CN108367466A

CN108367466A - 压制成型体的制造方法

Info

Publication number: CN108367466A
Application number: CN201680073987.7A
Authority: CN
Inventors: 横沟穗高; 米田哲也; 小畑昭彦; 佐藤和人; 繁松千明
Original assignee: Teijin Ltd; Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: WO2017104857A1; US10843387B2; EP3392012A4; EP3392012B1; EP3392012A1; CN108367466B; JP6574491B2; US20180361632A1; JPWO2017104857A1

Abstract

本发明的课题在于，提供将包含强化纤维和热塑性树脂的成型材料通过冷压法进行成型的压制成型体的制造方法。通过下述压制成型体的制造方法，能够解决上述课题，其为使用包含强化纤维和热塑性树脂的成型材料的压制成型体的制造方法，通过在搬运装置上配置有多个的保持器保持加热至软化温度以上的成型材料，在成型用模具的上模与下模之间搬运，通过挤压子挤压成型材料，由此以规定的预备赋形率进行预备赋形，其后，闭合上模与下模从而进行加压。

Description

压制成型体的制造方法

技术领域

本发明涉及包含碳纤维和热塑性树脂的纤维强化树脂复合材料的预备赋形成型体、和压制成型体的制造方法。进一步详细而言，是将经加热熔融的纤维强化树脂复合材料通过调整为树脂的熔点以下或玻璃化转变温度以下的模具进行压缩成型的手段，适合用于车辆的结构部件等的制造。

背景技术

纤维强化树脂成型体由于具有其比强度、比刚性、耐疲劳性和振动衰减性等各种各样优异的特性，因此在从日用品、运动用途至汽车・航空宇宙用途中遍及广泛领域被加以利用。其大多数为了满足各自的制品的要求特性，大多通过各种成型法成型为期望的制品形状的形式后，进行二次加工等处理，从而形成完成品。因此，针对用于成型、加工纤维强化树脂成型体的各种各样的技术，广泛进行了研究开发。

近年来，为了提高纤维强化树脂成型体的量产性、特别是成型时的量产性，广泛研究了将基质树脂设为热塑性树脂的各向同性成型材料。将基质树脂设为热塑性树脂的各向同性成型材料在例如压缩成型的过程中，通过在加热后使用压制装置等进行成型，从而形成纤维强化树脂成型体。各向同性成型材料在经加热的状态被搬运至压制装置内的调整为热塑性树脂的熔点以下或玻璃化转变温度以下的模具上，在下一行程中进行合模，可以得到成型体。作为这样的成型方法的冷压法的成型时间短且生产效率高，因此是有前景的。进一步，通过在成型前进行预备赋形，即使是复杂形状的成型体，也能够稳定地成型。例示了通过预备赋形，还能够防止褶皱等的产生(例如参照专利文献1)。

但是，对于冷压法中进行预备赋形，纤维强化复合材料的温度降低，成型性显著降低。因此，要求在纤维强化复合材料的温度不会降低的短时间内进行预备赋形的技术。为了防止复合材料与冷压制用模具接触而冷却，针对在空中保持复合材料的手段进行了公开，但难以通过该机构预备赋形为复杂形状(例如参照专利文献2)。

另一方面，作为将经加热熔融的复合材料从加热炉中取出、并搬运至模具上的方法，用夹状物夹取的方法、用棒状物抽提的方法、用针状物穿刺的方法等是公知而可以使用的。但是，这些方法中，能够搬运熔融状态的复合材料，但难以使用该搬运器进行预备赋形。作为将熔融状态的复合材料在冷压制用的模具内部进行赋形的方法，公开了通过使用多阶段的活动嵌套件(稼働入れ子)的模具，在进行预备赋形的同时进行成型的手段(例如参照专利文献3)。但是，该方法中，难以以作为本发明的目标的复杂形状进行预备赋形。

专利文献1：日本特开2014-051077号公报

专利文献2：日本特开2014-168864号公报

专利文献3：日本专利第4631395号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供经过纤维强化树脂成型体的热塑性各向同性成型材料的预备赋形步骤而制造压制成型体的方法。进一步，本发明的另一个目的在于，提供将预备赋形成型体通过冷压法进行成型并制造压制成型体的方法。

解决课题的手段

本发明人等发现，在将包含碳纤维和热塑性树脂的各向同性成型材料通过冷压法进行成型时，用设置于搬运用夹具上的勾状的针挂住熔融状态的成型材料从而搬运至模具上后，可以使用设置于搬运用夹具上的挤压夹具而在冷压制用模具上在预备赋形率为80%以上且100%以下的条件下进行预备赋形，从而完成了本发明。即，本发明是将包含强化纤维和热塑性树脂的纤维强化树脂复合材料搬运至冷压制用模具上、通过在该状态下实施直至预备赋形的预备赋形步骤而制造预备赋形成型体、并将该预备赋形成型体进行压制成型从而得到压制成型体的制造方法。

[1]压制成型体的制造方法，其包括下述步骤：

步骤11：将包含重均纤维长度为2mm以上的不连续碳纤维和热塑性树脂的成型材料加热至热塑性树脂的软化温度以上的步骤

步骤21：将前述加热至软化温度以上的成型材料通过在搬运器上配置有多个的以点或者以前述成型材料的厚度的10倍以下长度的线状态保持的保持器进行保持，由此用前述搬运器支撑从而在压缩成型用模具的上模与下模之间进行搬运的步骤

步骤22：通过配置于多个前述保持器之间的挤压子对被前述搬运器支撑的前述成型材料进行挤压从而预备赋形，并将预备赋形率设为80%以上且100%以下的步骤

步骤31：闭合前述上模与前述下模并加压，由此将前述成型材料进行压制成型而制成前述压制成型体，在前述压制成型体的温度低于前述热塑性树脂的软化温度的状态下打开前述压缩成型用模具，并将压制成型体从模具中取出的步骤。

[2]根据[1]所述的压制成型体的制造方法，其中，前述保持器具有前述成型材料的厚度加5mm以上且成型材料的厚度40倍以下的近似曲率半径的圆弧状针，将前述圆弧状针穿刺于前述成型材料中，从而保持前述成型材料。

[3]根据[2]所述的压制成型体的制造方法，其中，前述搬运器具有板或框结构的手主体，前述保持器和前述挤压子能够相对于前述手主体沿着接触分离的方向移动，进一步，前述保持器能够相对于前述手主体沿着追随方向移动。

[4]根据[3]所述的压制成型体的制造方法，其中，前述挤压子能够相对于前述手主体沿着追随方向移动。

[5]根据[3]或[4]所述的压制成型体的制造方法，其中，前述手主体能够以任意的角度倾斜。

[6]根据[2]~[5]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，在步骤22中的预备赋形时，

在从作为一个保持器的圆弧状针的位置或前述挤压子与成型材料的接触位置起至作为另一保持器的圆弧状针的位置或前述挤压子与成型材料的接触位置为止沿着成型材料表面的最短距离的下述式所示的变动率为-10~10%的范围内，进行预备赋形，

变动率=(C-D)/D×100(%) (1)

C：预备赋形后的从一个圆弧状针的位置或挤压子与成型材料的接触位置起至另一圆弧状针的位置或挤压子与成型材料的接触位置为止沿着成型材料表面的最短距离

D：预备赋形前的从一个圆弧状针的位置或挤压子与成型材料的接触位置起至另一圆弧状针的位置或挤压子与成型材料的接触位置为止沿着成型材料表面的最短距离。

[7]根据[1]~[6]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，前述挤压子的热导率小于前述成型材料的热导率，前述挤压子的形状为棒状、锥状、球状、或板状。

[8]根据[2]~[7]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，前述不连续碳纤维的重均纤维长度为10mm以上，前述成型材料的厚度为前述圆弧状针的厚度的1/2倍以上。

[9]根据[2]~[8]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，圆弧状针的表面中的至少一部分被至少1种以上的氟系树脂涂布。

[10]根据[2]~[9]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，前述步骤31之后，在前述圆弧状针上涂布水或脱模剂，返回前述步骤11，进行下一压制成型。

[11]根据[1]~[10]中任一项所述的压制成型体的制造方法，其是在步骤21之后且步骤31之前将1个或2个以上的成型材料进行预备赋形从而制造具有立面的压制成型体的方法，其中，进行预备赋形时，将前述1个或2个以上的成型材料中的一部分彼此重合而将立面进行预备赋形，

前述成型材料是用于形成立面的具有重合区域的1个成型材料、或分割为多个的成型材料，

下述数式(2)所示的成型材料的重合率为200%以上，

重合率(%)

=重合部分的最大长度/成型材料的厚度×100 (2)。

发明的效果

通过使用本发明的纤维强化树脂复合材料的压制成型体的制造方法，即使是复杂形状的制品，也可以在能够冷压制的压缩成型用模具的上模与下模之间，在复合材料冷却前进行预备赋形，进一步，能够制造外观的良好的压制成型体。提供以这样的方式得到的压制成型体具有能够进行汽车等的结构部件的低成本化的效果，切实地实现车身的轻量化等。此外，本发明的制造方法也是能够连续制造大量的压制成型体的所谓可量产的制造方法。

附图说明

图1是本发明的压制成型体的制造方法中使用的由上模和下模构成的压缩成型用模具之中的下模的一个例子。

图2是使用图1所示的压缩成型用模具下模通过本发明的压制成型体的制造方法而得到的压制成型体的制品的一个例子。

图3是在本发明的压制成型体的制造方法中使用的裁切后且压制成型前的成型材料上、用在其中记载了数字标记的矩形或椭圆形表示保持器和挤压子的配置的附图的一个例子。

图4是在通过本发明的压制成型体的制造方法而得到的压制成型体的制品上、用在其中记载了数字标记的矩形或椭圆形表示保持器和挤压子的配置的附图的一个例子。

图5是本发明的压制成型体的制造方法中使用的具有保持器的保持部、搬运器的一个例子。

图6是本发明的压制成型体的制造方法中使用的具有挤压子的预备赋形器(动作前)、搬运器的一个例子。

图7是本发明的压制成型体的制造方法中使用的具有挤压子的预备赋形器(动作中)的一个例子。

图8是本发明的压制成型体的制造方法中使用的具备手主体的搬运机器人的一个例子。

图9是表示对于制造本发明的圆弧状针而言适合的圆形形状的线材和其裁切部位的一个例子。

图10是本发明的压制成型体的制造方法中使用的圆弧状针的一个例子。

具体实施方式

以下，针对本发明的实施方式，按顺序说明。

(成型方法)

本发明是包括下述工艺的压制成型体的制造方法。

使包含强化纤维和热塑性树脂的成型材料加热软化后，投入由上模和下模构成的压缩成型用模具内。接着，将上模与下模对合并施加压力，由此提高压缩成型用模具内腔压力，使成型材料流动并且将腔表面转印于成型材料。最后，将在压缩成型用模具内经赋形的压制成型体的温度冷却至低于构成成型材料的热塑性树脂的软化温度后，取出压制成型体，其被称为压缩成型方法或者压制成型方法。为了通过该压制成型方法而得到具有凹凸的成型体，只要使用流动性非常良好的成型材料，则通过成型材料的流动而在腔内整个区域内填充成型材料，得到良好的成型体。但是，如果想要由本发明的包含热塑性树脂和强化纤维的成型材料成型为大且复杂的具有凹凸形状的成型体，则发生成型材料的流动不足，难以得到在腔内完全填充的成型体。本发明的制造方法中实施的预备赋形能够使成型材料均匀地流动并得到在腔内完全填充的成型体。

