具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

本发明的压制成型体的制造方法具有：

将X材料配置在成型模具内的工序；

闭合所述成型模具，在开始对所述X材料的一部分施加压力之后，将作为混炼后的材料的Y材料注射到所述成型模具内的工序；以及

将所述X材料和所述Y材料在所述成型模具内进行冷压而一体成型的工序，所述压制成型体的制造方法中，

所述X材料包含重均纤维长度Lw_A的碳纤维A和热塑性树脂R_X，

所述Y材料包含重均纤维长度Lw_B的碳纤维B和热塑性树脂R_Y，

Lw_B<Lw_A，

Lw_A为1mm以上且100mm以下，

所述X材料的回弹量大于1.0且小于14.0，

所述压制成型体具有立面部和顶面部，

在所述冷压中，使所述Y材料从形成所述立面部的模腔区域以外的模腔区域向形成所述立面部的模腔区域流动，

所述立面部的厚度t1和所述顶面部的厚度t2满足t1＞t2。

如上所述，本发明的压制成型体的制造方法至少使用含有重均纤维长度互不相同的碳纤维并且含有热塑性树脂的X材料和Y材料，将X材料(典型地为板状的材料)配置在成型模具内，闭合成型模具，在开始对X材料的至少一部分施加压力后，将作为注塑成型材料的Y材料向成型模具内注射(典型的是利用注射装置投入)，将X材料和Y材料在成型模具内进行冷压，制造压制成型体(有时也简称为“成型体”)。

首先，对X材料和Y材料中包含的碳纤维进行说明。

X材料包含重均纤维长度Lw_A的碳纤维A和热塑性树脂R_X。

Y材料包含重均纤维长度Lw_B的碳纤维B和热塑性树脂R_Y。

X材料和Y材料是成型材料，但X材料典型地为板状的压制成型材料，与此相对，Y材料为混炼后的材料。即，在本发明中，Y材料是指将含有碳纤维和热塑性树脂R_Y的Y材料前体混炼后的、处于能够注射的状态的材料(以及之后的工序中，注射后的材料)。

Y材料前体是包含碳纤维和热塑性树脂R_Y的材料，是通过混炼而成为Y材料的材料。Y材料前体也可以是将X材料的边角料破碎而得到的破碎材料。

混炼是指，将Y材料前体中含有的碳纤维与熔融后的热塑性树脂R_Y一起混合，成为能够注射的状态。

通常，Y材料前体所包含的碳纤维的重均纤维长度长于Y材料中所含的碳纤维B的重均纤维长度Lw_B。

[碳纤维]

1.碳纤维整体

作为本发明中使用的碳纤维，一般已知有聚丙烯腈(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、酚系碳纤维等，在本发明中可以优选使用这些中的任一种碳纤维。其中，在本发明中，从拉伸强度优异的方面考虑，优选使用聚丙烯腈(PAN)系碳纤维。

2.碳纤维的上浆剂

本发明中使用的碳纤维也可以是在表面附着有上浆剂的碳纤维。在使用附着有上浆剂的碳纤维的情况下，该上浆剂的种类可以根据碳纤维的种类和X材料(复合材料M)或Y材料中使用的热塑性树脂的种类适当选择，没有特别限定。

3.碳纤维的纤维直径

本发明中使用的碳纤维的单丝(一般有时称为丝线)的纤维直径只要根据碳纤维的种类适当决定即可，没有特别限定。平均纤维直径通常优选在3μm～50μm的范围内，更优选在4μm～12μm的范围内，进一步优选在5μm～8μm的范围内。在碳纤维为纤维束状的情况下，不是指纤维束的直径，而是指构成纤维束的碳纤维(单丝)的直径。碳纤维的平均纤维直径例如可以通过JISR7607：2000中记载的方法进行测定。

[碳纤维A]

本发明中的X材料(复合材料M)包括重均纤维长度Lw_A的碳纤维A。Lw_A比所使用的Y材料中含有的碳纤维B的重均纤维长度Lw_B长。碳纤维A的重均纤维长度Lw_A为1mm以上且100mm以下，更优选为3mm以上且80mm以下，特别优选为5mm以上且60mm以下。若Lw_A为100mm以下，则X材料(复合材料M)的流动性不容易降低，在压制成型时容易得到期望的形状的压制成型体。另外，在Lw_A为1mm以上的情况下，得到的压制成型体的机械强度不容易降低，因此优选。

[碳纤维A的重均纤维长度]

在本发明中，也可以并用纤维长度互不相同的碳纤维A。换言之，本发明中使用的碳纤维A可以在重均纤维长度的分布中具有单一的峰，或者也可以具有多个峰。需要说明的是，对于注塑成型体、挤出成型体中含有的碳纤维，为了使碳纤维在注塑(挤出)成型体中均匀地分散而使碳纤维经过了充分的混炼工序，通常碳纤维的重均纤维长度小于1mm。

碳纤维A的平均纤维长度例如可以使用游标卡尺等将从成型体中随机提取的100根纤维的纤维长度测定至1mm单位，并基于下述式(1)求出。

当将各个碳纤维的纤维长度设为Li、将测定根数设为j时，数均纤维长度(Ln)和重均纤维长度(Lw)通常利用以下的式(1)、(2)求出。

Ln＝ΣLi/j 式(1)

Lw＝(ΣLi²)/(ΣLi) 式(2)

纤维长度为恒定长度时，数均纤维长度和重均纤维长度为相同的值。从压制成型体提取碳纤维A例如可以通过对压制成型体实施500℃×1小时左右的加热处理，并在炉内除去树脂来进行。

[碳纤维B]

