JPWO2015115225A1 - 多層構造の成形材料及び多層構造の成形体 - Google Patents

Abstract

重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維（Ａ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｘ）と、重量平均繊維長３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の炭素繊維（Ｂ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを含み、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰＹが１×１０２以上１×１０４未満であり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰＸが１×１０１以上である、多層構造の成形材料。Ｐ＝（ｑ×Ｌｎ３）／ｈ （１）ｑ：熱可塑性樹脂層の単位面積（１ｍｍ２）当たりに含まれる炭素繊維からなる流動単位の数Ｌｎ：炭素繊維の数平均繊維長（ｍｍ）ｈ：熱可塑性樹脂層の厚み（ｍｍ）

Description

本発明は、炭素繊維を含む熱可塑性樹脂層からなる多層構造の成形材料及び多層構造の成形体に関するものである。

近年、繊維強化複合材料の１つとしてランダムマット成形体が提案されている。ランダムマット成形体は、所定長さの強化繊維束と熱可塑性樹脂とが混在するランダムマット（例えば、特許文献１〜３）を成形したものである。
特許文献１では、成形後の成形体の表面品位に優れるランダムマットや、表面品位に優れたランダムマット成形体が提案されている。特許文献２では、炭素繊維と熱可塑性樹脂とが含浸しやすいランダムマットやランダムマット成形体が提案されている。
さらに、特許文献３では、２種類の繊維長の炭素繊維束を用い、成形時の流動特性を向上できるランダムマットやランダムマット成形体が提案されている。
その他、熱可塑性樹脂を用いた複合材料として、特許文献４と特許文献５には、特定の繊維長を有する２種類の強化繊維を用いることで、リブ、ボスといった複雑形状の成形に有効なプリプレグや、表面に摘み皺の少ない強化繊維ウェブが提案されている。
特許文献６には、プレス成形において、表面外観、寸法精度、信頼性に優れた面板部の形成と、リブ構造の形成を両立した繊維強化複合材料の成形体を製造するために、異なる２種類の成形材料を用いる技術が開示されている。この技術は、繊維長が長く流動特性が低い成形材料と、繊維長が短く流動特性が高い成形材料とを積層してプレス成形するものである。

日本国特開２０１２−１５８８４６号公報 日本国特開２０１２−１５８８４７号公報 国際公開第２０１３／０９４７０６号 日本国特開２０１１−１５７５２４号公報 日本国特開２０１１−１８９７４７号公報 日本国特開２０１３−１７６９８４号公報

上記の特許文献３で提案されているランダムマットを使用すると、成形時に良好な流動特性が得られるものの、成形圧が比較的高いという問題がある。このような比較的高い成形圧力が必要なランダムマットの場合、大面積の成形体を成形する際などは、小型の設備で成形できる技術が必要とされている。
また、上記の特許文献６で提案されている成形方法では、繊維長を短くすることで流動特性を向上させた成形材料を、成形材料全体重量に対して概ね５０ｗｔ％以上用いる必要があり、流動特性と機械強度を両立することが難しい。さらに、外側層に比べて内側層の流動特性が高すぎるため、それぞれの層の端を揃えて成形した場合、多くの内側層が外側層の端部よりも外側に飛び出てしまい、成形体端部の機械強度が低くなってしまう問題が発生することが分かった。
本発明は、成形圧力が低い時の成形時の流動特性改善に鑑み、より厳しい成形条件下で成形した場合でも、良好な流動特性が得られ且つ機械特性も発現することができる成形材料及び成形体を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。

＜１＞
重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維（Ａ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｘ）と、重量平均繊維長３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の炭素繊維（Ｂ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを含み、
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰ_Ｙが１×１０^２以上１×１０^４未満であり、
熱可塑性樹脂層（Ｘ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰ_Ｘが１×１０^１以上である、多層構造の成形材料。
Ｐ＝（ｑ×Ｌｎ^３）／ｈ （１）
ｑ：熱可塑性樹脂層の単位面積（１ｍｍ^２）当たりに含まれる炭素繊維からなる流動単位の数
Ｌｎ：炭素繊維の数平均繊維長（ｍｍ）
ｈ：熱可塑性樹脂層の厚み（ｍｍ）
＜２＞
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーターＰ_Ｙに対する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーターＰ_Ｘの比（Ｐ_Ｘ／Ｐ_Ｙ）が１．０×１０^−３以上３．０以下である、＜１＞に記載の多層構造の成形材料。
＜３＞
熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計重量に対して、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合が、５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である、＜１＞又は＜２＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
＜４＞
多層構造の少なくとも片側の最外層に、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）が配されている＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
＜５＞
前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、少なくとも積層方向の中央に配されている＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
＜６＞
前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）は１層であり、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）は２層である＜５＞に記載の多層構造の成形材料。
＜７＞
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）が２次元方向にランダム配向されている＜１＞〜＜６＞の何れか１項に記載の多層構造の成形材料。
＜８＞
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）が、下記式（２）で定義される臨界単糸数以上の単糸で構成される炭素繊維束（Ｂｂ）を含み、前記炭素繊維（Ｂ）全量に対する当該炭素繊維束（Ｂｂ）の割合が０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満であり、かつ当該炭素繊維束（Ｂｂ）中の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が次の式（３）を満たす、＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
臨界単糸数＝６００／Ｄ_Ｂ （２）
０．７×１０^４／Ｄ_Ｂ ^２＜Ｎ_Ｂ＜６×１０^５／Ｄ_Ｂ ^２ （３）
Ｄ_Ｂ：炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（μｍ）
＜９＞
成形材料を成形してなる多層構造の成形体であって、前記成形材料は、＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の成形材料である、多層構造の成形体。
＜１０＞
前記成形体の端部に前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）が存在する＜９＞に記載の多層構造の成形体。
＜１１＞
前記多層構造は、少なくとも片側の最外層に位置する前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層と、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層に隣接する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層とを有する構造であり、
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層の表面に凸部を有し、当該凸部において、前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層の一部が前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層を前記凸部の突出方向に押し上げている、＜９＞又は＜１０＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形体。
＜１２＞
前記多層構造は、少なくとも片側の最外層に位置する前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層と、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層に隣接する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層とを有する構造であり、
前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層の表面に凸部を有し、当該凸部において、前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層の一部が前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層を前記凸部の突出方向に突き破っている、＜９＞又は＜１０＞のいずれか１項に記載の多層構造の成形体。
なお、ここでの炭素繊維（Ａ）中の「（Ａ）」と、炭素繊維（Ｂ）中の「（Ｂ）」は、両炭素繊維を区別するために記載したものである。同様に、熱可塑性樹脂層（Ｘ）中の「（Ｘ）」と、熱可塑性樹脂層（Ｙ）中の「（Ｙ）」は、両熱可塑性樹脂層を区別するために記載したものである。

本発明における成形材料は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長が短いために成形時の流動特性が向上し、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が長いために、成形時の流動特性と、成形体としたときに機械特性の発現とが両立される。

実施形態の一例である三層構造の成形材料の構成を示す概略図である。 実施形態の一例である二層構造の成形材料の構成を示す概略図である。 実施形態の一例である五層構造の成形材料の構成を示す概略図である。 熱可塑性樹脂層Ｘ１が熱可塑性樹脂層Ｙ１を押し上げてリブを形成している模式図である。 図３は熱可塑性樹脂層Ｘ１が熱可塑性樹脂層Ｙ１を突き破ってリブを形成している模式図である。 粉砕材製作工程を説明する説明図である。 シート材形成工程を説明する説明図である。 素材ｙ１の製造方法を説明する概略図である。 実施形態の一例である三層構造の成形材料の製造方法を説明する説明図である。 成形材料の製造方法を説明する説明図である。 本発明の成形材料を用いた成形品の模式図である。 成形品の寸法説明図である。 成形体の端部に熱可塑性樹脂層Ｙが残る場合の模試図である。 成形体の端部に熱可塑性樹脂層Ｙが残らない場合の模試図である。

以下、本発明に関して説明するときは、符号に（）を付け、本発明の一例である実施形態に関して説明するときは、符号に（）を付けないものとする。

１．構成
（１）全体構成
本発明に係る成形材料は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを含む多層構造をしている。
一例である実施形態に係る成形材料１は、図１に示すように、１層の熱可塑性樹脂層Ｘ１が２層の熱可塑性樹脂層Ｙ１によりサンドイッチされた３層構造をしている。他の例である成形材料３は、図２に示すように、１層の熱可塑性樹脂層Ｘ１と１層の熱可塑性樹脂層Ｙ１との２層構造をしている。他の例である成形材料５は、図３に示すように、２層の熱可塑性樹脂層Ｘ１と３層の熱可塑性樹脂層Ｙ１とを交互に配した５層構造をしている。
ここで、熱可塑性樹脂層Ｘ１は、本発明の「熱可塑性樹脂層（Ｘ）」の一例であり、熱可塑性樹脂層Ｙ１は、本発明の「熱可塑性樹脂層（Ｙ）」の一例である。
多層構造は、熱可塑性樹脂層Ｘ１が成形材料の少なくとも片側の最外層に位置する構造でもよいし、熱可塑性樹脂層Ｘ１が成形材料の中間層に位置する構造でもよい。なお、中間層とは、成形材料の表側の最外層（表層ともいう。）及び裏側の最外層（裏層ともいう。）でない層であり、設計上、成形材料の側面以外の表層及び裏層に現れていない層である。
熱可塑性樹脂層Ｘ１は、重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維Ａ１と熱可塑性樹脂Ｃ１とを含む。ここで、炭素繊維Ａ１は、本発明の「炭素繊維（Ａ）」の一例である。熱可塑性樹脂層Ｙ１は、重量平均繊維長３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の炭素繊維Ｂ１と熱可塑樹脂Ｅ１とを含む。ここで、炭素繊維Ｂ１は、本発明の「炭素繊維（Ｂ）」の一例である。

（２）熱可塑性樹脂層（Ｘ）
熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維（Ａ１）と熱可塑性樹脂材料（Ｃ）とを含む。

（２−１）繊維長
炭素繊維（Ａ）は、繊維長が一定であってもよく、図１の拡大図に示すように繊維長が一定でなくてもよい。
炭素繊維（Ａ）は、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）が０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の範囲内であれば特に限定はないが、炭素繊維（Ａ）の数平均繊維長（Ｌｎ_Ａ）は、０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の範囲内であることが好ましい。

（２−１−１）平均繊維長の算出
一般に、個々の炭素繊維の繊維長をＬｉとすると、各熱可塑性樹脂層中の数平均繊維長（Ｌｎ）と重量平均繊維長（Ｌｗ）とは、以下の式（４），（５）により求められる。
Ｌｎ＝ΣＬｉ／ｊ ・・・（４）
Ｌｗ＝（ΣＬｉ^２）／（ΣＬｉ） ・・・（５）
ここで、「ｊ」は、測定した炭素繊維の数を示す。

（２−１−２）重量平均繊維長の範囲
炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）が３ｍｍ未満であると、成形中の熱可塑性樹脂（Ｃ）の流動特性が向上し、成形材料そのものの流動特性が向上する。また、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）が０．０１ｍｍ以上であると、成形材料を成形して得られる成形体の機械物性を確保しやすい。
炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）について、下限は、成形体の機械物性の観点より、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。一方、上限は、流動特性の観点より、２．５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましい。

（２−２）繊維体積含有率
熱可塑性樹脂層（Ｘ）中の炭素繊維（Ａ）の、以下の式（６）で一般的に定義される繊維体積含有率（Ｖｆ_Ａ）は、５Ｖｏｌ％以上８０Ｖｏｌ％以下の範囲内であると好ましく、２０Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％以下の範囲内であればより好ましく、３０Ｖｏｌ％以上４０Ｖｏｌ％以下の範囲内であるとより一層好ましい。
Ｖｆ＝１００×炭素繊維の体積／（炭素繊維の体積＋熱可塑性樹脂の体積） ・・・（６）
繊維体積含有率（Ｖｆ_Ａ）が５Ｖｏｌ％以上であると、層構造による効果が発現しやすく、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）側に流動しやすくなる。この結果、リブやボスなどを形成したときにリブ内やボス内に炭素繊維（Ａ）が入り易くなる。また、繊維体積含有率（Ｖｆ_Ａ）が８０Ｖｏｌ％以下であると、炭素繊維（Ａ）の流動性が良くなるので、成形材料としての流動特性が向上する。