(成型工艺和搬运器)

本发明是包括以下的步骤的压制成型体的制造方法。

本发明中使用的上述步骤涉及下述方法，其是压制成型或压缩成型，使用液压或电动式的合模机，将设置于压缩成型用模具内的可塑化状态的成型材料在上模与下模之间进行压缩并成型。此时，可塑化状态是指加热至软化温度以上的温度、即在结晶性热塑性树脂的情况中为熔点以上、在非晶性热塑性树脂的情况中玻璃化转变温度以上，从而具有可塑性的状态。进一步，熔点、玻璃化转变温度使用采用扫描型热分析装置以10℃/分钟的升温速度测定热塑性树脂而得到的值。本发明中使用的成型材料包含热塑性树脂，因此需要在维持上述可塑化状态的同时进行加压赋形。因此，为了在成型材料的温度降低从而丧失可塑性前完成加压赋形，需要在短时间内完成上述步骤。以下，有时将压缩成型用模具简称为模具。

作为将加热至软化温度以上的成型材料搬运至模具内的手段，公知的是为了搬运成型材料而将针状物穿刺于成型材料中并搬运。本发明中，在搬运成型材料的同时或在紧接搬运之后对成型材料进行预备赋形，在将针状物穿刺于成型材料中的状态下，有时预备赋形动作变得困难。即，本发明的预备赋形动作是指：在将搬运用的针穿刺于成型材料中从而保持成型材料的状态下，实施使成型材料部分挤压弯曲等动作。通常，将直线状的针穿刺于成型材料中并搬运时，使用具备多根直线状的针的保持器，将该多根针以相对于成型材料交叉的方向***时，必须防止直线状的针从成型材料中脱离。但是，该情况中，通过将多根针以交叉的方向***，以面固定了成型材料，因此无法独立驱动在该多根针***的面上固定的部位和其周围的多个区域，难以预备赋形为本发明的复杂形状。因此，本发明中使用的搬运器中，不采取多根针以面固定成型材料那样的配置，而是需要预先配置多个将形成成型材料的基材以点或以成型材料厚度的10倍以下长度的线状态进行保持的独立保持部。优选的是，通过点或成型材料的厚度的0.1倍以上且5.0倍以下的线状态的保持部来保持成型材料。通过以这样的方式保持成型材料，由此，能够以基于保持部的成型材料的保持部分为中心使成型材料沿着全方向旋转，能够进行复杂形状的预备赋形。此时，如果保持部大于成型材料厚度的10倍，则将成型材料以线保持，因此阻碍了成型材料的旋转运动。此外，保持部中具备的保持器可以为1个或多个。优选为1~6个、更优选为2~4个。

为了通过上述保持部分以点或以线状态保持成型材料，更优选将具有包括圆弧、椭圆弧或抛物线等二次曲线在内的曲线形状的钩针穿刺于成型材料中从而保持，为了表现出本发明的效果，最优选的是将圆弧状针***成型材料中从而保持。作为该圆弧状针的详细形状，优选为具有成型材料厚度加5mm以上且成型材料厚度的40倍以下的近似曲率半径的圆弧状针。进一步优选为成型材料厚度加8mm以上且成型材料厚度的20倍以下。进一步更优选为成型材料厚度加10mm以上且成型材料厚度的15倍以下。

低于成型材料厚度加5mm时，圆弧状针的旋转中心接近成型材料，在机构方面是不优选的。另一方面，圆弧的半径大于成型材料厚度的40倍时，圆弧状针的直径变大，因此保持部分的直线部分变长，无法得到本发明的效果。作为本发明的圆弧状针的形状，可以根据机构的制约而适当选择由正圆形成的圆弧形状、将多个具备不同或相同曲率的圆的圆弧进行组合而得到的形状、部分包含直线的形状等。在能够在成型材料中穿刺、脱附、且构成成型材料的成分不会过剩附着的范围内，针可以为钩针。

此外，上述说明中的前提在于，成型材料厚度加5mm小于成型材料厚度的40倍。理论上，成型材料的厚度低于0.128mm(=5mm/39)时，成型材料厚度的40倍变得小于成型材料厚度加5mm，但在本发明的制造方法中，未预想使用这样的厚度薄的成型材料来进行成型。此外，本发明中成型材料、预备赋形成型体、压制成型体的厚度是指采用针对任意选择的10个点使用游标卡尺等测定直至0.1mm单位而得到的平均值。

本发明中，需要将在模具面上进行了加热的成型材料沿着模具进行预备赋形的动作。为了评价预备赋形，本发明中，使用预备赋形率作为指标。预备赋形率是指：在预备赋形后且进行压缩成型前的状态下，在模具上使预备赋形成型体冷却固化后，使用立体照相机式3D测定机来测量所得预备赋形成型体的形状。以下，有时将冷却固化前的预备赋形成型体称为第1预备赋形成型体，并且将冷却固化后的预备赋形体称为第2预备赋形成型体。通过压制成型体的设计3D图面的形状和测量所得第2预备赋形成型体而得到的数据，使用最佳拟合法进行最佳匹配操作，将设计3D图面的形状与第2预备赋形成型体的形状重合，求出从压制成型体的制品表面起在法线方向上偏离成型材料厚度的2倍以上的部位的面积，由该面积比通过下述数式(3)来定义预备赋形率。针对使用最佳拟合法的最佳匹配操作，如后所述。

预备赋形率=(A-B)/A×100(%) (3)

A：预备赋形后的预备赋形成型体(第2预备赋形成型体)的表面积

B：从压制成型体的制品表面起在法线方向上偏离成型材料的厚度的2倍以上的部位的面积。

例如，预备赋形率100%是指表示设计图与预备赋形成型体达到同等形状，预备赋形率0%的情况中，表示预备赋形成型体中几乎不存在与设计图面一致的部位。本发明中，通过上述评价方法得到的预备赋形率优选为80%以上且100%以下，优选为85%以上且95%以下。在预备赋形率低于80%的情况中，在压缩成型用模具的合模时，成型材料的引入以不具有重现性的方式发生，因此成为成型良品率降低的原因。另一方面，如果预备赋形率大于100%，则根据成型体的形状而不同，在具有凹凸形状的成型体的情况中，如果成型材料与该模具表面以密合的程度追随，则褶皱等的产生过大，成为成型性降低的原因。

为了实施本发明的预备赋形，在压缩成型用模具的下模上，优选在与下模接触的状态下，对成型材料进行挤入和保持的动作，需要在下模上使成型材料追随。因此，为了实施本发明，需要以使成型材料与下模追随的方式进行挤入的挤压子、和预先保持成型材料的保持器。挤压子优选配备于预备赋形器中。保持器优选配备于保持部中。该保持器中，优选具有圆弧状针，保持部中，优选包含驱动该针并使其穿刺于成型材料中的机构。本发明的搬运器中，具有上述挤压子和保持器，可以通过搬运器将成型材料搬运于模具的下模上后，连续地进行预备赋形。因此，在将包含热塑性树脂和强化纤维的成型材料进行成型时，成型材料能够在不冷却固化的情况下进行成型。为了延缓冷却固化，模具的上模和下模优选被设定为适当的温度。进一步，挤压子和保持器可以相对于在模具的下模上悬挂于搬运器上的成型材料的表面以水平方向和铅直方向移动，由此，能够与压制成型体的制品形状、进而与预备赋形形状对合而自由地进行预备赋形。这样的方式也是优选的。通过像这样配置搬运器、保持器、挤压子，在成型材料中穿刺圆弧状针从而保持的保持器和参与成型材料的预备赋形的挤压子能够相对于压缩成型用模具的下模的制品表面沿着水平方向和铅直方向移动。更优选地，保持器配备于保持部中，挤压子配备于预备赋形器中，由此，能够进行上述沿着水平方向和铅直方向的移动。具体的动作分为下述步骤。

步骤22：通过配置于多个前述保持器之间的挤压子对被前述搬运器支撑的前述成型材料进行挤压从而预备赋形，并将预备赋形率设为80%以上且100%以下的步骤。

该步骤22中包括：

步骤23：在固定具备部分保持器的搬运器的位置的状态下，使其他保持器在模具的下模的上空相对于前述具备部分保持器的搬运器上悬挂的成型材料的表面而水平移动，同时使挤压子沿着铅直方向或水平方向移动，使成型材料追随模具的下模的表面的步骤；

步骤24：从保持器中释放成型材料，搬运器脱离模具的下模的上空的步骤。

关于上述步骤23中的保持器和挤压子的移动方向、移动距离、移动的时点，根据所制造的最终压制成型体的形状而不同，需要适当调整。此时，搬运器优选在与模具的下模的表面平行的状态下维持于模具上空，挤压子优选沿着与模具制品表面垂直的方向(以下有时称为铅直方向)移动。但是，在压制成型体形状方面、拔模角度等的关系方面，需要大幅倾斜模具制品表面时，或者L字型成型体等难以取得成为基准的平面的成型体形状的情况中，不受该限制。

以上，作为步骤22中的保持器与挤压子的运动，能够沿着水平方向、铅直方向移动，但需要保持步骤22结束时点时各个保持器-保持器间、保持器-挤压子间、挤压子-挤压子间的直线距离而进行直至步骤24。此时一组中的从作为一个保持器的圆弧状针的位置或前述挤压子与成型材料的接触位置起至作为另一保持器的圆弧状针的位置或前述挤压子与成型材料的接触位置为止沿着成型材料表面的最短距离的变动率为0~10%以内、优选为1~5%。上述的变动率可以用下述数式(1)表示。

变动率=(C-D)/D×100(%) (1)

如果该变动率大于10%，则预备赋形时成型材料拉伸或者破裂，本发明的预备赋形率降低，同时预备赋形率的重现性降低。通过实现这样的预备赋形率的数值范围，能够制造外观良好、且具有量产性的压制成型体。进一步，通过使变动率处于上述的数值范围内，能够更进一步优选地实现本发明的效果。

该挤压子需要将经加热的成型材料沿着朝向模具的下模的制品表面的方向挤压。挤入挤压子时，挤压子的前端部与经加热的成型材料直接接触，因此成型材料有可能冷却。因此，预备赋形时挤压成型材料的挤压子的热导率优选低于成型材料的热导率。如果将热导率高的材料用于挤压子，则与挤压子接触的成型材料的部分冷却，预备赋形、压制成型时，成型材料有时无法充分变形，其结果是，有时压制成型体表面的外观恶化。成型材料的表面被热塑性树脂覆盖的部位多，因此作为挤压子，从热导率的观点出发，优选为热塑性树脂或热固化性树脂。此外，该挤压子在结束预备赋形后，期望迅速从预备赋形后的成型材料中剥离、脱离。