本发明中的Y材料包括重均纤维长度Lw_B的碳纤维B。Lw_B比所使用的X材料(复合材料M)中含有的碳纤维A的重均纤维长度Lw_A短。

碳纤维B的重均纤维长度Lw_B优选为1.0mm以下。若Lw_B为1.0mm以下，则容易通过注射制造Y材料。另外，Lw_B优选为0.1mm以上。若Lw_B为0.1mm以上，则容易确保Y区域中的机械物性。

需要说明的是，Y材料所含的碳纤维B的重均纤维长度Lw_B为混炼后的长度，因此在通过本发明的制造方法制造的压制成型体中，包含Y材料的Y区域所含有的碳纤维的重均纤维长度与Lw_B相同。

[碳纤维B的重均纤维长度]

在本发明中，也可以并用纤维长度互不相同的碳纤维B。换言之，本发明中使用的碳纤维B可以在重均纤维长度的分布中具有单一的峰，或者也可以具有多个峰。

碳纤维B的重均纤维长度和数均纤维长度能够以与上述的式(1)、(2)相同的方式进行测定。需要说明的是，对于碳纤维B的纤维长度的测定方法在后面叙述。

[X材料和Y材料中的碳纤维的体积比例]

对于各X材料和Y材料，碳纤维体积比例(Vf)可以通过下述式(3)求出。

对碳纤维体积比例没有特别限定，但碳纤维体积比例(Vf)优选为10～60Vol％，更优选为20～50Vol％，进一步优选为25～45Vol％。

碳纤维体积比例(Vf)＝100×碳纤维体积/(碳纤维体积+热塑性树脂体积)式(3)

在本发明中，在制造工艺上优选X材料的碳纤维体积比例Vf_X与Y材料的碳纤维体积比例Vf_Y满足Vf_X≥Vf_Y的关系。在将从包含碳纤维和热塑性树脂的复合材料(原料基材)切出X材料后将残留的边角料粉碎而得到的材料用作Y材料的情况下，Vf_X＝Vf_Y，在将边角料粉碎后，进一步添加热塑性树脂来制造Y材料的情况下，Vf_X＞Vf_Y。即，如果采用Vf_X≥Vf_Y这样的制造方法，则能够高效地利用切出X材料后残留的边角料。

Vf_X优选为20～45Vol％，更优选为25～40Vol％。

Vf_Y优选为1～40Vol％、更优选为5～30Vol％、进一步优选为10～25Vol％。

接着，对X材料和Y材料中包含的热塑性树脂进行说明。

[热塑性树脂]

本发明中使用的热塑性树脂(热塑性的基体树脂)没有特别限定，可以适当选择使用具有期望的软化点或熔点的树脂。作为热塑性树脂，通常使用软化点为180℃～350℃的范围内的热塑性树脂，但并不限定于此。

作为热塑性树脂，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、热塑性聚苯并咪唑树脂等。

本发明的X材料及Y材料中使用的热塑性树脂可以仅为1种，也可以为2种以上。作为并用2种以上热塑性树脂的方式，例如可以举出并用软化点或熔点相互不同的热塑性树脂的方式、并用平均分子量相互不同的热塑性树脂的方式等，但不限于此。

另外，优选X材料所含的热塑性树脂R_X与Y材料所含的热塑性树脂R_Y为同种的热塑性树脂。

[将X材料配置在成型模具内的工序]

本发明中的将X材料配置在成型模具内的工序可以使用以往公知的方法进行。在本发明中，为了进行冷压，优选X材料在预先加热的状态下配置在成型模具内。在X材料中所含的热塑性树脂为结晶的情况下，优选加热至熔点以上且分解温度以下，在X材料中所含的热塑性树脂为无定形的情况下优选加热至玻璃化转变温度以上且分解温度以下。另外，在X材料所含的热塑性树脂为结晶的情况下成型模具的温度优选被温度调节为小于熔点，在X材料所含的热塑性树脂为无定形的情况下成型模具的温度优选被温度调节为小于玻璃化转变温度。这样，通过调节X材料和成型模具的温度，能够适当地进行冷压。

另外，优选在开始压制之前，对X材料进行预赋形。

本发明中的X材料的回弹量大于1.0且小于14.0。在此，回弹量是指将预热后的成型材料的板厚除以预热前的成型材料的板厚而得到的值。即，在将预热前的X材料的板厚设为t_X0，将预热后的X材料的板厚设为t_X1的情况下，X材料的回弹量为t_X1/t_X0。本发明中的X材料的优选的回弹量为超过1.0且为7.0以下，更优选为超过1.0且为5.0以下，进一步优选为超过1.0且为3.0以下，更进一步优选为超过1.0且为2.5以下。

在本发明中，作为成型模具优选使用具有如下模腔的成型模具，即形成立面部的模腔区域的厚度T1和形成顶面部的模腔区域的厚度T2为T1＞T2。通过使用这样的成型模具，能够使作为注塑成型材料的Y材料从形成立面部的模腔区域以外的模腔区域(例如，形成顶面部的模腔区域)向形成立面部的模腔区域流动。

