JPWO2012081406A1 - 炭素繊維強化プラスチック成形品 - Google Patents

炭素繊維強化プラスチック成形品 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012081406A1
JPWO2012081406A1 JP2011553228A JP2011553228A JPWO2012081406A1 JP WO2012081406 A1 JPWO2012081406 A1 JP WO2012081406A1 JP 2011553228 A JP2011553228 A JP 2011553228A JP 2011553228 A JP2011553228 A JP 2011553228A JP WO2012081406 A1 JPWO2012081406 A1 JP WO2012081406A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon fiber
fiber reinforced
molded product
design surface
reinforced plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011553228A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5915929B2 (ja
Inventor
賢也 岡田
賢也 岡田
志保　孝介
孝介 志保
將成 森内
將成 森内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of JPWO2012081406A1 publication Critical patent/JPWO2012081406A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5915929B2 publication Critical patent/JP5915929B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • B29C70/202—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres arranged in parallel planes or structures of fibres crossing at substantial angles, e.g. cross-moulding compound [XMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/10—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by a fibrous or filamentary layer reinforced with filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/28—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/248—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using pre-treated fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023—Two or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/718—Weight, e.g. weight per square meter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が上記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形品。意匠面において炭素繊維が均一に配向され、優れた外観意匠性を有する成形品を提供できる。

Description

本発明は、炭素繊維強化プラスチック成形品に関し、とくに、意匠面において炭素繊維が均一に配向されており、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品に関する。
従来の炭素繊維強化プラスチック成形品においては、例えば一方向炭素繊維プリプレグを積層して成形する場合においては、炭素繊維束を一方向に引き揃えたプリプレグであったとしても、炭素繊維束の部分的な位置のゆらぎや、炭素繊維束内の炭素繊維単糸が部分的に集合したもののねじれが表面に存在し、成形体に加工した時に外観品位の均一性の視点からすると意匠性の乏しいものでしかなかった。このゆらぎや、ねじれなどの繊維配向の乱れは、成形体表面への光の入射角によって見え方が変わり、外観品位に不快感を与え、“イラツキ”、“ギラツキ”、“ユラギ”などと呼ばれ敬遠されていた。
このような、いわゆる外観斑を避けるために、塗装等を施してきたが、重量が増加する上、炭素繊維の意匠性が発揮できないため、内部状態のわかる透明もしくは半透明な塗装を施す用途にはさらなる意匠性改善が望まれていた。
成形品の物性や外観を損なわないために、プリプレグに用いるエポキシ樹脂組成物の硬化特性や粘度特性を最適化する技術は知られているが(例えば、特許文献１)、上記のような意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下の問題の解消にまで注意を払った技術は見当たらない。また、表面をガラススクリムクロスで隠蔽し（例えば、特許文献２）斑を分かりにくくする手法はあったが、効果は小さく、炭素繊維の意匠性を発揮するためには、炭素繊維自体の配向の乱れ等の改善が必要であった。
特開２００４−９９８１４号公報 米国公開特許第２００９−０１１０８７２号明細書
そこで本発明の課題は、とくに、成形品の意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下の問題点に着目し、意匠面において炭素繊維が均一に配向されており、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの前記意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が前記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、前記意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とするものからなる。
