平均長さが、かかる範囲外にあると、前述と同様にペレットの溶融物または軟化物の流動性を十分に得られない可能性や、主繊維および副繊維の作用が十分に発揮されない可能性がある。

また、開繊処理は、ペレットを加熱しつつ行うことが好ましい。これにより、ペレット中に含まれる樹脂を軟化することができるため、ペレット中に含まれる繊維をより容易かつ均一に開繊することができる。なお、この加熱の温度は、８０℃以上１４０℃以下が好ましく、９０℃以上１２０℃以下がより好ましい。このような温度でペレットを加熱することにより、ペレット中に含まれる樹脂を十分に軟化することができる。

このように、本発明では、ペレット準備工程後に、開繊工程を有する点にも特徴がある。これにより、開繊後のペレットには、主繊維と、主繊維より短い副繊維とが含まれるようになる。その結果、前述のように、得られる成形品は、主繊維と副繊維との相互作用により、優れた機械的強度および形状安定性を発揮する。また、成形品同士の間での機械的強度のばらつきを抑制することもでき、優れた品質の成形品を提供することができる。

これに対して、ペレット原料準備工程とペレット準備工程との間に、開繊工程を行う場合、すなわちペレット原料中に含まれる原繊維に対して開繊処理を施し、その後、ペレット原料を、所定の長さで切断して、ペレットを作製する場合、得られるペレット中には、ほぼ均一な長さの繊維が含まれることになる。かかるペレットを用いた場合、本発明のように、主繊維と副繊維との相互作用による効果が得られないため、得られる成形品は、本発明において得られる成形品に比較して、機械的強度および形状安定性が低くなる。

［成形工程］
本工程では、上記開繊工程を経て得られたペレット（繊維含有組成物）を成形し、本発明の成形品を得る。

成形方法としては、例えば、圧縮成形、トランスファー成形および射出成形等が挙げられる。

上述したような本発明の成形品の製造方法によれば、開繊処理により、各ペレット中に含まれる繊維が解れ、繊維同士の間に樹脂が行き渡る。このため、得られる成形品内においても、繊維が均一に分散する。また、開繊後のペレット中には、長さの異なる繊維（主繊維および副繊維）が含まれるため、優れた機械的強度および形状安定性を有する成形品（本発明の成形品）を得ることができる。すなわち、成形品中では、主繊維同士の隙間を副繊維で充填するように、各繊維が存在するため、得られる成形品は、特に優れた機械的強度および形状安定性を有する。

なお、本工程で開繊後のペレットを成形する前に、開繊後のペレットを予備成形して、プリフォームを成形してもよい。すなわち、本発明の成形品の製造方法は、開繊後のペレットに対する予備成形工程を有していてもよい。これにより、開繊後のペレットの取り扱い性が向上する。その結果、成形品の生産性をより向上させることができる。

また、成形工程の前に、開繊後のペレットに対して、予め加熱処理を行ってもよい。すなわち、本発明の成形品の製造方法は、開繊後のペレットに対する予備加熱工程を有していてもよい。これにより、開繊後のペレットの成形性（成形のし易さ）をさらに向上させることができる。その結果、成形品の生産性をさらに向上させることができる。

２．ペレット
次にペレットについて詳細に説明する。

ペレットは、上述したように樹脂と繊維とを含んでなる。
以下、各成分について詳細に説明する。

［樹脂］
ペレットは、樹脂を含む。

なお、本実施形態では、樹脂は、室温で、固体状、液体状、半固体状等のいかなる形態であってもよい。

樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、反応性硬化樹脂、および、嫌気硬化性樹脂等の硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、特に、硬化後の線膨張率や弾性率等の機械特性が優れるため、熱硬化性樹脂であることが好ましい。

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シアネートエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、熱硬化性樹脂としては、特に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。これにより、成形品は優れた耐熱性を発揮することができる。

フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、アリールアルキレン型ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、フェノール樹脂としては、特に、フェノールノボラック樹脂が好ましい。これにより、成形品を低コストかつ高い寸法精度で製造することができるとともに、得られた成形品は、特に優れた耐熱性を発揮することができる。

フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１，０００〜１５，０００程度が好ましい。重量平均分子量が前記下限未満であると、樹脂の粘度が低すぎてペレットを調製するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えると、樹脂の溶融粘度が高くなるため、成形品の成形性（成形のし易さ）が低下する場合がある。フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、ポリスチレン換算の重量分子量として規定することができる。

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などの臭素化型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、エポキシ樹脂としては、特に、比較的分子量の低いビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、ペレットの溶融物または軟化物の流動性を高めることができるため、成形品の製造時におけるペレットの溶融物または軟化物の取り扱い性や成形性（成形のし易さ）をさらに良好にすることができる。また、成形品の耐熱性をさらに向上させる観点から、エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、特にトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂が好ましい。

ビスマレイミド樹脂としては、分子鎖の両末端にそれぞれマレイミド基を有する樹脂であれば、特に限定されないが、さらにフェニル基を有する樹脂が好ましい。具体的には、例えば、下記式（１）で表わされる樹脂を用いることができる。ただし、ビスマレイミド樹脂は、その分子鎖の両末端以外の位置に結合するマレイミド基を有していてもよい。

式（１）中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、水素又は炭素数１〜４の置換若しくは無置換の炭化水素基であり、Ｒ^５は、２価の置換又は無置換の有機基である。ここで、有機基とは、異種原子を含んでいてもよい炭化水素基であり、異種原子としては、Ｏ、Ｓ、Ｎ等が挙げられる。Ｒ^５は、好ましくはメチレン基、芳香環およびエーテル結合（−Ｏ−）が任意の順序で結合した主鎖を有する炭化水素基であり、より好ましくは主鎖中において任意の順序で結合するメチレン基、芳香環およびエーテル結合の合計数が１５個以下の炭化水素基である。なお、主鎖の途中には、置換基および／または側鎖が結合していても良く、その具体例としては、例えば、炭素数３個以下の炭化水素基、マレイミド基、フェニル基等が挙げられる。

具体的には、ビスマレイミド樹脂としては、例えば、Ｎ，Ｎ'−（４，４'−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、ｍ−フェニレンビスマレイミド、ｐ−フェニレンビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ'−エチレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ'−ヘキサメチレンジマレイミド等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

ペレット（成形品）中における樹脂の含有率は、特に限定されないが、２０質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、３０質量％以上５０質量％以下であるのがより好ましい。樹脂の含有率が、前記下限値未満の場合、樹脂の種類によっては、ペレット（成形品）を構成する他の材料（特に繊維）との結着強度が十分に得られない場合がある。また、樹脂の含有率が、前記上限値を超えた場合、後述する繊維の量が相対的に減少し、繊維を含むことの効果が十分に発揮されないことがある。

［繊維］
ペレットは繊維を含む。

開繊工程に供されるペレット中に含まれる繊維の平均長さは、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのが好ましく、５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる成形品の機械的強度をさらに優れたものとすることができる。これに対して、繊維の平均長さが前記下限値未満の場合、繊維の構成材料やその含有率によっては、成形品の形状安定性が十分に得られない場合がある。また、繊維の平均長さが前記上限値を超えた場合には、成形品の成形時において、ペレットの溶融物または軟化物の流動性が十分に得られない場合がある。

一方、開繊後のペレット中には、主繊維と、主繊維よりも短い副繊維とが含まれる。これにより、成形品の成形性（成形のし易さ）が向上し、成形された成形品は、機械的強度および形状安定性が高まる。

主繊維の平均長さＬ１は、３ｍｍ以上９０ｍｍ以下であるのが好ましく、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるのがより好ましく、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。主繊維の平均長さＬ１が、前記下限値未満の場合、主繊維の構成材料やその含有率によっては、成形品の形状安定性が十分に得られない場合がある。また、主繊維の平均長さＬ１が、前記上限値を超えた場合には、成形品の成形時において、ペレットの溶融物または軟化物の流動性が十分に得られない場合がある。

