JP2022174669A - 炭素繊維強化プラスチック成形用材料、一方向炭素繊維基材、及び炭素繊維強化プラスチック成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が層内で規則的に配置された炭素繊維強化プラスチック成形用材料に比べ、曲げ強度、曲げ弾性率、及び破断歪の少なくともいずれか１つの機械特性が向上した炭素繊維強化プラスチック成形用材料等を提供する。【解決手段】ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、双方の繊維方向が一方向となり、かつＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対するピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材に、マトリックス樹脂を含浸させた、炭素繊維強化プラスチック成形用材料。【選択図】図１

Description

本開示は、炭素繊維強化プラスチック成形用材料、一方向炭素繊維基材、及び炭素繊維強化プラスチック成形体に関する。

近年、ノートパソコンや携帯端末や電気自動車など軽量化が求められている用途が拡大している。軽量化の手法としては肉厚を減らして体積を小さくする方法が一般的であるが、ただ肉厚を薄くするだけでは断面２次モーメントが低下し剛性が低下するため、同じ力を加えた場合でも従来よりも大きく撓む問題が発生する。その為、比弾性率の高い材料を使用し、低下する断面２次モーメントの値を補うことで、剛性を維持する設計を行うことが一般的である。

比弾性率の高い材料として、炭素繊維と熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂から構成される炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が挙げられる。ＣＦＲＰに使用されている炭素繊維はＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維の２種類が主流であり、市販されている炭素繊維の引張弾性率の範囲は、通常、ＰＡＮ系炭素繊維が２３０～６００ＧＰａ、ピッチ系炭素繊維が６２０～８６０ＧＰａである。

比弾性率の高いＣＦＲＰを得る為にはピッチ系炭素繊維を使用することが望ましいが、ピッチ系炭素繊維を使用したＣＦＲＰはＰＡＮ系炭素繊維を使用したＣＦＲＰに比べて、曲げ強度が低いことが観察される。この原因は以下のように考えられる。
ＣＦＲＰの引張試験時の破断歪は炭素繊維の破断歪に対してほぼ１００％に近い値を示すのに対し、ＣＦＲＰの圧縮試験時の破断歪は、ＰＡＮ系炭素繊維で引張破断歪の７割程度、ピッチ系炭素繊維で引張破断歪の５割程度しか発現しない。その結果、曲げ強度の発現率もピッチ系炭素繊維を用いたＣＦＲＰはＰＡＮ系炭素繊維を用いたＣＦＲＰよりも低いものとなる。

ピッチ系炭素繊維を用いたＣＦＲＰの圧縮試験時の応力－歪曲線を観察すると、圧縮応力の４割程度までは応力－歪曲線が線形の関係を保っているが、それ以上になると非線形の挙動を示し、応力は殆ど増えないのに対して、歪量は増加していくという挙動が観察される。そこで、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維を組み合わせてＰＡＮ系炭素繊維がサポートすることで、ピッチ系炭素繊維の圧縮側の破断歪を伸ばすことができ、ひいては曲げ強度の向上につながる。

例えば、特許文献１では、ＰＡＮ系炭素繊維プリプレグとピッチ系炭素繊維プリプレグを交互に積層して成形した炭素繊維強化複合材料（層間ハイブリッド）が開示されている。
また、特許文献２では、プリプレグの層内でＰＡＮ系炭素繊維ストランドとピッチ系炭素繊維ストランドとを交互に配置した炭素繊維強化複合材料（層内ハイブリッド）が開示されている。

特開平５－２９３９１９号公報 特開平５－２７８０３２号公報

比剛性が高い材料を得るためには、より弾性率の高いピッチ系炭素繊維を使用することが求められる。特許文献２に開示されている層内ハイブリッドは特許文献１に開示されている層間ハイブリッドよりも、曲げ強度の向上効果が高いが、従来技術で使用されていた引張弾性率６２０ＧＰａのピッチ系炭素繊維を、８００ＧＰａのピッチ系炭素繊維に置き換えると、それほどハイブリッドの効果が得られない。その原因として、負荷時においてプリプレグ層内のピッチ系炭素繊維のモノフィラメントが密集している部分が破壊起点となり、ハイブリッドの効果が十分得られないことが考えられる。