T1的值没有特别限定，T1的值例如优选为1.0mm以上且小于5.0mm，更优选为1.5mm以上且小于4.0mm，进一步优选为2.0mm以上且小于3.5mm。

T2的值没有特别限定，T2的值例如优选为0.5mm以上且小于4.0mm，更优选为1.0mm以上且小于3.5mm，进一步优选为1.0mm以上且小于2.0mm。

另外，T1与T2的关系优选为T1＞T2×1.2，更优选为T1＞T2×1.3，进一步优选为T1＞T2×1.4。

另外，压制成型体的厚度与成型模具模腔的厚度对应，原则上，T1＝t1，T2＝t2。

在本发明中，形成立面部的模腔区域的厚度T1与预热后的(回弹后的)X材料的板厚t_X1优选为T1＞t_X1。

在X材料的回弹量超过1.0的情况下，如图6所示，若对加热前的厚度为t_X0的X材料进行加热，则X材料的厚度因回弹而增加至t_X1。如图7所示，将其载置于成型下模5，在制造t1＝t2(即T1＝T2)且T1≤t_X1的压制成型体的情况(使用了成型模腔的情况)下，即使将作为被混炼的材料的Y材料从形成顶面部的模腔区域投入，Y材料也被回弹后的X材料阻止，无法进入用于形成立面部、凸缘部等的成型模具模腔区域。

在制造立面部为厚度不均结构的成型体的情况下(在立面部的厚度部不恒定的情况下)，形成立面部的模腔区域的厚度也成为厚度不均结构。在该情况下，将最窄部的厚度设为形成立面部的模腔区域的厚度T1。同样地，在制造顶面部的板厚为厚度不均结构的成型体的情况下(在顶面部的厚度部不恒定的情况下)，形成顶面部的模腔区域的厚度也成为厚度不均结构。在该情况下，将最窄部的厚度设为形成顶面部的模腔区域的厚度T2。Y材料是否能够顺畅地在流路中流动取决于模腔的最窄部，因此优选将最窄的腔流路扩大。

在压制成型体的立面部、顶面部、凸缘部等具有厚度不均结构(厚度不恒定的部分)的情况下，Y材料有助于厚度不均结构。X材料为板状，而Y材料为注射材料，因此容易制造厚度不均结构的成型体。

例如，在制造具有从2mm逐渐成为3mm的厚度不均结构的成型体的情况下，若将1mm厚度的X材料载置于成型模具，则剩余的1mm～2mm的厚度不均区域由Y材料形成。

[在闭合成型模具，开始对X材料的一部分施加压力之后，将Y材料注射到成型模具内的工序]

在本发明中，在将X材料配置于成型模具内之后，闭合成型模具。在此，在本发明中，在闭合成型模具(典型地，使成型上模下降)，并开始对X材料的一部分施加压力之后(优选在开始对X材料的至少一部分施加压力之后)，将Y材料注射到成型模具内(优选通过注射装置投入成型模具内)。

X材料的一部分已开始被施加压力的情况，通常能够利用压制成型机所带有的压力计确认。更具体而言，成型模具的上模(成型上模)下降，在与X材料接触后，能够通过向压制成型机的压力计输出压力从而确认。

另外，将Y材料向成型模具内注射的方法没有特别限定，可以使用以往公知的方法进行。例如，可以举出预先在成型模具中设置浇口，从成型模具的外部通过注射装置注射Y材料的方法。关于用于注射Y材料的浇口的数量、设置浇口的位置，没有特别限定，例如，可以在形成压制成型体的顶面部的模腔区域的成型下模设置1个浇口(参照图3)。另外，作为其他例子，可列举：在形成压制成型体的顶面部的模腔区域的成型下模设置2个以上浇口；在形成压制成型体的顶面部的模腔区域的成型上模设置1个以上浇口；在形成压制成型体的顶面部及立面部的模腔区域以外的模腔区域(例如形成凸缘部的模腔区域)的成型下模或上模设置1个以上浇口等。

优选浇口的位置与模腔的端部(凸缘部等的端部)较远者。其理由是，在Y材料到达模腔的端部之后，Y材料在成型体板厚方向上流动，进而，Y材料从模腔的端部向中央地逆流，推开X材料而产生起伏等的情况较少。

另外，优选浇口的位置不偏者。其理由是，能够抑制由于因Y材料的投入时间差而产生的成型材料的冷却开始时间差而导致成型体翘曲。

虽然能够设定多个浇口而缩短Y材料的投入时间，但在本发明中，有时优选浇口的数量较少。其理由是，能够抑制从注射浇口注射的Y材料彼此在成型模具内碰撞引起的接缝的产生，抑制强度的降低。

在图3中示出本发明中使用的成型模具的一例的截面示意图。

在本发明中，优选使用的X材料的体积V_X与使用的Y材料的体积V_Y满足V_X≥V_Y的关系。V_X：V_Y优选为90：10～50：50，更优选为80：20～60：40。

若V_X：V_Y为90：10～50：50，则例如能够使用X材料形成压制成型体的主要的部分，仅必要的部分(例如端部、细微部分等)使用流动性高的Y材料来形成。

注射Y材料时的压力优选为30～200kgf/m²，更优选为40～150kgf/m²。另外，对Y材料的加热温度没有特别限定，例如在使用尼龙6作为热塑性树脂的情况下，优选为200～300℃。

[将X材料和Y材料在成型模具内进行冷压，一体成型的工序]

冷压可以使用以往公知的方法进行。

冷压法是例如将加热至第一规定温度的热塑性碳纤维复合材料(有时称为X材料及Y材料的总称)投入到设定为第二规定温度的成型模具内后，进行加压、冷却。

具体而言，在构成热塑性碳纤维复合材料的热塑性树脂为结晶的情况下，第一规定温度为熔点以上，第二规定温度低于熔点。在热塑性树脂为无定形的情况下，第一规定温度为玻璃化转变温度以上，第二规定温度低于玻璃化转变温度。即，冷压法至少包含以下的工序A-1)～A-2)。

工序A-1)在热塑性树脂为结晶的情况下将热塑性碳纤维复合材料加热至熔点以上且分解温度以下，在热塑性树脂为无定形的情况下将热塑性碳纤维复合材料加热至玻璃化转变温度以上且分解温度以下的工序。

