JP7267466B2 - 炭素繊維とガラス繊維を含むコールドプレス成形体、およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭素繊維とガラス繊維を含むコールドプレス成形体に関する。

炭素繊維やガラス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、そして金属材料やセラミック材料に比較して軽量であることから、炭素繊維またはガラス繊維、特に近年は前者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採用されている。

例えば特許文献１には、軽量化、材料費低減、機械的特性の向上のため材料の複合化技術として炭素繊維とガラス繊維を用いた積層構造が記載されている。サンドイッチ構造を持つ異種材料を用いた場合、表面材と芯材とで、それぞれ異なる役割を持たせたることが可能となり、単位重量当たりの優れた強さと高い剛性を確保することが可能となる。このようなハイブリッド材は表面層とコア層との弾性率を少し変えることで梁や平板の曲げ強さや曲げ弾性率を向上させる特徴を持ち、ＣＦＲＰ／ＧＦＲＰ／ＣＦＲＰの積層構造などは典型的なハイブリッド構造といえる。

特許文献２では、ガラス繊維で強化された熱可塑性樹脂層と、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂を積層させて成形した成形体が記載されている。

（特許文献１）特開２０１８－４３４１２号公報
（特許文献２）国際公開２０１８/０５２０８０号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載の発明において、中間層であるガラス繊維強化樹脂基材は、複雑な形状の成形品を積層させることを目的としており、成形体の締結安定性についての検討はされていない。また、特許文献１に記載の炭素繊維基材は、抄紙法で準備して熱可塑性樹脂を含浸させているため成形時のスプリングバックが大きすぎる。

また、特許文献２に記載の発明では、流動部分におけるガラス繊維と炭素繊維の比率については検討されておらず、締結安定性は未だに十分でない。更に、カード機に投入し、解繊混合しているため、炭素繊維樹脂層は、ほとんど流動しない。

そこで本発明の目的は、不連続炭素繊維と不連続ガラス繊維を用いて端部領域（流動領域）における体積、好ましくは体積抵抗率を調整することで、接合強度や接合安定性にも優れる、コールドプレス成形体を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
［１］重量平均繊維長ＬｗＡが１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の不連続炭素繊維、及び熱可塑性樹脂ａを含む材料Ａと、
不連続ガラス繊維、及び熱可塑性樹脂ｂを含む材料Ｂとが積層されたコールドプレス成形体であって、
Ｖａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗを満たすコールドプレス成形体。
ただし、
Ｖａは成形体に含まれる材料Ａの体積であり、
Ｖｂは成形体に含まれる材料Ｂの体積であり、
Ｖａ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ａが占める流動領域Ａの体積であり、
Ｖｂ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ｂが占める流動領域Ｂの体積であり、
流動領域とは、コールドプレスした際に、成形体の面内方向へ材料Ａ及び材料Ｂが流動して形成された領域である。
［２］流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入した、［１］に記載のコールドプレス成形体。
［３］流動領域の体積抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｍ以上である、［２］又は［２］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体。
［４］熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが同じ樹脂である、［１］乃至［３］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体。
［５］不連続ガラス繊維の重量平均繊維長ＬｗＢが、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、［１］乃至［４］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体。
［６］Ｖａ／Ｖｂ＞（Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ）×１０を満たす、［１］乃至［５］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体。
［７］重量平均繊維長ＬｗＡが１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の不連続炭素繊維及び熱可塑性樹脂ａを含む板状の材料Ａと、
不連続ガラス繊維及び熱可塑性樹脂ｂを含む材料Ｂとを積層し、
成形型内でコールドプレスして材料Ａの面内方向に前記材料Ｂを流動して延面し、
コールドプレス成形体を製造する方法であって、
Ｖａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗを満たすコールドプレス成形体の製造方法。
ただし、
Ｖａは成形体に含まれる材料Ａの体積であり、
Ｖｂは成形体に含まれる材料Ｂの体積であり、
Ｖａ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ａが占める流動領域Ａの体積であり、
Ｖｂ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ｂが占める流動領域Ｂの体積である。
［８］非流動領域の最小肉厚よりも、流動領域の最小肉厚の方が薄い、［７］に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
ただし、非流動領域とは、材料Ａ又は材料Ｂが成形型に最初に接触する面で挟まれたコールドプレス成形体の領域である。
［９］材料Ａのスプリングバック量が１．０超１４．０未満である、［７］又は［８］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
［１０］
流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入した、［７］乃至［９］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
［１１］流動領域の体積抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｍ以上である、［７］乃至［１０］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
［１２］熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが同じ樹脂である、［７］乃至［１１］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
［１３］不連続ガラス繊維の重量平均繊維長ＬｗＢが、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、［７］乃至［１２］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
［１４］Ｖａ／Ｖｂ＞（Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ）×１０を満たす、［７］乃至［１３］のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。

本発明によれば、不連続炭素繊維、及び不連続ガラス繊維を用いて端部領域の体積抵抗率を調整でき、ボルト締結させたときのコールドプレス成形体の接合強度及び接合安定性を向上できる。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

図１における、「１０１－１０１’」の断面図である。

コールドプレス成形体の一例の製造方法を示した模式図である。

コールドプレス成形体の一例の製造方法を示した模式図である。

本発明におけるコールドプレス成形体の流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを用いて他の部材と締結させた模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体の模式図。

本発明におけるコールドプレス成形体を製造する際に、材料が流動する方向を示した模式図。

落錘試験の模式図。

コールドプレス成形体の一例を示す模式図。

［炭素繊維］
１．炭素繊維全般
本発明に用いられる炭素繊維としては、一般的にポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。なかでも、本発明においては引張強度に優れる点でポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を用いることが好ましい。
２．炭素繊維のサイジング剤
本発明に用いられる炭素繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している炭素繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、炭素繊維の種類、及び、材料Ａに用いる熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
３．炭素繊維の繊維直径
本発明に用いられる炭素繊維の単糸（一般的に、単糸はフィラメントと呼ぶ場合がある）の繊維直径は、炭素繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。平均繊維直径は、通常、３μｍ～５０μｍの範囲内であることが好ましく、４μｍ～１２μｍの範囲内であることがより好ましく、５μｍ～８μｍの範囲内であることがさらに好ましい。炭素繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する炭素繊維（単糸）の直径を指す。炭素繊維の平均繊維直径は、例えば、ＪＩＳ Ｒ７６０７：２０００に記載された方法によって測定することができる。
４．不連続炭素繊維の重量平均繊維長ＬｗＡ
本発明における材料Ａは重量平均繊維長ＬｗＡの炭素繊維を含む。

重量平均繊維長ＬｗＡは、１ｍｍ以上１００ｍｍｍ以下であるが、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが更に好ましい。ＬｗＡが１００ｍｍ以下であれば、材料Ａの流動性が低下しにくく、所望の形状のコールドプレス成形体を得られやすい。また、ＬｗＡが１ｍｍ以上の場合、得られるコールドプレス成形体の機械強度が低下しにくく、好ましい。