本開示は、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が層内で規則的に配置された炭素繊維強化プラスチック成形用材料に比べ、曲げ強度、曲げ弾性率、及び破断歪の少なくともいずれか１つの機械特性が向上した炭素繊維強化プラスチック成形用材料、該炭素繊維強化プラスチック成形用材料に用いられる一方向炭素繊維基材、並びに該炭素繊維強化プラスチック成形用材料を用いて成形した炭素繊維強化プラスチック成形体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、双方の繊維方向が一方向となり、かつＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材に対し、マトリックス樹脂を含浸させた、炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
＜２＞ 前記一方向炭素繊維基材が、前記ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）と前記ピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、下記（１）～（４）のいずれか１つの組合せで重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材である＜１＞に記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
（１）（Ａ）／（Ｂ）
（２）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）
（３）（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
（４）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
＜３＞ ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維が、双方の繊維方向が一方向となるように配置されている一方向炭素繊維基材にマトリックス樹脂が含浸した層を含む炭素繊維強化プラスチック成形用材料であって、
前記層内の前記一方向に垂直となる厚さ方向及び幅方向において、前記ＰＡＮ系炭素繊維よりも前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域と、前記ピッチ系炭素繊維よりも前記ＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域とが混在している炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
＜４＞ 繊維目付が、５０～４００ｇ／ｍ^２である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
＜５＞ 前記マトリックス樹脂が、熱可塑性樹脂である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
＜６＞ ＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料を用いて成形された炭素繊維強化プラスチック成形体。
＜７＞ ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、双方の繊維方向が一方向となり、かつＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材。
＜８＞ ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維の双方の繊維方向が一方向となるように配置されている一方向炭素繊維基材であって、
前記一方向に垂直となる厚さ方向及び幅方向において、前記ＰＡＮ系炭素繊維よりも前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域と、前記ピッチ系炭素繊維よりも前記ＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域とが混在している一方向炭素繊維基材。

本開示によれば、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が層内で規則的に配置された炭素繊維強化プラスチック成形用材料に比べ、曲げ強度、曲げ弾性率、及び破断歪の少なくともいずれか１つの機械特性が向上した炭素繊維強化プラスチック成形用材料、該炭素繊維強化プラスチック成形用材料に用いられる一方向炭素繊維基材、並びに該炭素繊維強化プラスチック成形用材料を用いて成形した炭素繊維強化プラスチック成形体が提供される。

本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料の繊維方向に垂直な断面において層内のピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維の配置の一例を示す模式図である。 従来の炭素繊維強化プラスチック成形用材料の繊維方向に垂直な断面において層内のピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維の配置の一例を示す模式図である。 本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料の製造工程の一例を示す概略図である。 本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料の製造工程の一例において開繊直後の厚さ方向における炭素繊維を示す模式図である。 本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料の繊維方向に垂直な断面の一例を示す顕微鏡画像である。

以下、本開示の一例である実施形態について説明する。
なお、本明細書中において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されていない場合は、これらの数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されている場合の数値範囲は、これらの数値を下限値又は上限値として含まない範囲を意味する。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

本開示に係る発明者らは、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維を用いたハイブリッドプリプレグについて、双方の炭素繊維のモノフィラメントの分布状態、プリプレグを製造する際の双方の炭素繊維の通過条件、使用する炭素繊維の仕様などについて検討を重ねた。その結果、ＰＡＮ系炭素繊維束とピッチ系炭素繊維束とを重ね合わせて一括で開繊して双方の繊維が混在した一方向炭素繊維基材とした上でマトリックス樹脂を含侵させることにより、従来の層内ハイブリッドプリプレグ以上の機械特性を発現することができることを見出した。

［炭素繊維強化プラスチック成形用材料の製造方法］
まず、本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料（本開示において「ハイブリッドプリプレグ」又は単に「プリプレグ」と称する場合がある。）を製造する方法について説明する。
本開示に係るハイブリッドプリプレグを製造する場合、ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを双方の繊維方向が一方向（同じ方向）となり、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対するピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて、例えばコームガイドに通過し、重ね合わされたＰＡＮ系炭素繊維束とピッチ系炭素繊維束とを一括で開繊処理を行う。これにより、単一層内にＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように混在した一方向炭素繊維基材とする。そして、この一方向炭素繊維基材にマトリックス樹脂を含浸させる。
このような方法により、層内の一方向に垂直となる厚さ方向及び幅方向において、ＰＡＮ系炭素繊維よりもピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域と、ピッチ系炭素繊維よりもＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域とが混在したＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とのハイブリッド炭素繊維強化プラスチック成形用材料（ハイブリッドプリプレグ）が得られる。
なお、プリプレグ中のＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率を求める単一層内の単位面積は特に限定されないが、好ましくは１００ｍｍ×１００ｍｍ、より好ましくは４０ｍｍ×１００ｍｍである。

図１は、本開示に係るハイブリッドプリプレグの繊維方向に垂直な断面において層内のピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維の配置の一例を示す模式図である。図２は、従来のハイブリッドプリプレグの繊維方向に垂直な断面において層内のピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維の配置の一例を示す模式図である。
従来の層内ハイブリッドの炭素繊維強化プラスチック成形用材料では、図２に示すように炭素繊維とマトリックス樹脂４０を含む層内においてＰＡＮ系炭素繊維の集合体４２ａとピッチ系炭素繊維の集合体４４ａとが層内の幅方向に交互に繰り返すように規則的に配置されている。
一方、本開示に係る炭素繊維強化プラスチック成形用材料では、図１に示すように、ＰＡＮ系炭素繊維２２ａとピッチ系炭素繊維２４ａが、それぞれ１本又は図２に示す層内ハイブリッドよりも少ない本数の集合体となって層内の厚さ方向及び幅方向に混在している。なお、本開示においてＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とがハイブリッドプリプレグの「厚さ方向及び幅方向に混在」とは、ハイブリッドプリプレグの繊維方向に垂直な断面を観察した場合に、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が、ハイブリッドプリプレグの厚さ方向及び幅方向のいずれの方向にも一定のパターンでは配置されていないことを意味する。例えば、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維がそれぞれ同種の炭素繊維の集合体（ＰＡＮ系炭素繊維群及びピッチ系炭素繊維群）となって、ハイブリッドプリプレグの厚さ方向及び幅方向のいずれの方向にも混在していてもよい。
このような構成を有するハイブリッドプリプレグでは、モノフィラメントが密集している部分が少なく、ピッチ系炭素繊維の密集による破壊起点が少ないため、ピッチ系炭素繊維とＰＡＮ系炭素繊維とのハイブリッド効果によって曲げ特性（曲げ強度及び曲げ弾性率の少なくとも一方）が向上すると考えられる。