本発明では、２層以上の積層体からなる成形品において、とくに成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに着目し、その一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所が２０％以下とされている。つまり、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている割合が０．５％以上ある箇所は、前述の炭素繊維の配向の乱れに伴う“イラツキ”などと呼ばれる外観品位の低下を引き起こすおそれが高いが、このような箇所の意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下に抑えられる。このような箇所の意匠面の全体に対する面積割合が１０％以下であると、より好ましい。このように、外観品位の低下を引き起こすおそれが高い箇所の割合を低く抑えることにより、成形品全体として、良好な意匠面が確保され、良好な外観意匠性が達成される。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品において、上記の如き優れた意匠面をより確実に達成するためには、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの繊維目付が３０ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、さらに４０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。このように１００ｇ／ｍ2以下の低目付とすることにより、炭素繊維がより均一に広がりやすくなり、目標とする成形品の優れた意匠性が一層達成されやすくなる。また、繊維目付を３０ｇ／ｍ２以上とすることにより、炭素繊維を均一に拡げる際に単糸が真直性を保持しやすい。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品において、上記の如き優れた意匠面をより確実に達成するためには、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率は、１５質量％以上５０質量％以下が好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。樹脂含有率が１５質量％以上とすることにより、成形体を製造した際に樹脂を表面に均一に存在させやすくなる。かかる観点から、さらに好ましくは２０質量％以上である。また、樹脂含有率を５０％以下とすることにより、成形時の樹脂の流動性によって繊維配向が乱されることを抑制できる。かかる観点から、さらに好ましくは４０質量％以下である。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本が３００ｔｅｘ以下であることが好ましい。前述の如く、成形品の優れた意匠面を達成するためには、上記最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグを製造する段階において連続炭素繊維束に張力をかけることが有効であり、それによってプリプレグの段階でも炭素繊維束の位置のゆらぎ抑えたり炭素繊維の配向の乱れを抑えたりすることが可能になるが、炭素繊維束が太すぎると、このような抑制効果が少なくなるおそれがあるので、炭素繊維束１本当たり繊度を３００ｔｅｘ以下としておくことが好ましい。炭素繊維束１本当たり繊度の下限はとくに限定されないが、プリプレグの製造にとって９０ｔｅｘ程度以上あれば十分である。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維の引張弾性率が２７０ＧＰａ以上であることが好ましい。すなわち、使用される炭素繊維として、連続炭素繊維束とするために張力が加わった際に所定の一方向にきれいに揃いやすい引張弾性率が２７０ＧＰａ以上の炭素繊維が用いられる。このようにすれば、成形後に上記最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグの製造工程において、上記連続炭素繊維束に張力がかけられる際に、炭素繊維束の位置のゆらぎが生じにくくなるとともに、炭素繊維束内の炭素繊維の配向にも乱れが生じにくくなる。このような状態を維持して最表層の一方向連続炭素繊維強化シート部分形成用のプリプレグが作製され、それが成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートとして積層されて成形品が成形されることとなる。したがって、成形された成形品の意匠面においても、炭素繊維束の位置のゆらぎが少なく、炭素繊維の配向の乱れも小さく抑えられ、より優れた意匠面が現出される。
本発明に用いられる炭素繊維としては、ピッチ系、ポリアクリロニトリル系などの炭素繊維が用いられるが、ポリアクリロニトリル系炭素繊維が比較的引張強さが高く好ましい。好ましい炭素繊維束の引張強さは３５００ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５００ＭＰａ以上である。このような範囲を選択することにより、得られる複合体の軽量化が可能となる。
以下、一方向連続炭素繊維強化シート部分となるプリプレグについてさらに詳しく説明する。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを製造する段階において、炭素繊維を均一に拡幅させる必要があり、均一な拡幅を得るためには、炭素繊維束内の単糸の本数は１５０００本以下が好ましい。かかる観点から、より単糸数が少ないことが望まれるが、単糸数が少なくなると目的のプリプレグを得るためにより多くの炭素繊維束を使用し、炭素繊維束を均一の張力で引き揃えて製造せねばならず、工業的に難度が増すと考えられるため、現実的には５００本以上が好ましい。さらに好ましくは、１０００本以上７０００本以下である。