本発明においては繊維長が互いに異なる炭素繊維を併用してもよい。換言すると、本発明に用いられる炭素繊維は、重量平均繊維長の分布において単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。なお、射出成形体や押出成形体に含まれる炭素繊維は、炭素繊維を射出（押出）成形体中で均一に炭素繊維を分散させるために十分な混練工程を経たものは一般的に炭素繊維の重量平均繊維長は１ｍｍ未満となる。
５．炭素繊維の重量平均繊維長の測定方法
一般的に、炭素繊維の平均繊維長は、例えば、成形材料（又は成形体）から無作為に抽出した１００本の繊維の繊維長を、ノギス等を用いて１ｍｍ単位まで測定し、下記式（１）に基づいて求めることができる。平均繊維長の測定は、重量平均繊維長で測定できる。個々の炭素繊維の繊維長をＬｉ、測定本数をｊとすると、数平均繊維長と重量平均繊維長とは、以下の式（１）、（２）により求められる
Ｌｎ＝ΣＬｉ／ｊ ・・・式（１）
Ｌｗ＝（ΣＬｉ^２ ）／（ΣＬｉ）・・・式（２）
繊維長が一定長の場合は数平均繊維長と重量平均繊維長は同じ値になる。
［ガラス繊維］
１．平均繊維直径
ガラス繊維の平均繊維直径は、１μｍ～５０μｍが好ましく、５μｍ～２０μｍがより好ましい。平均繊維径が小さすぎると熱可塑性樹脂の繊維への含浸性が困難となり、大きすぎると成形性や加工性に悪影響をもたらす。
２．不連続ガラス繊維の重量平均繊維長
本発明で用いるガラス繊維の重量平均繊維長は、０．１ｍｍ～１００ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ～７０ｍｍがより好ましく、０．１ｍｍ～５０ｍｍがさらに好ましく、０．１ｍｍ～５０ｍｍが特に好ましい。

ガラス繊維の重量平均繊維長を１ｍｍ以下とすれば、流動性にすぐれるため好ましい。反対に、ガラス繊維が長いほど機械物性に優れた構造材が得られる。

本発明においては繊維長が互いに異なる不連続ガラス繊維を併用してもよい。換言すると、本発明に用いられる不連続ガラス繊維は、重量平均繊維長の分布において単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。

不連続ガラス繊維の重量平均繊維長及び数平均繊維長は、上述の式（１）、（２）と同じように測定可能である。なお、不連続ガラス繊維の繊維長ＬｗＢが１ｍｍ未満の場合の具体的な測定方法については後述する。
３．サイジング剤
材料Ｂのガラス繊維に用いるサイジング剤についても、炭素繊維と同様に適宜、好ましいものを用いることが出来る。
［繊維体積割合（Ｖｆ）］
不連続炭素繊維を含んだ材料Ａと、不連続ガラス繊維を含んだ材料Ｂのそれぞれについて、繊維体積割合（Ｖｆ）は、下記式（３）で求めることができる。
繊維体積割合（Ｖｆ）＝１００×繊維体積／（繊維体積＋熱可塑性樹脂体積） 式（３）
材料Ａにおける炭素繊維体積割合に特に限定は無いが、炭素繊維体積割合（Ｖｆ）は、１０Ｖｏｌ％～６０Ｖｏｌ％であることが好ましく、２０Ｖｏｌ％～５０Ｖｏｌ％であることがより好ましく、２５Ｖｏｌ％～４５Ｖｏｌ％であればさらに好ましい。

材料Ｂにおけるガラス繊維体積割合に特に限定は無いが、１０Ｖｏｌ％～６０Ｖｏｌ％であれば好ましく、３０Ｖｏｌ％～５０Ｖｏｌであれば更に好ましい。
［繊維の破断伸度］
ガラス繊維の破断伸度（最大伸び率（％））は１％～１０％が好ましく、より好ましくは２％～６％がより好ましい。伸度がこの範囲のガラス繊維を含んだ材料Ｂを用いることで、炭素繊維のみを用いた（材料Ａのみを用いた）成形体よりも、耐衝撃性が向上する。
［材料Ａに含まれる炭素繊維の形態］
１．束形態
炭素繊維は繊維長が５ｍｍ以上の不連続繊維であって、繊維束０．３ｍｍ未満の炭素繊維ａ１と、束幅０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の炭素繊維束ａ２とを含んでいることが好ましい。材料Ａに含まれる炭素繊維に対する炭素繊維束ａ２の体積割合は、５Ｖｏｌ％以上９５Ｖｏｌ％未満が好ましく、１０Ｖｏｌ％以上９０Ｖｏｌ％未満がより好ましい。
２．分散
材料Ａにおいて、炭素繊維は面内方向に分散していることが好ましい。面内方向とは、成形体の板厚方向に直交する方向であり、板厚方向に直交する平行な面の不定の方向を意味している。

更に、炭素繊維は面内方向に２次元方向にランダムに分散していることが好ましい。 ここで、２次元ランダムに分散しているとは、炭素繊維が、成形体の面内方向において一方向のような特定方向ではなく無秩序に配向しており、全体的には特定の方向性を示すことなくシート面内に配置されている状態を言う。この２次元ランダムに分散している不連続繊維を用いて得られる材料Ａは、面内に異方性を有しない、実質的に等方性の材料である。

なお、２次元ランダムの配向度は、互いに直交する二方向の引張弾性率の比を求めることで評価する。材料Ａの任意の方向、及びこれと直交する方向について、それぞれ測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った（Ｅδ）比が５以下、より好ましくは２以下、更に好ましくは１．５以下であれば、炭素繊維が２次元ランダムに分散していると評価できる。成形体は形状を有しているため、面内方向への２次元ランダム分散の評価方法としては、軟化温度以上に加熱して平板形状に戻して固化すると良い。その後、試験片を切り出して引張弾性率を求めると、２次元方向のランダム分散状態を確認できる。
［材料Ｂに含まれるガラス繊維の繊維形態］
材料Ｂにおいて、ガラス繊維は面内方向に分散していることが好ましい。面内方向とは、成形体の板厚方向に直交する方向であり、板厚方向に直交する平行な面の不定の方向を意味している。

更に、ガラス繊維は面内方向に２次元方向にランダムに分散していることが好ましい。

ここで、２次元ランダムに分散しているとは、ガラス繊維が、成形体の面内方向において一方向のような特定方向ではなく無秩序に配向しており、全体的には特定の方向性を示すことなくシート面内に配置されている状態を言う。この２次元ランダムに分散している不連続繊維を用いて得られる材料Ｂは、面内に異方性を有しない、実質的に等方性の材料Ｂである。