図３は、本開示に係るハイブリッドプリプレグの製造を行う装置の一例について概略的に示している。なお、図３に示す装置１０は、本開示に係るハイブリッドプリプレグの製造装置の一部を示している。
図３に示す装置１０では、ＰＡＮ系炭素繊維束２２が巻かれたボビン１２とピッチ系炭素繊維束２４が巻かれたボビン１４とが１組となって２組配置されている。
各ボビン１２，１４から引き出された炭素繊維束（ストランド）２２，２４を規則正しく並べるためのコームガイド１６が配置されている。コームガイド１６には棒状のガイド部１６Ａが等間隔に配置されている。また、コームガイド１６を通過する炭素繊維束２２，２４に対して繊維束を開繊するための装置（開繊装置、不図示）が設けられている。
さらに、コームガイド１６を通過して開繊された各炭素繊維群３０Ａ,３０Ｂを一体化して次工程に送り出すニップロール１８Ａ，１８Ｂが配置されている。

本開示に係るハイブリッドプリプレグを製造する場合、各組のボビン１２，１４から引き出されたＰＡＮ系炭素繊維束２２とピッチ系炭素繊維束２４を、双方の繊維方向が一方向（同じ方向）であり、双方の炭素繊維束２２，２４が互いに重なった状態で搬送され、コームガイド１６の隣接する２つのコームガイド部１６Ａの一間隔（一区間）に同時に通過させる。

各炭素繊維束２２，２４中の炭素繊維のモノフィラメント本数は限定されないが、それぞれ例えば５００本から２４０００本程度ものを使用することができる。
また、各炭素繊維の引張弾性率は特に限定されないが、市販品の炭素繊維を用いることができ、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維が２３０～６００ＧＰａ、ピッチ系炭素繊維が６２０～８６０ＧＰａである。また、各炭素繊維の繊維径は、例えば４μｍ～１５μｍである。
本開示に係るハイブリッドプリプレグを製造する際に使用可能な市販品として、例えば、以下の各炭素繊維が挙げられるが、これらに限定されない。

＜ピッチ系炭素繊維＞
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－９０－６０Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：８６０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：０．８８ｇ／ｍ、密度：２．１９ｇ／ｃｍ^３）
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－８０－Ａ２Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：７８０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：１．７８ｇ／ｍ、密度：２．１７ｇ／ｃｍ^３）
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－８０－６０Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：７８０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：０．８９ｇ／ｍ、密度：２．１７ｇ／ｃｍ^３）
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－６０－Ａ２Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：６２０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：１．７８ｇ／ｍ、密度：２．１２ｇ／ｃｍ^３）
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－６０－６０Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：６２０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：０．８９ｇ／ｍ、密度：２．１２ｇ／ｃｍ^３）

＜ＰＡＮ系炭素繊維＞
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ３００Ｂ－６０００、東レ（株）製、引張弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：３５３０ＭＰａ、繊度：０．３９６ｇ／ｍ、密度：１．７６ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ７００ＳＣ－２４０００、東レ（株）製、引張弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：４９００ＭＰａ、繊度：１．６５０ｇ／ｍ、密度：１．８ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ７００ＳＣ－１２０００、東レ（株）製、引張弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：４９００ＭＰａ、繊度：０．８００ｇ／ｍ、密度：１．８ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ８００ＳＣ－２４０００、東レ（株）製、引張弾性率：２９４ＧＰａ、引張強度：５８８０ＭＰａ、繊度：１．０３０ｇ／ｍ、密度：１．８ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｍ４０ＪＢ－１２０００、東レ（株）製、引張弾性率：３７７ＧＰａ、引張強度：４４００ＭＰａ、繊度：０．４５０ｇ／ｍ、密度：１．７７ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｍ４０ＪＢ－６０００、東レ（株）製、引張弾性率：３７７ＧＰａ、引張強度：４４００ＭＰａ、繊度：０．２２５ｇ／ｍ、密度：１．７７ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｍ５０ＪＢ－６０００、東レ（株）製、引張弾性率：４７５ＧＰａ、引張強度：４１２０ＭＰａ、繊度：０．２１６ｇ／ｍ、密度：１．８８ｇ／ｃｍ^３）

炭素繊維束２２，２４を開繊するための開繊装置は、繊維束に振動ロールを接触させる振動開繊方式や、エアーを吹き付ける方法による空気開繊方式などの一般公知の方法を使用することができる。