工序A-2)在热塑性树脂为结晶的情况下将成型模具温度调节为低于熔点，在热塑性树脂为无定形的情况下将成型模具温度调节为低于玻璃化转变温度，并将上述工序A-1)中加热后的热塑性碳纤维复合材料配置于该成型模具中，进行加压的工序。

通过进行这些工序，能够完成热塑性碳纤维复合材料的成型(能够制造压制成型体)。

上述的各工序需要按照上述的顺序进行，但可以在各工序间包括其他工序。其他工序例如有：在工序A-2)之前，利用与工序A-2)中利用的成型模具不同的赋形模具，预先赋形为成型模具的模腔的形状的赋形工序等。另外，工序A-2)是对热塑性碳纤维复合材料施加压力而得到期望形状的成型体的工序，但此时的成型压力没有特别限定，相对于成型模具模腔投影面积，优选小于20MPa，更优选为10MPa以下。另外，当然也可以在压制成型时将各种工序加入上述工序之间，例如也可以使用一边真空一边进行压制成型的真空压制成型。

需要说明的是，Y材料通过注射被投入到成型模具中，因此在热塑性树脂为结晶的情况投入到成型模具内时的Y材料通常加热至熔点以上且分解温度以下，在热塑性树脂为无定形的情况下投入到成型模具内时的Y材料通常加热至玻璃化转变温度以上且分解温度以下。

在本发明中，优选X材料为板状，使Y材料在X材料的面内方向上流动而面延伸，制造压制成型体。

[压制成型体]

通过本发明的制造方法制造的压制成型体至少具有顶面部和立面部。顶面部是指包含压制成型体的顶面的部分。顶面部与立面部一体地连接。立面部是包括立面的部分，是在与顶面部交叉的方向上延伸的部分(侧面部)。立面部与顶面部所成的角度没有特别限定，例如优选为超过90度～小于180度，更优选为超过90度～小于135度，进一步优选为超过90度～小于120度。

需要说明的是，顶面部根据观察方法(若颠倒压制成型体的上下)则也会成为底面部。

通过本发明的制造方法制造的压制成型体也可以具有顶面部以及立面部以外的部分。例如，也可以具有与立面部连接的凸缘部等。

通过本发明的制造方法制造的压制成型体的立面部的厚度t1与顶面部的厚度t2满足t1＞t2的关系。即，立面部的厚度大于顶面部的厚度。

t1的值没有特别限定，但t1的值优选为1.0mm以上且小于5.0mm，更优选为1.5mm以上且小于4.0mm，进一步优选为2.0mm以上且小于3.5mm。

t2的值没有特别限定，t2的值优选为0.5mm以上且小于4.0mm，更优选为1.0mm以上且小于3.5mm，进一步优选为1.0mm以上且小于2.0mm。

另外，t1与t2的关系优选为t1＞t2×1.2，更优选为t1＞t2×1.3，进一步优选为t1＞t2×1.4。

需要说明的是，在压制成型体的立面部为厚度不均结构的情况下(立面部的厚度部不恒定的情况下)，将立面部的最小板厚设为t1。

同样地，在顶面部的板厚为厚度不均结构的情况下(顶面部的厚度不恒定的情况下)，将顶面部的最小板厚设为t2。Y材料是否能够顺畅地在流路中流动取决于模腔的最窄部，因此需要将最窄的膜腔流路扩大。

图1示出通过本发明的制造方法制造的压制成型体的一例的截面示意图。图1的压制成型体1具有顶面部2和与顶面部2连接的立面部3。另外，压制成型体1具有与立面部3连接的凸缘部F。

通过本发明制造的压制成型体的截面形状可以是T字型、L字型、コ字型、帽型(帽子形状)以及包含它们的三维形状，还可以具有凹凸形状(例如肋、凸台等)。通过本发明制造的压制成型体的形状优选为包含截面形状为帽子形状的部分的形状。

本发明中使用的X材料的总重量Q_X与使用的Y材料的总重量Q_Y之比即Q_X：Q_Y为99：1～50：50，优选包含Y材料的Y区域所占的比例朝向压制成型体的至少1个面内方向的端部去而增加，更优选压制成型体的至少1个面内方向的端部仅由包含Y材料的Y区域形成。

另外，在本发明中制造的压制成型体优选具有将包含X材料的X区域和包含Y材料的Y区域层叠而成的过渡区间XY，仅由Y区域形成的面内方向的端部与过渡区间XY的Y区域连续地形成(图2)。

如上所述，由于压制成型体的至少1个面内方向的端部仅由包含Y材料的Y区域形成，因此抑制了压制成型体的端部的缺损(欠注)，尺寸稳定性优异，且也减少了毛刺的产生。其理由在于，Y材料是比X材料更容易流动的材料，通过在压制成型中流动至成型模具的端部从而能够抑制缺口的产生，因此，通过使Y材料中含有的碳纤维B的重均纤维长度Lw_B为0.1mm以上，也能够抑制端部的毛刺的产生。

Q_X：Q_Y更优选为95：5～50：50，进一步优选为90：10～70：30。

作为通过本发明制造的压制成型体的例子，除了图1所示的压制成型体以外，还可举出图2、图4所示的压制成型体等。

图1和图2是包含截面形状为帽子形状的部分的压制成型体的截面示意图，特别是图2是示出压制成型体中的包含X材料的X区域和包含Y材料的Y区域的截面示意图。

本发明所制造的压制成型体优选具有凸缘部，且该凸缘部的至少1个面内方向的端部仅由Y区域形成。凸缘部对于截面形状为帽子形状的部分是相当于帽子的帽檐的部分，是在图2中用附图标记F表示的部分。图2的压制成型体的凸缘部F的面内方向的端部具有仅由Y区域形成的部分。