从这样的观点出发，作为挤压该成型材料的部位、特别是与经加热的成型材料直接接触的部位的原材料，优选将耐热性、耐药品性高、摩擦系数小的氟系树脂、具体而言为聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(PETFE)、或乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)单独使用或者将它们混合使用。

此外，作为前述挤压子的形状，形状优选为棒状、锥状、球状、半球状、或板状。棒状优选为棱柱形状、圆柱形状、或椭圆柱形状中任一者，锥状优选为方锥台状或圆锥台状。此外，需要降低挤压子与成型材料的接触面积。因此，与成型材料的接触面优选为圆形形状、半球形状或球形状中的任一形状。

本发明中使用的热塑性树脂成型材料中，不连续碳纤维的重均纤维长度优选为2mm~500mm的范围内、更优选为5mm~100mm的范围内、进一步特别优选为10mm~30mm。以下，将重均纤维长度为2~500mm的碳纤维称为不连续碳纤维。

此时，如果重均纤维长度短于2mm，则本发明中使用的一个例子中将作为圆弧状针的保持部穿刺于成型材料中并吊起时，成型材料以穿刺有针的部位为中心拉伸、或成型材料撕裂，从而搬运困难。另一方面，该成型材料的厚度优选需要为圆弧状针的厚度的1/2倍以上。成型材料厚度低于圆弧状针的厚度的1/2倍时，难以将针稳定地***成型材料中并吊起。

本发明中，圆弧状针吊起成型材料时，需要预备赋形时使成型材料移动至规定的位置、用预备赋形器挤压成型材料时进行保持以不发生错位等功能。此时，在该针表面上有时附着熔融的热塑性树脂。如果熔融的热塑性树脂附着于针的表面，则成型材料相对于针的剥离性(脱离性)降低，移动至适当的位置的保持器难以释放成型材料。因此，在表现出本发明的效果时，有效的是通过对圆弧状针的表面中的至少一部分进行表面处理从而防止熔融热塑性树脂的附着。

作为对圆弧状针的表面中的至少一部分进行处理的方法，已知各种脱模涂布剂，但用氟系树脂涂布同时对于耐久性、剥离效果而言均是优选的。优选对针的整个表面实施涂布，更优选对与成型材料接触的部位实施涂布。作为所使用的氟系树脂，例如可以将PTFE、PFA、PCTFE、PVDF、PVF、FEP、PETFE、或ECTFE单独使用或者将它们混合使用。作为涂布的方法，可以通过将含有氟系树脂的清漆、分散液在本发明的圆弧状针表面上涂布后、进行溶剂的去除(干燥)、固化、烧结的方法。

此外，作为防止熔融树脂在圆弧状针上附着的另一对策，可以举出下述方法：在将针穿刺于经加热的成型材料中之前，在圆弧状针上涂布水性乳液型的脱模剂或水，由此防止熔融树脂的附着。水性乳液型的脱模剂可以举出硅酮系、氟系、烷基聚合物系的脱模剂等，但为了防止步骤内的污染，优选为转移性特别低的烷基聚合物系。特别地，优选为具有长烷基侧链的聚合物，优选为具有碳原子数为12以上、特别是碳原子数为16~20的烷基的丙烯酸烷基酯与丙烯酸的共聚物。丙烯酸烷基酯的烷基链的碳原子数低于12的情况中，有时无法得到充分的剥离性。其中，特别优选地，可以举出将聚乙烯醇或聚乙烯亚胺用烷酰氯或异氰酸烷基酯进行了长链烷基化而得到的共聚物。可以使用将这些聚合物通过表面活性剂进行乳液化而得到的脱模剂。另一方面，同样地通过涂布水，也可以同样地得到防止熔融树脂的附着的效果。但是，该情况中，需要在针的表面上附着有液滴状的水的状态下将针穿插于经加热的成型材料中。对于将这些脱模剂或水涂布于圆弧状针，从切实地使水、脱模剂发挥作用的观点出发，更优选的是在至少1次制造压制成型体的步骤(前述步骤31)之后实施，再次返回上述步骤11并进行下一压制成型。通过这样操作，可以连续地制造期望的压制成型体。

本发明中，实施步骤21后，实施预备赋形，但为了对具有3面相对的角部等立面的立体形状进行预备赋形，需要对成型材料引入切痕，需要进行将1个或2个以上的成型材料中的一部分彼此重合的预备赋形。此时，成型材料的下述数式(2)所示的重合率优选为200%以上、优选为200%以上且1200%以下、优选为300%以上且1000%以下、更优选为350%以上且900%以下。

重合率(%)

=重合部分的最大长度/成型材料的厚度×100 (2)。

在此，重合部分的最大长度表示预备赋形、压缩成型后与成型材料的其他部分重合的部分中的最大的长度。该重合部分是指在预备赋形・压缩成型前成型材料未重合、且在预备赋形・压缩成型后将2张成型材料粘贴时成型材料重合的部分。即，相当于从平面状的展开图组装立体形状时的上胶部分。此外，该2张成型材料是指包括预备赋形前为1张成型材料的情况、分离而得到的2张成型材料的情况两种情况。上述重合部分的最大长度是指2张成型材料重合的部分之中，从重合的部分与形成压制成型体的制品表面的部分的边界线起沿着垂直方向至重合部分的一端为止引出的线中的最大长度。该重合部分的形状即使为梯形、三角形等形状时，只要上述重合部分的最大长度不变，则重合率达到相同的值。重合部分存在多个部位时，针对每一者算出重合部分的最大长度，采用其中的最小值作为代表值，优选算出的重合率满足上述数值范围。更优选地，重合部分存在多个部位时，优选由其所有重合部分的最大长度得到的重合率满足上述数值范围。

通过使重合率达到该范围，将成型材料重合而得到的部分的强度与未重合的部分的强度相比能够实现充分的值，故而优选。应予说明，该预备赋形中，还存在将1张成型材料进行预备赋形的情况；将2张以上的成型材料层叠而通过1个步骤22进行预备赋形的情况。

以下，使用附图，更详细地说明本发明的压制成型体的制造方法中的搬运器的动作。图1是本发明的制造方法中使用的压缩成型用模具的下模的一个例子。未图示的模具的上模中，具有与存在于下模的中央的凹部对应的凸部。图2是使用图1的压缩成型用模具进行压制成型而得到的压制成型体的例子。该压制成型体具有1个底面1和2个立面2。图3的外形在压制成型前表示经裁切的成型材料的形状，包括成为压制成型体的底面1和立面2的部分、以及成型时重合的部分。此外，图3中，矩形或椭圆形状表示保持部所具备的保持器或预备赋形器所具备的挤压子在对成型材料实施搬运或预备赋形时所接触的部位。图4表示由图3所示的成型材料经过预备赋形步骤、压制成型步骤而得到的压制成型体，与图3同样地，矩形或椭圆形状表示保持部所具备的保持器或预备赋形器所具备的挤压子在对成型材料实施搬运或预备赋形时所接触的部位。详情如后所述。图5表示具备保持器6的保持部5、搬运器3,4。通过搬运器3，以保持部5和搬运器形成一体而能够沿着水平方向(例如相对于表示图5的纸面的左右方向和该纸面的前方至后方)移动的方式配备。通过搬运器4，以保持部5和搬运器形成一体而能够沿着铅直方向(例如相对于表示图5的纸面的上下方向)移动的方式配备。保持部5具备保持器6，在其内部具备使保持器运转的机构(未图示)。保持器6能够采用第1位置6a和第2位置b。第1位置6a表示未保持和搬运成型材料而使保持部5运转时的位置，第2位置6b表示搬运成型材料时或进行预备赋形时的位置。保持器以能够沿着顺时针或逆时针方向旋转的方式配备，以使得能够采用第1位置6a和第2位置6b。根据预备赋形和其后的压缩成型的压制成型体的形状，1个搬运器上可以具备下述保持部，所述保持部具备1个或多个保持器。更优选具备下述保持部，所述保持部具备1个或4个以下的保持器。

图6和图7中，示出预备赋形器。预备赋形器7与保持部同样地，以设置于搬运器3,4上并能够沿着水平方向、铅直方向移动的方式配备。预备赋形器替代保持器6而在前端具备挤压子8。预备赋形器7在其内部具备使挤压子8运转的机构(未图示)。图6所示的预备赋形器以挤压子能够沿着铅直方向(例如相对于表示图6的纸面的上下方向)移动的方式配备。预备赋形器7能够采用图6所示的第1位置7a、图7所示的第2位置7b、和其之间的位置(第3位置)。第1位置7a表示预备赋形器7未发生动作的位置，第2位置7b表示预备赋形器7至预备赋形器的动作的极限进行动作的位置。第3位置表示在第1位置7a与第2位置7b之间的区域中进行动作的位置。图7的预备赋形器也未图示，但与图6同样地配备于搬运器3,4中，进行动作时，如图7所示那样，预备赋形器中的一部分拉伸，在第2位置或第3位置处挤压子8与经加热的成型材料表面接触，进行预备赋形。预备赋形对被多个保持器保持的成型材料进行，因此挤压子配置于多个保持器之间。此外，图6、图7中示出了挤压子的动作方向沿着铅直方向进行动作的状态，但动作方向不限于铅直方向，也包括能够沿着水平方向动作的情况。根据预备赋形和其后的压缩成型的压制成型体的形状，1个搬运器上可以具备下述预备赋形器，所述预备赋形器具备1个或多个挤压子。多个预备赋形器按照想要得到的压制成型体的形状，通过搬运器3,4而能够各自独立地沿着铅直方向、水平方向进行动作，此外也可以各自独立地设定动作期间。

作为搬运成型材料时的保持器的运转的一个例子，可以举出以下那样的方式。本发明的制造方法中，可以使用1台或2台以上的图8所示那样的搬运机器人9。搬运机器人9具备臂10，在该臂的前端具备手主体11。手主体11上，具备1个或多个上述保持部、预备赋形器的搬运器(以下有时称为具备机器的搬运器)12，所述保持部具备1个或多个保持器，所述预备赋形器具备1个或多个挤压子。上述手主体11具备通过自由地沿着上下前后左右驱动臂10而能够以任意的角度倾斜的机构。手主体优选采用板结构或框结构，以使得能够具备1个或多个具备机器的搬运器。前述保持器和前述挤压子优选构成以使得能够相对于前述手主体沿着接触分离的方向移动。即，优选构成以使得相对于包含手主体的平面或曲面，前述保持器和前述挤压子能够沿着接近的方向或远离的方向移动。进一步，前述保持器优选构成以使得能够相对于前述手主体沿着追随方向移动。即，前述保持器优选构成以使得能够在从包含前述手主体在内的平面或曲面起具有特定且相同距离的平面或曲面上移动。此外，前述挤压子也优选构成以使得能够相对于前述手主体沿着追随方向移动。