ＰＡＮ系炭素繊維束２２とピッチ系炭素繊維束２４は重なった状態でコームガイド１６を通過させ、開繊装置にて横方向の振動やエアーの吹き付けにより各炭素繊維束２２，２４を一括で開繊させる。このようにコームガイド１６を通過する時点でＰＡＮ系炭素繊維束２２とピッチ系炭素繊維束２４が完全に重なった状態とし、その後、開繊装置で一括して開繊することで各炭素繊維束２２，２４はニップロール１８Ａ，１８Ｂに向けて幅方向に広がる。また、図４に示すように、コームガイド１６を通過して開繊した各炭素繊維束２２，２４は厚さ方向にも若干広がった状態で搬送される。各組のボビン１２，１４から引き出されたＰＡＮ系炭素繊維束２２とピッチ系炭素繊維束２４が完全に重なった状態で開繊してニップロール１８Ａ，１８Ｂに向けて広がることで、各炭素繊維束は１本又は複数本の集合体の炭素繊維に分かれるとともに隙間ができ（本開示において、開繊後は、１本の炭素繊維のほか、複数本の炭素繊維からなる集合体（炭素繊維群）も含めて「炭素繊維」と称する。）、互いの炭素繊維の間の隙間に入り込む。これによりＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が幅方向及び厚さ方向に混在したハイブリッド炭素繊維群３０Ａ，３０Ｂとなってニップロール１８Ａ，１８Ｂに接触する。
なお、コームガイド１６とニップロール１８Ａ，１８Ｂとの間隔などを調整しておくことで、各ハイブリッド炭素繊維群３０Ａ，３０Ｂが重ならずに幅方向の一端同士が実質的に隙間なく隣接した状態でニップロール１８Ａ，１８Ｂ間に送り込まれる。これにより、ニップロール１８Ａ，１８Ｂにおいて各ハイブリッド炭素繊維群３０Ａ，３０Ｂは一体となり、一方向炭素繊維基材３２となる。

このようにして得られる一方向炭素繊維基材３２は、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維の各繊維方向が同じ方向（一方向）に配置されており、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維は、厚さ方向及び幅方向においてＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が混在したものとなる。そして、各炭素繊維束のボビン１２，１４の数、各炭素繊維束２２，２４における炭素繊維（モノフィラメント）の本数、繊維径などを調整することで、例えば、単一層内の１００ｍｍ×１００ｍｍの単位面積内にＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように混在した一方向炭素繊維基材３２とすることができる。

本開示に係るハイブリッドプリプレグの製造時の一部分を概略的に示す図３では、ＰＡＮ系炭素繊維束２２とピッチ系炭素繊維束２４を各１本重ねて開繊しているが、これに限定されない。ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを重ね合わせる組合せとして、例えば以下の（１）～（４）の組合せが挙げられるが、これらの組合せに限定されない。
（１）（Ａ）／（Ｂ）
（２）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）
（３）（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
（４）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
なお、各炭素繊維束２２，２４の本数は、製造するハイブリッドプリプレグの幅等に応じて選択すればよい。

ニップロール１８Ａ，１８Ｂにおいて形成された一方向炭素繊維基材３２は、マトリクス樹脂が含侵される工程に送られる。
コームガイド１６とニップロール１８Ａ，１８Ｂの間で双方の炭素繊維束（ストランド）２２，２４を例えばコームガイド１６を通過させる前のストランド幅より３倍以上の幅Ｗに開繊すると、双方のストランド２２，２４はニップロール１８Ａ，１８Ｂに入る直前で、各ストランド２２，２４を構成していたモノフィラメントが適度な集約体になる。そのままの状態を維持したままでマトリックス樹脂が含侵されることでプリプレグとなる。

マトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、硬化剤を混練したエポキシ樹脂を用いることができ、その他、硬化剤を混練した不飽和ポリエステル樹脂や、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることもできる。また、エポキシ樹脂をポリイミド樹脂やフェノール樹脂、ゴム成分等で変成して用いることもできる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰ他）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン他）、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ他）、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。

マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性樹脂は１種単独でもよいし、２種以上を用いてもよいが、熱可塑性樹脂は、炭素繊維と一体化させてプリプレグを形成する観点、プリプレグを加熱して積層体や成形体とする観点などから、ガラス転移温度（Ｔｇ）が９０～１６０℃の熱可塑性樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂のＴｇが低いほど、プリプレグの成形性は良くなるが、樹脂の流動性が大きくなり、例えば、熱可塑性樹脂を一方向炭素繊維基材に含侵させてプリプレグを形成する場合、熱可塑性樹脂層の厚みを確保し難くなる。一方、Ｔｇが高くなると溶融粘度が高くなる傾向にあるために、一方向炭素繊維基材にボイドなどの欠陥を抑制して含浸させることが難しく、より高温のプロセスが必要とされる。かかる観点から、熱可塑性樹脂のＴｇは９０～１６０℃の範囲内であることが好ましい。なお、熱可塑性樹脂のＴｇは、示差走査熱量測定装置を用い、１０℃／分の昇温条件で、２０～２８０℃の範囲内の温度で測定し、セカンドスキャンのピーク値より計算された数値である。