なお、２次元ランダムの配向度は、互いに直交する二方向の引張弾性率の比を求めることで評価する。材料Ｂの任意の方向、及びこれと直交する方向について、それぞれ測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った（Ｅδ）比が５以下、より好ましくは２以下、更に好ましくは１．５以下であれば、ガラス繊維が２次元ランダムに分散していると評価できる。
［熱可塑性樹脂］
本発明に用いられる熱可塑性樹脂ａ、及び熱可塑性樹脂ｂ（熱可塑性のマトリクス樹脂）は特に限定されるものではなく、所望の軟化点又は融点を有するものを適宜選択して用いることができる。熱可塑性樹脂としては、通常、軟化点が１８０℃～３５０℃の範囲内のものが用いられるが、これに限定されるものではない。

熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（ポリオキシメチレン樹脂）、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂フッ素系樹脂、熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂等を挙げることができる。

本発明の材料Ａ、又は材料Ｂに用いられる熱可塑性樹脂は１種類のみであってもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上の熱可塑性樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。

また、材料Ａに含まれる熱可塑性樹脂ａと、材料Ｂに含まれる熱可塑性樹脂ｂと同種の熱可塑性樹脂であることが好ましい。
［その他の剤］
本発明で用いる材料Ａ又は材料Ｂには、本発明の目的を損なわない範囲で、有機繊維または無機繊維の各種繊維状または非繊維状のフィラー、難燃剤、耐ＵＶ剤、安定剤、離型剤、顔料、軟化剤、可塑剤、界面活性剤、中空ガラスビーズ等の添加剤を含んでいてもよい。
［材料Ａ］
材料Ａの製造方法に特に限定は無いが、例えば米国特許第８９４６３４２号に記載された方法により、炭素繊維と熱可塑性樹脂を含んだ材料を作成することができる。好ましくは、材料Ａは等方性のある材料が好ましく、その製造方法は米国特許第８９４６３４２号に記載されている。
［材料Ａのスプリングバック量］
材料Ａを用いてコールドプレス成形するためには、材料Ａを所定の温度に予熱・加熱して軟化・溶融する必要があり、重量平均繊維長１ｍｍ～１００ｍｍの炭素繊維を含む（とりわけ炭素繊維が堆積したマット状態のものを含む場合）材料Ａは予熱時に熱可塑性樹脂が可塑状態になると炭素繊維のスプリングバックにより膨張し嵩密度が変化する。予熱時に嵩密度が変化すると、材料Ａがポーラスとなり表面積が増大するとともに材料Ａの内部まで空気が流入し熱可塑性樹脂の熱分解が促進される。ここで、スプリングバック量とは、予熱後の材料Ａの板厚を、予熱前の材料Ａの板厚で割った値である。

材料Ａに含まれる炭素繊維束が高開繊（単糸リッチ）になったり、繊維長が長くなったりするとスプリングバック量は大きくなる傾向にある。

本発明では、材料Ａのスプリングバック量は１．０超１４．０未満であることが好ましい。材料Ａのスプリングバック量が１４．０未満であれば、前記成形型に材料Ａをチャージする際に、成形型から材料Ａがはみ出しにくくなる。特に、図５のように、断面ハット形状の成形体を成形する場合、スプリングバック量が小さい方が好ましい。

本発明における材料Ａの好ましいスプリングバック量は１．０超７．０以下であり、より好ましくは１．０超５．０以下であり、更に好ましくは１．０超３．０以下であり、より一層好ましくは１．０超２．５以下である。
［材料Ｂ］
１．混練ペレット
本発明に用いられる材料Ｂの製造方法に特に限定はなく、ガラス繊維と熱可塑性樹脂を用いて混練し、得られたペレットを材料Ｂとすることができる。
２．ＬＦＴ－Ｄ混練材
材料Ｂは、Ｌｏｎｇ Ｆｉｂｅｒ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｄｉｒｅｃｔ ｉｎ ｌｉｎｅ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（ＬＦＴ－Ｄ）法によっても作製できる。

ＬＦＴ－Ｄ法は、熱可塑性樹脂と共に強化繊維を混練機に投入し、熱可塑性樹脂を溶融混練しながらスクリューのせん断力により強化繊維を適度な長さに切ったＬＦＴ－Ｄ混練材（熱可塑性樹脂と強化繊維の複合材、以下「コンパウンド」ということがある。）を作る。材料Ｂとして、このコンパウンドを利用できる。なお、ＬＦＴ－Ｄ法は、このコンパウンドが冷めないうちにプレス成形することで、成形品を得る工法である。

より詳しくは、「Ｉｎ－ｌｉｎｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｌｄｉｎｇ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ（Ｄ－ＬＦＴ）：Ｉｎｓｉｇｈｔ ｉｎｔｏ ａ ｒａｐｉｄ ｇｒｏｗｉｎｇ ｔｅｃ ｈｎｏｌｏｇｙ．ＡＮＴＥＣ２００４ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｐ．３５００」に記載のＬＦＴ－Ｄ製造方法に準じてＬＦＴ－Ｄ混練材を製造することができる。
３．その他
上述の材料Ａと同様の製造方法（例えば米国特許第８９４６３４２号に記載された方法）により、ガラス繊維と熱可塑性樹脂を含んだ板状の材料を作成することができ、これを材料Ｂとしても良い。
［材料とコールドプレス成形体の関係］
本発明において、材料Ａ、材料Ｂは、コールドプレス成形されて成形体となる。したがって、本発明における材料Ａ、材料Ｂは平板形状が好ましい。一方、成形体は賦形されて３次元形状となる。

熱可塑性樹脂を用いてコールドプレスした場合、成形前後で強化繊維の形態はほぼ維持されるため、成形体に含まれる炭素繊維やガラス繊維の形態を分析すれば、材料Ａ、材料Ｂの炭素繊維やガラス繊維の形態がどのようなものであったか分かる。特に、コールドプレスする際に、材料を流動させずに成形した場合（非流動成形）、繊維形態はほぼ変わらない。
［プレス成形］
本発明では、材料Ａと材料Ｂを加熱し、加熱された材料Ａと材料Ｂとを、成形型内で同時にプレスしてコールドプレス成形体を製造すると良い。
［コールドプレス］
一般的に、強化繊維と熱可塑性樹脂を含んだ材料のプレス成形（圧縮成形と呼ぶこともある）は、ホットプレス成形とコールドプレス成形に分類することができる。

本発明においては、とりわけコールドプレスを用いたプレス成形が好ましい。コールドプレス法は、例えば、第１の所定温度に加熱した熱可塑性強化繊維複合材料（以下、材料Ａ及び材料Ｂの総称として呼ぶ場合がある）を第２の所定温度に設定された成形型内に投入した後、加圧・冷却を行う。

具体的には、熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが同じ種類であってそれが、結晶性である場合、第１の所定温度は融点以上であり、第２の所定温度は融点未満である。熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが同じ種類であって、それが非晶性である場合、第１の所定温度はガラス転移温度以上であり、第２の所定温度はガラス転移温度未満である。

熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが異なる樹脂である場合は、樹脂の融点又はガラス転移温度の高い方を基準に、第１の所定温度を定め、樹脂の融点又はガラス転移温度の低い方を基準に、第２の所定温度を決定する。