本発明に係る意匠面を形成する最表層の一方向炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグに使用される樹脂成分としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のどちらも使用することができる。熱硬化性樹脂である場合、成形品の剛性、強度に優れ、熱可塑性樹脂である場合、成形品の衝撃強度、リサイクル性に優れる。かかる熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール、レゾール、ユリア・メラミン、ポリイミド等や、これらの共重合体、変性体、および／または２種類以上ブレンドした樹脂等を使用することができる。更に、耐衝撃性向上のために、上記熱硬化性樹脂にエラストマーもしくはゴム成分を添加してもよい。
また、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグ中の炭素繊維を均一に拡げるという観点から、プリプレグ原料の炭素繊維の糸幅は、プリプレグにおける炭素繊維束１本あたりの目標幅に対して、小さく巻き上げられたパッケージを使用することが好ましい。また、あまり細い糸幅の糸条は使用しないことで、開繊時に斑を生じることなく、プリプレグを作成できる。より好ましくは目標幅に対して９５％以下、さらに好ましくは９０％以下であり、２５％以上が好ましく、より好ましくは３０％以上である。ここで目標幅とは、プリプレグ全幅を炭素繊維使用本数で除した幅のことを言う。この値を９０％未満とすることにより、プリプレグ化時に糸が拡がっても隣接する糸条と干渉することが少なく、単糸の真直性が維持され、均一な厚みと拡がり性のプリプレグが製造できる。炭素繊維の糸幅は、炭素繊維繊度、フィラメント数、炭素繊維作成時の表面処理以降の工程条件、特に巻き上げ条件の設定により、適宜設定し、この範囲の糸条を選定することによって達成できる。
本発明のプリプレグの製造方法としては、一方向に糸を引き揃えるために糸に張力を付与できるものであり、樹脂含浸前に炭素繊維束を拡幅できる機能を備えているものであれば特に制限を受けるものではない。但し、圧縮空気を吹き付け、炭素繊維束を拡幅する様な設備は炭素繊維束内に単糸の交絡を生じさせる可能性があるため、ロール等による開繊手段を用いることが好ましい。
また、上述したように製造された炭素繊維シートの幅は、各炭素繊維束に０．５〜６ｃＮ／ｔｅｘの張力をかけること、好ましくは１．５〜３ｃＮ／ｔｅｘの張力をかけることで、トータルの繊維束の幅が、プリプレグのシート幅に対し８０〜９８％、好ましくは８５〜９５％にあるようにすると良い。８５％以上とすることにより、樹脂含浸中に炭素繊維シートが無理矢理押し込められた樹脂で大きく移動するという現象を防ぐことができ、炭素繊維の真直性が維持される。また、９５％以下とすることにより、樹脂含浸中の炭素繊維の厚み方向の移動が損なわれることにより真直性が低下することを抑制し、そのうえ、単糸の重なりによる真直性低下をも抑制できる。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、意匠面を形成する一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを最表層に積層し、その他の層は特に限定されるものではないものの、最表層と同一のプリプレグもしくは、他材料を積層し、成形することで得られる。同一のプリプレグを積層すると使用する材料が１つで済み、積層時に間違いが無く好ましい。同一のプリプレグの目付が低い場合は、必要な厚みの炭素繊維強化プラスチック成形品を得るために多くの枚数を積層することになることから、炭素繊維の種類や目付が異なるプリプレグを用いることも、積層作業時間の短縮やコストの観点からも好ましい。また、その他の層に樹脂シートや発泡樹脂シート、軽量の金属シートなどを用い、最表層の反対側の最表層に炭素繊維強化シートを用いるサンドイッチ構造にすることも、軽量化やコストの観点から好ましい。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグとその他の層からなる積層体が、積層体の中心から両表層に向かって対称となるように、配置することが好ましい。ここで対称となるように配置するとは、例えば炭素繊維強化シートを積層する時、積層体の枚数が偶数の場合は、その積層枚数の半分にあたる炭素繊維強化シートの接する面に対して対称となるように配置されることをいい、奇数の場合は中心に配置される炭素繊維強化シートに対して、その両側に配置される炭素繊維強化シートが対称に配置されることである。さらに、それぞれの炭素繊維強化シートの繊維配向も対称になるように配置されることがさらに好ましい。例えば、同一の織り組織からなる一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを６層積層（偶数）する場合、繊維配列方向が上から０°／９０°／０°／０°／９０°／０°となるように積層させることができる。また、一方向連続炭素繊維強化プリプレグを７層積層（奇数）する場合、繊維配列方向が上から０°／９０°／０°／９０°／０°／９０°／０°となるように積層させることができる。このように対称に配置すると、反りや撓みのない炭素繊維強化プラスチック成形品が得られる。逆に対称に配置しないと、強化繊維束の配向によって、反りや撓みを発生させる原因となる。そのため、意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグは最表層と反対側の最表層にも積層されることが好ましい。また、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの炭素繊維目付が低い場合は、最表層と反対側の最表層に意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられるプリプレグを積層し、上から０°／０°／９０°／０°／９０°／０°／９０°／０°／０°となるように積層させることで、意匠面を形成する最表層と下の２層目が同一方向となり、２層目のプリプレグの凹凸が最表層の意匠性に与える影響を小さく出来ることから好ましい。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、他部材と接着させる場合に接着性を向上させる目的で、意匠面を形成する最表層と反対側の最表層に接着介在シートを積層させることができる。この接着介在シートとしては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＥＶＡ樹脂（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、スチレン系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）系樹脂からなるシート等が挙げられる。またこれらの変性体でもよい。これらの熱可塑性樹脂は、単体で使用してもよいし、これらの共重合体あるいはブレンドポリマーとして２種類以上を併用してもよい。