熱可塑性樹脂は、強度、炭素繊維との親和性などの観点から、フェノキシ樹脂が好ましい。
ここで「フェノキシ樹脂」とは、２価フェノール化合物とエピハロヒドリンとの縮合反応、あるいは２価フェノール化合物と２官能エポキシ樹脂との重付加反応から得られる線形の高分子であり、非晶質の熱可塑性樹脂である。

フェノキシ樹脂の平均分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）として、例えば１０，０００～２００，０００の範囲内であるが、プリプレグの強度、作業性、加工性の観点から、好ましくは２０，０００～１００，０００の範囲内であり、より好ましくは３０，０００～８０，０００の範囲内である。フェノキシ樹脂のＭｗが低すぎるとプリプレグの強度が劣り、高すぎると作業性や加工性に劣るものとなり易い。なお、Ｍｗはゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。

フェノキシ樹脂は、溶液中あるいは無溶媒下にて原料化合物から公知の方法で製造されるが、無溶媒下で製造されるフェノキシ樹脂のうち、原料化合物をｉｎ ｓｉｔｕで重合させて得られるフェノキシ樹脂については、現場重合型フェノキシ樹脂もしくは熱可塑性エポキシ樹脂とも呼称される。

フェノキシ樹脂と現場重合型フェノキシ樹脂は、いずれも２官能フェノール化合物と２官能エポキシ樹脂による直鎖状のポリマーであるということは同じであるが、フェノキシ樹脂は分子量及び分子量分布が一定範囲内に制御され、加熱してもそれ以上重合が進まないのに対して、現場重合型フェノキシ樹脂は、加熱により分子量の増加が確認されることが異なる。
本開示では、マトリックス樹脂として、溶液中で製造したフェノキシ樹脂、無溶媒下で製造されたフェノキシ樹脂、現場重合型フェノキシ樹脂のいずれであっても使用することができる。

フェノキシ樹脂の製造に用いる２価フェノール化合物としては、例えば以下に例示するが、２官能であれば下記に示す限りではない。ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ（以上、日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製）、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾ－ルフルオレン（以上、大阪ガスケミカル株式会社製）、Ｂｉｓ－Ｅ、Ｂｉｓ－Ｚ、ＢｉｓＯＣ－ＦＬ、ＢｉｓＰ－ＡＰ、ＢｉｓＰ－ＣＤＥ、ＢｉｓＰ－ＨＴＧ、ＢｉｓＰ－ＭＩＢＫ、ＢｉｓＰ－３ＭＺ、ＳＢＯＣ、Ｂｉｓ２５Ｘ－Ｆ（以上、本州化学工業株式会社製）、ビスフェノールＳなどのビスフェノール類や、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ジブチルハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン、カテコール、メチルカテコールなどのベンゼンジオール類や、ナフタレンジオールなどのナフタレンジオール類や、ビフェノール、ジメチルビフェノール、テトラメチルビフェノールなどのビフェノール類などがあり、これらの内、ビスフェノール化合物類又はビフェノール化合物類が好ましい。
なお、これら２価フェノール化合物は単独でも、２種以上を組合わせて使用してもよい。

また、フェノキシ樹脂の製造に用いる２官能エポキシ樹脂類としては、例えば、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Ｓ型エポキシ樹脂、ビスフェノールアセトフェノン型エポキシ樹脂、ジフェニルスルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、などのビスフェノール型エポキシ樹脂や、ビフェノール型エポキシ樹脂、ジフェニルジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アルキレングリコール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂及びこれらのメチル基による置換体を挙げることができ、ビスフェノール型エポキシ樹脂およびビフェノール型エポキシ樹脂及びこれらのメチル基による置換体が好ましい。
なお、これら２価エポキシ樹脂は単独でも２種以上を組合わせて使用してもよい。

フェノキシ樹脂の製造に際しては反応触媒（重合触媒）を使用する。反応触媒は、エポキシ基とフェノール性水酸基との反応を進めるような触媒能を持つ化合物であればどのようなものでもよく、アルカリ金属化合物、有機リン化合物、第３級アミン、第４級アンモニウム塩、環状アミン類、イミダゾール類などが挙げられ、中でもトリフェニルフォスフィン（ＴＰＰ）、トリ－ｏ－トリルホスフィン（ＴＯＴＰ）やトリス（ｐ－メトキシフェニル）ホスフィン（ＴＰＡＰ）等の有機リン化合物、２，３－ジヒドロ－１Ｈ－ピロロ［１，２－ａ］ベンズイミダゾール（ＴＢ－Ｚ）等のイミダゾール類の使用が好ましい。
なお、これらの触媒は単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。

フェノキシ樹脂の重合には反応遅延剤を用いることもできる。２液混合の際に前駆体組成物を均一液状化するとともに粘度をできるだけ低下させる必要性から、しばしば加温されるため、反応を遅らせて低粘度な状態を維持させることが好ましく、トリ－ｎ－ブチルボレート、トリ－ｎ－オクチルボレート、トリ－ｎ－ドデシルボレート等のトリアルキルボレート類、トリフェニルボレート等のトアリールボレート類が反応遅延剤として使用される。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いられる。