（２−３）繊維状態
炭素繊維（Ａ）は、単糸のみであっても良いし、複数本の単糸が束になった繊維束及び単糸の両方が存在していてもよく、繊維束のみであっても良い。
単糸とは、炭素繊維（Ａ）の単糸間が完全にバラバラの状態であるだけでなく、部分的に結合しているものの大部分がバラバラの状態などの形態を呈するものも含む。

（２−４）炭素繊維の種類
炭素繊維（Ａ）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、気相成長系炭素繊維などが知られているが、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、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。

（２−５）熱可塑性樹脂材料の種類
熱可塑性樹脂材料（Ｃ）としては、特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、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。
上記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。
上記ポリスチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等を挙げることができる。
上記ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド６樹脂（ナイロン６）、ポリアミド１１樹脂（ナイロン１１）、ポリアミド１２樹脂（ナイロン１２）、ポリアミド４６樹脂（ナイロン４６）、ポリアミド６６樹脂（ナイロン６６）、ポリアミド６１０樹脂（ナイロン６１０）等を挙げることができる。
上記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル等を挙げることができる。
上記（メタ）アクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートを挙げることができる。
上記ポリフェニレンエーテル樹脂としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル等を挙げることができる。
上記ポリイミド樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等を挙げることができる。
上記ポリスルホン樹脂としては、例えば、変性ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。
上記ポリエーテルケトン樹脂としては、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。
熱可塑性樹脂材料（Ｃ）として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。

（３）熱可塑性樹脂層（Ｙ）
熱可塑性樹脂層（Ｙ）は、重量平均繊維長３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の炭素繊維（Ｂ）と熱可塑樹脂材料（Ｅ）とを含む。

（３−１）熱可塑性樹脂（Ｅ）
熱可塑性樹脂層（Ｙ）中の熱可塑性樹脂（Ｅ）は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ｃ）で挙げたものと同様であり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ｃ）と同じ材料であると好ましい。なお、ここでいう「同じ材料である」とは、少なくとも、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の熱可塑性樹脂（Ｃ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の熱可塑性樹脂（Ｅ）との主成分が同じであればよい。

（３−２）炭素繊維（Ｂ）
（３−２−１）重量平均繊維長
炭素繊維（Ｂ）は、炭素繊維（Ａ）に比べて重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）が長い。このため、機械的物性（特に疲労強度）を担保することができるが、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）が１００ｍｍ超であると流動特性を阻害する。また、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）が３ｍｍ未満であると成形材料を成形して得られる成形体の機械物性が十分でない。
炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）は３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であれば特に限定はなく、繊維長が一種類でも良いし、複数種類でも良い。例えば、５ｍｍと５０ｍｍの２種類の繊維長であってもよい。
なお、炭素繊維（Ｂ）の数平均繊維長（Ｌｎ_Ｂ）及び重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）は、上記の式（４），（５）により求められる。
炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）について、下限は、成形体の機械物性の観点より、５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、１５ｍｍ以上が更に好ましい。一方、上限は、成形時の流動特性の観点より、８０ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましく、３０ｍｍ以下がより一層好ましい。
このような重量平均繊維長とする方法はとくに限定はないが、後述する好ましい成形材料の製造方法において、炭素繊維が複数本束状になったストランドをカットする刃のピッチを調整する方法が挙げられる。刃のピッチを変えたものを複数用いることや、刃のピッチが連続的に変化しているロータリーカッターを用いることで、連続的に繊維長を変化させて繊維を切断することもできる。

（３−２−２）繊維状態
炭素繊維（Ｂ）は、単糸から構成されてもよいし、後述する臨界単糸数未満の繊維束及び単糸から主に構成されていてもよいし、臨界単糸数以上の繊維束及び単糸から構成されてもよいし、さらに、臨界単糸数未満の繊維束、臨界単糸数以上の繊維束及び単糸から構成されてもよいし、臨界単糸数未満の繊維束から構成されてもよいし、臨界単糸数以上の繊維束から構成されてもよい。

（３−２−３）炭素繊維の形態
炭素繊維（Ｂ）の繊維状態は上述したように特に限定しないが、繊維束が含まれる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束においてほぼ均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。
炭素繊維（Ｂ）として繊維束を含む場合、炭素繊維（Ｂ）は、
ｉ）下記式（２）で定義される臨界単糸数未満の繊維束及び単糸（これらを、便宜上、「単糸等」と称し、符号「Ｂａ」を用いる。）と、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（臨界単糸数未満の繊維束と区別するために、符号「Ｂｂ」を用いる）とが同時に存在し、
ｉｉ）炭素繊維束（Ｂｂ）について、熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）全量に対する割合が、０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満であり、
ｉｉｉ）炭素繊維束（Ｂｂ）中の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が下記式（３）を満たす
ことが好ましい。
臨界単糸数＝６００／Ｄ_Ｂ・・・（２）
０．７×１０^４／Ｄ_Ｂ ^２＜Ｎ_Ｂ＜６×１０^５／Ｄ_Ｂ ^２・・・（３）
なお、Ｄ_Ｂは炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（μｍ）であり、より正確にいうと炭素繊維を構成する単繊維の直径である。

（３−２−３−１）炭素繊維束（Ｂｂ）の割合
炭素繊維（Ｂ）の全量に対する炭素繊維束（Ｂｂ）の割合が、上述した０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満の範囲内であることが好ましいが、２０Ｖｏｌ％以上９９Ｖｏｌ未満の範囲内であることがより好ましく、３０Ｖｏｌ％以上９５Ｖｏｌ％未満の範囲内であることがさらに好ましく、５０Ｖｏｌ％以上９０Ｖｏｌ％未満の範囲内であることがより一層好ましい。
このように特定の比率の範囲内に炭素繊維束（Ｂｂ）とそれ以外の単糸等（Ｂａ）とを共存させることで、成形材料中の炭素繊維（Ｂ）の存在量、すなわち炭素繊維（Ｂ）の繊維体積含有率（Ｖｆ_Ｂ）を高めることが可能となる。
炭素繊維（Ｂ）全量に対する炭素繊維束（Ｂｂ）の割合が増加すると、単糸等（Ｂａ）が減少するため、炭素繊維（Ｂ）同士の交絡が少なくなり、流動特性が向上し薄肉の成形体が得られやすくなる。
炭素繊維束（Ｂｂ）の割合が９９Ｖｏｌ％未満であれば、成形体とした際に機械物性に優れた成形材料が得られやすくなる。

（３−２−３−２）平均繊維数（Ｎ_Ｂ）
炭素繊維束（Ｂｂ）の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は、流動特性及び機械特性を損なわない範囲で適宜決定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。炭素繊維束（Ｂｂ）の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は、通常１本超１２０００本以下の範囲内の束状の形態とされるが、上記式（３）を満たすことがより好ましく、さらに、３×１０^５／Ｄ_Ｂ ^２未満であることがより好ましく、６×１０^４／Ｄ_Ｂ ^２未満であることが更に好ましい。なお、炭素繊維束（Ｂｂ）の開繊については後述する。

（３−２−３−３）例
具体的には、炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（Ｄ_Ｂ）が５μｍより大きく７μｍより小さい場合、臨界単糸数は８６本より多く１２０本より少なくなる。
炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（Ｄ_Ｂ）が５μｍの場合、炭素繊維束（Ｂｂ）の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は２８０本超２４０００本未満の範囲となるが、なかでも２８０本超１２０００本未満の範囲であることが好ましく、２８０本超４０００本未満の範囲であることがより好ましく、６００本超２５００本未満の範囲であることが更に好ましく、６００本超１６００本未満であることがより一層好ましい。
炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（Ｄ_Ｂ）が７μｍの場合、炭素繊維束（Ｂｂ）の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は１４２本超１２２４４本未満の範囲となるが、なかでも１４２本超６１２２本未満の範囲であることが好ましく、なかでも３００本超１５００本未満の範囲であることがより好ましく、３００本超８００本未満の範囲が更に好ましい。
なお、臨界単糸数未満の繊維束及び単糸を含む単糸等（Ｂａ）の繊維長と、臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束（Ｂｂ）の繊維長は、略同じ（１種類）でもよいし、同じ繊維長で複数種類あってもよい。また、炭素繊維束（Ｂｂ）の繊維長と単糸等の繊維長が互いに異なる繊維長であってもよい。

（３−２−４）繊維配向
炭素繊維（Ｂ）は、繊維の向き（配向角）が２次元方向にランダム配向されても良い。これは、面内における特定の方向への炭素繊維の配向が、他の方向への配向に比べて差が少ないことを意味している。
２次元方向のランダム配向は、板状の熱可塑性樹脂層（Ｙ）について、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、熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維のランダム配向を定量的に評価できる。熱可塑性樹脂層（Ｙ）における２方向の弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比が３以下であるときに、炭素繊維（Ｂ）は２次元方向にランダム配向であるとする。特に、この比が２以下のときは２次元方向へのランダム配向に優れているとし、１．３以下がより優れている。

（３−２−５）繊維体積含有率
熱可塑性樹脂層（Ｙ）中の炭素繊維（Ｂ）の上記式（６）で定義される繊維体積含有率（Ｖｆ_Ｂ）は、５Ｖｏｌ％以上８０Ｖｏｌ％以下の範囲であると好ましく、２０Ｖｏｌ％以上６０Ｖｏｌ％未満の範囲であればより好ましく、２５Ｖｏｌ％以上４５Ｖｏｌ％以下であればより一層好ましい。
繊維体積含有率（Ｖｆ_Ｂ）が５Ｖｏｌ％以上であれば機械物性が良好となり、８０Ｖｏｌ％以下であれば流動特性が向上する。

（３−２−６）炭素繊維の種類
炭素繊維（Ｂ）としては、上記炭素繊維（Ａ）で挙げたものと同様の炭素繊維を用いることができる。

（４）多層構造
（４−１）層構成
以下、成形材料を構成する熱可塑性樹脂層（Ｘ），（Ｙ）の多層構造について説明する。積層構成を表す際に、熱可塑性樹脂層（Ｘ）をＸ層、熱可塑性樹脂層（Ｙ）をＹ層として表す。例えば、図１で示す成形材料１の場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）にサンドイッチされた３層構造であり、「Ｙ／Ｘ／Ｙ層」と表す。

（４−１−１）多層構造
熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）との層構成に特に限定はなく、例えば、Ｘ／Ｙ層（成形材料３である。）、Ｙ／Ｘ／Ｙ層、Ｙ／Ｘ／Ｙ／Ｘ層、Ｙ／Ｘ／Ｙ／Ｘ／Ｙ層（成形材料５である。）、Ｘ／Ｙ／Ｘ／Ｙ／Ｘ層といった多層構造の成形材料にすることができる。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。
多層構造が、熱可塑性樹脂層（Ｘ）を成形材料のいずれか片方の表層にし、当該表層側にリブ・ボスをコールドプレス法で形成する場合には、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の表面から冷却されるが、熱可塑性樹脂層（Ｘ）中の炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長が短いために、熱可塑性樹脂層（Ｙ）よりも流動しやすく、リブ・ボスを形成できる。この場合、炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長が短く、流動しやすいので、成形体の表面外観は、熱可塑性樹脂層（Ｙ）を外側（表面）にする場合に比べて向上する。
成形体の機械物性、特に曲げ特性を保つ観点より、熱可塑性樹脂層（Ｙ）が少なくとも片側の最外層に配置されているのが好ましく、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が少なくとも積層方向の中央に配される層構造が好ましい。さらに、最外層の熱可塑性樹脂層（Ｙ）の直下に隣接する内層としての熱可塑性樹脂層（Ｘ）が配される構造がより好ましい。