通过搬运器3,4而将保持部从初始位置起向经加热的成型材料的方向移动时，保持器处于6a的位置。在保持部5到达成型材料的规定保持位置的正上方的时点，停止搬运器3，仅驱动搬运器4，从而使保持部5向下方移动至即将与成型材料接触的位置。接着，停止搬运器4后，旋转保持器，从6a的位置到达6b的位置，同时保持器的前端穿刺成型材料并保持成型材料。接着，再次启动搬运器3,4，在保持成型材料的形状的情况下，保持于保持部上的成型材料在压缩成型用模具的上模与下模之间移动。将移动的成型材料载置于模具的下模上。进一步，运转在与移动成型材料的搬运器相同或不同的搬运器上具备的预备赋形器，由7a的状态达到7b的状态。同时，操作挤压子8，挤压成型材料，将成型材料预备赋形为追随压缩成型用模具那样的规定形状。最后，预备赋形结束后，与成型材料接触的挤压子8从成型材料中脱离，预备赋形器由7b的状态返回至7a的状态，保持器由6b的位置返回至6a的位置，将成型材料从保持器中释放。由此，进入下一压缩成型的准备。可以将上述那样的手主体11的动作内容、搬运器的水平方向・铅直方向的动作内容、保持部・保持器的动作内容和动作的时期、预备赋形器・挤压子的动作内容和动作时期预先进行编程，从而切实且连续地进行上述那样的动作。在后述实施例・比较例中作为动作例而示出的内容是其一个例子。

(成型材料)

本发明中使用的成型材料是指包含碳纤维和作为基质树脂的热塑性树脂的物质。即，实质上使用将热塑性树脂和为了强化材料的强度等而添加的强化纤维的一种、即碳纤维进行一体化而得到的材料。以下，有时将构成本发明的成型材料的碳纤维称为强化纤维。

成型材料中的基质树脂的存在量可以根据基质树脂的种类、强化纤维的种类等而适当确定。通常，相对于强化纤维100重量份为3重量份~1000重量份的范围内。更优选为30~200重量份、进一步优选为30~150重量份。基质树脂相对于强化纤维100重量份低于3重量份的情况中，有时基质树脂的浸渗不充分的干燥强化纤维增加。此外，如果大于1000重量份，则强化纤维相对于基质树脂变得过少，从而有时作为结构材料而难以称具有充分的强度。

作为成型材料中的强化纤维的取向状态，可以举出例如强化纤维的长轴方向沿着一个方向排列的单向排列状态；上述长轴方向在纤维强化树脂的面内方向上无规排列的二维无规排列状态。

本发明中的强化纤维的取向状态可以为上述单向排列或二维无规排列中任一者。此外，可以为上述单向排列和二维无规排列的中间的排列(强化纤维的长轴方向未完全沿着一个方向排列、且并非完全无规的排列状态)。进一步，根据强化纤维的平均纤维长度，强化纤维的长轴方向可以以相对于各向同性成型材料的面内方向具有角度的方式排列，强化纤维也可以以纠缠为棉状的方式排列。进一步，强化纤维还可以以平纹织、斜纹织等双向织物、多轴织物、无纺布、垫、编织物、编织绳、或抄造得到的纸等方式排列。

本发明中，作为成型材料的一个形态，可以举出各向同性材料。各向同性材料是指在各向同性成型材料在三维空间中延伸的3个面之中的1个面内方向上强化纤维无规排列的材料。这样的各向同性材料的冲击吸收性能也各向同性，因此在设计纤维强化树脂制冲击吸收材料时，存在能够实现平衡良好的设计的倾向。

这样的各向同性材料能够通过使将强化纤维各向同性地配置得到的强化纤维垫与基质树脂一体化而制作。强化纤维垫是指强化纤维堆积或纠缠等而形成垫状的物质。作为强化纤维垫，可以举出强化纤维的长轴方向在各向同性成型材料的面内方向上无规排列得到的二维无规强化纤维垫。作为其他形态，还可以例示出强化纤维纠缠为棉状等从而强化纤维的长轴方向在三维空间中的XYZ的各方向上无规排列的三维无规强化纤维垫。

本发明中的各向同性成型材料可以通过使强化纤维垫与作为基质树脂的热塑性树脂一体化而得到。本发明中的各向同性材料中，作为使强化纤维垫与热塑性树脂一体化的手段，可以例示出以下的方法。例如，可以举出下述方法：在强化纤维垫内包含粉末状、纤维状、或块状的热塑性树脂的方式、在强化纤维垫上搭载或层叠包含热塑性树脂的片状或膜状的热塑性树脂层的方式中，其后进行加热，使热塑性树脂浸渗于强化纤维垫内。

本发明中使用的各向同性成型材料中，1张各向同性成型材料可以包含不同的排列状态的强化纤维。

作为1张各向同性成型材料中包含不同排列状态的强化纤维的方式，可以举出例如(i)在各向同性成型材料的面内方向上配置排列状态不同的强化纤维的方式；(ii)在各向同性成型材料的厚度方向上配置排列状态不同的强化纤维的方式。此外，各向同性成型材料具有包含多个层的层叠结构时，可以举出(iii)各层中包含的强化纤维的排列状态不同的方式。进一步，还可以举出将上述(i)~(iii)的各方式进行复合的方式。作为这样的方式，可以举出例如将强化纤维单向排列的层和二维无规排列层进行层叠的方式。层叠3层以上的情况中，可以制成包含任意的芯层和在该芯层的正反面上层叠的外皮层的三明治结构。应予说明，本发明中使用的各向同性成型材料具有层叠多个层的构成时，上述厚度不是指各层的厚度，而是指将各层的厚度总计得到的各向同性成型材料整体的厚度。

应予说明，各向同性成型材料内的强化纤维的取向方式可以通过以下所示的方法来确认。例如为下述方法：以各向同性成型材料的任意方向和与其垂直的方向作为基准进行拉伸试验，测定拉伸弹性模量后，测定将测定得到的拉伸弹性模量的值之中大的值除以小的值而得到的比(Eδ)。该弹性模量之比越接近1.0，则可以评价为强化纤维以各向同性排列。垂直的2个方向的弹性模量的值之中大的值除以小的值而得到的比不大于2.0时，记作各向同性，该比不大于1.3时，评价为各向同性优异。

各向同性成型材料中的强化纤维的单位面积质量优选为25g/m²~10000g/m²。此外，本发明中使用的各向同性成型材料中，在不损害本发明的目的的范围内，还可以包含除了上述强化纤维之外的有机纤维或无机纤维的各种纤维状或非纤维状的填料、阻燃剂、耐UV剂、稳定剂、脱模剂、颜料、软化剂、增塑剂、或表面活性剂等添加剂。

(强化纤维)

作为本发明中使用的强化纤维的种类，主要使用碳纤维，但在不损害各向同性成型材料的物性的范围内，也可以包含其他种类的强化纤维。详细而言，可以根据基质树脂的种类、各向同性成型材料的用途等而适当选择。因此，作为本发明中使用的强化纤维，无机纤维或有机纤维中任一者均可以适合使用。

作为上述无机纤维，可以举出例如活性炭纤维、石墨纤维、玻璃纤维、碳化钨纤维、硅碳化物纤维(碳化硅纤维)、陶瓷纤维、氧化铝纤维、天然纤维、玄武岩等矿物纤维、硼纤维、氮化硼纤维、碳化硼纤维、或金属纤维等。

作为上述金属纤维，可以举出例如铝纤维、铜纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、或钢纤维。

作为上述玻璃纤维，可以举出包含E玻璃、C玻璃、S玻璃、D玻璃、T玻璃、石英玻璃纤维、或硼硅酸玻璃纤维等的物质。

作为上述有机纤维，可以举出例如由聚芳酰胺、聚对亚苯基苯并噁唑、聚苯硫醚、聚酯、聚丙烯酸类、聚酰胺、聚烯烃、聚乙烯醇、或聚芳酯等树脂材料形成的纤维。

本发明中，可以组合使用2种以上的强化纤维。此时，在碳纤维的基础上，可以组合使用多种无机纤维，也可以组合使用多种有机纤维，还可以组合使用无机纤维与有机纤维。

作为组合使用多种无机纤维的方式，可以举出例如组合使用碳纤维和金属纤维的方式、组合使用碳纤维和玻璃纤维的方式等。另一方面，作为组合使用多种有机纤维的方式，可以举出例如组合使用芳酰胺纤维和由其他有机材料形成的纤维的方式等。进一步，作为组合使用无机纤维和有机纤维的方式，可以举出例如组合使用碳纤维和芳酰胺纤维的方式。

本发明中，作为上述强化纤维，优选使用碳纤维。其理由在于，碳纤维可以得到轻量且强度优异的各向同性成型材料。本发明中，各向同性成型材料中包含的强化纤维中，更优选碳纤维为70~100重量%、更优选为80~99重量%。

作为上述碳纤维，一般而言已知聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、石油・煤沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维、纤维素系碳纤维、木质素系碳纤维、酚系碳纤维、或气相生长系碳纤维等，本发明中这些中的任一碳纤维均可以适合使用。

其中，本发明中，在拉伸强度优异方面，优选使用PAN系碳纤维。作为强化纤维而使用PAN系碳纤维时，其拉伸弹性模量优选为100~600GPa的范围内、更优选为200~500GPa的范围内、进一步优选为230~450GPa的范围内。此外，拉伸强度优选为2000~10000MPa的范围内、更优选为3000~8000MPa的范围内。

本发明中使用的强化纤维为了提高与基质树脂的密合性，可以在表面上附着有上浆剂。使用附着有上浆剂的强化纤维时，该上浆剂的种类可以根据强化纤维和基质树脂的种类而适当选择。

对于强化纤维与基质树脂的密合强度，期望在绞料拉伸剪切试验中强度为5MPa以上。该强度除了通过选择基质树脂之外，还可以通过变更碳纤维的表面氧浓度比(O/C)的方法、对碳纤维施予上浆剂从而提高碳纤维与基质树脂的密合强度的方法等而进行改善。

本发明中使用的强化纤维的纤维长度可以根据强化纤维的种类、基质树脂的种类、各向同性成型材料中的强化纤维的取向状态等而适当确定。因此，本发明中，根据目的可以使用连续纤维，也可以使用不连续纤维。使用不连续纤维时，平均纤维长度通常优选为2mm~500mm的范围内，特别是在本发明的范围中，特别优选为5mm~100mm的范围内、进一步为10mm~30mm。

本发明中，可以组合使用平均纤维长度彼此不同的强化纤维。换言之，本发明中使用的强化纤维可以在纤维长度的分布中具有单一峰、或者可以具有多个峰。强化纤维的平均纤维长度可以以例如下述方式求出：使用游标卡尺等，测定从各向同性成型材料中随机提取的100根的纤维的纤维长度直至1mm单位，基于下述数式(4)、(5)而求出。从各向同性成型材料中提取强化纤维的方法可以通过例如下述方式进行：对各向同性成型材料施加500℃×1小时左右的加热处理，在炉内去除树脂，由此进行。

数均纤维长度：Ln=ΣLi/j (4)

(Li：强化纤维的单纱的纤维长度，j：强化纤维的根数)

重均纤维长度：Lw=(ΣLi²)/(ΣLi) (5)。

应予说明，用旋转切割机进行裁切的情况等中，纤维长度为恒定长度时，数均纤维长度与重均纤维长度是极为接近的值。

本发明中，可以采用数均纤维长度、重均纤维长度中任一者，但更正确地反映各向同性成型材料的物性的大多是重均纤维长度。此外，本发明中使用的强化纤维的纤维直径根据强化纤维的种类而适当确定即可。例如，作为强化纤维而使用碳纤维时，平均纤维直径通常优选为3μm~50μm的范围内、更优选为4μm~12μm的范围内、进一步优选为5μm~8μm的范围内。