ここで、炭素繊維強化プラスチック成形品の製造方法としては、特に限定されるものではなく、ハンドレイアップ成形法、スプレーアップ成形法、真空バック成形法、加圧成形法、オートクレーブ成形法、プレス成形法、トランスファー成形法等の熱硬化樹脂を使用した方法、およびプレス成形、スタンピング成形法等の熱可塑性樹脂を使用した方法が挙げられる。とりわけ、プロセス性、力学特性の観点から真空バック成形法、プレス成形法、トランスファー成形法等が好適に用いられる。
本発明に係るプリプレグを最表層に積層した積層体を用いて成形を行うことにより、成形時に特にプリプレグの炭素繊維方向に張力を掛けること無く成形しても、炭素繊維束の微細な揺らぎや配向の乱れが発生することなく、意匠性に優れた炭素繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品の製造時には、所定の形状を得るために圧力を掛けながら成形することが必要であり、例えばプレス成形などにおいては、プレス圧力０．５〜５ＭＰａの圧力で成形することが好ましい。圧力が低すぎると、プレス金型で作成した所定の厚みの成形品が得られなくなり、圧力が高すぎると樹脂が流れてしまい、意匠面を構成する最表層にピンホールなどの樹脂欠損が発生するなど好ましくない。
また、本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、上記成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに目付１５ｇ／ｍ2以下の樹脂シートが設けられている構成を採用することもできる。この樹脂シートとしては、例えば、樹脂の不織布シートを用いることができる。樹脂シートの樹脂の種類はとくに限定されず、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用できる。このような樹脂シートは、本質的に成形品の強度や剛性を担うものではないので、薄いものでよく、したがって、目付１５ｇ／ｍ2以下の低目付の樹脂シートでよい。このような樹脂シートを付加することにより、前記最表層の一方向連続炭素繊維強化シートによって形成される意匠面にたとえごく僅かな明暗部が生じていたとしても、その明暗部は、外観上、樹脂シートによって遮蔽可能となり、より確実に明暗部が現れない優れた外観意匠面が実現される。この樹脂シートは最終的な最表層を形成することになるが、この樹脂シートが目付１５ｇ／ｍ2を超えて厚くなりすぎると、内層の炭素繊維が見えなくなるおそれがあり、また、不織布を用いる場合には樹脂が意匠面に回りこまずに表面外観が悪化するおそれがある。
本発明に係る炭素繊維プラスチック成形品は、例えばそのままでも意匠性の優れた筐体として用いることができるが、第二の部材と接合して一体化した筐体とすることもできる。前述の第二の部材としては特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂などが好適に用いられる。一体化の手法としては、接着剤などを用いて接着させることができる。また、上述の本発明に係る炭素繊維プラスチック成形品の意匠面と反対側の最表層に接着介在シートを積層している場合は、一体化の手法として接着介在シートを構成する熱可塑性樹脂の融点以上のプロセス温度にて別の部材を接着し、次いで冷却することにより接合する手法が挙げられる。また、第二の部材として熱可塑性樹脂を溶融させて接着させる手法としては例えば、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、インサート射出成形、アウトサート射出成形を挙げることができる。
このような本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、前述の如き外観意匠性の欠陥が現れない優れた意匠面が要求されるあらゆる成形品に適用可能であり、例えば、各種分野における筐体として好適なものである。とくに電気・電子製品の筐体に適用すれば、極めて優れた意匠面を得ることができる。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品によれば、意匠面における炭素繊維束の位置のゆらぎや炭素繊維の配向の乱れに伴う外観品位低下が極めて少ない優れた外観を呈する意匠面を得ることができ、優れた外観意匠性を有する炭素繊維強化プラスチック成形品を提供できる。とくに本発明を筐体に適用すれば、その筐体を有する製品の商品価値を大幅に高めることが可能になる。
本発明における炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプルの意匠面を観察する手法を示す概略構成図である。 画像処理の例を示す説明図である。 図２の画像処理に続く画像処理の例を示す説明図である。
以下に、本発明について、実施の形態とともに詳細に説明する。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品においては、成形品は、連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなるが、このうちとくに、成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が上記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であるものとされている。そして、前述したように、好ましくは、この最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの炭素繊維目付が３０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下のものが用いられる。