フェノキシ樹脂を溶液中で製造する場合、その反応溶媒としては、反応を阻害しないものであれば特に限定されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、ブチルアルコール、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ブチロラクトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトフェノン、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホランなどの有機溶媒が挙げられ、これらを複数組み合わせた、または有機溶媒と無機系溶媒（水など）との混合溶媒であっても良い。

重合反応は、使用する触媒が分解しない程度の反応温度で行う。反応温度は、５０～２４０℃、反応圧力は通常、常圧であり、反応熱の除去が必要な場合は、使用する溶剤のフラッシュ蒸発・凝縮還流法、間接冷却法、またはこれらの併用法により行われる。
また、メチルエチルケトンのような低沸点溶媒を使用する場合には、オートクレーブを使用して高圧下で反応を行うことで反応温度を確保することもできる。

本方法で得られたフェノキシ樹脂はそのままワニスとして、または蒸発器等を用いた脱溶媒処理をすることにより、溶媒を含まない固形状の樹脂とされる。

その後、フェノキシ樹脂は、ワニス状態であれば炭素繊維にそのまま含浸させたのちに乾燥工程を経てプリプレグ化され、固形状の樹脂であれば、溶融状態で一方向炭素繊維基材に含浸ダイなどを用いて含浸されてプリプレグ化される。
さらに、固形状の樹脂を繊維やフィルム、パウダー化して、炭素繊維と混織（コミングルド法）したり、フィルムと一方向炭素繊維基材を重ねてロールプレス機などにより加圧含浸（フィルムスタック法）したり、粉体塗工法を用いて一方向炭素繊維基材に塗工されることでセミプレグと呼称されるＣＦＲＰ成形材料に加工してもよい。

一方、フェノキシ樹脂を無溶媒下にて製造する場合は、原料化合物と反応触媒を混合して前駆体組成物とし、これを加熱により重付加反応させることによって行う。このとき、原料や反応触媒の混合状態を最適化させるために予め加熱融解させた原料を混合してもよいし、最大で１０質量％程度のシクロヘキサノンンやメチルエチルケトン等の溶剤を添加させてもよい。

無溶媒下でのフェノキシ樹脂の製造も溶媒中でのフェノキシ樹脂の製造方法と大きく条件が変わるものではないが、反応器などを使わずにｉｎ ｓｉｔｕでフェノキシ樹脂を得ることができる現場重合型フェノキシ樹脂は、その重合度合いを任意の範囲で調整できるため、オリゴマーの状態で一方向炭素繊維基材に含浸させてプリプレグを作製することができるため、好ましいフェノキシ樹脂である。
一般的に高分子量体（ポリマー）を一方向炭素繊維基材に含浸するためにはそのままであれば高温高圧が必要となるため、含浸不良によるボイドの発生や炭素繊維の折損などが起きやすく、溶剤を使用する場合は残留溶媒によるボイドの発生が起こりやすいが、オリゴマーの場合はポリマーよりも溶融粘度が低いので、加熱溶融で容易に一方向炭素繊維基材に含浸することができる。

一方向炭素繊維基材への含浸に際しては、ミキサーやニーダーを用いて原料化合物と反応触媒を混合した前駆体組成物を重量平均分子量（Ｍｗ）が１００～６０００程度の範囲となるまで重合を進めたのちに行われ、含浸ダイ等を用いて４０～８０℃にて加熱溶融した状態で一方向炭素繊維基材に直接含浸させたり、離型紙などにオリゴマーをキャストしてフィルム化したものをロールプレス機等で温度７０～１３０℃、線圧５～２５ｋｇ／ｃｍにて一方向炭素繊維基材に含浸する（フィルムスタック法）ことでプリプレグに加工される。

上記工程を経て本開示に係るハイブリッドプリプレグを製造することができる。
なお、ニップロール１８Ａ，１８Ｂにマトリックス樹脂のフィルムを供給して一方向炭素繊維基材３２とマトリックス樹脂フィルムとを一体化させてハイブリッドプリプレグを製造してもよい。

本開示に係るハイブリッドプリプレグの繊維目付は特に限定されないが、機械特性（曲げ強度、曲げ弾性率、破断歪）の観点から、５０～４００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。
また、各炭素繊維の目付は、ハイブリッドによる機械特性を向上させる観点などから、互いに３０～７０％の範囲内で調整することが好ましい。例えばハイブリッドプリプレグの繊維目付が５０ｇ／ｍ^２の場合、ＰＡＮ系炭素繊維の目付は、１５～３５ｇ／ｍ^２であり、ピッチ系炭素繊維の目付は、３５～１５ｇ／ｍ^２であることが好ましい。また、ハイブリッドプリプレグの繊維目付が４００ｇ／ｍ^２の場合、ＰＡＮ系炭素繊維の目付は、１２０～２８０ｇ／ｍ^２であり、ピッチ系炭素繊維の目付は、２８０～１２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

また、本開示に係るハイブリッドプリプレグの樹脂目付は特に限定されず、樹脂の種類、プリプレグの用途、プリプレグに要求される特性などにもよるが、一方向炭素繊維基材に含浸してプリプレグに加工する観点、プリプレグの機械特性の観点などから、ハイブリッドプリプレグの繊維目付が５０ｇ／ｍ^２の場合、１７～３３ｇ／ｍ^２であることが好ましい。また、ハイブリッドプリプレグの繊維目付が４００ｇ／ｍ^２の場合、１３３～２６６ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