另一方面，作为强化纤维而使用玻璃纤维时，平均纤维直径通常优选为3μm~30μm的范围内。在此，上述平均纤维直径是指强化纤维的单纱的直径。因此，强化纤维为纤维束状，并非指纤维束的直径，而是指构成纤维束的强化纤维(单纱)的直径。强化纤维的平均纤维直径可以通过例如日本工业标准JIS R7607中记载的方法而测定。本发明中使用的强化纤维无论其种类如何，可以为由单纱形成的单纱状，也可以为由多个单纱形成的纤维束状。

本发明中使用的强化纤维可以仅为单纱状，也可以仅为纤维束状，还可以混合存在有两者。在此所示的纤维束是指2根以上的单纱通过集束剂、静电力等而靠近。使用纤维束状的纤维的情况中，构成各纤维束的单纱的数量可以在各纤维束中几乎均匀，或者也可以不同。应予说明，如果单纱状的纤维增加，则存在的倾向是，各向同性成型材料的机械强度变高，流动性等所代表的成型性降低。

本发明中使用的强化纤维为纤维束状时，构成各纤维束的单纱的数量通常设为数根~10万根的范围内。一般而言，碳纤维形成数千~数万根丝集合而得到的纤维束状。作为强化纤维而使用碳纤维时，如果直接使用碳纤维，则纤维束的交缠部局部变厚，有时难以得到薄壁的各向同性成型材料。因此，作为强化纤维而使用碳纤维时，通常将纤维束进行扩幅或开纤从而使用。

(基质树脂)

本发明中使用的基质树脂只要能够得到具有期望强度的各向同性成型材料，则可以优选使用，可以根据各向同性成型材料的用途等而适当选择使用。一般而言，作为各向同性成型材料中使用的代表性的基质树脂，已知热塑性树脂或热固化性树脂，但本发明中，作为基质树脂可以适合使用热塑性树脂。此外，本发明中，作为基质树脂，在以热塑性树脂作为主要成分的范围内，也可以组合使用热固化性树脂。热固化性树脂相对于热塑性树脂100重量份优选为0~20重量份、更优选为5~15重量份。

上述热塑性树脂可以根据各向同性成型材料的用途等而适当选择具有期望软化温度或熔点的物质使用。此外，作为上述热塑性树脂，通常优选使用软化温度为180℃~350℃的范围内的物质。

作为上述热塑性树脂，可以举出聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚缩醛树脂(聚氧亚甲基树脂)、聚碳酸酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚腈树脂、苯氧基树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚酮树脂、聚醚酮树脂、热塑性聚氨酯树脂、氟系树脂、或热塑性聚苯并咪唑树脂等。

作为上述聚烯烃树脂，可以举出例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁二烯树脂、聚甲基戊烯树脂、氯乙烯树脂、偏二氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂等。

作为上述聚苯乙烯树脂，可以举出例如聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)等。

作为上述聚酰胺树脂，可以举出例如聚酰胺6树脂(尼龙6)、聚酰胺11树脂(尼龙11)、聚酰胺12树脂(尼龙12)、聚酰胺46树脂(尼龙46)、聚酰胺66树脂(尼龙66)、聚酰胺610树脂(尼龙610)等。

作为上述聚酯树脂，可以举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸三亚甲基酯树脂、聚萘二甲酸三亚甲基酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚萘二甲酸丁二醇酯树脂、聚乳酸树脂、或液晶聚酯等。

作为上述(甲基)丙烯酸树脂，可以举出例如聚丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯。

作为上述改性聚苯醚树脂，可以举出例如聚苯醚树脂、改性聚苯醚等。

作为上述热塑性聚酰亚胺树脂，可以举出例如热塑性聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂等。

作为上述聚砜树脂，可以举出例如聚砜树脂、改性聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚亚苯基砜树脂、和聚醚酮砜树脂等。

作为上述聚醚酮树脂，可以举出例如聚醚酮树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酮酮树脂等。

作为上述氟系树脂，可以举出例如聚单氟乙烯树脂、聚双氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚四氟乙烯等。

本发明中使用的热塑性树脂可以仅为1种，也可以为2种以上。作为组合使用2种以上的热塑性树脂的方式，可以举出例如将玻璃化转变温度或熔点彼此不同热塑性树脂彼此组合使用的方式；将重均分子量彼此不同的热塑性树脂组合使用的方式等，但不限于此。

(各向同性成型材料的制造方法)

本发明中使用的各向同性成型材料可以使用公知的方法制造。作为基质树脂而使用热塑性树脂时，例如可以通过1.裁切强化纤维的步骤、2.使经裁切的强化纤维开纤的步骤、3.将经开纤的强化纤维和基质树脂混合后、进行加热压缩从而得到预浸料的步骤、4.将预浸料进行成型的步骤，从而制造，但不限于此。

应予说明，针对各向同性材料和其制造方法，记载于例如国际公开WO2012/105080号单行本、日本专利局的公开公报日本特开2013-49298号公报的说明书中。即，将由多个强化纤维形成的绞料根据需要沿着纤维长度方向连续撕裂而制成宽度为0.05~5mm的多个细宽度绞料后，以重均纤维长度达到2~500mm的方式连续裁切，对经裁切的强化纤维束吹附气体从而开纤，在该状态下，在透气性输送网等上堆积为层状，由此可以得到无规垫。此时，还可以通过下述方法制造：使粒体状或短纤维状的热塑性树脂与强化纤维一起堆积于透气性输送网上、或者在垫状的强化纤维层上以膜状供给已熔融的热塑性树脂并浸透，由此制造包含热塑性树脂的各向同性材料。

制成预浸料、即在强化纤维中浸渗热塑性树脂并成型为板状从而制成成型材料的方法通常在热压制工法、双带压制工法等中，包括在加热至热塑性树脂的软化温度以上的状态下进行加压并浸渗的步骤、在加压的状态下取出降温至低于软化温度的成型材料的步骤。

应予说明，作为控制强化纤维束中的单纤维的根数、纤维间距离的方法，在上述适合的各向同性材料的制造方法中，可以通过调整供于裁切步骤的纤维束的大小、例如纤维束的宽度、相对于宽度的纤维数从而控制。具体而言，可以举出进行开纤等从而拓宽纤维束的宽度并供于裁切步骤、在裁切步骤前设置撕裂步骤的方法。此外，可以在将纤维束裁切的同时进行撕裂。作为其他手段，有与开纤条件一起选择适当的上浆剂的手段等。

使用上述那样的各向同性材料的各向同性成型材料在其面内强化纤维不会沿着特定方向取向，而是沿着随机方向分散配置。即，这样的各向同性成型材料是面内各向同性的材料。通过求出彼此垂直的2个方向的拉伸弹性模量之比，能够定量地评价各向同性成型材料的各向同性。

(各向同性成型材料的成型方法)

通过将本发明中的各向同性成型材料进行成型，能够得到纤维强化树脂成型体。各向同性成型材料的机械强度优异，因此可以将其用于所需的部位。

本申请中，作为将各向同性成型材料进行成型的具体方法，可以举出注射成型、压制成型等压缩成型。各向同性成型材料在即将成型前加热而可塑化，导入模具中。作为加热的方法，可以使用热风干燥机、红外线加热机等。

所使用的热塑性树脂示出吸水性的情况中，优选预先进行干燥。所加热的热塑性树脂的温度优选为熔融温度加15℃以上且分解温度-30℃。如果加热温度为该范围以下，则热塑性树脂不熔融，因此难以成型，此外，如果大于该范围，则有时热塑性树脂的分解进行。

本发明中，使用各向同性材料而进行预备赋形和压制成型的方法由于生产率、各向同性优异，故而优选。具体而言，将上述各向同性成型材料加热至热塑性树脂的软化温度加30℃以上且热塑性树脂的分解温度以下的可塑化温度从而软化后，在由一对调整至热塑性树脂的熔点以下或玻璃化转变温度以下的上模和下模构成的压缩成型用模具内，即配置于上模和下模之间，对上模和下模之间施加压力，对上述各向同性成型材料进行加压。如果使用本发明的成型方法，则能够抑制过剩的褶皱的产生，因此能够以低压力得到具有均匀壁厚的凹凸的成型体。此时，作为加压条件，优选施加0.1~20MPa、优选0.2~15MPa、进一步0.5~10MPa的压力。压力低于0.1MPa时，无法充分压断各向同性材料，发生回弹等，有时原材料强度降低。此外，压力大于20MPa时，例如各向同性材料大时，需要极大的压制机，有时在经济方面是不优选的。此外，作为加压中的加热条件，作为模具内的温度，根据热塑性树脂的种类而不同，但为了将已熔融的热塑性树脂冷却并固化、且成型为纤维强化树脂成型体，热塑性树脂为结晶性的情况中优选为与晶体溶解温度相比20℃以下，非晶性的情况中优选为与玻璃化转变温度相比20℃以下。例如，聚酰胺树脂的情况中，通常为120~180℃、优选为125~170℃、进一步更优选为130~160℃。

此外，本发明中，压缩成型时除了各向同性材料之外，也可以使用单向排列的单向性纤维强化成型材料、或者由不连续纤维形成的通过抄造法而制作的各向同性纤维强化成型材料，对其进行加热加压从而一体化。

实施例

以下，示出实施例，但本发明不限定于此。应予说明，本实施例中的压制成型体制造中使用的装置机器如下所述。此外，预备赋形、压制成型时的各参数数值按照以下的方法求出，根据按照以下示出的图1~10、表1~5所示的事项实施的实施例，进一步详细说明本发明。

(模具和成型体形状)

以下，使用图1所示那样的形状的模具的下模和所对应的形状的模具的上模，尝试得到由1个底面和2个立面这3个面构成的厚度为2.5mm的成型体。作为压制成型后的压制成型体的大小，是底面为300mm见方的正方形、且成为立面的壁部高度为100mm的成型体。该模具在模具内设置有以加压水作为热媒的配管，模具温度被调整为150℃。

(压缩成型机)

本申请中，使用株式会社放电精密加工研究所制的电动伺服压制进行评价。压缩成型条件全部相同，具体而言，在加压压力为15MPa、模具温度为150℃、成型材料的加热温度为290℃的条件下实施。

(成型材料)

[制造例1]使用各向同性材料的各向同性成型材料的制造

作为碳纤维，使用对东邦テナックス株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)STS40-24KS(平均纤维直径为7μm)进行了尼龙系上浆剂处理而得到的纤维。基于国际公开公报WO2012/105080号单行本中记载的方法，制作碳纤维单位面积重量为1800g/m²的强化纤维垫。使经裁切的碳纤维和作为结晶性热塑性树脂的尼龙6树脂(ユニチカ株式会社制的尼龙6树脂A1030(商品名)(熔点：225℃))的混合体堆积为帯状。在支撑体上得到混合有强化纤维和热塑性树脂的各向同性材料。将该所得各向同性材料投入设定为250℃的平板状模具中，在2MPa下加压10分钟后，将模具温度降低至100℃，其后，从模具中取出各向同性基材，制成以下的实施例・比较例中使用的成型材料。在此时所得成型材料的一个例子中，厚度为2.6mm。除此之外，使用重均碳纤维长度为20mm、10mm、1mm的碳纤维，以相同方式进行成型材料的制造。此外，调节碳纤维单位面积质量、尼龙6树脂的供给量，通过相同的操作，也制造了厚度为3.6mm的成型材料。