また、好ましくは前述したように、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率が１５質量％以上５０質量％とされ、最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本の繊度が３００ｔｅｘ以下とされる。さらに、好ましくは、前述したように、プリプレグの製造工程において炭素繊維束に０．５〜６Ｎ／ｔｅｘの張力を付与して引き揃えることによって炭素繊維束に樹脂を含浸させる前に炭素繊維束を予め目的幅の８０〜９８％まで拡幅する工程を経て製造された一方向連続炭素繊維強化シートが、上記成形品の意匠面を形成する最表層に用いられる。また、この最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維として、引張弾性率が２７０ＧＰａ以上の炭素繊維を用いることが好ましい。また、成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに樹脂シートが設けられる場合には、目付１５ｇ／ｍ２以下の樹脂シートとされることが好ましい。
ここで、上記本発明における外観特性としての「意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の割合」を画像処理により求める手法について説明する。
例えば図１に示すように、連続炭素繊維束を有する一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層が一方向連続炭素繊維強化シートで形成された炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプル１を、所定の水槽２の水中に沈め、上方から光学顕微鏡３でサンプル１の意匠面を観察する。
この場合の測定条件は、例えば以下の通りである。
測定装置：KEYENCE VHX-500
レンズ：VH-Z20R
画像視野範囲：3.04×2.28mm
倍率：100倍
解像度：1600×1200画素
測定点数：25point以上（ランダム）
撮影方法：繊維が主に0°（水平方向）を向くように撮影
撮影により取り出した画像を次のように処理する。画像処理の実施環境は例えば以下の通りである。
OS：Windows(登録商標) XP
CPU：Celeron 2.8GHz
Memory：512MB
使用ソフト：画像処理ライブラリHALCON（Ver.8.0 MVTec社製）
まず、画像処理（１）を以下の手順で行う。
処理前画像（０）の読込→ノイズ除去→輪郭強調→２値化→膨張・収縮→細線化
→150画素(0.285mm)以上の長さの繊維を抽出（抽出画像（１））(実際には色づけされた繊維として抽出される。）
処理前画像（０）と抽出画像（１）の例を図２に示す。
次に、図３に示すような画像処理（２）を以下の手順で行う。
上記抽出画像（１）で抽出された各繊維について、繊維の角度を割り出し、水平方向（０°方向）に対して±３°以上傾いた繊維１０を抽出する(この抽出画像（２）においては、実際には色づけにより強調されて±３°以上傾いた繊維１０が抽出される)。
次に、上記抽出画像（１）、（２）で抽出された繊維の面積をそれぞれ計算し、下式を用いて上記の±３°以上傾いた繊維１０の割合を算出する。
±３°以上傾いた繊維の割合（％）＝
［抽出画像（２）で抽出された繊維の面積（画素数）／抽出画像（１）で抽出された繊維の面積（画素数）］×100
上記のように観察した画像全て（２５点以上）について、傾いた繊維の割合を、例えば表１（表１では、後述の実施例１、２、比較例１について例示している。）に示すように算出する。そして、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所が何％あるかの発生率を計算する(発生率についても、表１に例示されている)。
Figure 2012081406
なお、後述の実施例、比較例においては、上記の意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の発生率による意匠外観の評価に関して、発生率が１０％以下の場合を、◎（とくに優れている）、１０％を超え２０％以下の場合を、○（優れている）、２０％を超えた場合を、×（意匠外観が良くない）としてランク付けした。
また、各実施例、比較例においては、併せて、用いた炭素繊維の引張強度（ＭＰａ）、引張弾性率（ＧＰａ）、炭素繊維束の繊度（ｔｅｘ）、成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートのプリプレグについて、繊維目付（ｇ／ｍ2）、繊維含有量（ｗｔ％）、プリプレグ製造時に炭素繊維束に付与された張力（ｃＮ／ｔｅｘ）、炭素繊維開繊後の糸幅（ｍｍ）、プリプレグ加工後の糸幅（ｍｍ）、拡幅率（％）を測定し、さらに樹脂シートが最表層上に設けられる場合にはその目付（ｇ／ｍ2）も測定した。
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１
アクリロニトリル９９．５モル％、イタコン酸０．５モル％からなる固有粘度［η］が１．８０のアクリロニトリル系重合体を２０質量％含むジメチルスルホキシド溶液を紡糸原液として、孔径が０．１５ｍｍφの６０００ホールの口金を用いて一旦空気中に吐出し、１０℃に温調されたジメチルスルホキシド３５％水溶液から成る凝固浴に導入して凝固糸を得た。該凝固糸を水洗・延伸後、アミノ変性シリコーン分散物を主成分とした界面活性剤を付与した後、乾燥緻密化を行い、スチーム延伸装置を用いて延伸を行ない、円形断面で表面平滑な前駆体繊維を巻き取った。
この前駆体を炭化工程に供し、撚りが入らないように解舒しながら無撚り耐炎化し、最高温度１９００℃で張力５ｇ／炭化糸ｔｅｘで炭化した。その後、同張力で連続して陽極酸化してマトリックスとのなじみ性を付与した後、サイジングを付与し、乾燥することによって、繊度２５０ｔｅｘ、フィラメント数６０００，ＪＩＳ Ｒ７６０８：２００７に従って測定したストランド強度５４９０ＭＰａ、弾性率２９５ＧＰａ、ボビン上の糸幅３．５ｍｍの炭素繊維を得た。
三菱化学製ｊＥＲ１００５Ｆ：２０質量部、ｊＥＲ８２８：８０質量部を溶融混練し、４０から６０℃で三菱化学製ＤＩＣＹ−７：５質量部、ＣＶＣスペシャリティケミカルズ製オミキュア２４：４．２質量部を加えて混練し、樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を担持シートに塗布し、プリプレグ用樹脂シートを得た。