なお、本開示に係るハイブリッドプリプレグは、積層して加熱加圧して一体化することで厚手のハイブリッドプリプレグとしてもよい。
図５は、本開示に係るハイブリッドプリプレグを積層してマトリックス樹脂を介して一体化させた一例について、繊維方向に垂直な断面の顕微鏡像である。図５に示すように、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維が一方向に配置された層内の厚さ方向及び幅方向において、ＰＡＮ系炭素繊維よりもピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域２４Ｂと、ピッチ系炭素繊維よりもＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域２２Ｂとが不規則に混在している。
なお、ハイブリッドプリプレグの積層体とする場合、各ハイブリッドプリプレグの繊維方向を同じ方向にして積層してもよいし、隣接する層で繊維方向の角度が異なるように積層してもよい。

本開示に係るハイブリッドプリプレグは、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とのハイブリッド効果により、後述する実施例に示されるように、優れた機械特性を有するものとなる。

本開示に係るハイブリッドプリプレグの用途は限定されず、種々の用途に適用することができる。本開示に係るプリプレグは、必要に応じて複数枚のプリプレグを重ねて加熱加圧によって一体化した積層体としてもよい。このような積層体とする場合、厚さは用途に応じて選択することができる。また、積層体とする場合、各プリプレグの繊維方向をずらして複数の方向に対する曲げ強度の向上を図ってもよい。
本開示に係るプリプレグは、用途に応じて必要に応じて積層体とした後、所望の形状に成形加工して成形体とすることができる。

以下、本開示に係るプリプレグについて実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例によって限定されるものではない。

（炭素繊維）
本実施例および比較例に用いた炭素繊維は、以下の通りである。
＜ピッチ系炭素繊維＞
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－８０－Ａ２Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：７８０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：１．７８ｇ／ｍ、密度：２．１７ｇ／ｃｍ^３）
ピッチ系炭素繊維（“ＧＲＡＮＯＣ（登録商標）”ＸＮ－８０－６０Ｓ、日本グラファイトファイバー（株）製、引張弾性率：７８０ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ、繊度：０．８９ｇ／ｍ、密度：２．１７ｇ／ｃｍ^３）

＜ＰＡＮ系炭素繊維＞
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ７００ＳＣ－２４０００、東レ（株）製、引張弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：４９００ＭＰａ、繊度：１．６５０ｇ／ｍ、密度：１．８ｇ／ｃｍ^３）
ＰＡＮ系炭素繊維（“トレカ（登録商標）”Ｔ７００ＳＣ－１２０００、東レ（株）製、引張弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：４９００ＭＰａ、繊度：０．８００ｇ／ｍ、密度：１．８ｇ／ｃｍ^３）
〔実施例１〕
＜マトリックス樹脂前駆体組成物フィルムの作製＞
マトリックス樹脂を製造するため、以下の材料を用意した。
［エポキシ樹脂］
Ａ１：ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製、ＹＤ－１２８、エポキシ当量：１８８ｇ／ｅｑ）
［フェノール化合物］
Ｂ１：ビスフェノールＡ（日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製）
［重合触媒］
Ｃ１：トリ－ｏ－トリルホスフィン（北興化学工業（株）製、商品名：「ＴＯＴＰ」）

Ａ１：１８８質量部、Ｂ１：１１２質量部、Ｃ１：１質量部を溶解したシクロヘキサノン溶液１質量部をプラネタリーミキサーで混錬して前駆体組成物（Ｆ１）を得た。
リバースロールコーター方式の樹脂コーティング装置を用いて、前駆体組成物（Ｆ１）を、シリコーンを塗布した離型紙上にコーティング温度４０℃で均一に塗工し、樹脂目付２４．５ｇ／ｍ^２、幅１ｍ、長さ１００ｍの前駆体組成物（Ｆ１）フィルムとした。

＜ハイブリッドプリプレグの製造＞
ピッチ系炭素繊維としてＧＲＡＮＯＣ（登録商標）ＸＮ－８０－Ａ２Ｓ、ＰＡＮ系炭素繊維としてトレカ（登録商標）Ｔ７００ＳＣ－２４０００をそれぞれ用い、図３に示す構成を一部に有する装置にて、各炭素繊維の方向が同じで、かつ、各炭素繊維束が重なった状態でコームガイドの一間隔（一区間）に通過させるとともに表面が梨地の円筒状のバーを擦過させることで開繊させた。これにより、ピッチ系炭素繊維が４７体積％、ＰＡＮ系炭素繊維が５３体積％の割合で混在した１０００ｍｍ幅の一方向炭素繊維基材を得た。

続いて、一方向炭素繊維基材の両面から前駆体組成物（Ｆ１）フィルムで挟み込むようにしてプレスロールを通して温度１００℃、線圧２０ｋｇ／ｃｍにて加熱加圧含浸することによって表１に示す目付量及び体積比率を有する現場重合型フェノキシ樹脂プリプレグを製造した。