（４−１−２）３層構造
製造上の観点から、熱可塑性樹脂層（Ｘ）は１層であり、熱可塑性樹脂層（Ｙ）は２層であって、多層構造がＹ／Ｘ／Ｙ層になっていると、より一層好ましい。すなわち、成形材料１は、１層の熱可塑性樹脂層（Ｘ）と２層の熱可塑性樹脂層（Ｙ）とからなり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）により挟まれた３層構造であることが好ましい。つまり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、積層方向の中央に配されているのが好ましい。なお、積層方向は成形材料１の厚み方向と一致する。
成形材料は、上述の積層構成と逆の、１層の熱可塑性樹脂層（Ｙ）を２層の熱可塑性樹脂層（Ｘ）で挟んだ３層構造であってもよい。この場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が成形材料の表層及び裏層に位置するため、成形後の成形体の表面及び裏面の意匠特性が向上する。
また、表面及び裏面の少なくとも一方にリブやボスを設ける際にも、表面及び裏面が熱可塑性樹脂層（Ｘ）で構成されているため、樹脂材料の充填不足等のない良好なリブやボスを得ることができる。
なお、３層構造の場合、厚み方向の中心を通り且つ成形材料の主面（厚み方向と直交する面）と平行な仮想面に対して厚み方向の積層パターンが対称であることが好ましい。これにより、成形材料を成形して得られる成形体のそりを低減できる。

（４−１−３）他の層
成形材料は、１以上の熱可塑性樹脂層（Ｘ）と１以上の熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを有しておればよく、他の熱可塑性樹脂層を有していてもよい。他の熱可塑性樹脂層としては、例えば、炭素繊維以外の強化繊維を含んだ層、重量平均繊維長が１００ｍｍ超（例えば、連続繊維）の炭素繊維を含んだ層、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）とが一層として混在するような層等がある。

（４−２）流動特性
熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを積層した成形材料では、例えば、コールドプレス成形において、材料全体（成形材料）に対する熱可塑性樹脂層（Ｘ）の比率が多くなるに従って、流動特性が向上する。
コールドプレス法では、加熱した成形材料を、当該成形材料よりも温度の低い金型内に配置したのち、所定の圧力で金型をプレス（型締め）している。このため、例えば、成形材料の積層（厚み）方向の両側最外層に熱可塑性樹脂層（Ｙ）を設けた場合（図１で示す成形材料１が一例である。）、加熱された状態の成形材料は、金型と接触している部分、つまり、成形材料の表側の最外層（表面）と裏側の最外層（裏面）に存在する熱可塑性樹脂層（Ｙ）から冷却されることになる。成形材料の表面・裏面が冷却されると、一般的に、表面・裏面の樹脂材料の粘度が下がり、リブやボス等の形成が困難になったり、リブやボス等の形成のために高い圧力が必要になったりする。
しかしながら、熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長よりも短い重量平均繊維長の炭素繊維（Ａ）を含んでいる。熱可塑性樹脂層（Ｘ）は熱可塑性樹脂層（Ｙ）よりも流動しやすく、成形材料の表面・裏面の樹脂材料が固化する前に、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が表面・裏面の熱可塑性樹脂層（Ｙ）を押し上げて（熱可塑性樹脂層（Ｙ）が熱可塑性樹脂層（Ｘ）を包み込むように）、リブやボスの形成領域へと流動できる。
図４において、図中の「７」が金型であり、「７ａ」がリブやボスの形成領域であり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の一例が図中のＸ１であり、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の一例が図中のＹ１である。また、炭素繊維（Ｂ）の一例が図中のＢ１である。
これにより、低圧力の成形圧でもリブやボスの形成が行え、成形材料の流動特性を保ったまま、成形時の複雑形状の追従性を向上できる。また、場合によっては、高さの高いリブやボスを設ける際、熱可塑性樹脂層（Ｙ）が熱可塑性樹脂層（Ｘ）によって突き破られる場合もある。
図５において、図中の「７」が金型であり、「７ａ」がリブやボスの形成領域であり、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の一例が図中のＸ１であり、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の一例が図中のＹ１である。また、炭素繊維（Ｂ）の一例が図中のＢ１である。
特に、熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が長く、炭素繊維（Ｂ）中の単糸等（Ｂａ）が増加した場合、一般的には、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の炭素繊維（Ｂ）が流動し難くなる。しかしながら、熱可塑性樹脂層（Ｘ）を熱可塑性樹脂層（Ｙ）の裏層に備えているため、単糸等（Ｂａ）の割合が多い熱可塑性樹脂層（Ｙ）側にリブやボスを設ける場合でも、熱可塑性樹脂層（Ｙ）のみから構成された成形材料よりも、流動特性を向上させることができる。

（４−３）熱可塑性樹脂層（Ｘ）の効果
熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の層構成は、例えば、Ｘ／Ｙ層、Ｘ／Ｙ／Ｘ／Ｙ層といった、成形材料の最外層に位置する２つの層のうち、少なくとも一方の層が熱可塑性樹脂層（Ｙ）であっても良い。
このような多層構造の成形材料を用いれば、熱可塑性樹脂層（Ｙ）側にリブ・ボスを作成する場合、流動特性の高い熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）を押し上げたり（図３参照）、場合によっては熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）を突き破ったり（図４参照）する。このため、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の機械強度の低下を抑えて、熱可塑性樹脂層（Ｙ）側にリブ・ボスの形成をすることができる。
したがって、成形材料の多層構造が、Ｙ／Ｘ／Ｙ層のような３層構造に限らず、Ｘ／Ｙ層のような２層構造やＸ／Ｙ／Ｘ／Ｙ層のような４層構造であったとしても、熱可塑性樹脂層（Ｙ）側に良好なリブ・ボスを形成できる。

また、リブやボスを形成しない場合の成形においては、たとえば、成形材料の多層構造が、Ｙ／Ｘ／Ｙ層のような３層構造の場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の大きさが、熱可塑性樹脂層（Ｙ）よりも小さいものであっても、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が十分に流動するため、得られる成形体の厚みが均一になるという効果も期待できる。

（４−４）層の界面
成形材料を成形した成形体では、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）とが同じ樹脂材料の場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）との界面の存在を認識し難いが、成形体の断面において、繊維長の分布を観察することで、各層（Ｘ），（Ｙ）の存在を認識できる。

（４−５）熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の重量割合
（４−５−１）重量割合の範囲
熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）及び熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計重量に対して、５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下の範囲であることが好ましい。熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合が合計重量に対して４０ｗｔ％以下であれば、重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満である、比較的短い繊維長の炭素繊維（Ａ）の割合が多くなりすぎないため、機械強度を保つことができ好ましい。
熱可塑性樹脂層（Ｘ）及び熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計重量に対して、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合が、５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であると、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）との２つの層の端を揃えて成形した場合であっても、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）の端部よりも外側に飛び出す量を少なくでき、成形体の端にまで長繊維である炭素繊維（Ｂ）が含まれた成形体を容易に製造することができる。あるいは、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の内側のみに部分的に熱可塑性樹脂層（Ｘ）を配置して平板を作成した場合は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の流動に、ある程度、熱可塑性樹脂（Ｙ）に追従されるため、作成した成形体の厚みが部分的に厚くならず、作成した成形体の意匠性が向上する。
重量割合が４０ｗｔ％を超える熱可塑性樹脂層（Ｘ）を用いると、熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の端を揃えて、平面方向に流動させて成形（圧縮成形）した場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）の端部よりも外側に流出する量が増加する場合があり、成形体の端部における長繊維が不足し、機械強度の弱い成形体端部が形成されることがある。
一方、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合が合計重量に対して５ｗｔ％以上であれば、成形時の流動特性が向上しやすい。
より好ましい熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合は、１０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下の範囲であり、更に好ましくは１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲である。

（４−５−２）熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）との厚みの割合
熱可塑性樹脂層（Ｘ）の厚みの割合は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）及び熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計の厚みに対して、［熱可塑性樹脂層（Ｘ）の厚み／｛熱可塑性樹脂層（Ｘ）及び熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計の厚み｝］が、０．０５以上０．４以下の範囲であることが好ましい。熱可塑性樹脂層（Ｘ）の割合が合計の厚みに対して０．４以下であれば、機械強度を保つことができ好ましい。
例えば、成形材料の厚みが３ｍｍの場合、「熱可塑性樹脂層（Ｘ）の合計の厚み／熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計厚み」は、０．１５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下／２．８５ｍｍ以下１．８ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上１．０５ｍｍ以下／２．７ｍｍ以下１．９５ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下／２．７ｍｍ以下２．１ｍｍ以上が更に好ましい。
同様に、成形材料が４ｍｍの場合、「熱可塑性樹脂層（Ｘ）の合計の厚み／熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計厚み」は、０．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下／３．８ｍｍ以下２．４ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下／３．６ｍｍ以下２．６ｍｍ以上がより好ましく、０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下／３．６ｍｍ以下２．８ｍｍ以上が更に好ましい。
また、表層に熱可塑性樹脂層（Ｙ）が配される場合、当該熱可塑性樹脂層（Ｙ）の厚みは、２ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍ以下であれば、図４や図５に示すように熱可塑性樹脂（Ｙ）層を押し上げたり、突き破ったりすることが容易となる。

（５）熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター
（５−１）濃度パラメーター（Ｐ）
（５−１−１）概略
炭素繊維を含有する熱可塑性樹脂層の流動特性は、炭素繊維、あるいは熱可塑性樹脂の種類、形態、配置、配合割合などにより異なることが一般的に知られている。プレス成形によりリブやボスなどを形成するためには、流動特性が高い成形材料を用いることが好ましい。流動特性の高低を判断する基準の一つとして、繊維干渉の大小を判断する基準である濃度パラメーター（Ｐ）について、以下説明する。
なお、濃度パラメーターについては、「Ｄｏｉ，Ｍ．．ａｎｄ Ｅｄｗａｒｄｓ，Ｓ．Ｆ．，Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ３２４（１９８６）」にも記載されており、当業界において知られたパラメーターである。

（５−１−２）算出式
濃度パラメーター（Ｐ）は、繊維干渉の程度の指標であり、炭素繊維の配合量、繊維長、繊維径、流動単位を構成する単繊維の本数などによって決まるパラメーターであり、以下の式（１）で表せる。
Ｐ＝（ｑ×Ｌｎ^３）／ｈ ・・・（１）
ここで、ｑは熱可塑性樹脂層の単位面積（１ｍｍ^２）当たりに含まれる炭素繊維からなる流動単位の数、Ｌｎは炭素繊維の数平均繊維長（ｍｍ）であり、ｈは熱可塑性樹脂層の厚み（ｍｍ）である。
さらに、流動単位の数ｑは、下記の式（７）により導出される。
ｑ＝（Ｗｆ／１０^６）／（π×（Ｄ×１０^−３／２）^２×Ｌｎ×ρ_ｆ×Ｎ_ａｖｅ） ・・・（７）
ここで、Ｗｆは熱可塑性樹脂層に含まれる炭素繊維の目付け（ｇ／ｍ^２）、すなわち、式（７）中の「Ｗｆ／１０^６」は１ｍｍ^２当たりの目付（ｇ／ｍｍ^２）をさす。Ｄは炭素繊維の単繊維の径（μｍ）、すなわち、式（７）中の「π×（Ｄ×１０^−３／２）^２」は炭素繊維の単繊維の断面積（ｍｍ^２）を指す。
Ｌｎは炭素繊維の数平均繊維長（ｍｍ）を、ρ_ｆは炭素繊維の密度（ｇ／ｍｍ^３）を、Ｎ_ａｖｅは流動単位である炭素繊維束に含まれる平均繊維数（本）をそれぞれ指す。
Ｄは炭素繊維の単繊維の平均繊維径（μｍ）であり、各熱可塑性樹脂層（Ｘ），（Ｙ）に応じて、炭素繊維（Ａ）の単繊維径Ｄ_Ａを、炭素繊維（Ｂ）の単繊維径Ｄ_Ｂをそれぞれ用いる。
流動単位とは炭素繊維からなる１個（１塊）の集合体あるいは単体のことであり、熱可塑性樹脂層中に炭素繊維束として複数存在する場合は、その１つ１つの炭素繊維束が流動単位となる。
濃度パラメーター（Ｐ）の導出に用いる、各パラメーターは、加熱前の熱可塑性樹脂層を前提として計算する。この限定は、熱可塑性樹脂層を加熱することで、例えば発泡剤が添加された成形材料が膨張し、体積変化を生じる場合、または加熱により熱可塑性樹脂が溶融することで、樹脂材料による拘束が解けた炭素繊維の弾性回復によるスプリングバックが生じる場合がある。これらは体積変化を伴うため、実質の炭素繊維と熱可塑性樹脂との配合割合が加熱前後で同じであっても、得られる濃度パラメーター（Ｐ）が異なるという問題を排除するためである。