上記炭素繊維束を１．９ｃＮ／ｔｅｘの張力にて引き揃え、複数ローラーを持つ多段式拡幅装置を使用して炭素繊維シートを得、表２に示す条件で炭素繊維強化プリプレグを得た。この一方向炭素繊維強化プリプレグを所定のサイズにカットし、最表層１層目、８層目に用い、内層（２〜７層目）には東レ(株)製のＰ３０５２Ｓプリプレグ（炭素繊維目付１５０ｇ／ｍ2）を用い、合計８層の積層体を形成した。積層構成は炭素繊維成形品の長手方向を０°としたときに、０°／０°／９０°／０°／０°／９０°／０°／０°となるように積層させた。この積層体を離型フィルムで挟んだものを、積層体中の空気を抜く目的で５分間真空引きを行った後、プレス成形し（金型温度１５０℃、圧力１．５ＭＰａ、硬化時間２０分、プレス後の狙い厚み０．８ｍｍ）、炭素繊維強化プラスチック成形品を得た。プリプレグをカットしてから、成形まで特にプリプレグの炭素繊維を引き揃えるような目的で張力を掛けるようなことは行っていない。上記各条件と、得られた成形品の特性（意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている割合が０．５％以上ある箇所の発生率）と、それに基づく外観評価結果を表２に示す。
実施例２〜８、比較例１〜８
上記実施例１に対し、炭素繊維の引張弾性率や、炭素繊維束の繊度、プリプレグにおける炭素繊維目付や樹脂含有率、製造時の張力、拡幅率、意匠面に樹脂シート（目付１５ｇ／ｍ２以下のＰＥＴ不織布）を設けた場合などの他の条件の少なくとも一つを変更した場合（実施例２〜８、比較例１〜８）の試験結果を表２、表３に示す。
Figure 2012081406
Figure 2012081406
表２、表３に示すように、炭素繊維の引張弾性率、炭素繊維束の繊度、プリプレグにおける炭素繊維目付や含有率、製造時の張力などを本発明で規定した好ましい条件とすることにより、成形中にも炭素繊維束が乱れることなく成形品の優れた意匠外観が得られることが分かった（実施例１，３、５〜８）。さらには樹脂シートを設けた場合には、その目付が本発明で規定した好ましい条件内であれば、意匠面における炭素繊維の角度が３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の発生率が低下し、成形品の特性が良くなった（実施例２，４）。一方、プリプレグにおける炭素繊維目付や含有率、製造時の張力などが本発明で規定した好ましい条件内に無い場合には、意匠外観が良くならなかった（比較例１、３〜８）。このような成形品にさらに樹脂シートを設けたとしても、意匠外観が改善されることはなかった（比較例２）。
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック成形品は、優れた意匠面が要求されるあらゆる成形品に適用でき、とくに、筐体として好適なものである。
１ 炭素繊維強化プラスチック成形品のサンプル
２ 水槽
３ 光学顕微鏡
１０ ±３°以上傾いた繊維

Claims (8)

  1. 連続炭素繊維束が所定の一方向に配された一方向連続炭素繊維強化シートを含む少なくとも２層以上の積層体からなる成形品であって、該成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの前記意匠面における炭素繊維について観察したとき、炭素繊維の角度が前記所定の一方向に対し３°以上傾いている炭素繊維の割合が０．５％以上ある箇所の、前記意匠面の全体に対する面積割合が２０％以下であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック成形品。
  2. 前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの繊維目付が３０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下である、請求項１に記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  3. 前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートの樹脂含有率が１５質量％以上５０質量％以下である、請求項１または２に記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  4. 前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートにおける炭素繊維束１本の繊度が３００ｔｅｘ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  5. 炭素繊維束に０．５〜６ｃＮ／ｔｅｘの張力を付与して引き揃えることによって、該炭素繊維束に樹脂を含浸させる前に該炭素繊維束を予め目的幅の８０〜９８％まで拡幅する工程を経て製造された一方向連続炭素繊維強化シートが、前記成形品の意匠面を形成する最表層に用いられている、請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  6. 前記成形品の意匠面を形成する最表層の一方向連続炭素繊維強化シートに用いられる炭素繊維の引張弾性率が２７０ＧＰａ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  7. 前記成形品の意匠面を形成する最表層上にさらに目付１５ｇ／ｍ２以下の樹脂シートが設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
  8. 筐体として成形されている、請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック成形品。
JP2011553228A 2010-12-13 2011-12-01 炭素繊維強化プラスチック成形品の製造方法 Active JP5915929B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010276880 2010-12-13
JP2010276880 2010-12-13