(搬运器)

本发明中使用的搬运器3,4上，如图5、图6所示那样，配置有保持成型材料的保持器、和将成型材料挤入模具中的预备赋形器。以下的实施例等中，使用配置有2个具备保持部的保持器的搬运器A、配置有3个具备保持部的保持器的搬运器B、以及配置有3个具备挤压子的预备赋形器和2个具备保持部的保持器的搬运器C，进行以下的压制成型材料的成型。这些搬运器A~C与平面框状的手主体11相连接。搬运器A~C以能够追随框的表面沿着二维方向移动的状态设置于框上。该手主体11借助臂10而与搬运机器人9相连接。其结果是，各保持器和各挤压子能够沿着相对于手主体11接触分离的方向移动。即，相对于包含手主体的平面或曲面，前述保持器和前述挤压子能够沿着接近的方向或远离的方向移动。此外，保持器和挤压子能够沿着追随手主体的方向移动。搬运机器人9中具备的臂10通过沿着上下前后左右驱动，手主体11能够在臂能到达的区域内沿着上下前后左右自由移动，同时手主体能够以任意的角度倾斜。进一步，通过保持器保持的成型材料也同样地能够沿着上下前后左右自由移动，能够以任意的角度倾斜。

为了得到图2所示的压制成型体，使用被裁切为图3所示的形状的成型材料和具备搬运器A~C的手主体。该手主体上，在规定的位置处配置有7个保持器(以下称为G1~G7、或抓持器1~抓持器6)和3个挤压子(以下称为P1~P3、或挤压器1~挤压器3)。搬运器A上配置有G1,G2，搬运器B上配置有G3,G4,G7，搬运器C上配置有G5,G6,P1,P2,P3。这些具备保持器的保持部、具备挤压子的预备赋形器设置于各个搬运器上，在搬运器上设置有沿着与手主体所形成的框状平面垂直的方向移动的气缸。手主体上，设置有追随手主体所形成的框状平面而设置轨道和气缸。该结果是，相对于暂时保持的加热后的平面状的成型材料，保持器和预备赋形器无论是否配置于同一搬运器上，均各自独立地能够沿着相对于该成型材料的表面的水平方向或垂直方向移动。

(保持部、保持器)

本实施例・比较例中，作为保持器而使用圆弧状针。详情如后所述。在搬运器上设置的保持部上，与设置于该保持部上的圆弧状针一起，将保持部与具备沿着上下前后左右移动的气缸或轨道的搬运器相连接。作为驱动保持器和圆弧状针的方法，气缸是轻量且结构简易的，故而优选。另一方面，为了精密地控制移动，优选为伺服电机驱动滚珠螺杆、直线导轨等的驱动方法。

保持部5的一个例子示于图5。图5所示的保持部上，在附图的下方有作为保持器的圆弧状针，该圆弧状针与在内部具备齿轮箱的保持部5相连接。并且，圆弧状针能够以与齿轮箱的连接点为中心画出圆弧的方式旋转。图5中，通过使圆弧状针沿着顺时针旋转，能够将该圆弧状针穿刺于成型材料中，将成型材料进行保持・支撑并搬运。相反，通过使圆弧状针沿着逆时针旋转，能够使该针从成型材料中脱离，能够将成型材料从保持器中释放。

本发明的实施例・比较例中，全部使用气缸而使保持部沿着规定的方向移动。

(圆弧状针)

实施例等中使用的圆弧状针使用弹簧钢钢材(SUP10)，将图9所示那样的线直径为2mmφ、直径为40mm的圆状的线材分割为4份后，将一个前端研磨为针状使用。图9中所示的4根粗线13表示上述线材中分割为4份时的裁切部位。其后，对分割为4份的圆弧状的线材进行加工，得到图10所示那样的圆弧状针14。将该圆弧状针14与保持部相连接，实施以下的实施例・比较例。该圆弧状针14中的针的厚度表示与特征性地表示延伸为圆弧状的针整体形状的平面垂直的方向的针长度，即分割为4份前的线材的直径15。

(预备赋形器、挤压子)

实施例中，作为挤压子的P1为PTFE制的直径为40mm的半球体的形状。P1使用气缸来驱动，以从成型材料上向模具的下模挤压贴附的方式运转，进行预备赋形。作为挤压子的P2和P3为PTFE制的长度为150mm、直径为30mm的圆柱状的圆棒形状。P2和P3使用气缸来驱动，以从成型材料上挤压贴附于模具的下模的方式运转，进行预备赋形。实施例・比较例中，使用PTFE制(热导率：0.23W/m・K)的挤压子。但是，实施例10中，使用铝制(热导率：236W/m・K)的挤压子。应予说明，成型材料的热导率为0.38W/m・K。

(预备赋形率)

预备赋形率是将预备赋形成型体(第2预备赋形成型体)与制品图之间的形状差用数值表示得到的值。例如，如果得到与制品图相同形状的预备赋形成型体，则预备赋形率达到100%，完全不存在相同平面的情况下，为0%。实际的预备赋形率的算出方法使用3D照相机式形状测定机：GOMmbh公司制ATOSIII Triple Scan(测定机器商品名)，使用立体照相机式3D测定机来测量预备赋形成型体的形状。将该测量得到的数据使用3D-CAD软件(computer-aided design software，计算机辅助设计软件)：GOM mbh公司制GOM Professional(软件商品名)，进行3D-CAD图形化。将该预备赋形成型体的CAD图形的形状与来自压制成型体的设计图的CAD图面的形状通过最佳拟合法进行重合，进行最佳匹配操作。具体而言，求出从压制成型体的制品表面起在法线方向上偏离成型材料厚度的2倍以上的部位的面积，由该面积比通过下述数式(3)来定义预备赋形率。

预备赋形率=(A-B)/A×100(%) (3)

A：预备赋形后的第2预备赋形成型体(第2预备赋形成型体)的表面积

应予说明，最佳拟合是指作为平面或曲面形状的评价的前处理而将设计形状和实测值重合的处理。利用最佳拟合法的最佳匹配操作是指下述操作：使用预先在压制成型体的设计阶段制作的与压制成型体的形状相关的3D数据、和测量所得第2预备赋形成型体而得到的3D数据，由两个数据求出偏差量，求出其二乘和达到最小的坐标系，将设计数据进行重合的操作。

(针的表面处理)

在圆弧状针的整个表面上涂布包含PTFE的清漆后，固化而进行PTFE涂布。

(针的表面涂布)

对于乳液脱模剂，将信越化学工业株式会社制KM-722T(商品名)硅酮系脱模剂稀释10倍而使用。在将经加热的成型材料用圆弧状针吊起的步骤21前，使圆弧状针与充满脱模剂稀释液的浴接触，在针表面上附着脱模剂稀释液。

(保持器和预备赋形器的动作)

保持器和挤压子能够相对于搬运器上悬挂的成型材料的表面沿着水平方向和铅直方向移动。此时，根据各个保持器和挤压子的移动时点和移动距离，预备赋形形状显著不同。即，根据这些动作方式、配置等，本发明的预备赋形率发生变化。针对本发明的实施例中的动作例，总结于表1、表2中。图4中的矩形和椭圆形的位置表示预备赋形后的第1预备赋形成型体和压制成型体中，成型材料的搬运时、预备赋形时的保持器和挤压子的接触位置。

这些预备赋形动作可以分为2个步骤或3个步骤以上。

此外，各保持器间的直线距离通过如下所述的手段测定。将在两端带标记的纱的一个纱端固定于单侧的保持器上，使对相对侧的保持器在施加了张力的状态下接触纱的另一端。在该状态下使两个的保持器动作，用高速摄像机对动作时的两个保持器与纱的关系进行录像，由动作中的纱的标记与保持器的关系，实时测量保持器间的距离。作为测定保持器间的距离的一个例子，将通过该方法测定的G4-G6间距离之中、预备赋形前与预备赋形后的值示于表3~表5。此外，作为G4的停止位置而将模具的腔内最适当的位置规定为停止位置0mm，在保持器G4的动作距离与此相比更长的情况中用正值，更短的情况中用负值，以mm单位示于表3~表5。

(动作例)

本发明中，作为通过搬运器而将成型材料移动至模具的下模上后的预备赋形的动作例，实施以下述方式驱动各保持器和各挤压子的5种动作例。

1)动作例1：

・步骤1：挤压子P2,P3沿着铅直方向挤压，同时保持器G1沿着水平方向移动后，将成型材料从保持器中释放。保持器G2,G3,G4在沿着水平方向移动的状态下直接保持，保持器G5,G6沿着铅直方向移动并直接保持。保持器G7在沿着水平方向移动后，沿着铅直方向移动，其后直接保持。

・步骤2：保持器G7在将成型材料释放的同时，将挤压子P1沿着铅直方向挤压。

・步骤3：保持器G2~G6的各保持器将成型材料释放，完成预备赋形。

2)动作例2：对于动作例1，如果将G6沿着铅直方向挤压的时点设为步骤2，则步骤1中保持器G5和保持器G6间的直线距离方面发生显著变化。其结果是，在G5和G6之间，成型材料被拉伸而产生龟裂。

3)动作例3：步骤1中，使所有的保持器和预备赋形器进行动作，挤压子沿着铅直方向挤压，保持器进行水平移动或铅直移动。G7进行水平移动和铅直移动。

步骤2中，G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7将成型材料释放。此时，保持器-挤压子间距离也产生差异，在G7和G6之间，成型材料被拉伸而产生龟裂。

4)动作例4：对于动作例1，在步骤1中保持器G1,G3,G7将成型材料释放后，在步骤2中将挤压子P1沿着铅直方向挤压，将成型材料挤压贴附于下模。其结果是，下模中的垂直方向的成型材料错位掉落。

5)动作例5：对于动作例1，在步骤2中，将挤压子P1,P2,P3同时沿着铅直方向向下挤压，将成型材料挤压贴附于下模。其结果是，对合面未重合而张开。

以上的动作例1~5中的保持器和挤压子的操作方式总结于表1和表2。表1和表2中表示各保持器和各挤压子独立地在各步骤中执行从上栏向下栏记载的动作。其中，具有“○”标记的步骤中，表示执行在各栏中记载的铅直挤压、水平移动、释放、或铅直移动的动作。另一方面，空栏表示各保持器和各挤压子不进行任何动作。

[表1]

。

[表2]

。

(变动率)