（５−１−３）平均繊維数（Ｎ_ａｖｅ）
平均繊維数Ｎ_ａｖｅとは、炭素繊維束（Ｂｂ）の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）と異なる概念であり、流動単位を構成する単繊維の本数（束と単糸の両方を含めた全体の平均）をいう。以下、炭素繊維（Ａ）の平均繊維数Ｎ_ａｖｅをＮ（Ａ）_ａｖｅ、炭素繊維（Ｂ）の平均繊維数Ｎ_ａｖｅをＮ（Ｂ）_ａｖｅと示す場合がある。

（５−２）範囲
（５−２−１）熱可塑性樹脂層（Ｙ）
熱可塑性樹脂層（Ｙ）は、濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）が１×１０^２以上１×１０^４未満であるのが好ましい。また、熱可塑性樹脂層（Ｙ）は、主に面板部を形成するのに適している。
この場合、面板部における表面外観を改善するには、熱可塑性樹脂層（Ｙ）中の炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が短いことが好ましく、また剛性を高めるには炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が長いことが好ましい。
表面外観及び剛性のバランスから、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）が５．０×１０^２以上であって１×１０^４未満であることがより好ましい。

（５−２−２）熱可塑性樹脂層（Ｘ）
熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）が１×１０^１以上であって、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）の１．０×１０^−３倍以上３．０倍以下であることが好ましい。すなわち、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーターＰ_Ｙに対する熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーターＰ_Ｘの比（Ｐ_Ｘ／Ｐ_Ｙ）が１．０×１０^−３以上３．０以下であることが好ましい。
熱可塑性樹脂層（Ｙ）に対して熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）が低すぎると、両熱可塑性樹脂層（Ｘ），（Ｙ）の端を揃えて成形した場合に、流動特性の高い熱可塑性樹脂層（Ｘ）が熱可塑性樹脂層（Ｙ）よりも外側に流動（流出）し、成形体の端部と中央部とで繊維分布が異なる。特に端部において、熱可塑性樹脂層（Ｘ）を構成していた重量平均繊維長が短い炭素繊維（Ａ）が多く存在する部分が形成されてしまう（図１４参照）。こういった多層構造の成形材料は成形体の端部の機械物性が低くなってしまう。
熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）の範囲としては、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）の１．０×１０^−３倍以上３．０倍以下であることが好ましく、１．０×１０^−３倍以上９．０×１０^−１倍以下であることがより好ましく、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）の１．０×１０^−２倍以上１．０×１０^−１倍以下がさらに好ましい。
熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）が、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｙ）に対して上記範囲内にある場合、熱可塑性樹脂層（Ｘ）は熱可塑性樹脂層（Ｙ）の流動に追従しやすくなる。これにより、中央部と端部との繊維分布にばらつきの少ない成形体が得られる。さらには、いわゆるハイブリット成形が可能な成形材料となる。
仮に図１４のように端部を合わせないで、大きさの異なる熱可塑性樹脂層（Ｘ）と（Ｙ）とを用いて成形した場合であっても、熱可塑性樹脂層（Ｘ）は熱可塑性樹脂層（Ｙ）の流動に追従しやすくなるので、作成した成形体の意匠性が向上し、やはりハイブリッド成形が容易な成形材料となる。
また、リブにおける表面外観では重量平均繊維長を短くすることで改善できるため、この観点からはリブを成形する側に熱可塑性樹脂層（Ｘ）を配置した成形材料が好ましく、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）は１×１０^３以下であることが好ましい。
逆に、リブにおける補強効果は重量平均繊維長を長くすることで高めることができるため、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーター（Ｐ_Ｘ）は５×１０^１以上であることがより好ましい。
濃度パラメーターＰの制御方法は特に限定されないが、たとえば、数平均繊維長Ｌｎが一定で、濃度パラメーターＰを小さくする（流動率を上げる）には、Ｎ_ａｖｅを大きくする方法が挙げられる。

２．成形材料の製造方法
（１）成形材料１
実施形態の一例としての成形材料１の製造方法は、成形材料１を構成する熱可塑性樹脂層Ｘ１に対応する素材ｘを準備する工程と、成形材料１を構成する熱可塑性樹脂層Ｙ１に対応する素材ｙを準備する工程と、準備された素材ｘ及び素材ｙを積層する工程とを含む。

（１−１）素材ｘの準備
素材ｘは、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）が０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維Ａ１を含有するように熱可塑性樹脂層Ｘ１を作成できれば、その製造方法は特に限定されるものではないが、例えば次の製造方法が例示される。

（１−１−１）製造例１
製造例１では、炭素繊維Ａ１を含有した粒状の樹脂組成物ｃ１を準備して、準備した樹脂組成物ｃ１を溶融させてシート材に形成している、なお、このシート材に形成されたものが、素材ｘの製造方法の一例である製造例１によって製造された素材ｘ１になる。

（１−１−１−１）樹脂組成物ｃ１の準備
素材ｘ１は、粒状の樹脂組成物ｃ１を準備できれば、特に限定はなく、市販されている炭素繊維を含有する樹脂ペレットを用いても良いし、後に述べる粉砕材を用いても良い。
市販されている樹脂ペレットとしては、例えば、ダイセル化学 長繊維強化樹脂プラストロン等があり、これを後述の（１−１−１−２）の工程に用いれば良い。
粉砕材としては、例えば、予め作成した炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を、市販の粉砕機で粉砕して得た粉砕材を用いる方法がある。該粉砕材は、炭素繊維を含んだ熱可塑性樹脂成形材料の製造工程やこれを用いた成形工程で発生した破材や端材（以下、単に、「破材等」ともいう。）であっても、好ましく用いることができる。このような破材等を粉砕した粉砕材を利用することにより、製造コストを低減でき、省資源や地球環境保全に貢献することができる。
図６に、粉砕材を説明する説明図を示す。
図６において、３１が粉砕機、３３、３５が破材等であり、３７が粉砕材である。なお、紛砕材３７は、フィルタ３９により、一定以下の大きさに選別されている。
樹脂ペレットや粉砕材３７の基となる材料は、熱可塑性樹脂層Ｙ１と同じ構成の材料であってもよいし、構成が異なる材料（１種類でも複数種類でもよい。）であってもよいし、同じ構成の材料と異なる構成の材料（１種類でも複数種類でもよい）とを組み合わせたものであってもよい。
また、樹脂組成物ｃ１として、樹脂ペレットや粉砕材３７のみを用いるだけでなく、樹脂ペレットと粉砕材との両方を用いても良い。以下、これら樹脂ペレットや粉砕材３７は、粒状の樹脂組成物ｃ１と記載することがある。
素材ｘ１を作成する際に、樹脂ペレットや粉砕材３７をそのまま用いても良いし、樹脂ペレットや粉砕材３７を更に粉砕した熱可塑性樹脂を用いても良い。

（１−１―１−２）素材ｘ１の作成
上記粒状の樹脂組成物ｃ１や粉砕した熱可塑性樹脂を、ホットプレス機などで加熱及び加圧することにより、シート状（板状）の素材ｘ１を得ることができる。ここで、加熱及び加圧する方法としては、加熱と加圧を別々に行っても良く、プレス成形及び／又は熱成形などの方法により加熱及び加圧することが好ましい。
具体的には加圧下で粒状の樹脂組成物ｃ１を加熱により溶融し、炭素繊維Ａ１に熱可塑性樹脂Ｃ１を含浸させた後、冷却することが好ましい。この加熱及び加圧操作は、金型内に樹脂組成物ｃ１等を配置した状態で行われると好ましい。
樹脂組成物ｃ１等から素材ｘ１を得る際の加圧条件としては、１０ＭＰａ以下であると好ましく、８ＭＰａ以下であるとより好ましく、５ＭＰａ以下であると更に好ましい。圧力が１０ＭＰａ以下であると、より安価または一般的な成形装置（プレス装置）を使用でき、大型成形材料用の素材ｘ１を成形する場合でも、設備投資や維持費を抑制でき好ましい。
素材ｘ１を得るための加熱する際の温度としては、粒状の樹脂組成物ｃ１や粉砕した熱可塑性樹脂に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性の場合は融点以上分解温度未満、非晶性の場合はガラス転移温度以上分解温度未満であると好ましい。なお、熱可塑性樹脂の分解温度としては、空気中の熱分解温度であると好ましい。
素材ｘ１の厚みは、熱可塑性樹脂層Ｘ１とほぼ同一の厚みになるので、熱可塑樹脂層Ｘ１の厚みに合わせて、素材ｘ１の厚みを調整すれば良い。素材ｘ１の大きさについても同様で、熱可塑性樹脂層Ｘ１の大きさに合わせて金型を適宜作成しても良いし、大板を作成して、熱可塑性樹脂層Ｘ１の大きさに合わせて切り出してもよい。

（１−１−２）製造例２
製造例２では、素材ｘの製造例の原料としては、例えば上記（１−１−１−１）で記載した粒状の樹脂組成物ｃ１等を用い、当該樹脂組成物ｃ１を押出し機に投入して、シート材に形成している（以下、「シート材形成工程」と呼ぶ場合がある。）。なお、このシート材が、素材ｘの製造方法の一例である製造例２によって製造された素材ｘ２になる。
図７は、シート材形成工程を説明する説明図である。
シート材形成工程は、例えば、スクリュー押出機５１とＴ型ダイス５３とを利用して行われる。押出機５１は、ポッパー５５から供給された粉砕材３７や樹脂ペレットを加熱シリンダ５７で溶融して、スクリュー本体５９が回転して、溶融した熱可塑性樹脂材と炭素繊維（以下、樹脂と炭素繊維とを単に「溶融樹脂材料等」６１とする。）と混練しながら、加熱シリンダ５７のノズル６３からＴ型ダイス５３へと押し出す。
Ｔ型ダイス５３は、内部にＴ字形状の通路を有する型であり、溶融樹脂材料等６１を、Ｔ字の縦部分における横部分と反対側の端部（図７では上端である。）５３ａから受け入れ、Ｔ字の横部分（図７では下端である。）５３ｂから図７の紙面に直交する方向に延びる直線状に吐出される。
吐出された溶融樹脂材料等６１は、所定方向に移送しているコンベア６５上に流下される。これにより、コンベア６５の移送方向（図７では右方向である。）に連続するシート材６７が形成される。なお、溶融樹脂材料等６１は、コンベア６５上を移送されることで、徐々に固化する。
製造例１と同様に、素材ｘ２の厚みは、熱可塑性樹脂層Ｘ１とほぼ同一の厚みになるので、熱可塑樹脂層Ｘ１の厚みに合わせて、素材ｘ２の厚みを調整すれば良い。素材ｘ２の大きさについても、同様で、上記工程で得られるシート材６７を熱可塑性樹脂層Ｘ１の大きさに合わせて、切り出せば良い。
シート状に形成する方法として、炭素繊維Ａ１を含んだ樹脂組成物ｃ１や樹脂ペレット等を溶融状態にして、Ｔ型ダイスを利用しているが、他の方法でシート状に形成してもよい。他の方法としては、溶融樹脂材料等をカレンダーロールによって延伸するカレンダ成形でもよい。

（１−１−３）製造例３
製造例３では、複数本の炭素繊維（フィラメント）からなるストランドを切断して（カット工程）、切断された炭素繊維Ａ１と熱可塑性樹脂Ｃ１用の樹脂材料とを散布して炭素繊維を２次元方向にランダム配向させた前駆体を形成した（前駆体形成工程）のち、樹脂材料を溶融・固化させてシート材にしている（シート材形成工程）。なお、このシート材が、素材ｘの製造方法の一例である製造例３によって製造された素材ｘ３になる。

（１−１−３−１）カット工程
ストランドをカットして炭素繊維Ａ１を得る。好ましい工程は、ナイフを用いてストランドをカットする工程である。カットに用いるナイフとしてはロータリーカッター等が好ましい。
炭素繊維Ａ１の状態を例えば繊維束とする場合、炭素繊維Ａ１中の平均繊維数Ｎ（Ａ）_ａｖｅを好ましい範囲とするために、カット工程に供するストランドの大きさ、例えば束の幅や幅当たりの繊維数を調整することでコントロールすることが好ましい。