すなわち、コールドプレス法は、少なくとも以下の工程Ａ－１）～Ａ－２）を含んでいる。

工程Ａ－１）熱可塑性強化繊維複合材料を、熱可塑性樹脂が結晶性の場合は融点以上分解温度以下、非晶性の場合はガラス転移温度以上分解温度以下に加温する工程。

工程Ａ－２）上記工程Ａ－１）で加温された熱可塑性強化繊維複合材料を、熱可塑性樹脂が結晶性の場合は融点未満、非晶性の場合はガラス転移温度未満に温度調節された成形型に配置し、加圧する工程。これらの工程を行うことで、熱可塑性強化繊維複合材料の成形を完結させることができる（コールドプレス成形体を製造することができる）。

上記の各工程は、上記の順番で行う必要があるが、各工程間に他の工程を含んでもよい。他の工程とは、例えば、工程Ａ－２）の前に、工程Ａ－２）で利用される成形型と別の賦形型を利用して、成形型のキャビティの形状に予め賦形する賦形工程等がある。また、工程Ａ－２）は、熱可塑性強化繊維複合材料に圧力を加えて所望形状の成形体を得る工程であるが、このときの成形圧力については特に限定はしないが、成形型キャビティ投影面積に対して２０ＭＰａ未満が好ましく、１０ＭＰａ以下であるとより好ましい。また、当然のことであるが、プレス成形時に種々の工程を上記の工程間に入れてもよく、例えば真空にしながらプレス成形する真空プレス成形を用いてもよい。
［投影面積チャージ率］
本発明におけるコールドプレス成形する際の投影面積チャージ率に特に限定は無いが、以下に投影面積チャージ率の計算方法を示す。

投影面積チャージ率（％）＝１００×材料の投影面積（ｍｍ^２）／成形型キャビティ投影面積（ｍｍ^２）
ここで、材料の投影面積とは配置した（材料Ａと材料Ｂを含む）全ての材料の抜き方向への投影面積であり、成形型キャビティ投影面積とは抜き方向への成形型の投影面積である。
［流動領域と非流動領域］
投影面積チャージ率を１００％未満でコールドプレスして成形体を製造した場合、流動領域と非流動領域は、それぞれ領域が明確に区別できる。流動領域と非流動領域は、繊維配向状態を見ると、容易に判断できる。流動領域は繊維の乱れが発生しやすく、反対に非流動領域は繊維の配向乱れは発生しにくい。例えば、材料Ａや材料Ｂに含まれる炭素繊維とガラス繊維が面内方向に分散している場合、非流動領域は面内方向への分散が維持される。一方、流動領域は３次元方向へ繊維が配向し、面内方向への分散が維持されにくい。更に、成形体が塗装されていない場合、成形体の表面での樹脂の色違いを観察しても良い。非流動領域においては、材料の表面がそのまま成形体の表面となる。材料表面はコールドプレス前の加熱により樹脂分解が生じやすい。一方、流動領域の成形体表面は、材料内部の樹脂が流動して形成される。材料内部の樹脂は、コールドプレス前の加熱による樹脂分解が少ない。そのため、流動領域と非流動領域では成形体表面の色に差が出る。

図３Ｂは、材料Ａと材料ＢをＡ／Ｂ／Ａの順で積層し、コールドプレスして流動成形させた模式図である。

図３Ａ、図３Ｂのようにコールドプレスした場合、成形型の温度が熱可塑性樹脂の軟化温度以下の状態であるため、材料Ａ（３０１）を成形下型（３０５）に載置したと同時に、熱可塑性樹脂が固化して非流動面となる。同様に、成形上型（３０４）が下降して材料Ａ（３０１）に接触したときも、接触したと同時に熱可塑性樹脂が固化し、非流動面となる。すなわち、非流動領域とは、材料Ａ又は材料Ｂが成形型（成形上型と成形下型）に最初に接触する面（非流動面）で挟まれた領域である。

一方、材料の内部は可塑化温度以上を維持しており、プレス圧力の上昇により、材料Ａ及び材料Ｂが流動し、流動領域を形成しながらコールドプレス成形体となる。図３Ａ、図３Ｂで示したように、最初にチャージした範囲が非流動領域（３１３）となり、その他の領域は流動領域（３１４）となる。すなわち、流動領域とは、コールドプレスした際に、成形体の面内方向へ材料Ａ及び材料Ｂが流動して形成された領域である。投影面積チャージ率を１００％未満で成形した場合、流動領域はコールドプレス成形体の端部を形成する。

なお、コールドプレスした後、端部などをトリミングしたり、２次加工したりすることで流動領域の体積が減少する場合であっても、トリミングや２次加工後のコールドプレス成形体に含まれる流動領域を観察する。

また、流動領域と非流動領域を説明するために、便宜的に図３Ａ、図３Ｂの積層構成をＡ／Ｂ／Ａにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
［流動領域における流動領域Ａと流動領域Ｂ］
コールドプレス成形体の面内方向の流動領域において、材料Ａが占める領域を流動領域Ａとし、材料Ｂが占める領域を流動領域Ｂとする。

コールドプレス成形体は、例えば、図３Ａに示されるように材料Ａ（３０１）と材料Ｂ（３０２）を配置して同時プレスすることで、流動領域Ａ（３１１）と流動領域Ｂ（３１２）得ることができる。図３Ｂのようにプレスした場合、流動しやすい材料Ｂが材料Ａよりも先に流動する。そうすると、流動領域では材料Ｂの割合が比較的大きくなり、成形体に含まれる材料Ａと材料Ｂの体積比Ｖａ／Ｖｂに比べて、流動領域における材料Ａと材料Ｂの体積比Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗは小さくなる。すなわち、Ｖａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗを満たす。Ｖａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗであると、流動領域における体積抵抗率が比較的大きくなるため、流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入したときに電蝕の問題を効果的に抑制でき、締結安定性を向上できる。より好ましくはＶａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ×１０であり、更に好ましくはＶａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ×２０である。

より具体的には、コールドプレス成形体の少なくとも一つの面内方向の流動領域において、流動領域Ａと流動領域Ｂとの体積比率がＶａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜１．０である。Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜１．０は、流動領域においては、材料Ｂが材料Ａよりも体積比率が大きいことを意味する。Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜１．０であると、流動領域における体積抵抗率が比較的大きくなるため、流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入したときに電蝕の問題を効果的に抑制でき、締結安定性を向上できる。より好ましくはＶａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜０．８であり、更に好ましくはＶａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜０．５であり、より一層好ましくはＶａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＜０．３である。流動領域は、材料Ｂのみであってもよい。流動領域が材料Ｂのみである場合、Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ＝０となる。
［材料Ａの体積Ｖａと、材料Ｂの体積Ｖｂ］
本発明において、材料Ａの体積とは、コールドプレス成形体に含まれる材料Ａの体積であり、材料Ｂの体積とは、コールドプレス成形体に含まれる材料Ｂの体積である。ＶａやＶｂは、流動領域と非流動領域に関係なく、コールドプレス成形体に含まれる材料Ａ、又は材料Ｂの全ての体積である。