图8是双帽形状的压制成型体。在图8那样的双帽形状的情况下，由于立面部的X材料一边被成型上模向下拉拽一边成型，因此在仅使用了X材料的压制成型中，由于顶面的板厚(例如图8的801)减少而导致成型压力损耗，有可能引起物理性能降低以及外观不良。

在本发明中，由于能够用Y材料填补缺损部分，因此能够更容易地制造双帽形状的压制成型体。

另外，如图10、图11的1001所示，也可以在帽部分设置肋。通过设置肋，能够提高压制成型体的刚性。

作为通过本发明制造的压制成型体的其他例子，可举出图12所示的压制成型体。图12是包含截面形状为帽子形状的部分的压制成型体的示意图，图12(a)是压制成型体的立体图，图12(b)是压制成型体的俯视图，图12(c)是在图12(b)的点划线s处将压制成型体切断时的剖视图(帽子形状)。图12的压制成型体具有X区域(图12中的附图标记X)和Y区域(图12中的附图标记Y)，并且具有图12(c)中的用附图标记xy所示的过渡区间XY。在本发明中，为了使得到的压制成型体具有过渡区间XY，优选在X材料和Y材料的至少一部分重叠的状态下进行同时压制。

本发明的压制成型体的制造方法中，由于在成型模具内同时对X材料和在X材料的压制中投入的Y材料进行压制(以下也称为“同时压制”)而得到成型体，因此可以在1次成型工序中一体成型而制造压制成型体，因此生产率优异。

另外，在本发明中，由于同时压制，因此在所得到的压制成型体中，包含X材料的X区域与包含Y材料的Y区域的接合强度也优异。

进而，在本发明中，也能够仅将容易流动的Y材料向需要的部分注射而进行压制，因此能够制造更加复杂的形状的成型体(例如，具有肋、凸台的成型体等)。

[注塑-压制的混合成型体]

在本发明中，向成型模具内注射的Y材料(优选通过注塑成型机向成型模具内嵌入)与X材料一起被压制成型。由于使用了注塑和压制这两者，因此本发明中的“压制成型体”也可以称为“注塑-压制的混合成型体”。

[其他区域]

为了提高X材料的成品率，优选仅利用Y材料制造局部的突起形状。例如，如图9所示，本发明的压制成型体可以具有使突起部由Y材料制成且使平面部由X材料制成的成型体区域。另外，在图9中描绘的虚线之前，包含本发明的成型体。

[从复合材料M切出的边角料的利用]

X材料优选为从包含重均纤维长度Lw_A的碳纤维A及热塑性树脂R_X的复合材料M(也称为“原料基材”)切出的材料，更优选为进行图案切割而切出的材料。

根据本发明的压制成型体的优选的制造方法，在利用包含碳纤维和热塑性树脂的成型材料来制造具有复杂形状的压制成型体时，能够减少作为原料的包含碳纤维和热塑性树脂的复合材料的损耗，增多从1片复合材料能够切出的成型材料的数量。以下对理由进行说明。

通常，压制成型是对板状的成型材料进行加热，将加热后的成型材料用成型模具夹持并加压，由此得到期望形状的成型体的成型方法。在成型材料仅由热塑性树脂构成的情况下，在压制成型时成型材料容易流动，因此也能够容易地制造复杂形状的成型体。然而，在成型材料为热塑性碳纤维复合材料的情况下，碳纤维的纤维长度越长，越难以流动，例如以提高压制成型体的性能为目的，调整热塑性碳纤维复合材料中的碳纤维的取向方向的情况下，如果过于流动，则碳纤维的取向方向会产生紊乱，也可能引起无法充分实现所得到的压制成型体的性能提高的目的这样的问题。

因此，为了即使不太流动也能够得到期望的形状的压制成型体，优选在从原料基材(包含碳纤维和热塑性树脂的复合材料M)切出用于压制成型的热塑性碳纤维复合材料时，切割成图案状(也称为“图案切割”)。

需要说明的是，图案切割形状(X材料的形状)优选为根据要制造的压制成型体的三维形状利用计算机通过反成型解析而展开的形状。

但是，若将用于压制成型的热塑性碳纤维复合材料从原料基材切出，则会产生边角料(原料基材中，为了用于压制成型而切出的热塑性碳纤维复合材料以外的部分)。通过减少该边角料的产生，能够改良复合材料M的损耗，因此本发明人着眼于提高压制成型体的制造工序中的生产效率。

本发明人进行了深入研究，认为如果能够减少产生的边角料的量(使从1片原料基材切出的热塑性碳纤维复合材料的数量更多)，则能够提高生产效率。需要说明的是，上述“使从1片原料基材切出的热塑性碳纤维复合材料的数量更多”不仅包括在切出1种形状的热塑性碳纤维复合材料时使其数量更多，还包括切出不同的2种以上形状的热塑性碳纤维复合材料，使它们的合计的数量更多。

而且，通过对从原料基材切出热塑性碳纤维复合材料(本发明中的X材料)的切割方法进行研究，能够提高生产效率。

例如，在制造包含图12所示的截面形状为帽子形状的部分的压制成型体的情况下，优选将热塑性碳纤维复合材料切割成图13所示的形状。图13的附图标记1301表示原料基材。在该情况下，当以图13所示的形状进行图案切割时，会大量地产生边角料(图13中的附图标记1302)。