（１−１−３−２）前駆体形成工程
後述する素材ｙ１は、炭素繊維と樹脂粒子とを散布して前駆体を形成している。本製造例３における前駆体形成工程も、素材ｙ１における前駆体を形成する工程と似ている。このため、図８を利用しながら、前駆体形成工程を説明する。
この工程は、カットして得られた炭素繊維Ａ１（図８中の「Ｂ１」に相当する。）を、空気中に拡散させるとともに、熱可塑性樹脂粒子ｃ２（図８中の「ｅ１」に相当する。）を供給し、炭素繊維Ａ１を熱可塑性樹脂粒子ｃ２とともに支持体（２１１）上に散布し、該支持体（２１１）上に炭素繊維Ａ１と熱可塑性樹脂粒子ｃ２とが混在した状態で、所定の厚さに堆積・定着させて前駆体ｘａ（図８中の「ｙａ」に相当する。）を形成させる工程である。
この工程では、炭素繊維Ａ１と別経路から供給される熱可塑性樹脂粒子ｃ２とを支持体（２１１）上に向けて散布し、両者がほぼ均一に混ざり合った状態で通気性支持体（２１１）上へ堆積させ、その状態で定着させる。
この際、支持体（２１１）をネットからなるコンベアで構成し、一方向に連続的に移動させつつその上に炭素繊維Ａ１と熱可塑性樹脂粒子ｃ２とを堆積させるようにすれば連続的に前駆体ｘａを形成させることができる。
この工程において、熱可塑性樹脂粒子ｃ２の供給量は、前述した繊維体積含有率（Ｖｆ）に応じて、適宜好ましい重量範囲に調整すれば良い。
求められる熱可塑性樹脂層Ｘ１に含まれる炭素繊維Ａ１の含有割合に応じて、炭素繊維Ａ１及び熱可塑性樹脂粒子ｃ２の量を適宜調整すれば良い。この前駆体ｘａの形成工程には、炭素繊維Ａ１及び熱可塑性樹脂粒子ｃ２を定着させる工程を含む。

（１−１−３−３）シート材形成工程及び素材ｘ３を得る工程
得られた前駆体ｘａを加熱及び加圧することにより、素材ｘ３となるシート材を得ることができる。ここで、加熱及び加圧する方法としては、加熱と加圧を別々に行っても良く、プレス成形及び／又は熱成形などの方法により加熱及び加圧することが好ましい。具体的には「（１−１―１−２）素材ｘ１の作成」で述べた条件で加熱及び加圧すれば良い。
ここで、シート材の大きさが素材ｘ３と同じ場合は、当該シート材が素材ｘ３となる。
シート材の大きさが、素材ｘ３より大きい場合は、素材ｘ３の大きさに合わせて、切り出したものが素材ｘ３となる。

（１−２）素材ｙの準備
素材ｙに含まれる炭素繊維Ｂ１は、上述したように、単糸から構成されてもよいし、臨界単糸数未満の繊維束と単糸とから構成されてもよいし、臨界単糸以上の繊維束から構成されもよいし、さらには、これらを組み合わせて構成されてもよい。
繊維束の状態のものを用いる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束においてほぼ均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。また、繊維束の状態のものを用いる場合、炭素繊維Ｂ１は２次元方向にランダム配向させて使用されるのが好ましい。
ここでは、炭素繊維Ｂ１は、単糸等Ｂ１ａと炭素繊維束Ｂ１ｂとが混在し、単糸等Ｂ１ａと炭素繊維束Ｂ１ｂとを用いた素材ｙ１の製造について説明する。
図８は、素材ｙ１の製造方法を説明する図である。

（１−２−１）ストランドをカットする工程（カット工程）
ストランド２０１をカットして切断繊維２０２を得る好ましい工程は、ナイフを用いてストランド２０１をカットする工程である。カットに用いるナイフとしてはロータリーカッター等２０３が好ましい。
炭素繊維Ｂ１に炭素繊維束Ｂ１ｂが含まれる場合、当該炭素繊維束Ｂ１ｂ中の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）を上述した式（３）で示された範囲内とするために、カット工程に供するストランド２０１の大きさ、例えば束の幅や幅当たりの繊維数を調整することでコントロールすることが好ましい。
ストランド２０１としてあらかじめ炭素繊維束Ｂ１ｂの平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が上記式（３）の範囲であるものを用いることが好ましい。しかしながら、一般的に繊維束中の繊維数が少ないほど、ストランド２０１の価格が高価になってしまう。そこで安価に入手できる繊維数の多いストランド２０１を用いる場合には、カット工程に供するストランド２０１の幅や幅当たりの繊維数を調整してカット工程に供することが好ましい。

（１−２−２）切断繊維２０２を開繊させる工程（開繊工程）
開繊工程は切断繊維２０２を管２０５内に導入し、切断繊維２０２を開繊させる工程である。空気供給装置２０７から供給される空気を切断繊維に吹き付けることにより適宜開繊させることができる。なお、ここで空気が吹き付けられて開繊した繊維が、素材ｙ１中の炭素繊維Ｂ１になる。

（１−２−３）前駆体ｙａを得る工程
前駆体ｙａを形成する工程は、開繊した炭素繊維Ｂ１を、空気中に拡散させると同時に、粉粒体状又は短繊維状の熱可塑性樹脂（以下、これらを「熱可塑性樹脂粒子等」と総称する）ｅ１を樹脂供給装置２０９から供給し、炭素繊維Ｂ１を熱可塑性樹脂粒子等ｅ１とともに、開繊装置（管２０５）の下方に設けた支持体２１１上に散布し、該支持体２１１上に炭素繊維Ｂ１と熱可塑性樹脂粒子等ｅ１とが混在した状態で、所定の厚さに堆積・定着させて前駆体ｙａを形成させる工程である。
ここで、炭素繊維Ｂ１は、２次元方向にランダム配向するように散布することが好ましい。
前駆体ｙａの製造方法において、ストランド２０１を一定の長さにカットした後、切断繊維２０２を所望サイズ（太さ）の繊維束に分離・開繊させると同時に、開繊された炭素繊維Ｂ１を熱可塑性樹脂粒子等ｅ１とともに、支持体（以下「定着ネット」ということがある）２１１の表面に向け吹付けて堆積して定着させることにより、前駆体ｙａを形成することができる。

（１−２−４）加熱圧縮工程
加熱圧縮工程では、前駆体ｙａを加熱及び加圧する。これにより、熱可塑性樹脂粒子等ｅ１と炭素繊維Ｂ１とを含む素材ｙ１を得ることができる。
ここで、加熱及び加圧する方法としては、加熱と加圧を別々に行っても良く、プレス成形及び／又は熱成形などの方法により加熱及び加圧することが好ましい。
前駆体ｙａは熱可塑性樹脂粒子等ｅ１を炭素繊維Ｂ１に容易に含浸させやすい特徴を持つため、ホットプレス成形などの方法により成形中間体としても効率よく得ることができる。
具体的には加圧下で前駆体ｙａ中の熱可塑性樹脂粒子等ｅ１が溶融し、炭素繊維束Ｂ１ｂ及び単糸等Ｂ１ａの単糸間に溶融状態の熱可塑性樹脂（ｅ１）を含浸させた後、冷却することが好ましい。この加熱及び加圧操作は、金型内で行われると好ましい。
素材ｙ１を得る際の前駆体ｙａへの加圧条件としては、１０ＭＰａ未満であると好ましく、８ＭＰａ以下であるとより好ましく、５ＭＰａ以下であると更に好ましい。圧力が１０ＭＰａ未満であると、より安価または一般的な成形装置（プレス装置）を使用でき、大型の前駆体ｙａを加熱・加圧する場合でも、設備投資や維持費を抑制でき好ましい。
前駆体ｙａを素材ｙ１とするために加熱する際の温度としては、前駆体ｙａに含まれる熱可塑性樹脂粒子等ｅ１が結晶性の場合は融点以上分解温度未満、非晶性の場合はガラス転移温度以上分解温度未満であると好ましい。なお、熱可塑性樹脂の分解温度としては、空気中の熱分解温度であると好ましい。
素材ｙ１の厚みは、熱可塑性樹脂層Ｙ１とほぼ同一の厚みになるので、熱可塑樹脂層Ｙ１の厚みに合わせて、素材ｙ１の厚みを調整すれば良い。素材ｙ１の大きさについても同様で、熱可塑性樹脂層Ｙ１の大きさに合わせて適宜作成すれば良い。
素材ｙ１の作成時には、熱可塑性樹脂用として、繊維状又は紛体した熱可塑性樹脂粒子ｅ１が供給されているが、溶融状態の熱可塑性樹脂が供給されてもよい。この場合、繊維束のみを散布し、その後に溶融樹脂をシート状に形成することで、実施できる。

（１−３）積層工程
図９は、成形材料１の製造方法の一例を説明する説明図である。
積層工程では、例えば、図９に示すように、準備された素材ｘ１と素材ｙ１とを所定の構成で積層できる。ここでは、１枚の素材ｘ１と２枚の素材ｙ１とを、素材ｘ１が中央になるように積層する。つまり、２枚の素材ｙ１が表層と裏層に位置するように積層する。
これにより、３層構造の成形材料１が完成する。ここでは、熱可塑性樹脂層Ｘ１として、素材ｘ１を利用したが、上述した素材ｘ２，ｘ３を利用してもよいし、上述していない別の方法で製造した素材を利用してもよい。また、１層の熱可塑性樹脂層Ｘ１は、複数枚の素材ｘ１から構成されてもよいし、１層の熱可塑性樹脂層Ｙ１は、複数枚の素材ｙ１から構成されてもよい。
１層の熱可塑性樹脂層Ｘ１を複数枚の素材で構成する場合は、素材ｘ１，ｘ２，ｘ３の何れか１種類を用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。熱可塑性樹脂層Ｘ１が複数層ある場合は、素材ｘ１，ｘ２，ｘ３の全ての層を同じ種類の素材で構成してもよいし、複数種類を用いて構成してもよい。
なお、その他の多層構造の成形材料を作成する場合には、適宜積層構成を調整すれば良い。

（２）成形材料２
上述の成形材料１の製造方法では、熱可塑性樹脂層Ｘ１用の素材ｘ１と、熱可塑性樹脂層Ｙ１用の素材ｙ１とを別々に製造した後、これらを積層して成形材料１としたが、熱可塑性樹脂層Ｘ１と熱可塑性樹脂層Ｙ１のうち、少なくとも一方を他方に直接積層する（一方を他方の素材上に直接形成する）ように、成形材料を製造してもよい。
図１０は、成形材料２の製造方法に係る一例を説明する説明図である。
成形材料２は、熱可塑性樹脂層Ｙ１に対応するシート状の素材ｙ２を形成する工程と、該工程で形成された素材ｙ２の上に、シート状の素材ｘ４を形成する工程とを含む。これら工程を終えたシート材が所定寸法に切断されて成形材料２となる。
素材ｙ２は、２．（１）における（１−２）の（１−２−１）〜（１−２−３）で述べたように、所定長さに切断された炭素Ｂ１と熱可塑性樹脂粒子ｅ１とを散布して、形成される。図１０では、図８で示した装置を利用できる。
図１０では、便宜上、カット装置２０３，開繊装置（管）２０５が記載されている。なお、開繊装置２０５はＴ型ダイス５３の上流側に配される。
素材ｘ４は、２．（１）における（１−１）の（１−１−１−１）で述べたように、予め作成した粉砕材３７や樹脂ペレットを溶融させて、重量平均繊維長が０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲に入る炭素繊維Ａ１を含んだ溶融樹脂６１をシート状に塗布して形成される。
ここでは、素材ｘ４は、図１０に示すように、例えば、２．（１）における（１−１）の（１−１−２）で説明した素材ｘ２の製造方法及び製造装置（図７参照）を利用して形成できる。具体的には、一方向に連続して移動する支持体２１１を構成するコンベア（駆動ユニットも含む）と、スクリュー押出機５１と、Ｔ型ダイス５３とで実施できる。
また、素材ｙ２上に上記述べた粉砕材３７等を散布することで、素材ｙ２上に素材を形成できる。さらに、ここで説明した製造方法と逆に、先に、素材ｘ２，ｘ３を作成し、素材ｘ２，ｘ３に素材ｙ２を形成しても良い。