また、副繊維の平均長さＬ２は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。副繊維の平均長さＬ２が、前記下限値未満の場合、例えば、主繊維の含有率が少ないときに、主繊維による効果の補強作用を増大させるために、開繊後のペレット中における副繊維の含有率を、比較的多くする必要が生じる場合がある。また、副繊維の平均長さＬ２が、前記上限値を超えた場合、主繊維の含有率が多い場合には、主繊維の隙間に、副繊維が入り込む割合が低下する。

繊維（主繊維および副繊維）の平均径は、５μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、６μｍ以上１８μｍ以下であるのがより好ましく、７μｍ以上１６μｍ以下であるのがさらに好ましい。繊維の平均径が前記下限値未満の場合、繊維の構成材料や含有率によっては、成形品の成形時に繊維が破損しやすくなる。また、繊維の平均径が、前記上限値を超えた場合、繊維の構成材料やその含有率によっては、成形性が低下する場合がある。

繊維（主繊維および副繊維）の断面形状は、特に限定されないが、円形および楕円形等の略円形等、三角形、四角形および六角形等の多角形、扁平形、星形等の異形等のいかなる形状であってもよい。これらの中でも、繊維の断面形状は、特に、略円形または扁平形であるのが好ましい。これにより、成形品の表面の平滑性を向上することができる。また、ペレットの溶融物または軟化物の成形時の取扱性がより向上し、その成形性がさらに良好となる。

繊維（主繊維および副繊維）としては、例えば、アラミド繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維（脂肪族ポリアミド繊維）およびフェノール繊維等の有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維およびバサルト繊維等の無機繊維、ステンレス繊維、スチール繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維および青銅繊維等の金属繊維等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、繊維としては、特に、アラミド繊維、炭素繊維およびガラス繊維より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

ガラス繊維を用いた場合には、単位体積あたりのペレットの溶融物または軟化物の均一性が向上し、ペレットの溶融物または軟化物の成形性が特に良好となる。さらに、ペレットの溶融物または軟化物の均一性が向上することで、形成された成形品における内部応力の均一性が向上し、結果として、成形品のうねりが小さくなる。また、高負荷における成形品の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、炭素繊維またはアラミド繊維を用いた場合には、成形品の機械的強度をさらに高めることができるとともに、成形品をより軽量化することができる。

ガラス繊維を構成するガラスの具体例としては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラスが挙げられる。これらの中でも、ガラス繊維を構成するガラスとしては、特に、Ｅガラス、Ｔガラス、または、Ｓガラスが好ましい。このようなガラス繊維を用いることにより、繊維（主繊維および副繊維）の高弾性化を達成することができ、その熱膨張係数も小さくすることができる。

また、炭素繊維の具体例としては、例えば、引張り強度３５００ＭＰａ以上の高強度の炭素繊維や、弾性率２３０ＧＰａ以上の高弾性率の炭素繊維が挙げられる。炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維、ピッチ系の炭素繊維のいずれであってもよいが、引張り強度が高いため、ポリアクリロニトリル系の炭素繊維が好ましい。

また、アラミド繊維を構成するアラミド樹脂は、メタ型構造およびパラ型構造のいずれの構造を有していてもよい。
また、繊維は、予め表面処理が施されているのが好ましい。

予め表面処理を施すことにより、繊維は、その繊維含有組成物中での分散性を高めることや、樹脂との密着力を高めること等ができる。

このような表面処理の方法としては、例えば、カップリング剤処理、酸化処理、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、および、ブラスト処理が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、表面処理の方法としては、特に、カップリング剤処理が好ましい。

カップリング剤処理に用いるカップリング剤は、特に限定されず、樹脂の種類によって適宜選択することができる。

カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、カップリング剤としては、特に、シラン系カップリング剤が好ましい。これにより、繊維は、樹脂（硬化性樹脂）に対する密着性が特に向上する。

シラン系カップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤、メタクリルシランカップリング剤、クロロシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等が挙げられる。