コールドプレスした後、端部などをトリミングしたり、２次加工することで材料Ａ、又は材料Ｂの体積が減少したりする場合、トリミングや２次加工後のコールドプレス成形体に含まれる材料Ａ、材料Ｂの体積を計測する。
［材料Ａの体積Ｖａと、材料Ｂの体積Ｖｂの比］
本発明のコールドプレス成形体に含まれる材料Ａの体積Ｖａと材料Ｂの体積Ｖｂの比であるＶａ：Ｖｂは、
（１）流動性向上の観点では、１０：９０～５０：５０であることが好ましく、２０：８０～４０：６０であることが更に好ましい。例えば、材料Ａを用いてコールドプレス成形体の主要な部分を形成し、必要な部分（例えば端部や細部など）のみ流動性が高い材料Ｂを用いて形成することができる。
（２）軽量化向上の観点では、５０：５０～９０：１０であることが好ましく、６０：４０～８０：２０であることが好ましい。
［材料の積層構成］
本発明において、材料Ａと材料Ｂとを加熱し、加熱された材料Ａと材料Ｂとを積層して、成形型内で同時にプレスすることが好ましい。積層構成に限定は無く、Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ、Ｂ／Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａといった多層構造の成形材料にすることができる。ここで、単に「Ａ」「Ｂ」と記載しているのは、各材料の層を意味する。なお、言うまでもなく、ここで記載していない他の多層構造としてもよい。また材料Ａと材料Ｂだけでなく、その他の材料として材料Ｃを用いてＡ／Ｂ／Ｃ／Ａなどとしても良い。

材料Ａが両面に存在し、材料Ｂが中間層に存在するＡ／Ｂ／Ａの構成であった場合、材料Ａは炭素繊維が含まれているため冷えやすく流れにくい。中間層である材料Ｂは炭素繊維に比べて冷えにくいため、流動しやすい。

なお、本発明において、材料Ａと材料Ｂとが積層されたコールドプレス成形体とは、コールドプレス成形体の全ての領域において材料Ａと材料Ｂとが積層されている必要はなく、一部において材料Ａと材料Ｂが積層されていれば良い。例えば、コールドプレス成形体の端部が全て材料Ｂで形成されていても良い。
［体積抵抗率］
流動領域の体積抵抗率は１．０×１０^１２Ω・ｍ以上であることが好ましく、１．０×１０^１３Ω・ｍ以上であればより好ましい。体積抵抗率がこの範囲であれば、金属ボルトを流動領域に挿入させたときに、効果的に電蝕を防止できる。
［金属製のボルトの挿入］
流動領域には、挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入することが好ましい。本発明において、流動領域に体積抵抗率が高い材料Ｂが多く含まれているため、電蝕を抑制することができる。 すなわち、本発明におけるコールドプレス成形体の流動領域に挿入穴を設けて、金属製のボルトを挿入し、被締結部材と締結した締結体であっても良い。
［面内方向への延面］
本発明のコールドプレス成形体の製造は、板状の材料Ａと材料Ｂとを積層し、成形上型と成形下型を用いてコールドプレスし、材料Ａの面内方向に前記材料Ｂを流動して延面して製造することが好ましい。延面とは、板状の成形材料の面内方向の延長面上へ材料が流動することを言う。なお、成形型内でコールドプレスして材料Ａの面内方向に前記材料Ｂを流動して延面するとは、少なくとも材料Ｂが流動して延面することを意味する。このとき、材料Ａは流動しても、流動しなくても良い。

一般的に、コールドプレス成形は、板状の材料を加熱し、加熱された材料を成形型で挟んで加圧することにより、所望の形状の成形体を得る成形方法である。材料に含まれるマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、コールドプレス成形の際に材料が流動するため、複雑な形状の成形体も容易に製造することができる。

しかしながら、材料に含まれる強化繊維が炭素繊維である熱可塑性炭素繊維複合材料である場合は、炭素繊維の繊維長が長いほど流動しにくくなるし、例えばコールドプレス成形体の性能の向上を目的として、炭素繊維で強化された熱可塑性複合材料中の炭素繊維の配向方向を調整している場合は、流動させ過ぎると炭素繊維の配向方向に乱れが生じ、得られるコールドプレス成形体の性能の向上の目的が十分に達成できないといった問題も起こり得る。

反対に、材料Ａをあまり流動させない場合、複雑形状のコールドプレス成形体を製造するのは難しくなる。そこで、炭素繊維で強化された熱可塑性複合材料（材料Ａ）は、あまり流動させなくても所望の形状のコールドプレス成形体を得ることができるような工夫が求められており、例えばプレス成形に供する材料Ａを、原料基材（炭素繊維と熱可塑性樹脂を含む複合材料）から切り出す際に、パターン状にカットする（「パターンカット」ともいう）こともできる。

また、コールドプレス成形体の少なくとも１つの面内方向の端部（面内方向の末端の角部を有するコールドプレス成形体においては望ましくは末端の角部）を材料Ｂのみで形成することで、当該端部の欠けの発生を抑制することができる（すなわち寸法安定性に優れる）。これは炭素繊維が含まれた材料Ａよりも、ガラス繊維が含まれた材料Ｂの方が流動しやすい材料であるため、プレス成形において成形型の端まで流動することで欠けの発生を抑制できるためである。

また、材料Ｂに含まれる不連続ガラス繊維の重量平均繊維長ＬｗＢを０．１ｍｍ以上とすれば、端部のバリの発生も抑制できるため好ましい。
［コールドプレス成形体の形状］
本発明により製造されるコールドプレス成形体の形状は特に限定されない。本発明により製造されるコールドプレス成形体は、少なくとも１つの厚さ（板厚）を有する少なくとも１つの平面部を有することが好ましく、断面形状がＴ字型、Ｌ字型、コの字型、ハット型（ハット形状）およびこれらを含む三次元形状のものであってもよく、さらに凹凸形状（例えばリブ、ボスなど）を有していてもよい。
本発明により製造されるコールドプレス成形体の例を図５～図１２に示す。それぞれの図面中で、流動領域を斜線で示し、挿入穴を（５０２）を示す。
［最小肉厚］
本発明において、非流動領域の最小肉厚よりも、流動領域の最小肉厚の方が薄いことが好ましい。流動領域の肉厚を薄くすることによって、金属製のボルトで他の部材と締結する際に、ボルトの締め代を短くすることができる。

一般的に、材料Ａのみを用いてコールドプレスを用いた場合、流動領域の最小肉厚を、非流動領域の最小肉厚よりも薄くするのは難しい。成形上型と下型は、加熱された材料Ａ及び材料Ｂの熱可塑性樹脂の軟化点よりも低く、材料が流動すると同時に熱可塑性樹脂の固化が進んでしまうため、流動領域にある程度の厚みが必要となる。本発明においては、流動しやすい材料Ｂを材料Ａとともに用いることで、非流動領域よりも流動領域の最小肉厚をより薄くできる。