３．その他
（１）強化繊維
炭素繊維Ａ１と炭素繊維Ｂ１以外のガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等の強化繊維を成形材料に加えても良い。具体的には、成形材料に含まれる強化繊維全体に対して、０ｗｔ％超４９ｗｔ％以下の範囲の重量割合であれば、繊維長、開繊度を問わず含んでいても良い。

（２）他の剤
成形材料中には、ガラス繊維や有機繊維等の各種繊維状または非繊維状フィラー、難燃剤、耐ＵＶ剤、顔料、離型剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤の添加剤を含んでいてもよい。

成形材料１と同じ多層構造を有する成形材料を成形して得られた成形体の機械特性及び成形材料の成形性について、実施例を用いて説明する。用いた素材の製造方法は、上述の（１−１）素材ｘの準備の項目の（１−１−１）の製造例１で説明した素材ｘ１と、上述の（１−２）素材ｙの準備の項目で説明した素材ｙ１である。
なお、比較検討するために、従来の成形材料（素材ｙ１のみ）を成形材料として用いた場合を比較例１とし、素材ｘ１のみを成形材料として用いた場合を比較例２としている。
比較例を示す符号は、実施例で説明した符号に「ｃ」を付けて区別する。例えば、比較例において、実施例の熱可塑性樹脂層Ｘ１に相当する熱可塑性樹脂層を示す符号は「Ｘ１ｃ」とする。表１、表２、及び表３は、実施例及び比較例の構成と特性をまとめたものである。

１．評価方法
（１）熱可塑性樹脂層に含まれる炭素繊維の繊維長の測定方法
後述する実施例においては、粉砕材３７に含まれる炭素繊維Ａ１の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）を０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満に調整し、炭素繊維Ｂ１の重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）を３ｍｍ以上１００ｍｍ以下になるよう調整して、ロータリーカッターでストランドをカットしている。すなわち、本実施例において、熱可塑性樹脂層Ｘ１に含まれる炭素繊維Ａ１の繊維特性は粉砕材３７に含まれる炭素繊維の特性が維持される。また、熱可塑性樹脂層Ｙ１に含まれる炭素繊維Ｂ１の繊維特性は、前駆体ｙａ及び素材ｙ１に含まれる炭素繊維の特性が維持される。
したがって、炭素繊維Ａ１の特性は、粉砕材３７に含まれる炭素繊維を分析し、炭素繊維Ｂ１の特性は、前駆体ｙａに含まれる炭素繊維を分析した。
具体的には、粉砕材３７又は前駆体ｙａを切り出しルツボに入れ、５５０℃にて１．５時間有酸素雰囲気下で加熱し樹脂成分を燃焼除去した。残った炭素繊維を界面活性剤入りの水に投入し、超音波振動により十分に撹拌させた。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。
抽出した炭素繊維については、式（４），（５）により数平均繊維長（Ｌｎ）、重量平均繊維長（Ｌｗ）を炭素繊維Ａ１、炭素繊維Ｂ１についてそれぞれ求めた。

（２）繊維束の分析
（２−１）熱可塑性樹脂層Ｘ１に含まれる炭素繊維Ａ１
熱可塑性樹脂層Ｘ１から１００ｍｍ×１００ｍｍの角材を切出し、その角材を空気雰囲気中で５００℃×１時間加熱し、樹脂成分を燃焼除去して残った炭素繊維を光学顕微鏡にて観察し、炭素繊維からなる流動単位の平均繊維数Ｎ（Ａ）_ａｖｅを計算する。
流動単位の幅と高さがおおよそＤ_Ａであれば平均繊維数は１である。流動単位の代表幅と代表高さから、平均繊維径（Ｄ_Ａ）のおおよその倍数を導き出し、流動単位の平均繊維数Ｎ（Ａ）_ａｖｅを求めた。炭素繊維からなる流動単位を無作為に１００個選び出し、該操作により測定した平均値を採用した。

（２−２）熱可塑性樹脂層Ｙ１に含まれる炭素繊維束Ｂ１ｂ
炭素繊維束Ｂ１ｂの繊維束の分析は、以下のように行った。
前駆体ｙａから繊維束をピンセットで全て取り出し、炭素繊維束Ｂ１ｂの束の数（Ｉ_Ｂ）及び各繊維束の長さ（Ｌｉ_Ｂ）とその質量（Ｗｉ_Ｂ）を測定し、記録する。
ピンセットにて取り出す事ができない程度に繊維束が小さいものについては、まとめて最後に質量を測定する（Ｗｋ_Ｂ）。質量の測定には、１／１００ｍｇまで測定可能な天秤を用いる。前駆体ｙａに含まれている炭素繊維Ｂ１の平均繊維径（Ｄ_Ｂ）より、臨界単糸数を計算し、臨界単糸数以上の炭素繊維束Ｂ１ｂと、それ以外の単糸等Ｂ１ａに分ける。
炭素繊維束Ｂ１ｂの平均繊維数（Ｎ_Ｂ）の求め方は以下の通りである。
各炭素繊維束Ｂ１ｂ中の繊維本数（Ｎｉ_Ｂ）は使用しているストランドの繊度（Ｆ_Ｂ）より、次式により求められる。
Ｎｉ_Ｂ＝Ｗｉ_Ｂ／（Ｌｉ_Ｂ×Ｆ_Ｂ）
炭素繊維束Ｂ１ｂ中の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は、炭素繊維束Ｂ１ｂの束の数（Ｉ_Ｂ）より、次式により求められる。
Ｎ_Ｂ＝ΣＮｉ_Ｂ／Ｉ_Ｂ
炭素繊維束Ｂ１ｂの炭素繊維Ｂ１の繊維全量に対する割合（ＶＲ_Ｂ）は、炭素繊維の密度（ρｆ）を用いて次式により求められる。
ＶＲ_Ｂ＝Σ（Ｗｉ_Ｂ／ρ_ｆ）×１００／（（Ｗｋ_Ｂ＋ΣＷｉ_Ｂ）／ρ_ｆ）
＝ΣＷｉ_Ｂ×１００／（Ｗｋ_Ｂ＋ΣＷｉ_Ｂ）

（２−３）熱可塑性樹脂層Ｙ１に含まれる炭素繊維束Ｂ１の平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅ
熱可塑性樹脂層Ｙ１から１００ｍｍ×１００ｍｍの角材を切出し、その角材を空気雰囲気中で５００℃×１時間加熱し、樹脂成分を燃焼除去して残った炭素繊維を光学顕微鏡にて観察し、炭素繊維からなる流動単位を無作為に１００個選び出し、以下の操作を行った。
光学顕微鏡で観察したときに、炭素繊維束幅を０．３ｍｍ以下、０．３〜０．６ｍｍ、０．６〜０．９ｍｍ、０．９〜１．２ｍｍ、１．２〜１．５ｍｍ、１．５ｍｍ以上に区分し、それぞれに該当する繊維束の割合を観察した。区分した繊維束幅の中央値と、繊維束の厚み（約０．０５ｍｍ）より、各区分の平均繊維数を算出し、各区分の平均繊維数の合計を、炭素繊維からなる流動単位の平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅとした。

（３）素材ｘ１（熱可塑性樹脂層Ｘ１）、素材ｙ１（熱可性樹脂層Ｙ１）における繊維体積含有率（Ｖｆ）の分析
素材ｘ１、素材ｙ１について、１００ｍｍ×１００ｍｍの角材を切り出し、その重量ｗ_０（ｇ）を測定した。次に、切り出した材料を、空気中で５００℃×１時間加熱し、樹脂成分を燃焼除去して残った炭素繊維の重量Ｗ_１（ｇ）を測定した。ここで、炭素繊維の重量Ｗ１（ｇ）から熱可塑性樹脂層Ｘ１，Ｙ１に含まれる炭素繊維の目付け（ｇ／ｍ^２）を導出した。
また、下式（９）を用いて、繊維重量分率（Ｗｆ）を求めた。いずれの測定もｎ＝３で行い、その平均値を用いた。
Ｗｆ ＝（炭素繊維の重量Ｗ_１／熱可塑性樹脂層の重量Ｗ_０）×１００ ・・・（９）
次に、各成分の比重を用いて、繊維体積含有率（Ｖｆ）を算出した（式（１０）参照）。
一般的に、繊維体積含有率（Ｖｆ）と繊維重量分率（Ｗｆ）は、下記の式（１０）が成立する。ここで、ρ_ｆは繊維の密度、ρ_ｍは樹脂の密度である。
１／Ｖｆ＝１＋ρ_ｆ／ρ_ｍ （１／Ｗｆ−１） ・・・（１０）

（４）物性評価（引張・曲げ試験）
（４−１）引張
ウォータージェットを用いて成形体（場合によっては成形材料である。）又は薄肉成形体の水平部から試験片を切出し、ＪＩＳ Ｋ ７１６４を参考として、インストロン社製の５９８２Ｒ４４０７万能試験機を用いて、引張試験を行った。試験片の形状はＡ形試験片とした。チャック間距離は１１５ｍｍ、試験速度は２ｍｍ／ｍｉｎとした。

（４−２）曲げ
曲げ試験に関しては、上記と同様に試験片を切出し、ＪＩＳ Ｋ ７０１７を参考として、インストロン社製の曲げ試験機５９６６を用いて測定した。試験片の形状はＡ形試験片とした。評点間距離（Ｌ_Ｓ）と板厚の厚み（Ｄ_ｔ）の比（Ｌ_Ｓ／Ｄ_ｔ）は４０、ひずみ速度は１％／ｍｉｎとした。このように測定することで、作成した成形材料の厚み誤差を無視できる。なお、評価結果は、比較例１を１００として相対値で記載した。

（５）成形体における繊維配向の分析
成形体から試験片を切出し、成形体の任意の方向、及びこれと直交する方向を基準とする引張試験を行い、引張弾性率を測定し、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比（Ｅδ）を測定した。弾性率の比が１に近いほど、等方性に優れる材料である。本実施例では弾性率の比が１．３以下の場合、等方性であると評価する。

（６）流動特性
流動特性は、成形材料に含まれる熱可塑性樹脂が軟化する状態まで加熱した後、成形材料よりも温度の低い金型内に成形材料を配し（いわゆるコールドプレス）、５ＭＰａの圧力で６０秒間プレスすることで、熱可塑性樹脂層Ｙ１（比較例２のみ、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃ）に、図１１、図１２に示すような、リブ・ボスを形成することを目標にして試験し、以下の手順により、流動率（Ｆ）を算出した。
ｉ）成形体（リブ・ボスが形成されたもの）の繊維体積含有率（Ｖｆ）を測定し、成形体の密度（ρ_ａ）を算出。
ｉｉ）成形体重量（Ｗｍ）を測定（Ｗｍは成形材料重量と同等）。
ｉｉｉ）Ｗｍと密度（ρ_ａ）より、成形体体積（Ｖｍ）を算出（Ｖｍ＝Ｗｍ／ρ_ａ）。
ｉｖ）成形体の水平部の厚み（ｔｂ）を測定し、成形体の水平部の体積（Ｖｂ）を算出（図１１のリブ、ボスを除いた部分）。
ｖ）ＶｍからＶｂを差し引き、成形体のリブ・ボス部体積（Ｖｚ）を算出（Ｖｚ＝Ｖｍ−Ｖｂ）。
ｖｉ）ＶｚをＶｍで割った値を、流動率（Ｆ）とする（Ｆ＝Ｖｚ／Ｖｍ）。
なお、評価は、比較例１のボス高さから算出した流動率Ｆを１００として、比較例１に対する比で行っている。例えば、表１、表２、及び表３中の、流動率（Ｆ）が「１５０」とは、比較例１の流動率（Ｆ）の１．５倍であり、比較例１よりも流動特性が良好であることを示している。

（７）熱可塑性樹脂層Ｘ１の流出性
熱可塑性樹脂層Ｘ１と熱可塑性樹脂層Ｙ１の端部を揃えてプレス成形した時に、熱可塑性樹脂層Ｘ１が熱可塑性樹脂層Ｙ１の端部よりも流出するか否かの流出性評価を行った。
ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ：成形体の全ての端部において、繊維長の長い熱可塑性樹脂層Ｙ１が形成されていた（例えば図１３の状態である。）。
ｇｏｏｄ：成形体の一部の端部には熱可塑性樹脂層Ｙ１が形成されていなかったが、少なくとも半分以上の成形体の端部に、熱可塑性樹脂層Ｙ１が形成されていた。
ｂｅｔｔｅｒ：成形体の一部の端部には熱可塑性樹脂層Ｙ１が形成されていたが、多くの成形体の端部には、熱可塑性樹脂層Ｙ１が形成されなかった。
ｂａｄ：成形体の全ての端部は、繊維長が短い熱可塑性樹脂層Ｘ１によって形成されていた（例えば図１４の状態である）。