PCT/JP2011/077749 WO2012081406A1 (ja) 2010-12-13 2011-12-01 炭素繊維強化プラスチック成形品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012081406A1 true JPWO2012081406A1 (ja) 2014-05-22
JP5915929B2 JP5915929B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=46244515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011553228A Active JP5915929B2 (ja) 2010-12-13 2011-12-01 炭素繊維強化プラスチック成形品の製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130280479A1 (ja)
EP (1) EP2653292A4 (ja)
JP (1) JP5915929B2 (ja)
KR (1) KR101861875B1 (ja)
CN (1) CN103201087B (ja)
CA (1) CA2821246A1 (ja)
TW (1) TWI545004B (ja)
WO (1) WO2012081406A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2893854C (en) * 2012-12-07 2021-02-16 Hanwha Azdel, Inc. Articles including untwisted fibers and methods of using them
US9481117B2 (en) * 2013-08-13 2016-11-01 Teijin Limited Manufacturing method of decorative molded article and decorative molded article
FR3020777B1 (fr) * 2014-05-09 2017-01-20 Plastic Omnium Cie Empilage de couches de matiere plastique renforcee pour moulage de piece
KR101627622B1 (ko) 2014-06-10 2016-06-08 중앙대학교 산학협력단 탄소 섬유 강화 플라스틱, 이의 제조방법 및 이의 성형품
JP6523859B2 (ja) * 2014-08-28 2019-06-05 帝人株式会社 切断体の製造方法、及び繊維強化樹脂の切断方法
CN104262900B (zh) * 2014-09-12 2016-04-20 吉林大学 单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料及其制备方法
USD779833S1 (en) 2014-11-04 2017-02-28 Polyone Designed Structures And Solutions Llc Plastic sheet with a surface pattern
USD809445S1 (en) 2014-11-04 2018-02-06 Spartech Llc Vehicle floor mat with applied surface pattern
GB2549955A (en) * 2016-05-03 2017-11-08 4A Mfg Gmbh Membrane plate structure for generating sound waves
EP3339356B1 (en) * 2016-12-20 2019-10-30 Sika Technology Ag An article of thermosetting epoxy resin composition and carbon fibre fabric, and reinforced structural component made therewith
JP7120324B2 (ja) * 2018-11-28 2022-08-17 三菱ケミカル株式会社 クロスプリプレグ、クロスプリプレグの製造方法、繊維強化樹脂成形品、繊維強化樹脂成形品の製造方法
JP6725027B2 (ja) * 2019-03-14 2020-07-15 王子ホールディングス株式会社 多層成形品、及び多層成形品用シート
JP6725026B2 (ja) * 2019-03-14 2020-07-15 王子ホールディングス株式会社 多層成形品
KR20220007068A (ko) * 2019-05-09 2022-01-18 테이진 카르본 오이로페 게엠베하 불연속 중간 층을 갖는 다축 텍스타일 직물

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004099814A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Toray Ind Inc プリプレグおよび繊維強化複合材料
TWI304321B (en) * 2002-12-27 2008-12-11 Toray Industries Layered products, electromagnetic wave shielding molded articles and method for production thereof
CN100546443C (zh) * 2002-12-27 2009-09-30 东丽株式会社 一种电子设备的壳体及其制造方法
JP2005014600A (ja) 2003-06-02 2005-01-20 Toray Ind Inc 一方向炭素繊維プリプレグ材の製造方法
KR101180753B1 (ko) * 2004-03-31 2012-09-10 토호 테낙스 오이로페 게엠베하 에폭시 수지 함침 사 및 프리폼을 제조하기 위한 이의 용도
JP4128165B2 (ja) * 2004-08-31 2008-07-30 弘治 大石橋 拡繊装置
JP2007231073A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Toray Ind Inc 難燃性炭素繊維強化複合材料およびその製造方法