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
１．以下の製造例、実施例で用いた原料は以下の通りである。なお、分解温度は、熱重量分析による測定結果である。
（１）炭素繊維（ＰＡＮ系炭素繊維）
帝人株式会社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＵＴＳ５０－２４Ｋ（平均繊維径７μｍ、繊維束幅１０ｍｍ、密度１．７８ｇ／ｃｍ３ ）
（２）ガラス繊維
チョップドストランドガラス繊維；日東紡績株式会社製ＣＳ３ＰＥ－４５１Ｓ
Ｅガラス繊維；日東紡績株式会社製ＲＳ１１０ＱＬ－４８３
（３）ポリアミド６：以下、ＰＡ６と略する場合がある。
結晶性樹脂、融点２２５℃、分解温度（空気中）３００℃。
２．評価方法
２．１ 強化繊維体積割合（Ｖｆ）の分析
材料Ａ、材料Ｂを切り出し、５００℃×１時間、炉内にて熱可塑性樹脂を燃焼除去し、処理前後の試料の質量を秤量することによって強化繊維と熱可塑性樹脂の質量を算出した。次に、各成分の比重を用いて、強化繊維と熱可塑性樹脂の体積割合を算出した。

Ｖｆ＝１００×強化繊維体積／（強化繊維体積＋熱可塑性樹脂体積）
２．２ 重量平均繊維長の分析
材料Ａ、材料Ｂに含まれる強化繊維の重量平均繊維長の測定は、予め５００℃×１時間程度、炉内にて熱可塑性樹脂を除去して測定する。
２．２．１ 材料Ａに含まれる炭素繊維
材料Ａに含まれる熱可塑性樹脂を除去した後、無作為に抽出した炭素繊維１００本の長さをノギスで１ｍｍ単位まで測定して記録し、測定した全ての炭素繊維の長さ（Ｌｉ、ここでｉ＝１～１００の整数）から、前述の式（２）により重量平均繊維長（ＬｗＡ ）を求めた。
２．２．２ 材料Ｂに含まれるガラス繊維Ｂ
重量平均繊維長が１ｍｍ以上のものは上記２．２．１の方法で測定し、重量平均繊維長１ｍｍ以下のものについて２．２．２の方法で測定した。
熱可塑性樹脂を除去した後、得られたガラス繊維を界面活性剤入りの水に投入し、超音波振動により充分に撹拌させた。撹拌された分散液を計量スプーンによりランダムに採取し評価用サンプルを得て、ニレコ社製画像解析装置Ｌｕｚｅｘ ＡＰにて繊維数３０００本の長さを計測した。

ガラス繊維長の測定値を用いて、前述の式（１）、（２）と同様により数平均繊維長ＬｎＢ 、重量平均繊維長ＬｗＢ を求めた。
２．３ 成形体の観察
流動領域の断面を顕微鏡で観察し、材料Ａと材料Ｂの面積割合を測定した。これを合計１０カ所で観察し、平均したものを流動領域Ａと流動領域Ｂの体積割合とした。成形体全体の断面も上記流動領域と同様に観察し、材料Ａと材料Ｂの体積割合を算出した。
２．４ 電蝕の評価
実施例、比較例で作成した成形体を２枚準備し、流動領域に直径５ｍｍの挿入穴をそれぞれ設け、ここに金属製（ＳＵＳ３０４）のボルトを差し込んで締結した。
金属ボルトを差し込んだ部分以外の表面は、気密性、防水性を示すアクリル粘着剤が塗られたＰＥ製のテープで覆い、複合サイクル試験（ＣＣＴ試験）を行った。ＣＣＴ試験では、以下の工程を組み合わせて１サイクル（計２４時間）とした。
・湿潤工程：４０℃、相対湿度（ＲＨ）９５％
・塩水工程：５ｗｔ％の塩水噴霧、３５℃、ＲＨ９０％
・乾燥工程：６０℃、ＲＨ３０％
すなわち、ＣＣＴ試験では、先ず、金属製のボルトを差し込んだ成形体をＰＰ板に載置し、両面テープで固定した。そして、各実施例、比較例の成形体に対しては、上記のサイクルを１５０回行った。金属ボルトを挿入した領域の外観を目視で観察した。

Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ：腐食が殆ど進行していない。

Ｇｏｏｄ：腐食がやや進行する。

Ｐｏｏｒ：腐食が激しく進行する。
２．５ 衝撃吸収能の評価（落錘試験）
得られた成形体を幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍに切り出し、図１４に示す様に支点間距離１００ｍｍの間で成形体に鋼球が当たるよう成形体を上側に固定し、荷重５００ｇの鋼球を４ｍの高さから、固定した成形体に落下させ、成形体の破損状態を目視にて確認した。

Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ：成形体として形状を保持する。

Ｇｏｏｄ： 衝撃を受けた裏面に膨れが観察される。

Ｐｏｏｒ：衝撃を受けた裏面にクラックが観察される。
２．６ 体積抵抗率
実施例、比較例で得られた成形体の流動領域の体積抵抗率は、流動末端（流動領域が成形体の末端を形成している）から３０ｍｍの範囲でサンプルを切り出し、測定規格であるＪＩＳ―Ｋ６９１１（１９９５）に従って測定した。
［実施例１］
（材料Ａの製造）
炭素繊維として、繊維長２０ｍｍにカットした帝人株式会社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＵＴＳ５０－２４Ｋ（平均繊維径７μｍ、単繊維数２４，０００本）を使用し、樹脂として、ユニチカ株式会社製のナイロン６樹脂Ａ１０３０を用いて、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき二次元ランダムに炭素繊維が配向した炭素繊維およびナイロン６樹脂の複合材料を作成した。得られた複合材料を２６０℃に加熱したプレス装置にて、２．０ＭＰａにて５分間加熱し、平均厚み１．０ｍｍ、幅１００ｍｍ×長さ１６０ｍｍの板状の材料Ａを得た。板状の原料基材に含まれる炭素繊維の解析を行ったところ、炭素繊維体積割合（Ｖｆ）は３５％、炭素繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は２０ｍｍであった。
（材料Ｂの製造）
ＰＡ６を計量した後、シリンダー設定温度をＰＡ６の融点＋６０℃、排圧１０ＭＰａ、スクリュー回転数を１６０ｒｐｍに設定した株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０型２軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４５）のメインフィーダーより供給し、溶融混練を行った。次いで、ＰＡ６に対して、ガラス繊維の体積割合（Ｖｆ）が表１に示す割合となるように、ガラス繊維（ＣＳ３ＰＥ－４５１Ｓ）をサイドフィーダーから２軸押出機に供給し、溶融混練を行ったのち、ストランド状に取り出し、冷却後カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
（コールドプレス成形体の作成）
材料Ａと材料Ｂを１２０℃の熱風乾燥機で４時間乾燥した後、赤外線加熱機により２９０℃まで昇温し、材料Ａ／材料Ｂ／材料Ａの順で積層し、図１３のように材料Ａと材料Ｂを１５０℃に設定した成形下型に配置した。