２．実施例
実施例、比較例で用いた炭素繊維は、いずれもＰＡＮ系炭素繊維である。なお、実施例、比較例で用いられた熱可塑性樹脂はいずれもポリアミド６（融点２２５℃、熱分解温度（空気中）３００℃）である。
実施例１〜４、７〜１２、及び１５に係る成形材料は、表１及び表２に示すように、３層構造を有し、熱可塑性樹脂層Ｘ１（表中「Ｘ」で表示している。）が中間層で、熱可塑性樹脂層Ｙ１（表中「Ｙ」で表示している。）が表層・裏層である。成形材料は、平面視において、横幅が３５０ｍｍであり、縦幅が３５０ｍｍである。３層構造の成形材料の厚みは、３ｍｍである。
実施例５に係る成形材料は、表１に示すように、５層構造を有し、熱可塑性樹脂層Ｘ１（表中「Ｘ」で表示している。）と熱可塑性樹脂層Ｙ１（表中「Ｙ」で表示している。）が、Ｙ／Ｘ／Ｙ／Ｘ／Ｙという順に積層している。成形材料は、平面視において、横幅が３５０ｍｍであり、縦幅が３５０ｍｍである。５層構造の成形材料の厚みは、３ｍｍである。
実施例６に係る成形材料は、表１に示すように、４層構造を有し、熱可塑性樹脂層Ｘ１（表中「Ｘ」で表示している。）と熱可塑性樹脂層Ｙ１（表中「Ｙ」で表示している。）が、Ｙ／Ｘ／Ｘ／Ｙという順に積層している。成形材料は、平面視において、横幅が３５０ｍｍであり、縦幅が３５０ｍｍである。４層構造の成形材料の厚みは、３．１ｍｍである。
実施例１３に係る成形材料は、表２に示すように、３層構造を有し、熱可塑性樹脂層Ｘ１（表中「Ｘ」で表示している。）が中間層で、熱可塑性樹脂層Ｙ１（表中「Ｙ」で表示している。）が表層・裏層である。成形材料は、平面視において、横幅が３５０ｍｍであり、縦幅が３５０ｍｍである。３層構造の成形材料の厚みは、３．０ｍｍである。
各実施例の成形材料の熱可塑性樹脂層の構成の詳細を表１、表２、及び表３に示す。
比較例の成形材料の熱可塑性樹脂層の構成についても表３に示した。なお、比較例の成形材料は、すべて、平面視において、横幅が３５０ｍｍであり、縦幅が３５０ｍｍである。

（１）実施例１
（１−１）熱可塑性樹脂層Ｘ１の準備
熱可塑性樹脂層Ｘ１は、２．（１）の（１−１）の（１−１−３）製造例３で記載した製造方法に似た方法で製造したシート材を粉砕して得られた粉砕材を、２．（１）の（１−１）の（１−１−１）製造例１で説明した製造方法の樹脂組成物として利用して、素材ｘ１を準備した。具体的には以下の通りである。
炭素繊維として、東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０−２４ＫＳ（平均繊維径Ｄ_Ａ：７μｍ 繊維幅：１０ｍｍ 引張強度：４０００ＭＰａ、密度ρ_ｆ：１．７５ｇ／ｃｍ^３（０．００１８ｇ／ｍｍ^３）、炭素繊維の断面積（π×（Ｄ_Ａ／２）^２）：３８．５μｍ^２）を使用し、炭素繊維を拡幅して２０ｍｍ幅として使用した。
カット装置における刃の間隔は１２ｍｍとした。
作成した前駆体は、炭素繊維目付１４４０ｇ／ｍ^２、ナイロン樹脂目付１７００ｇ／ｍ^２であり、この前駆体を２６０℃に加熱したプレス装置にて、４ＭＰａにて３分間加熱し、厚みが２．３ｍｍのシート材（複合材料）を得た。
得られたシート材は、大型低速プラスチック粉砕機を用いて細かく粉砕し、粉砕材を得た。粉砕材に含まれる炭素繊維Ａ１の特性を、上述の方法を使用して測定したところ、繊維長分布は０．０１ｍｍ以上〜２．３ｍｍ以下の範囲内であり、数平均繊維長（Ｌｎ_Ａ）は０．２２ｍｍ、重量平均繊維長（Ｌｗ_Ａ）は０．５５ｍｍであった。平均繊維数Ｎ（Ａ）_ａｖｅは１．１本であった。これらの結果を表１に示す。
得られた粉砕材を、２６０℃に加熱したプレス装置にて、４ＭＰａにて３分間加熱し、厚さ０．３ｍｍのシート状の素材ｘ１を得た。得られた素材ｘ１について超音波探傷試験を行ったところ、未含浸部やボイドは確認されなかった。また、得られた素材ｘ１中における繊維体積含有率（Ｖｆ）は３５Ｖｏｌ％であり、炭素繊維目付は１８８ｇ／ｍ^２であった。

（１−２）熱可塑性樹脂層Ｙ１の準備
ストランドとして、東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０−２４ＫＳ（平均繊維径（Ｄ_Ｂ）：７μｍ、繊維幅１０ｍｍ、密度：ρｆ１．７５ｇ／ｃｍ^３（０．００１８ｇ／ｍｍ^３）、炭素繊維の断面積（π×（Ｄ_Ｂ／２）^２）：３８．５μｍ^２）を拡幅して、繊維幅２０ｍｍとしたものを使用した。炭素繊維Ｂ１ｂのカット装置には、ロータリーカッターを用いた。
炭素繊維全量の目付が８５０ｇ／ｍ^２、ナイロン樹脂目付１０００ｇ／ｍ^２になるように、調整し、素材ｙ１の前駆体ｙａを得た。
得られた前駆体ｙａに含まれる炭素繊維Ｂ１の繊維長を測定したところ、２０ｍｍと一定長であった。ストランドのカット方法を上述のようにロータリーカッターの刃のピッチを一定長としたために、前駆体に含まれる炭素繊維Ｂ１の長さを固定長とすることができ、数平均繊維長（Ｌｎ_Ｂ）、及び重量平均繊維長（Ｌｗ_Ｂ）はいずれも２０ｍｍであった。
得られた前駆体ｙａについて、炭素繊維束Ｂ１ｂの割合と、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）を調べたところ、式（２）で定義される臨界単糸数は８６本であり、炭素繊維束Ｂ１ｂの前駆体ｙａの繊維全量に対する割合は８６Ｖｏｌ％、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）は、１５００本であった。熱可塑性樹脂層Ｙ１中における繊維体積含有率（Ｖｆ）は３５Ｖｏｌ％であった。また、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅは１１５０本であった。
得られた前駆体を２６０℃に加熱したプレス装置にて、４ＭＰａにて３分間加熱し、厚さ１．３５ｍｍの板状の素材ｙ１を得た。炭素繊維目付は８５０ｇ／ｍ^２であった。得られた素材ｙ１について超音波探傷試験を行ったところ、未含浸部やボイドは確認されなかった。

（１−３）熱可塑性樹脂層Ｘ１と熱可塑性樹脂層Ｙ１の積層
上記得られた素材ｘ１と素材ｙ１を、熱可塑性樹脂層Ｘ１と熱可塑性樹脂層Ｙ１がＹ／Ｘ／Ｙの３層構造となるように、２６０℃に調整された金型内に設置した後、４．０ＭＰａにて３分開加圧したのち、加圧した状態で金型温度を４０℃に冷却することにより、厚み（Ｄｔ）が３ｍｍの３層構造の成形材料１を得た。熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料１中の比率（重量割合）は１０ｗｔ％である（表１参照）。
この加熱加圧後の成形材料は、平板状をした成形体にも相当する。以下、成形材料の評価は、換言すると、平板状の成形体の評価でもある。

（１−４）成形材料の評価
得られた板状の成形材料の０度及び９０度方向の引張り弾性率を測定したところ、弾性率の比（Ｅδ）は１．０３であり、繊維配向は殆ど無く、等方性が維持された材料を得る事ができた。更に、この成形材料を５００℃×１時間程度炉内にて加熱し、樹脂を除去した後、各層Ｘ１，Ｙ１に含まれる炭素繊維Ａ１と炭素繊維Ｂ１の繊維長、及び炭素繊維束Ｂ１ｂの割合と、炭素繊維束Ｂ１ｂに含まれる平均繊維数（Ｎ_Ｂ）、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅ及び炭素繊維Ａ１に含まれる平均繊維数Ｎ（Ａ）_ａｖｅを調べたところ、上記素材ｘ１及び素材ｙ１の前駆体での測定結果と差異は見られなかった。
得られた成形材料の流動特性を調べるために、上記流動特性の評価方法に基づいて評価した。
実施例１に係る各種特性は、表１に示す通りである。つまり、引張強度が比較例１の９５％、引張弾性率が比較例１の９５％である。曲げ強度が比較例１と同じ（比較例１の１００％）、曲げ弾性率が比較例１の９５％である。流動率（Ｆ）は比較例１の１５０％である。

（２）実施例２
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備した以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層した。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％である（表１参照）。
実施例２に係る各種特性は、表１に示す通りである。つまり、引張強度が比較例１の９５％、引張弾性率が比較例１の９０％である。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％である。流動率（Ｆ）は比較例１の５００％である。

（３）実施例３
熱可塑性樹脂層Ｘ１が１．０ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．０ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備した以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層した。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は４０ｗｔ％である。
実施例３に係る各種特性は、表１に示す通りである。つまり、引張強度が比較例１の７５％、引張弾性率が比較例１の８５％である。曲げ強度が比較例１の９０％、曲げ弾性率が比較例１の８５％である。流動率（Ｆ）は比較例１の６００％である。

（４）実施例４
熱可塑性樹脂層Ｘ１が１．５ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、熱可塑性樹脂層Ｙ１が０．７５ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備した以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層した。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は５０ｗｔ％である。
実施例４に係る各種特性は、表１に示す通りである。つまり、引張強度が比較例１の７０％、引張弾性率が比較例１の８０％である。曲げ強度が比較例１の９０％、曲げ弾性率が比較例１の８５％である。流動率（Ｆ）は比較例１の８００％である。

（５）実施例５
熱可塑性樹脂層Ｙ１が０．８ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備したこと以外は実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層した。

（６）実施例６
熱可塑性樹脂層Ｘ１が１．１ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、熱可塑性樹脂層Ｙ１が０．４５ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は７０ｗｔ％となる。
実施例６に係る各種特性は、表１に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の５０％、引張弾性率が比較例１の５０％となる。曲げ強度が比較例１の７０％、曲げ弾性率が比較例１の６５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の８５０％となる。

（７）実施例７
熱可塑性樹脂層Ｘ１の厚みが０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が１５ｍｍになるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例７に係る各種特性は、表１に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８５％、引張弾性率が比較例１の９０％となる。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の５００％となる。

（８）実施例８
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が１０ｍｍになるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例８に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８５％、引張弾性率が比較例１の９０％となる。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の５００％となる。

（９）実施例９
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が２４００本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが２０００本になるようにし、炭素繊維束Ｂ１ｂの前駆体ｙａの繊維全量に対する割合を９５Ｖｏｌ％になるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例９に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８０％、引張弾性率が比較例１の８５％となる。曲げ強度が比較例１の９０％、曲げ弾性率が比較例１の９０％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の５５０％となる。

（１０）実施例１０
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が１５ｍｍになるようにし、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が２４００本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが２０００本になるようにし、炭素繊維束Ｂ１ｂの前駆体ｙａの繊維全量に対する割合を９５Ｖｏｌ％になるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例９に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８０％、引張弾性率が比較例１の８５％となる。曲げ強度が比較例１の９０％、曲げ弾性率が比較例１の９０％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の５５０％となる。

（１１）実施例１１
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が４５０本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが４００本になるようにし、炭素繊維束Ｂ１ｂの前駆体ｙａの繊維全量に対する割合を４０Ｖｏｌ％になるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例９に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８０％、引張弾性率が比較例１の８５％となる。曲げ強度が比較例１の９０％、曲げ弾性率が比較例１の９０％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の１２０％となる。