针对本发明中的变动率的说明、测定评价进行说明。针对上述那样配置于搬运器上的1个或多个保持器和1个或多个挤压子，将成型材料通过保持器在搬运器上吊起后，至执行预备赋形为止实时地测量从各保持器或挤压子至另一保持器或挤压子之间的距离。即，测量以一个保持器或挤压子与另一保持器或挤压子的组合数量为限度的实时距离。此外，此时的“距离”不是指点彼此的最短距离，从保持器起算的“距离”、或至保持器的“距离”表示沿着成型材料的表面以达到最短距离的方式连接的线的长度。此外，沿着基材表面而用直线连接时，从成型材料的外周突出的情况中，排除在变动率的测量的对象外。其中，针对预备赋形前与预备赋形后的值，根据下述数式(1)算出变动率。本发明中，该变动率优选为-10%~10%。

变动率=(C-D)/D×100(%) (1)

“距离”测量时的保持器侧的位置为圆弧状针的位置，详细而言为成型材料中的针的穿刺位置。作为预备赋形器的形状中心，为挤压子与成型材料接触的部分的形状的重心。通过将该变动率的值设为上述的数值范围，在预备赋形前后由成型材料赋形为第1预备赋形成型体的过程中，防止了未贡献于预备赋形的成型材料的拉伸、松弛的发生，不存在褶皱、立面的基材掉落，能够得到具有期望厚度的第1预备赋形成型体。

应予说明，实施例、比较例中，成型材料、第2预备赋形成型体、压制成型体的物性、评价等通过以下的操作实施。

(a)平均碳纤维长度

碳纤维的平均纤维长度可以通过下述方式求出：使用游标卡尺等，测定从成型材料、预备赋形成型体、压制成型体中随机提取的100根纤维的纤维长度直至1mm单位，基于下述数式(4)、(5)而求出。从各向同性成型材料中提取强化纤维的方法可以通过例如下述方式进行：对各向同性成型材料施加500℃×1小时左右的加热处理，在炉内去除热塑性树脂，由此进行。

数均纤维长度：Ln=ΣLi/j (4)

(Li：强化纤维的单纱的纤维长度，j：强化纤维的根数)

重均纤维长度：Lw=(ΣLi²)/(ΣLi) (5)。

应予说明，用旋转切割机进行裁切的情况等中，纤维长度为恒定长度时，数均纤维长度与重均纤维长度视为极为接近的值。

(b)碳纤维容积比率

从成型材料中裁切出100mm×100mm的方板，测定其重量w0(g)。接着，将裁切出的方板状的成型材料在空气中进行500℃×1小时加热，测定烧去构成成型材料的热塑性树脂成分而残留的碳纤维的重量w1(g)。由该测定结果，通过下述数式(6)求出碳纤维的重量比率Wf。由同一成型材料，任意取样3张方板状的成型材料，同样进行测定，求出平均值。

碳纤维的重量比率：

Wf=(碳纤维的重量：w1)/(成型材料的重量w0)×100 (6)。

接着，使用各成分的比重，通过下述数式(7)算出碳纤维容积比率Vf。应予说明，一般而言，在碳纤维容积比率Vf与碳纤维重量比率Wf之间，成立下述数式(7)。

1/Vf=1+ρf/ρm(1/Wf-1) (7)。

(c)成型材料、预备赋形成型体、压制成型体的基材的厚度

对于成型材料、预备赋形成型体、压制成型体的基材的厚度，针对对成型体任意选择的10点，使用游标卡尺等测定直至0.1mm单位，求出平均值。

(d)成型材料的保持部的长度、钩针的厚度

成型材料的保持部的长度使用游标卡尺，以直线距离测定保持器赋予成型材料的痕迹直至0.1mm单位。确认直线距离低于0.1mm的情况中，判断为以点保持。作为圆弧状针的厚度，使用游标卡尺，测定与特征性地表示针的整体形状的面(例如圆弧、椭圆形的圆弧)垂直的方向的针长度直至0.1mm单位。

(e)重合率

对成型材料进行预备赋形时，1个或2个以上的成型材料中的一部分彼此重合而预备赋形立面时，使用游标卡尺等，测定以下的数式(2)所示的重合部分的最大长度直至0.1mm单位。厚度中存在不均匀时，如上述那样，采用任意选择的10点的数均值。

重合率(%)

=重合部分的最大长度/成型材料的厚度×100 (2)。

本实施例、比较例中，以图3所示的形状的成型材料为基础制造压制成型体，因此作为重合部分的最大长度，采用图3中双向箭头的部分的长度。应予说明，图3中，虚线表示重合部分与形成压制成型体的制品表面的部分的边界线。

(f)软化温度

热塑性树脂的软化温度在热塑性树脂为结晶性树脂的情况中，定义为晶体熔解温度、即熔点Tm，在热塑性树脂为非晶性树脂的情况中，定义为玻璃化转变温度Tg。Tm.Tg采用使用扫描型热分析装置以10℃/分钟的升温速度测定热塑性树脂而得到的值。

(g)保持部的针的近似曲线半径、厚度

保持器的针的形状为圆弧状的情况中，将对应的圆弧的半径作为近似曲线半径而算出。针的形状为椭圆形的圆弧的情况中，将其椭圆的长轴长的圆与短轴长的圆的半径的平均值作为近似曲线的半径而算出。针的厚度用测微计测量与表示针形状的面(例如圆弧、椭圆形的圆弧)垂直的方向的针长度。

(h)变动率

如上述那样，测定由各保持器或挤压子至另一保持器或挤压子之间沿着基材表面实时测定时的预备赋形前和预备赋形后的距离，根据下述数式(1)，算出变动率。本发明中，该变动率优选为-10%~10%。

变动率=(C-D)/D×100(%) (1)

(i)第1预备赋形成型体、压制成型体、保持器的针附着物等的评价

预备赋形成型体的评价中，在预备赋形结束的阶段通过目视没有褶皱、没有发生基材掉落、对合面张开的现象的情况判定为成型良好。另一方面，在预备赋形结束的阶段通过目视发现褶皱、或者发生基材掉落、对合面张开的现象的情况判定为成型不良，无法实施预备赋形的情况判定为不能成型。

压制成型体的外观评价中，通过有无成型体外观的褶皱、立面处有无基材在模具切边部(shear edge)上的突出、立面处有无基材掉落、对合面有无张开来进行评价。这些现象在表3~表5中分别称为有无表面的褶皱、从立面突出、立面基材掉落、对合面张开。此外，通过目视对在保持器的针上有无附着物进行判定。

(j)热导率

成型材料、挤压子等各原材料的热导率使用根据热线(加热线)的发热量与温度上升量，通过直接测定热导率的热线法而测定得到的值。

[实施例1]

使用采用制造例1中制造的重均碳纤维长度为20mm的碳纤维和尼龙6树脂而得到的、碳纤维容积比率Vf为30容积%、压制成型体等效厚度相当于2.5mm(成型材料厚度为2.6mm)的具有各向同性的成为成型材料的基材。将该基材裁切为用图3的粗线表示外框的形状，用远红外线加热器，以成型材料表面温度达到290℃的方式进行加热。此时的加热时间为420秒。加热方法为：在金属格子上放置基材，通过在金属格子的上下两面上安装的远红外线加热器对基材进行加热，经过规定的时间后，连同金属格子将基材向外拉出。接着，在拉出的金属格子上的已加热的基材的上部，配置具备具有保持器的保持部的搬运器，使保持部5下降至基材的上方约10mm。接着，使保持器前端的圆弧状针由6a旋转至6b的位置，将圆弧状针穿刺于基材中，使搬运器向上方移动，吊起已加热的基材并保持。此时使用的圆弧状针的整体形状为中心角为90度且半径为20mm的圆弧状的形状、并且截面是直径为2mm的圆形形状，其是将直径为40mm的圆形的线材如图9所示那样裁切为4份、并对一端进行切削而制造的针(参照图10)。此外，该圆弧状的表面被PTFE涂布。将厚度为2.5mm的成型材料用上述圆弧状针吊起时，被圆弧状针保持的成型材料的距离(保持部分的长度)为3.5mm。

接着，使吊起基材的搬运器在距离压缩成型用模具面的上空30mm的压缩成型用模具的上模与下模之间搬运后，按照表1的动作例1驱动保持器和挤压子，对成型材料进行预备赋形。此时，挤压子P1配置于保持器G6与G7之间等，挤压子P2配置于保持器G2与G5之间，挤压子P3配置于保持器G4与G5之间等。其结果是，在模具的下模上成型具有立面、且成型材料中的一部分重合的第1预备赋形成型体。此时，G4-G6间的沿着成型材料的表面的最短距离是，预备赋形前为285mm，预备赋形后为287mm，为几乎等长的关系。此外，动作例1的各步骤中，通过调整输送至气缸的空气流量，调整保持器和挤压子的动作速度，以使得距离间隔达到恒定。其结果是，动作例1的步骤1,2,3中的G4-G6间的变动率为0~3%以内。

将固化冷却后的第2预备赋形成型体从模具中取出，通过测量形状的上述手段算出预备赋形率。接着，对另行完成了预备赋形的第1预备赋形成型，立刻闭合压缩成型用模具并加压从而进行压缩成型，得到具有立面的压制成型体。此时，压缩成型用模具温度被调整为150℃，在以在压制成型体的模具开闭方向上的投影面积换算计为20MPa的压力下进行加压赋形。保持加压35秒，在压制成型体温度达到180℃的状态下，打开模具，取出压制成型体。进一步，重复10次该一系列成型动作，确认一系列的压制成型动作能够保持稳定性而操作。

上述操作的结果是，预备赋形成型体的预备赋形率为90%。此外，立面与底面的角部对合部的重合率为800%。此时，已加热的基材的吊起状况良好，此外，连续10次后，确认在针上的树脂附着时，未观察到附着物。此外，对于所得压制成型体，可以得到不存在立面处的模具切边部上的突出、立面处的基材掉落而导致的缺料(short)、对合面张开的良好压制成型体。

[实施例2]

实施例1中，替代使用重均碳纤维长度为20mm、碳纤维容积比Vf为30容积%的成型材料，使用采用制造例1中制造的重均碳纤维长度为10mm的碳纤维和尼龙6树脂而得到的、碳纤维容积比率Vf为40容积%、压制成型体等效厚度相当于2.5mm(成型材料厚度为2.6mm)的具有各向同性的成型材料。使用该成型材料，在除此之外的其他条件与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。也进行10次重复成型。其结果是，可以稳定地得到与实施例1同等良好的压制成型体。

[实施例3]

实施例1中，替代使用重均碳纤维长度为20mm、碳纤维容积比Vf为30容积%的成型材料，使用采用制造例1中制造的重均碳纤维长度为20mm的碳纤维和尼龙6树脂而得到的、碳纤维容积比率Vf为30容积%、压制成型体等效厚度相当于3.5mm(成型材料厚度为3.6mm)的具有各向同性的成型材料。使用该成型材料，在除此之外的其他条件与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。也进行10次重复成型。其结果是，可以稳定地得到与实施例1同等良好的压制成型体。

[实施例4]

实施例1中，替代使用截面为直径为2mm的圆形形状的圆弧状针，使用截面为厚度2mm×宽度3mm的矩形形状的圆弧状针。使用该针时的圆弧状针的厚度为2mm。在其他条件与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。也进行10次重复成型。此时的通过圆弧状针而保持成型材料的距离(保持部分的长度)与实施例1同样地为3.5mm。其结果是，可以稳定地得到与实施例1同等良好的压制成型体。