積層する際、材料Ｂ（ペレット）は、材料Ａ（２枚）の体積割合に対して１．２５倍になるように積層した。すなわち、材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：２５０）／材料Ａ（体積割合：１００）となるように、材料Ｂを積層させた。

上型を下降させ、プレス圧力２０ＭＰａ（加圧開始から、２０ＭＰａに達するまでの時間１秒）、で１分間加圧して、材料Ａと材料Ｂを同時にプレスし、図１、図２に示す形状のコールドプレス成形体（幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍ）を製造した。

断面観察したところ、流動領域において、材料Ａから形成された流動領域Ａと、材料Ｂから形成された流動領域Ｂが存在していた。

材料Ａは幅１００ｍｍ×長さ１６０ｍｍで準備し、材料Ｂ（ペレット）は材料Ａに挟んで成形したので、成形体に対する材料の投影面積チャージ率は８０％である。また、図２の２０１、図１３の１３０１が流動させて成形した領域であり（長さ４０ｍｍ）、１３０２が非流動領域（最初に材料をチャージした領域）である（長さ１６０ｍｍ）。結果を表１に示す。

念のため、投入量とコールドプレス成形体における材料Ａと材料Ｂの量が一致していることを説明する。
＜投入量＞
材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：２５０）／材料Ａ（体積割合：１００）であるため、材料Ａ÷材料Ｂ＝２００÷２５０＝０．８である。
＜コールドプレス成形体＞
材料Ａ＝非流動領域×８０％＋流動領域×２０％
＝５５×８０％＋３×２０％ ＝ ４４．６
材料Ｂ＝非流動領域×８０％＋流動領域×２０％
＝４５×８０％＋９７×２０％ ＝ ５５．４
よって、材料Ａ÷材料Ｂ＝４４．６÷５５．４ ≒ ０．８となる。
［実施例２］
材料Ｂに含まれるガラス繊維の繊維体積割合（Ｖｆ）を３０％、材料Ｂ（ペレット）の投入体積を材料Ａ（２枚）の体積と等しくとしたこと以外は、実施例１と同様に成形体を作成した。すなわち、材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：２００）／材料Ａ（体積割合：１００）となるように、材料Ｂを積層させた。結果を表１に示す。
［実施例３］
材料Ａに含まれる炭素繊維の炭素繊維体積割合（Ｖｆ）を２５％とし、材料Ａの厚みを０．７ｍｍ、材料Ｂのガラス繊維体積割合（Ｖｆ）を４０％としたこと以外は実施例２と同様に成形体を作成した。結果を表１に示す。
［実施例４］
材料Ｂを以下のように準備したこと以外は、実施例２と同様に成形体を作成した。結果を表１に示す。

ＰＡ６を２軸混練押出機にて溶融させ、さらに溶融したＰＡ６を２軸混練押出機に導き、そこへガラス繊維（Ｅガラス繊維；日東紡績株式会社製ＲＳ１１０ＱＬ－４８３、ロービング）を引き入れ混練することでコンパウンドを準備し、これを材料Ｂとした。このコンパウンドに含まれていたガラス繊維の、重量平均繊維長、繊維体積割合は表１に示す。

コールドプレスする際には実施例２と同様に、材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：２００）／材料Ａ（体積割合：１００）となるように、材料Ｂを積層させた。
［実施例５］
（材料Ａ）
実施例１と同様に準備した。
（材料Ｂ）
ガラス繊維として、Ｅガラス繊維；日東紡績株式会社製ＲＳ１１０ＱＬ－４８３、ロービングを使用し、樹脂として、ユニチカ株式会社製のナイロン６樹脂Ａ１０３０を用いて、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき二次元ランダムにガラス繊維が配向したガラス繊維およびナイロン６樹脂の複合材料を作成した。得られた複合材料を２６０℃に加熱したプレス装置にて、２．０ＭＰａにて５分間加熱し、平均厚み２．０ｍｍ、幅１００ｍｍ×長さ１６０ｍｍの板状の材料Ｂを得た。すなわち厚み以外、材料Ｂの大きさは材料Ａと同様である。材料Ｂに含まれるガラス繊維の解析結果は表２に示す。
（コールドプレス成形体の作成）
実施例２と同様にコールドプレス成形体を作成した。すなわち、材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：２００）／材料Ａ（体積割合：１００）となるように、材料Ｂを積層させた。結果を表２に示す。
［実施例６、７］
材料Ｂに含まれるガラス繊維の繊維体積割合（Ｖｆ）をそれぞれ４５％、５０％とした。また、材料Ａと材料Ｂの長さを１７０ｍｍとして１０ｍｍ伸ばし、チャージ率８５％となるようにプレス成形を行った以外は、実施例５と同様に成形体を作成した。結果を表２に示す。
［実施例８］
材料Ｂに含まれるガラス繊維の重量平均繊維長を８ｍｍとしたこと以外は、実施例６と同様に成形体を作成した。結果を表２に示す。
［実施例９］
材料Ａに含まれる炭素繊維の繊維体積割合（Ｖｆ）を２５％としたこと以外は、実施例６と同様に成形体を作成した。結果を表２に示す。
［実施例１０］
材料Ａに含まれる炭素繊維の繊維体積割合（Ｖｆ）を３５％とし、材料Ｂに含まれる繊維体積割合（Ｖｆ）を４０％とし、材料Ｂの厚みを３ｍｍとして積層パターンをＡ／Ｂとし、材料Ｂを下型に接するように配置したこと以外は、実施例９と同様に成形体を作成した。すなわち、材料Ａと材料Ｂの体積比は材料Ａ（体積割合：１００）／材料Ｂ（体積割合：３００）である。結果を表２に示す。
［比較例１］
材料Ｂは使用せず、材料Ａを厚み３ｍｍで準備したこと以外は、実施例６と同様に成形体を作成した。結果を表２に示す。
［比較例２］
材料Ａの厚みを１．７ｍｍ、材料Ｂの厚みを０．５ｍｍと準備し、材料Ａと材料Ｂの体積比を材料Ａ（体積割合：１７０）／材料Ｂ（体積割合：５０）／材料Ａ（体積割合：１７０）としたこと以外は、実施例６と同様にプレス成形を行った。材料Ａに比べて材料Ｂ（中間層）が薄いため、中央部の流動が少なく、流動部の多くが材料Ａで形成された。この結果、Ｖａ／Ｖｂ＜Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗとなり、電蝕評価がｐｏｏｒとなった。結果を表２に示す。
［落錘試験］
実施例１１～実施例１４、比較例３で得られた成形体を用いて落錘試験を行った。試験条件は錘体質量を１６ｋｇとし、１１５Ｊ、１３５Ｊの衝撃が加わるように高さ調整をして、衝撃を受けた面とは反対側を観察し、以下の評価を行った。