＜実施例２及び３＞
実施例１におけるハイブリッドプリプレグの製造において、表１に示す条件に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてハイブリッドプリプレグを製造した。
なお、表１において「ピッチ系ＣＦ使用本数（１０００ｍｍ幅）」及び「ＰＡＮ系ＣＦ使用本数（１０００ｍｍ幅）」とは、１０００ｍｍ幅の一方向炭素繊維基材の作製において使用した各炭素繊維束の本数を意味する。
また、「開繊倍率（倍）」とは、各炭素繊維束（ストランド）をコームガイドに通過させる前のストランド幅をＷ０、開繊した炭素繊維群がニップロールに接触するときの幅をＷとした場合にＷ／Ｗ０で算出される値である。

＜比較例１＞
表１に示すピッチ系炭素繊維のみを用いて開繊して一方向炭素繊維基材の作製し、ハイブリッドプリプレグの製造において表１に示す条件に変更したこと以外は実施例１と同様にしてハイブリッドプリプレグを製造した。

＜比較例２＞
表１に示すピッチ系炭素繊維及びＰＡＮ系炭素繊維を用い、各炭素繊維束を重ねずにコームガイドの一間隔にそれぞれ通して開繊してピッチ系炭素繊維群とＰＡＮ系炭素繊維群とが幅方向に交互に配置された一方向炭素繊維基材を作製した。
次いで、この一方向炭素繊維基材を用い、ハイブリッドプリプレグの製造において表１に示す条件に変更したこと以外は実施例１と同様にしてハイブリッドプリプレグを製造した。

［評価］
製造したプリプレグの機械特性について以下の評価を行った。

＜積層板の作製＞
各例で製造したハイブリッドプリプレグを１５０ｍｍ×１５０ｍｍのサイズに切断し、繊維方向が全て同一方向になるようにして厚み２ｍｍとなるように必要数積層し、オートクレーブ成形により積層板を成形した。オートクレーブ成形は温度１６０℃、加圧条件４ａｔｍとし、２時間保持して成形した。

＜曲げ強度、曲げ弾性率、破壊歪＞
各例のハイブリッドプリプレグを用いて上記のようにして得た積層板に対し、それぞれインストロン社製万能材料試験機を用い、ＪＩＳ Ｋ７０７４：１９８８に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ強度、曲げ弾性率、破断歪を測定した。

炭素繊維及びプリプレグの詳細並びに評価結果を表１に示す。

表１に見られるように、本開示に係るハイブリッドプリプレグに相当する実施例１～３のハイブリッドプリプレグは、比較例２の層内ハイブリッドプリプレグに比べ、曲げ強度、曲げ弾性率、及び破断歪の少なくともいずれか１つの機械特性が向上していることがわかる。

１６ コームガイド
１８Ａ，１８Ｂ ニップロール
２２ ＰＡＮ系炭素繊維束
２４ ピッチ系炭素繊維束
２２ａ ＰＡＮ系炭素繊維
２４ａ ピッチ系炭素繊維
３０Ａ，３０Ｂ ハイブリッド炭素繊維群
３２ 一方向炭素繊維基材

Claims (8)

1. ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、双方の繊維方向が一方向となり、かつＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材に対し、マトリックス樹脂を含浸させた、炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
2. 前記一方向炭素繊維基材が、前記ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）と前記ピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、下記（１）～（４）のいずれか１つの組合せで重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材である請求項１に記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
   （１）（Ａ）／（Ｂ）
   （２）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）
   （３）（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
   （４）（Ａ）／（Ｂ）／（Ａ）／（Ｂ）
3. ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維が、双方の繊維方向が一方向となるように配置されている一方向炭素繊維基材にマトリックス樹脂が含浸した層を含む炭素繊維強化プラスチック成形用材料であって、
   前記層内の前記一方向に垂直となる厚さ方向及び幅方向において、前記ＰＡＮ系炭素繊維よりも前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域と、前記ピッチ系炭素繊維よりも前記ＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域とが混在している炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
4. 繊維目付が、５０～４００ｇ／ｍ^２である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
5. 前記マトリックス樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料。
6. 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の炭素繊維強化プラスチック成形用材料を用いて成形された炭素繊維強化プラスチック成形体。
7. ＰＡＮ系炭素繊維束（Ａ）とピッチ系炭素繊維束（Ｂ）とを、双方の繊維方向が一方向となり、かつＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維との合計に対する前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が２５％以上１００％未満となるように重ね合わせて一括で開繊する処理を行うことにより、前記ＰＡＮ系炭素繊維と前記ピッチ系炭素繊維とが混在した一方向炭素繊維基材。
8. ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維が、双方の繊維方向が一方向となるように配置されている一方向炭素繊維基材であって、
   前記一方向に垂直となる厚さ方向及び幅方向において、前記ＰＡＮ系炭素繊維よりも前記ピッチ系炭素繊維の体積比率が大きいピッチ系炭素繊維リッチ領域と、前記ピッチ系炭素繊維よりも前記ＰＡＮ系炭素繊維の体積比率が大きいＰＡＮ系炭素繊維リッチ領域とが混在している一方向炭素繊維基材。
   

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