ペレット（繊維含有組成物）中における、繊維の含有率は、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。これにより、得られる成形品の機械的強度をより効率よく向上させることができる。

［その他の成分］
ペレットは、さらに、必要に応じて、硬化剤、硬化助剤、充填材、離型剤、顔料、増感剤、酸増殖剤、可塑剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤および帯電防止剤等を含んでいてもよい。

硬化剤は、樹脂の種類等に応じて、適宜選択して用いることができ、特定の化合物に限定されない。

樹脂として、例えば、フェノール樹脂を用いる場合には、硬化剤としては、２官能以上のエポキシ系化合物、イソシアネート類、および、ヘキサメチレンテトラミン等から選択して用いることができる。

また、樹脂として、エポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ジシアミンジアミドなどのアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物などの酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂などのポリフェノール化合物、イミダゾール化合物等から選択して用いることができる。これらの中でも、取り扱い作業性、環境面からも、硬化剤として、ノボラック型フェノール樹脂を選択することが好ましい。

特に、エポキシ樹脂として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤としては、ノボラック型フェノール樹脂を選択して用いることが好ましい。これにより、成形品の耐熱性を向上させることができる。

硬化剤を用いる場合には、ペレット（繊維含有組成物）における硬化剤の含有率は、使用する硬化剤や樹脂の種類等によって適宜設定されるが、例えば、０．１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。これにより、成形品を任意の形状に容易に形成することができる。

また、硬化助剤としては、特に限定されないが、例えば、イミダゾール化合物、三級アミン化合物、有機リン化合物などを用いることができる。

硬化助剤を用いる場合には、ペレット（繊維含有組成物）における硬化助剤の含有率は、使用する硬化助剤や硬化剤の種類等によって適宜設定されるが、例えば、０．００１質量％以上１０質量％以下が好ましい。これにより、ペレット（繊維含有組成物）をより容易に硬化させることができるため、成形品をより容易に成形することができる。

また、充填材としては、特に限定されないが、無機充填材、有機充填材等が挙げられる。無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、マイカ、タルク、ワラストナイト、ガラスビーズ、ミルドカーボン、グラファイト等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、有機充填材としては、例えば、ポリビニールブチラール、アクリロニトリルブタジエンゴム、パルプ、木粉等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、成形品の靭性を向上させる効果がさらに高まるという観点からは、充填材（有機充填材）として、アクリロニトリルブタジエンゴムを用いることが好ましい。

充填材を用いる場合には、ペレットにおける充填材の含有率は、特に限定されないが、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。これにより、成形品の機械的強度をさらに向上することができる。

また、離型剤としては、特に限定されないが、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等を用いることができる。

離型剤を用いる場合には、ペレット中における離型剤の含有率は、特に限定されないが、０．０１質量％以上５．０質量％以下であるのが好ましい。これにより、成形品を任意の形状により容易に形成することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されない。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜１＞成形品の製造
（実施例１）
［１］ペレットの調製
以下のようにして、ペレットを調製した。

まず、繊維の原繊維としてのシランカップリング剤により表面処理が施されたガラス繊維（ＰＰＧ社製ガラス繊維ロービング１０８４、平均径Ｄ１：１５μｍ）を５５．０質量％用意した。

次いで、樹脂としてのフェノール樹脂（住友ベークライト株式会社製スミライトレジンＰＲ−５１４７０、重量平均分子量：２８００）を３６．０質量％と、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミンを６．０質量％と、硬化助剤としての酸化マグネシウムを１．０質量％と、離型剤としてのステアリン酸カルシウムを１．０質量％と、顔料としてのカーボンブラックを１．０質量％とを混合して、樹脂混合物を得た。

次に、流動床技術を使用して、表面処理が施されたガラス繊維に、得られた樹脂混合物をコーティングし、４００℃に加熱されたヒータにより溶融・固着させ、その後、冷却した。