与此相对，在本发明的优选方式中，在制造包含相同的图12所示的截面形状为帽子形状的部分的压制成型体的情况下，将热塑性碳纤维复合材料(X材料)图案切割成图14所示的Xm那样的形状而使用。图14的附图标记1301表示原料基材。当以图14所示的形状进行图案切割时，边角料(图14中的附图标记1302)的产生量比图13的情况少。通过这样对图案切割的形状进行设计，能够增加由1个原料基材得到的热塑性碳纤维复合材料(X材料)的数量，能够削减产生的边角料的量。

在本发明的优选方式中，在使用图14那样的形状的热塑性碳纤维复合材料(X材料)制造期望的形状的压制成型体时，将X材料配置在成型模具内，在闭合成型模具并开始对X材料的一部分施加压力之后，将作为混炼后的材料的Y材料注射到成型模具内，在成型模具内对X材料和Y材料进行冷压，一体成型。Y材料所含的碳纤维B的重均纤维长度Lw_B比X材料所含的碳纤维的重均纤维长度短，因此Y材料比X材料更容易流动。

另外，由于Y材料被施加由注射引起的压力，因此是比X材料更容易流动的材料。在本发明中，通过并用X材料和Y材料，即使在使用(比图13所示的形状的Xm小)的图14所示的形状的Xm作为X材料的情况下，也能够制造图12所示的压制成型体。

本发明的压制成型体的制造方法中，由于在成型模具内同时对X材料和在X材料的压制中投入的Y材料进行压制(以下也称为“同时压制”)而得到成型体，因此可以通过1次成型工序一体成型而制造压制成型体，因此生产率优异。

另外，在本发明中，由于同时压制，在所得到的压制成型体中，包含X材料的X区域与包含Y材料的Y区域的接合强度也优异。

进而，在本发明中，也能够仅向需要的部分注射容易流动的Y材料并进行压制，因此能够制造更加复杂的形状的成型体。

接着，对X材料(复合材料M)及Y材料所含的碳纤维进行说明。

X材料优选从包含重均纤维长度Lw_A的碳纤维A和热塑性树脂R_X的复合材料M切出的材料。

从更显著地发挥本发明的效果的理由出发，如前所述，X材料优选为从复合材料M图案切割而切出的材料。

X材料的形状优选为基于要制造的压制成型体的三维形状利用计算机通过反成型解析而展开得到的形状。

另外，复合材料M及X材料优选为板状。需要说明的是，复合材料M及X材料没有特别限定，可以通过公知的方法制造。例如，可以预先使热塑性的基体树脂浸渍于已开纤的碳纤维束后进行切割而制成。

Y材料优选为将从复合材料M切出了X材料后剩余的边角料作为原料而得到的材料，更优选将从复合材料M切出了X材料后剩余的边角料被粉碎而得到的材料作为原料而得到的材料。由此，能够有效地利用边角料，能够减少复合材料的损耗。

另外，也优选以Y材料成为期望的Vf_Y的方式将从复合材料M切出了X材料后剩余的边角料与热塑性树脂混炼而得到的材料。

[其他]

在本发明中，重量是指质量。

实施例

以下，使用实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。

1.以下的制造例、实施例中使用的原料如下。需要说明的是，分解温度是基于热重量分析的测定结果。

(PAN系碳纤维)

帝人株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)STS 40-24K(平均纤维直径7μm)

(热塑性树脂)

聚酰胺6：以下有时简称为PA6。

结晶树脂、熔点225℃、分解温度(空气中)300℃，

2.评价方法

2.1碳纤维体积比例(Vf)的分析

从压制成型体的X区域和Y区域分别切出样品，在500℃×1小时的条件下在炉内燃烧除去热塑性树脂，称量处理前后的样品的质量，由此算出碳纤维和热塑性树脂的质量。接着，使用各成分的比重，算出碳纤维与热塑性树脂的体积比例。

Vf＝100×碳纤维体积/(碳纤维体积+热塑性树脂体积)

2.2重均纤维长度的分析

X材料、Y材料、压制成型体中所含的碳纤维的重均纤维长度的测定预先在500℃×1小时左右的条件下在炉内除去热塑性树脂进行测定。

2.2.1X材料所含的碳纤维A

从压制成型体切出属于X材料的部位，除去X材料中含有的热塑性树脂后，用游标卡尺对随机抽取的100根碳纤维的长度测定至1mm单位并进行记录，根据测定的全部碳纤维的长度(Li，此处i＝1～100的整数)，通过下式求出重均纤维长度(Lw_A)。

Lw_A＝(ΣLi²)/(ΣLi) 式(2)

需要说明的是，关于压制成型体的X区域中包含的碳纤维A的重均纤维长度，也可以在除去X区域中包含的热塑性树脂后，通过与上述同样的方法进行测定。

2.2.2Y材料所含的碳纤维B

从压制成型体切割出属于Y材料的部位，除去热塑性树脂后，将得到的碳纤维投入到加入有表面活性剂的水中，通过超声波振动充分搅拌。将搅拌后的分散液用计量勺随机采集，得到评价用样品，由ニレコ社制图像解析装置LuzexAP计测3000根纤维的长度。

使用碳纤维长度的测定值，与前述的式(1)、(2)同样地求出数均纤维长度Ln_B、重均纤维长度Lw_B。

2.4.回弹量

将成型材料切割为100mm×100mm并将2片成型材料重叠，在重叠面中央部插入热电偶，投入到加热至上下加热器温度为340℃的预热炉中，加热至热电偶温度达到275℃。在热电偶温度达到275℃的时刻从炉中取出，使其冷却固化，测定预热后的壁厚。将预热前壁厚与预热后的壁厚比设为回弹量，用下述式表示。