[实施例5]

实施例1中，替代使用截面为直径为2mm的圆形形状的圆弧状针，使用截面为直径为1.5mm的圆形的圆弧状针。在其他条件与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。也进行10次重复成型。此时的通过圆弧状针而保持成型材料的距离(保持部分的长度)与实施例1同样地为3.5mm。其结果是，可以稳定地得到与实施例1同等良好的压制成型体。

[实施例6]

实施例1中，以仅使重合率达到400%的方式，裁切成为成型材料的基材。具体而言，以成型时成型材料重叠的区域、即图3中被保持器G3、G7保持的区域周边的梯形部分的面积小于实施例1中使用的成型材料的方式进行裁切。在其他条件与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。也进行10次重复成型。其结果是，在90%的预备赋形率下，可以稳定地得到与实施例1同样良好的压制成型体。

[实施例7]

不对圆弧状针的表面进行PTFE涂布处理，替代地，将针在穿刺于已加热的成型材料中之前，使针表面与通常的水接触。除此之外，在与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。其结果是，即使进行连续10次成型后，在圆弧状针的针表面上也未确认到构成成型材料的热塑性树脂的附着。

[实施例8]

不对圆弧状针的表面进行PTFE涂布处理，替代地，将针在穿刺于已加热的成型材料中之前，使针表面与硅酮乳液系脱模剂的水稀释液接触。除此之外，在与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。其结果是，即使进行连续10次成型后，在圆弧状针的针表面上也未确认到构成成型材料的热塑性树脂的附着。

[实施例9]

对于实施例1，在未对圆弧状针的表面实施PTFE涂布处理的状态下，在与实施例1相同的条件下进行10次连续的预备赋形和压缩成型。其结果是，至第4次为止能够正常成型，但第4次以后，在预备赋形后的圆弧状针的释放动作时，在针的表面上附着成型材料，发生第1预备赋形成型体显著错位的现象。应予说明，压制成型体的评价表示第1次成型操作中得到的压制成型体的评价结果。

[实施例10]

实施例1中，替代使用具备PTFE制的挤压子的预备赋形器，使用具备铝制的挤压子的预备赋形器。除此之外，在与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，制造压制成型体。其结果是，预备赋形后的第1预备赋形成型体中的挤压子所接触的部位处，残留有挤压子的前端的压痕。但是，其后的压缩成型中，尽管压痕略微残留，但没有显著损害压制成型体的外观。

[比较例1]

实施例1中，替代使用重均碳纤维长度为20mm、碳纤维容积比Vf为30容积%的成型材料，使用采用制造例1中制造的重均碳纤维长度为1mm的碳纤维和尼龙6树脂而得到的、碳纤维容积比率Vf为30容积%、压制成型体等效厚度相当于2.5mm(成型材料厚度为2.6mm)的成型材料，进行成型。除此之外，在与实施例1相同的条件下，实施预备赋形和压缩成型，尝试制造压制成型体。但是，在穿刺圆弧状针并悬挂成型材料的阶段中，成型材料破损掉落，难以搬运。其结果是，无法制造压制成型体。

[比较例2]

实施例1中，替代按照表1记载的动作例1实施保持器和挤压子的动作，而实施动作例2进行预备赋形，接着，尝试压缩成型。动作例2的步骤1中，暂时使G5-G6间距离达到308mm，形成变动率大于10%的状态。其后，在步骤2中，G5-G6间距离达到287mm，变动率降低。但是，在步骤1的阶段中，在G5-G6间发生基材破损，在第1预备赋形成型体的表面上产生褶皱，导致成型不良。此外，此时预备赋形率为74%。

[比较例3]

实施例1中，替代按照表1记载的动作例1实施保持器和挤压子的动作，而实施动作例3进行预备赋形，接着，尝试压缩成型。G6-G7间距离在预备赋形前为83mm，与此相对地，在步骤1中，动作中暂时达到96mm。该步骤1中变动率大于10%，其结果是，在G6、G7间发生基材破损，在第1预备赋形成型体表面上产生褶皱。此时预备赋形率为68%。

[比较例4]

实施例1中，替代按照表1记载的动作例1实施保持器和挤压子的动作，而实施表2记载的动作例4进行预备赋形，接着，尝试压缩成型。其结果是，立面对合部附近的基材掉落，无法得到正常形状的第1预备赋形成型体。此时的预备赋形率为34%。

[比较例5]

实施例1中，替代按照表1记载的动作例1实施保持器和挤压子的动作，而实施表2中记载的动作例5进行预备赋形，接着，尝试压缩成型。其结果是，立面的重合部没有正常对合，形成对合面张开的第1预备赋形成型体。此时的预备赋形率为71%。

[比较例6]

实施例1中，将G4的水平方向的移动距离缩短15mm，并且调整G6和G5的铅直方向的移动距离，以使得G4-G6的预备赋形前、预备赋形后的距离不发生变动。其他条件与实施例1相同。该所得第1预备赋形成型体的预备赋形率为75%。但是，与实施例1同样进行压缩成型时，在成型材料在模具的立面的外侧突出的状态下进行合模，因此在模具切边部夹住成型材料，其结果是，无法对制品部充分施加型压力。因此，残留褶皱的痕迹等，压制成型体的外观恶化。

[比较例7]

保持器并非圆弧状针，而是使用市售的针抓持器的压制成型体的实验例。

将シュマルツ株式会社制SNG-Y-12-2.0-V(商品名)安装于搬运器上，实施与实施例1相同的动作。该针抓持器中，将直线状的针以12根交叉的方式排列，保持器保持成型材料的长度为约110mm。此时，即使用挤压子挤压成型材料，成型材料也不会追随，成型材料被拉伸、撕裂，难以实施预备赋形。

针对以上的实施例1~10和比较例1~7，将成型条件和预备赋形成型体和压制成型体的评价结果总结示于表3~表5。

[表3]

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[表4]

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[表5]

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工业实用性

通过使用本发明的碳纤维强化树脂复合材料的压制成型体的制造方法，即使是复杂形状的制品，也可以在能够冷压制的压缩成型用模具上，在复合材料冷却前进行预备赋形，进一步，能够制造外观的良好的成型体。换言之，可以制造没有表面的褶皱、基材不会从立面突出、立面基材不会掉落、且对合面不会张开的压制成型体。提供以这样的方式得到的成型体具有能够进行汽车等结构部件的低成本化的效果，切实地实现车身的轻量化等。能够实现这样的汽车的结构部件的低成本化、轻量化所涉及的产业上的意义极大。

附图标记说明

1 本申请实施例中得到的压制成型体的平面

2 本申请实施例中得到的压制成型体的立面

G1 保持器G1与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G2 保持器G2与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G3 保持器G3与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G4 保持器G4与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G5 保持器G5与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G6 保持器G6与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

G7 保持器G7与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

P1 挤压子P1与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用椭圆形表示。

P2 挤压子P2与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

P3 挤压子P3与成型前的成型材料或第1预备赋形成型体接触的部位，其外形用矩形表示。

3 搬运器：实施前后、左右的移动的机构

4 搬运器：实施上下的移动的机构

5 保持部、支撑保持器的部件

6 保持器

6a 保持成型材料前的状态的保持部和保持器的位置(第1位置)

6b 保持成型材料的状态的保持部和保持器的位置(第2位置)

7 预备赋形器

7a 对成型材料赋形前的状态的预备赋形器(第1位置)

7b 对成型材料赋形的状态的预备赋形器的一个例子(第2位置)

8 挤压子

9 搬运机器人

10 臂

11 手主体

12 搬运器、搬运器、保持部、保持器、预备赋形器和挤压子(具备机器的搬运器)

13 示出由圆形的线材得到圆弧状针时的线材的裁切部位的一个例子。

N1~N4 的形状表示裁切为4份而得到的第1~4根的圆弧状针。

14 表示圆弧状针的具体形状的一个例子。

15 表示截面形状为圆形的圆弧状针的厚度方向。

Claims

1.压制成型体的制造方法，其包括下述步骤：

步骤21：将所述加热至软化温度以上的成型材料通过在搬运器上配置有多个的以点或者以所述成型材料的厚度的10倍以下长度的线状态保持的保持器进行保持，由此用所述搬运器支撑从而在压缩成型用模具的上模与下模之间进行搬运的步骤

步骤22：通过配置于多个所述保持器之间的挤压子对被所述搬运器支撑的所述成型材料进行挤压从而预备赋形，并将预备赋形率设为80%以上且100%以下的步骤

步骤31：闭合所述上模与所述下模并加压，由此将所述成型材料进行压制成型而制成所述压制成型体，在所述压制成型体的温度低于所述热塑性树脂的软化温度的状态下打开所述压缩成型用模具，并将压制成型体从模具中取出的步骤。

2.根据权利要求1所述的压制成型体的制造方法，其中，所述保持器具有所述成型材料的厚度加5mm以上且成型材料的厚度40倍以下的近似曲率半径的圆弧状针，将所述圆弧状针穿刺于所述成型材料中，从而保持所述成型材料。

3.根据权利要求2所述的压制成型体的制造方法，其中，所述搬运器具有板或框结构的手主体，所述保持器和所述挤压子能够相对于所述手主体沿着接触分离的方向移动，进一步，所述保持器能够相对于所述手主体沿着追随方向移动。

4.根据权利要求3所述的压制成型体的制造方法，其中，所述挤压子能够相对于所述手主体沿着追随方向移动。

5.根据权利要求3或4所述的压制成型体的制造方法，其中，所述手主体能够以任意的角度倾斜。

6.根据权利要求2~5中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，在步骤22中的预备赋形时，

在从作为一个保持器的圆弧状针的位置或所述挤压子与成型材料的接触位置起至作为另一保持器的圆弧状针的位置或所述挤压子与成型材料的接触位置为止沿着成型材料表面的最短距离的下述式所示的变动率为-10~10%的范围内，进行预备赋形，

变动率=(C-D)/D×100(%) (1)

7.根据权利要求1~6中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，所述挤压子的热导率小于所述成型材料的热导率，所述挤压子的形状为棒状、锥状、球状、或板状。

8.根据权利要求2~7中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，所述不连续碳纤维的重均纤维长度为10mm以上，所述成型材料的厚度为所述圆弧状针的厚度的1/2倍以上。

9.根据权利要求2~8中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，所述圆弧状针的表面中的至少一部分被至少1种以上的氟系树脂涂布。

10.根据权利要求2~9中任一项所述的压制成型体的制造方法，其中，所述步骤31之后，在所述圆弧状针上涂布水或脱模剂，返回所述步骤11，进行下一压制成型。

11.根据权利要求1~10中任一项所述的压制成型体的制造方法，其是在步骤21之后且步骤31之前将1个或2个以上的成型材料进行预备赋形从而制造具有立面的压制成型体的方法，其中，进行预备赋形时，将所述1个或2个以上的成型材料中的一部分彼此重合而将立面进行预备赋形，

所述成型材料是用于形成立面的具有重合区域的1个成型材料、或分割为多个的成型材料，

下述数式(2)所示的成型材料的重合率为200%以上，

重合率(%)

=重合部分的最大长度/成型材料的厚度×100 (2)。