次に、ストランドカッターにより、樹脂混合物がコーティングされたガラス繊維を、平均長さ２０ｍｍの繊維が得られるように切断した。これにより、ペレットを得た。

［２］開繊工程
得られたペレットを、一軸混練機（株式会社井元製作所製、製品名「ＩＭＣ−１８９４型」）にて１００〜１１０℃に加熱しつつ開繊処理を行い、開繊後のペレット（繊維含有組成物）を得た。

［３］成形品の製造
得られた開繊後のペレット（繊維含有組成物）を用いて、次のようにして成形品を製造した。

まず、８０〜９０℃に加熱した金型内に、開繊後のペレット（繊維含有組成物）を投入し、常法により圧縮し、プリフォームを作製した。プリフォームの長さは７５ｍｍ、幅は４５ｍｍ、高さは８ｍｍ、重量は３０ｇであった。

次いで、プリフォームを平行板型の高周波予熱機によって１００〜１１０℃まで予熱した。この予熱されたプリフォームを金型に投入し、加圧し加熱硬化せしめ、長さ８０ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚み４ｍｍの成形品を得た。成形条件は、金型温度１７０〜１８０℃、成形圧力２０〜３０ＭＰａ、硬化時間３分であった。

（実施例２〜１３）
ペレットの構成を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にして成形品を製造した。

（比較例１）
実施例１の［２］開繊工程を行わず、ペレットを［３］成形品の製造の「繊維含有組成物」として用いた以外は、前記実施例１と同様に成形品を製造した。

表中、ガラス繊維（ＰＰＧ社製ガラス繊維ロービング１０８４、平均径Ｄ１：１５μｍ）から得られた繊維を「ガラス１」、炭素繊維（東邦テナックス株式会社製炭素繊維ロービングＨＴＳ４０、平均径Ｄ１：７μｍ）から得られた繊維を「炭素１」、硬化助剤としての酸化マグネシウムを「Ｚ１」、充填材としてのクレーを「Ｊ１」、充填材としてのミルドカーボンを「Ｊ２」、充填材としてのグラファイトを「Ｊ３」として示した。

＜２＞成形品の評価（曲げ強さ）
各実施例および比較例の成形品中央部から、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み４ｍｍのサイズを有する部分を切り出して、曲げ強さを測定するための試験片とした。この試験片の曲げ強さを、ＩＳＯ １７８に準拠して測定し、以下の基準に従い評価した。

Ａ：曲げ強さが１４０ＭＰａ以上である。
Ｂ：曲げ強さが１２０Ｍｐａ以上１４０Ｍｐａ未満である。
Ｃ：曲げ強さが１００Ｍｐａ以上１２０Ｍｐａ未満である。
Ｄ：曲げ強さが８０Ｍｐａ以上１００Ｍｐａ未満である。
Ｅ：曲げ強さが８０Ｍｐａ未満である。
この結果を表１に合わせて示した。

表１から明らかなように、本発明に従う各実施例の成形品は、良好な成形性を有していた。また、曲げ強さに優れていた。これに対して、比較例では、満足な結果が得られなかった。

Claims (7)

1. 樹脂と原繊維とを含むペレット原料を用意する工程と、
   前記ペレット原料を切断し、前記樹脂と、前記原繊維が切断されてなる繊維とを含む複数のペレットを得る工程と、
   各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊する工程と、
   前記開繊後のペレットを成形して、成形品を得る工程と、を有することを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記繊維を開繊する工程において、前記ペレットを８０℃以上１４０℃以下の温度で加熱しつつ、各前記ペレット中に含まれる前記繊維を開繊する請求項１に記載の成形品の製造方法。
3. 前記繊維を開繊する工程に供される前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さは、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である請求項１または２に記載の成形品の製造方法。
4. 前記繊維を開繊する工程に供される前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さを１としたとき、前記開繊後の前記ペレット中に含まれる前記繊維の平均長さは、０．１以上０．８以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
5. 前記繊維は、アラミド繊維、炭素繊維およびガラス繊維よりなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
6. 前記樹脂は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂および不飽和ポリエステル樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の成形品の製造方法により製造されたことを特徴とする成形品。