Ａ＋：クラックなし
Ａ：クラックは無いが、膨らみが観察された。

Ｂ：面内方向に１０ｍｍ未満のクラックが発生した。

Ｃ：面内方向に１０ｍｍ以上のクラックが発生した。
［実施例１１］
１．材料Ａの準備
炭素繊維として、繊維長２０ｍｍにカットした東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０－２４Ｋ（平均繊維径７μｍ、単繊維数２４，０００本）を使用し、樹脂として、ユニチカ社製のナイロン６樹脂Ａ１０３０を用いて、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき二次元ランダムに炭素繊維が配向した炭素繊維およびナイロン６樹脂の複合材料を作成した。得られた複合材料を２６０℃に加熱したプレス装置にて、２．０ＭＰａにて５分間加熱し、平均厚み１．０ｍｍ、３９０ｍｍ×３４０ｍｍの平板板状の材料を得た。

平板板状の材料に含まれる炭素繊維の解析を行ったところ、炭素繊維体積割合（Ｖｆ）は３５％、炭素繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は２０ｍｍであった。
１．２ 材料Ｂの準備
ガラス繊維として、Ｅガラス繊維；日東紡績株式会社製ＲＳ１１０ＱＬ－４８３、ロービングを使用し、樹脂としてユニチカ社製のナイロン６樹脂Ａ１０３０を用いて、米国特許第８９４６３４２号に記載された方法に基づき二次元ランダムにガラス繊維が配向したガラス繊維およびナイロン６樹脂の複合材料を作成した。得られた複合材料を２６０℃に加熱したプレス装置にて、２．０ＭＰａにて５分間加熱し、平均厚み１．５ｍｍ、３９０ｍｍ×３４０ｍｍの平板板状の材料（２枚）を得た。材料に含まれるガラス繊維の解析を行ったところ、ガラス繊維体積割合（Ｖｆ）は４５％、ガラス繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は２０ｍｍであった。
２．コールドプレス
材料Ａと材料Ｂを１２０℃の熱風乾燥機で４時間乾燥した後、材料Ｂ／材料Ａ／材料Ｂの順で積層して、赤外線加熱機により２９０℃まで昇温し、プレス圧力２０ＭＰａで１分間加圧して、材料Ａと材料Ｂを同時にプレスし、図１５に記載のコールドプレス成形体を製造した。波打ち方向（図１５のＹ軸方向）と、波打ち方向と直行方向（図１５のＸ軸方向）の長さは、それぞれ４００ｍｍと３５０ｍｍであった。

結果を表３に示す。
［実施例１２］
材料Ａの厚みを１．０ｍｍ、材料Ｂの厚みを２．０ｍｍとし、材料Ａ／材料Ｂ／材料Ａとしたこと以外は、実施例１１と同様にして成形体を作成した。結果を表３に示す。
［実施例１３］
材料Ａの厚みを０．７ｍｍ、材料Ｂの厚みを１．５ｍｍとし、更に材料Ｂ’を以下のように準備した。これを、材料Ａ／材料Ｂ’／材料Ａ／材料Ｂとなるように積層したこと以外は、実施例１１と同様にして成形体を作成した。材料Ｂ’は、仮に平板を形作った場合、厚さ１．２５ｍｍとなるような体積で、積層させた。結果を表３に示す。

（材料Ｂ’の製造）
ＰＡ６を計量した後、シリンダー設定温度をＰＡ６の融点＋６０℃、排圧１０ＭＰａ、スクリュー回転数を１６０ｒｐｍに設定した株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０型２軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４５）のメインフィーダーより供給し、溶融混練を行った。次いで、ＰＡ６に対して、ガラス繊維の体積割合（Ｖｆ）が表３に示す割合となるように、ガラス繊維（ＣＳ３ＰＥ－４５１Ｓ）をサイドフィーダーから２軸押出機に供給し、溶融混練を行ったのち、ストランド状に取り出し、冷却後カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
［比較例３］
材料Ａのみを用い、材料Ａを２枚積層（材料Ａ／材料Ａ）して成形体を作成したこと以外は、実施例１１と同様にして成形体を作成した。結果を表３に示す。

本発明のコールドプレス成形体の製造方法は、各種構成部材、例えば自動車の構造部材、また各種電気製品、機械のフレームや筐体等、衝撃吸収が望まれるあらゆる部位、特に好ましくは、自動車部品として利用できるコールドプレス成形体の製造に用いることができる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

１０１－１０１’ 図２の断面観察線
１０２ 流動領域を示す範囲
１０３ 非流動領域を示す範囲
２０１ 流動領域を示す範囲
２０２ 非流動領域を示す範囲
３０１ 材料Ａ
３０２ 材料Ｂ
３０３ 未チャージ領域
３０４ 成形上型
３０５ 成形下型
３０６ チャージ領域（非流動領域となる）
３１１ 流動領域Ａ（材料Ａが流動して形成した領域）
３１２ 流動領域Ｂ（材料Ｂが流動して形成した領域）
３１３ 非流動領域
３１４ 流動領域
４０１ 流動領域Ａ
４０２ 流動領域Ｂ
４０３ 他の部材
５０１ 流動領域
５０２ 挿入穴
１３０１ 未チャージ領域（流動領域）
１３０２ チャージ領域（非流動領域）
１４０１ 成形体
１４０２ クランプ
１４０３ 鋼球

Claims (8)

1. 重量平均繊維長ＬｗＡが１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の不連続炭素繊維及び熱可塑性樹脂ａを含む板状の材料Ａと、
   不連続ガラス繊維及び熱可塑性樹脂ｂを含む材料Ｂとを積層し、
   成形型内でコールドプレスして材料Ａの面内方向に前記材料Ｂを流動して延面し、
   コールドプレス成形体を製造する方法であって、
   Ｖａ／Ｖｂ＞Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗを満たすコールドプレス成形体の製造方法。
   ただし、
   Ｖａは成形体に含まれる材料Ａの体積であり、
   Ｖｂは成形体に含まれる材料Ｂの体積であり、
   Ｖａ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ａが占める流動領域Ａの体積であり、
   Ｖｂ_ｆｌｏｗは成形体の面内方向の流動領域における、材料Ｂが占める流動領域Ｂの体積である。
2. 非流動領域の最小肉厚よりも、流動領域の最小肉厚の方が薄い、請求項１に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
   ただし、非流動領域とは、材料Ａ又は材料Ｂが成形型に最初に接触する面で挟まれたコールドプレス成形体の領域である。
3. 材料Ａのスプリングバック量が１．０超１４．０未満である、請求項１又は２のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
4. 流動領域に挿入穴を設けて金属製のボルトを挿入した、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
5. 流動領域の体積抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｍ以上である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
6. 熱可塑性樹脂ａと熱可塑性樹脂ｂが同じ樹脂である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
7. 不連続ガラス繊維の重量平均繊維長ＬｗＢが、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。
8. Ｖａ／Ｖｂ＞（Ｖａ_ｆｌｏｗ／Ｖｂ_ｆｌｏｗ）×１０を満たす、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコールドプレス成形体の製造方法。

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