JP2007291283A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Toray Ind Inc 一方向炭素繊維プリプレグ材およびその製造方法
JP4206454B2 (ja) * 2006-08-18 2009-01-14 福井県 多軸補強積層成型品及びその製造方法
FR2910838B1 (fr) * 2006-12-27 2009-03-06 Conception & Dev Michelin Sa Procede et dispositif de fabrication d'un anneau composite
WO2008149615A1 (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Toray Industries, Inc. チョップド繊維束、成形材料、および、繊維強化プラスチック、ならびに、これらの製造方法
US7790637B2 (en) * 2007-10-31 2010-09-07 Apple Inc. Composite laminate having an improved cosmetic surface and method of making same
JP4983709B2 (ja) * 2008-04-17 2012-07-25 東レ株式会社 炭素繊維前駆体繊維および炭素繊維の製造方法
DE102008042363B4 (de) * 2008-09-25 2022-09-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines Fahrzeug-Differenzmoments
WO2010035453A1 (ja) * 2008-09-29 2010-04-01 株式会社クラレ 耐衝撃性積層成形体およびその製造方法、ならびに耐衝撃材
EP2412741B1 (en) * 2009-03-25 2019-10-23 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition, prepreg, carbon fiber reinforced composite material, and housing for electronic or electrical component
JP5326170B2 (ja) * 2009-05-25 2013-10-30 福井県 繊維束の開繊方法及び開繊糸シート並びに繊維補強シートの製造方法
KR101841797B1 (ko) * 2010-12-13 2018-03-23 도레이 카부시키가이샤 탄소 섬유 프리프레그 및 그의 제조 방법, 탄소 섬유 강화 복합 재료

Also Published As

Publication number Publication date
TW201231257A (en) 2012-08-01
KR101861875B1 (ko) 2018-05-28
JP5915929B2 (ja) 2016-05-11
US20130280479A1 (en) 2013-10-24
EP2653292A1 (en) 2013-10-23
KR20130141468A (ko) 2013-12-26
WO2012081406A1 (ja) 2012-06-21
TWI545004B (zh) 2016-08-11
EP2653292A4 (en) 2014-09-03
CA2821246A1 (en) 2012-06-21
CN103201087A (zh) 2013-07-10
CN103201087B (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5915929B2 (ja) 炭素繊維強化プラスチック成形品の製造方法
JP5834917B2 (ja) 炭素繊維プリプレグの製造方法、炭素繊維強化複合材料の製造方法
JP6083377B2 (ja) 炭素繊維複合材料
JP2007055162A (ja) 炭素繊維複合材料成形体
JP2020100156A (ja) 積層基材およびその製造方法並びに炭素繊維強化樹脂基材
JP6587607B2 (ja) 繊維強化複合材料
JP7007630B2 (ja) セルロースナノファイバーを配合した炭素繊維強化プラスチック
JP6610835B1 (ja) 炭素繊維およびその製造方法
JP5571963B2 (ja) 高強力・高弾性率シート状物
JP6667554B2 (ja) Ｆｒｐ用樹脂組成物、ｆｒｐシート及び成形体
JP2015221867A (ja) プリプレグ及びその製造方法ならびに炭素繊維強化複合材料
JP2007260930A (ja) プリフォーム基材及びプリフォームの製造方法
JP2012241183A (ja) 繊維複合材料およびそれを用いたサンドイッチ材
JP2020131466A (ja) 繊維強化樹脂シート
JP6499029B2 (ja) 振動減衰部材製造用シート状物、このシート状物を用いた振動減衰部材およびその製造方法
JP5935299B2 (ja) 繊維強化複合材料および繊維強化複合材料の製造方法。
JP2023157399A (ja) 一方向性繊維強化樹脂及び積層体
CN118103204A (zh) 纳米纤维膜增强复合材料的制造工艺和用于这种工艺的纳米纤维膜
JP2024032103A (ja) 強化繊維基材、およびこれを用いた積層体
KR20120002667A (ko) 자동차 시트 프레임용 아라미드 복합체 막대
JP2013032487A (ja) 強化繊維基材およびその製造方法
JP2013119679A (ja) 一方向性織物およびその製造方法。
JP2011088335A (ja) 繊維強化複合材料
JP2012067170A (ja) 繊維補強樹脂組成物
JPH08294985A (ja) 繊維補強熱可塑性樹脂管状成形体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150703

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160324

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5915929

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151