回弹量＝预热后的壁厚t_X1(mm)/预热前的壁厚t_X0(mm)

[实施例1]

(原料基材的制造)

作为碳纤维，使用切割成纤维长度20mm的帝人株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)STS 40-24K(平均纤维直径7μm、单纤维数24000根)，作为树脂，使用ユニチカ社制的尼龙6树脂A1030，基于美国专利第8946342号中记载的方法，制作了碳纤维二维随机取向的碳纤维和尼龙6树脂的复合材料。利用将得到的复合材料在加热至260℃的压制装置，以2.0MPa加热5分钟，得到平均厚度1.4mm的板状的原料基材(复合材料M)。对板状的原料基材中所含的碳纤维进行分析，结果碳纤维体积比例(Vf)为35Vol％，碳纤维的纤维长度为恒定长度，重均纤维长度为20mm。

(X材料的制作)

从板状的原料基材进行图案切割而制成X材料。X材料所含的碳纤维的重均纤维长度Lw_A为20mm，X材料的纤维体积比例(Vf_X)为35Vol％。

(Y材料的制造)

由制作上述X材料后产生的边角料制作Y材料。具体而言，将所述边角料供给至市售的切断机进行切断。通过适当变更切断机的切断刀尺寸、切断刀间隔、粉碎时间、转速来测定切断片的容积分布，能够以使切断片的容积落入优选的大小的条件进行调整。进而，使切断片通过过滤器，回收一定粒度以下的切断片。未通过过滤器的切断片再次向切断机供给而进行切断。这样，通过调整过滤器的开口面积，能够将优选的切断片作为集合体而得到。

向得到的切断片的集合体中追加投入ユニチカ社制的尼龙6树脂A1030，制作Y材料前体。将该Y材料前体加热而使热塑性树脂熔融，并且准备混炼后的混炼物，将即将向压制成型模具内投入之前的材料作为Y材料。

测定Y材料所含的碳纤维的重均纤维长度Lw_B，结果为0.3mm。Y材料的纤维体积比例(Vf_Y)为10Vol％。

从熔融混炼机的供给口供给的Y材料前体利用通过加热缸从外部的加热熔融作用和材料自身的剪切发热以及伴随螺杆主体的旋转的混炼作用而均匀地熔融。通过剪切流动对树脂进行混炼。由于将切出了X材料后的剩余的边角料作为Y材料的原料，因此热塑性树脂已经浸渗于碳纤维。因此，能够减轻纤维因所述剪切流动时的剪切力而折损的程度，能够将所得到的纤维强化热塑性树脂复合材料成型体中的碳纤维的纤维长度保持得长，能够提高成型体的机械特性。

(压制成型体的制作)

将X材料用120℃的热风干燥机干燥4小时后，利用红外线加热器升温至290℃，在如图3所示的由成型上模4及成型下模5构成的成型模具内配置X材料。如图3所示，在成型下模5中，在形成压制成型体的顶面的模腔区域的中央部(成型体的顶面部的中央，图5的201)设置有1个用于注射Y材料的浇口6。成型模具的温度为150℃。

以成型体的立面部的厚度t1为3.0mm、顶面部的厚度t2为2.0mm的方式设计成型模腔。

在闭合成型模具并利用压力计确认了开始对X材料的一部分施加压力之后，从浇口6向成型模具内注射Y材料(Y材料的加热温度为240℃，Y材料的注射压力为110kgf/m²，约1078Pa)。然后，在压制压力5MPa的条件下加压1分钟，同时压制X材料和Y材料，制造图4的形状的压制成型体。所使用的X材料的总重量Q_X与所使用的Y材料的总重量Q_Y之比即Q_X：Q_Y为73：27。

分别测定所得到的成型体的立面部的厚度t1、X区域在立面部所占的厚度tx、Y区域在立面部所占的厚度ty、顶面部的厚度t2。

将结果示于表1。

[比较例1]

以成型体的立面部的厚度t1为2.0mm、顶面部的厚度t2为2.0mm的方式设计成型模腔。

将所使用的X材料的总重量Q_X与所使用的Y材料的总重量QY之比即Q_X：Q_Y设为69：31，除此以外，与实施例1同样地进行压制成型，得到成型体。想要得到的成型体的立面厚度比实施例1薄，因此成型模具模腔区域的厚度变小。因此，由于用于使Y材料流动的流路变窄，因此，注射材料不会从顶面通过立面而流动至凸缘部，成为不完全的成型体。

[表1]

在实施例1中，能够制造立面部的厚度比顶面部的厚度大的压制成型体。实施例1尽管使用了比比较例1少的重量比率的Y材料(注塑成型材料)，但Y区域在立面部所占的厚度比X区域在立面部所占的厚度大，可以认为Y材料从形成顶面的模腔区域向形成立面的模腔区域顺畅地流动。另外，实施例1中得到的成型体的截面示意图如图2所示，面内方向的端部(凸缘部的端部)仅由Y区域形成。

即，在实施例1中制造的压制成型体中，包含Y材料的Y区域所占的比例随着朝向至少1个面内方向的端部而增加，至少1个面内方向的端部仅由包含Y材料的Y区域形成。

[参考实施例、参考比较例]

为了验证本发明中的进一步的效果即能够减少含有碳纤维和热塑性树脂的复合材料(原料)的损耗，能够增加从1片复合材料能够切出的成型材料的数量，进行以下的参考实验。

(欠注的评价)