（１２）実施例１２
炭素繊維Ａ１の数平均繊維長が０．５５ｍｍになるようにし、炭素繊維Ａ１の重量平均繊維長が０．７８ｍｍになるようにし、熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例１２に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の８５％、引張弾性率が比較例１の９０％となる。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の５００％となる。

（１３）実施例１３
炭素繊維Ａ１の数平均繊維長が０．１ｍｍになるようにし、炭素繊維Ａ１の重量平均繊維長が０．２ｍｍになるようにし、熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が２５ｍｍになるようにし、かつ平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が７００本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが６００本になるように素材ｙ１を準備した以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層した。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％である。
実施例１３に係る各種特性は、表２に示す通りである。つまり、引張強度が比較例１の９５％、引張弾性率が比較例１の９０％である。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％である。流動率（Ｆ）は比較例１の３５０％である。

（１４）実施例１４
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が１０ｍｍになるようにし、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が６５００本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが６０００本になるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例１４に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の７０％、引張弾性率が比較例１の７５％となる。曲げ強度が比較例１の８０％、曲げ弾性率が比較例１の８０％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の１０００％となる。

（１５）比較例１、２
以下で説明する比較例１、２に係る成形材料１ｃは、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃ，Ｙ１ｃ用の素材ｘ１ｃ、ｙ１ｃの一方だけが金型内に設置された後、実施例１に係る成形材料１と同様に、４．０ＭＰａの成形圧力で、２６０℃、３分で成形されることで、厚み（Ｄｔ）が３ｍｍの成形材料となる。機械特性の試験片は、この成形材料から切り出されて製作され、流動特性の試験は、この成形体を利用して行われる。
比較例１に係る成形材料１ｃは、表３に示すように、熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃ（素材ｙ１ｃのみを使用している。）のみからなる。すなわち、比較例１の熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃは、厚みが３ｍｍであること以外は、実施例１における成形材料のＹ層と同一である。
比較例２に係る成形材料１ｃは、表３に示すように、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃ（素材ｘ１ｃのみ使用されている。）のみからなる。すなわち、比較例２の熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃは、厚みが３ｍｍであること以外は、実施例１における成形材料のＸ層と同一である。
比較例１、２に記載の平板は、実施例１と同様に、平面視長方形状をし、平面視における横幅が３５０ｍｍ、縦幅が３５０ｍｍである。成形材料１ｃの厚み（Ｄｔ）は、３ｍｍである。機械物性の結果は表３に示す。

（１６）実施例１５
熱可塑性樹脂層Ｘ１が０．６ｍｍになるように素材ｘ１を準備し、炭素繊維Ｂ１の数平均繊維長及び重量平均繊維長が４ｍｍになるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１が１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１を準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１と素材ｙ１を準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１の成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
実施例１５の熱可塑性樹脂層Ｙ１の濃度パラメーターに対する熱可塑性樹脂層Ｘ１の濃度パラメーターの比は３．１４となる。
実施例１５に係る各種特性は、表２に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の４０％、引張弾性率が比較例１の４０％となる。曲げ強度が比較例１の５０％、曲げ弾性率が比較例１の４０％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の１４００％となる。

（１７）比較例３
炭素繊維Ａ１ｃの数平均繊維長が４ｍｍになるようにし、炭素繊維Ａ１ｃの重量平均繊維長が１．２ｍｍになるようにし、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃが０．６ｍｍになるように素材ｘ１ｃを準備し、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃが１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１ｃを準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１ｃと素材ｙ１ｃを準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃの成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
比較例３に係る各種特性は、表３に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の９５％、引張弾性率が比較例１の９５％となる。曲げ強度が比較例１の９５％、曲げ弾性率が比較例１の９５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の１００％となる。

（１８）比較例４
熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃが０．６ｍｍになるように素材ｘ１ｃを準備し、平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が２１０本になるようにし、平均繊維数Ｎ（Ｂ）_ａｖｅが１５０本になるようにし、かつ熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃが１．２ｍｍの厚みになるように素材ｙ１ｃを準備する以外は、実施例１と同様に素材ｘ１ｃと素材ｙ１ｃを準備し、Ｙ／Ｘ／Ｙの順に積層する。つまり、熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃの成形材料中の比率は２０ｗｔ％となる。
比較例４の熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃの濃度パラメーターは、２．４×１０^４となる。
比較例４に係る各種特性は、表３に示す通りとなる。つまり、引張強度が比較例１の１１５％、引張弾性率が比較例１の１１５％となる。曲げ強度が比較例１の１１５％、曲げ弾性率が比較例１の１１５％となる。流動率（Ｆ）は比較例１の７０％となる。

（１９）比較例５
カートリッジカッターを用いて、東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０−２４ＫＳ（平均繊維径７μｍ、繊維幅１０ｍｍ、密度ρ_ｆ１．７５ｇ／ｃｍ^３、炭素繊維の断面積（π×（Ｄ／２）^２：３８．５μｍ^２）をカットし、繊維長９ｍｍのチョップド炭素繊維束を得た。
界面活性剤（和光純薬工業（株）社製、「ｎ−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム」（製品名））の１．５ｗｔ％水溶液１００リットルを攪拌し、予め泡立てた分散液を作製した。この分散液に、得られたチョップド炭素繊維束１を投入し、１０分間撹拌した後、長さ５００ｍｍ×幅５００ｍｍの抄紙面を有する抄紙機に流し込み、吸引により脱水後、１５０℃の温度で２時間乾燥し、炭素繊維からなる炭素繊維不織布を得た。
得られた炭素繊維不織布をポリプロピレン樹脂フィルムで交互積層し、合計５層の積層体を用意した。金属製のツール板の上に離型シートで挟んだ積層体を載せ、さらに上にツール板を配置した。離型シートとしてテフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を用いた。ついで、２１０℃に加熱された上下の熱盤面から構成される油圧式プレス機の熱盤面間に該積層体を配置し、面圧５ＭＰａでプレスした。次に、８０℃の温度に温度制御された別の油圧式プレス機に搬送し、冷却盤間に配置後、面圧５ＭＰａで冷却プレスを行い、炭素繊維不織布とポリプロピレン樹脂からなる厚み０．５ｍｍの比較熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃを得た。
次に、無変性ポリプロピレン樹脂９０質量％と、酸変性ポリプロピレン樹脂１０質量％を用意し、ドライブレンドを行った。２００℃の二軸押出機で該ドライブレンド品を溶融混練させた後、該押出機の再度フィーダーから、カートリッジカッターを用いて、東邦テナックス社製の炭素繊維“テナックス”（登録商標）ＳＴＳ４０−２４ＫＳをカットして得られた、繊維長６ｍｍのチョップド炭素繊維束を投入して混練した。該押出機にて溶融混練した後、Ｔダイから押出した。
その後、６０℃のチルロールでひきとることによって冷却固化させ、厚み０．５ｍｍの炭素繊維／ポリプロピレン樹脂シートを得た。このシートを金属製のツール板の上に離型シートで挟んで載せ、さらに上にツール板を配置した。離型シートとしてテフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を用いた。ついで、２１０℃に加熱された上下の熱盤面から構成される油圧式プレス機の熱盤面間に該積層体を配置し、面圧５ＭＰａでプレスした。次に、８０℃の温度に温度制御された別の油圧式プレス機に搬送し、冷却盤間に配置後、面圧５ＭＰａで冷却プレスを行い、炭素繊維不織布とポリプロピレン樹脂からなる厚み２．０ｍｍ、繊維重量分率が３３．３ｗｔ％の比較熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃを得た。
得られた比較熱可塑性樹脂層Ｙ１ｃを２枚（片側分である）用いて、１枚の比較熱可塑性樹脂層Ｘ１ｃを挟み込み、実施例１と同様にプレス成形した。結果を表３に示す。

本発明に係る成形材料は、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の炭素繊維（Ａ）の重量平均繊維長が短いために成形時の流動特性が向上し、熱可塑性樹脂層（Ｙ）の炭素繊維（Ｂ）の重量平均繊維長が長いために、成形時の流動特性と、成形体としたときに機械特性の発現とが両立される。本発明の成形材料は、例えば、自動車、鉄道車両、航空機等の内板、外版、構成部材等、さらには、各種電気部品、機械・装置類等のフレームや筐体等の成形材料として広く活用することができる。

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。
本出願は、２０１４年１月３１日出願の日本特許出願（特願２０１４−０１７５１２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１、３、５ 成形材料
Ａ１ 炭素繊維
Ｂ１ 炭素繊維
Ｃ１ 熱可塑性樹脂
Ｅ１ 熱可塑性樹脂
Ｘ１ 熱可塑性樹脂層
Ｙ１ 熱可塑性樹脂層

Claims (12)

1. 重量平均繊維長０．０１ｍｍ以上３ｍｍ未満の炭素繊維（Ａ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｘ）と、重量平均繊維長３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の炭素繊維（Ｂ）を含む熱可塑性樹脂層（Ｙ）とを含み、
   前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰ_Ｙが１×１０^２以上１×１０^４未満であり、
   熱可塑性樹脂層（Ｘ）の下記式（１）で表される濃度パラメーターＰ_Ｘが１×１０^１以上である、多層構造の成形材料。
   Ｐ＝（ｑ×Ｌｎ^３）／ｈ （１）
   ｑ：熱可塑性樹脂層の単位面積（１ｍｍ^２）当たりに含まれる炭素繊維からなる流動単位の数
   Ｌｎ：炭素繊維の数平均繊維長（ｍｍ）
   ｈ：熱可塑性樹脂層の厚み（ｍｍ）
2. 前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の濃度パラメーターＰ_Ｙに対する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の濃度パラメーターＰ_Ｘの比（Ｐ_Ｘ／Ｐ_Ｙ）が１．０×１０^−３以上３．０以下である、請求項１に記載の多層構造の成形材料。
3. 熱可塑性樹脂層（Ｘ）と熱可塑性樹脂層（Ｙ）の合計重量に対して、熱可塑性樹脂層（Ｘ）の重量割合が、５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である、請求項１又は２のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
4. 多層構造の少なくとも片側の最外層に、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）が配されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
5. 前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）は、少なくとも積層方向の中央に配されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
6. 前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）は１層であり、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）は２層である請求項５に記載の多層構造の成形材料。
7. 前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）が２次元方向にランダム配向されている請求項１〜６の何れか１項に記載の多層構造の成形材料。
8. 前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）に含まれる炭素繊維（Ｂ）が、下記式（２）で定義される臨界単糸数以上の単糸で構成される炭素繊維束（Ｂｂ）を含み、前記炭素繊維（Ｂ）全量に対する当該炭素繊維束（Ｂｂ）の割合が０Ｖｏｌ％超９９Ｖｏｌ％未満であり、かつ当該炭素繊維束（Ｂｂ）中の平均繊維数（Ｎ_Ｂ）が次の式（３）を満たす、請求項１〜７のいずれか１項に記載の多層構造の成形材料。
   臨界単糸数＝６００／Ｄ_Ｂ （２）
   ０．７×１０^４／Ｄ_Ｂ ^２＜Ｎ_Ｂ＜６×１０^５／Ｄ_Ｂ ^２ （３）
   Ｄ_Ｂ：炭素繊維（Ｂ）の平均繊維径（μｍ）
9. 成形材料を成形してなる多層構造の成形体であって、前記成形材料は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の成形材料である、多層構造の成形体。
10. 前記成形体の端部に前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）が存在する請求項９に記載の多層構造の成形体。
11. 前記多層構造は、少なくとも片側の最外層に位置する前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層と、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層に隣接する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層とを有する構造であり、
    前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層の表面に凸部を有し、当該凸部において、前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層の一部が前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層を前記凸部の突出方向に押し上げている、請求項９又は１０のいずれか１項に記載の多層構造の成形体。
12. 前記多層構造は、少なくとも片側の最外層に位置する前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層と、前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層に隣接する前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層とを有する構造であり、
    前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層の表面に凸部を有し、当該凸部において、前記熱可塑性樹脂層（Ｘ）の成形層の一部が前記熱可塑性樹脂層（Ｙ）の成形層を前記凸部の突出方向に突き破っている、請求項９又は１０のいずれか１項に記載の多層構造の成形体。

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