观察得到的压制成型体的凸缘部(端部)，按照以下的基准评价欠注(缺损)的发生状况。

完美：没有缺损。

极好：有1处局部缺损。

优秀：有2处局部缺损。

不错：在长度方向或宽度方向的任意1个方向的凸缘部产生连续的缺损。

差：在长度方向和宽度方向的凸缘部产生连续的缺损。

[参考实施例1]

(原料基材的制造)

作为碳纤维，使用切割成纤维长度20mm的帝人株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)STS 40-24K(平均纤维直径7μm、单纤维数24000根)，作为树脂，使用ユニチカ社制的尼龙6树脂A1030，基于美国专利第8946342号中记载的方法，制作了碳纤维二维随机取向的碳纤维及尼龙6树脂的复合材料。利用将得到的复合材料在加热至260℃的加压装置，以2.0MPa加热5分钟，得到平均厚度1.5mm、宽度800mm×长度1000mm的板状的原料基材(复合材料M)。对板状的原料基材中所含的碳纤维进行分析，结果碳纤维体积比例(Vf)为35Vol％，碳纤维的纤维长度为恒定长度，重均纤维长度为20mm。

(X材料的制作)

将X材料(图15的Xm)如图15那样从板状的原料基材切割而制成(切出的X材料全部为相同的形状)。另外，图19是切出的X材料(图15的Xm)的平面图，长度a1、a3、a4、以及a6是50mm，长度a2是260mm，长度a5是380mm。X材料所含的碳纤维的重均纤维长度Lw_A为20mm，X材料的纤维体积比例(Vf_X)为35Vol％。

(Y材料的制造)

利用制作上述X材料(图15的Xm)后产生的边角料(切掉图15的Xm后的剩余部分)制作Y材料。具体而言，将所述边角料供给至市售的切断机进行切断。通过适当变更切断机的切断刀尺寸、切断刀间隔、粉碎时间、转速来测定切断片的容积分布，能够以切断片的容积落入优选的大小的条件进行调整。进而，使切断片通过过滤器，回收一定粒度以下的切断片。未通过过滤器的切断片再次向切断机供给而进行切断。这样，通过调整过滤器的开口面积，能够将优选的切断片作为集合体而得到。

向得到的切断片的集合体中追加投入ユニチカ社制的尼龙6树脂A1030，作为Y材料前体。将该Y材料前体加热而使热塑性树脂熔融，并且准备混炼后的混炼物，将即将向压制成型模具内投入之前的材料作为Y材料。测定Y材料所含的碳纤维的重均纤维长度Lw_B，结果为0.3mm。Y材料的纤维体积比例(Vf_Y)为10Vol％。

从熔融混炼机的供给口供给的Y材料前体利用通过加热缸从外部的加热熔融作用和材料自身的剪切发热、以及伴随螺杆主体的旋转的混炼作用而均匀地熔融。通过剪切流动对树脂进行混炼。由于将切出X材料后剩余的边角料作为Y材料的原料，因此热塑性树脂已经浸渗于碳纤维。因此，能够减轻纤维因所述剪切流动时的剪切力而折损的程度，能够将所得到的纤维强化热塑性树脂复合材料成型体中的碳纤维的纤维长度保持得长，能够提高成型体的机械特性。

(压制成型体的制作)

将X材料用120℃的热风干燥机干燥4小时后，利用红外线加热器升温至290℃，在如图17所示的由成型上模4及成型下模5构成的成型模具内配置X材料。如图17所示，在成型下模5中，在成为压制成型体的顶面的区域的中央部设置有1个用于注射Y材料的浇口6。成型模具的温度为150℃。

在闭合成型模具并利用压力计确认了开始对X材料的一部分施加压力之后，从浇口6向成型模具内注射Y材料(Y材料的加热温度为240℃，Y材料的注射压力为110kgf/m²，约1078Pa)。然后，在压制压力5MPa下加压1分钟，同时压制X材料和Y材料，制造图4的形状的压制成型体。

所使用的X材料的总重量Q_X与所使用的Y材料的总重量Q_Y之比即Q_X：Q_Y为73：27。

将结果示于表2。

[参考实施例2～5]

除了将压制压力、注射时的Y材料的加热温度及Y材料的注射压力变更为下述表2所示以外，与参考实施例1同样地制造压制成型体。

[参考比较例1]

与参考实施例1同样地制造原料基材。

将X材料(图16的Xm)如图16那样从板状的原料基材切割而制成(切出的X材料全部为相同的形状)。X材料(图16的Xm)为长度480mm、宽度360mm的板状。除了使用该X材料且不使用Y材料以外，与参考实施例1同样地进行压制成型，制造压制成型体。

需要说明的是，参考实施例1～5中制造的压制成型体中，包含Y材料的Y区域所占的比例至少随着向1个面内方向的端部而增加，至少1个面内方向的端部仅由包含Y材料的Y区域形成。

[表2]

在参考实施例1～5中，欠注的结果为不错以上，但不使用Y材料的参考比较例1为差。另外，在参考实施例1～5中，将X材料(图15的Xm)如图15那样从板状的原料基材1301切割而制成，使用此时产生的边角料1302，也能够制作其他的压制成型用的成型材料(X材料)，也能够使用边角料1302制作Y材料。因此，能够减少作为原料的复合材料的损耗，能够增加从1张复合材料能够切出的成型材料的数量。

另外，在参考实施例1～5中，除了X材料以外还使用Y材料，与仅使用X材料的参考比较例1相比，能够均匀地施加压制的压力。

在参考比较例1中，不进行图案切割，直接使用矩形形状的成型材料，因此成为成型体时，4个角部的重量变重(产生了多余的厚壁部)。另外，由于成型体产生了多余的厚壁部分，因此也无法如参考实施例那样制作其他的压制成型用的成型材料或Y材料。