(57)【要約】  【課題】繊維強化プラスチック成形体の表面の平滑性を向上させて鏡面状態として、繊維強化材シートである織物の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得ることができる軽量・薄肉化を可能としうる繊維強化プラスチック成形体の製造方法を提供する。  【解決手段】  ［１］マトリックス樹脂と一方向連続繊維又は繊維織物からなる繊維強化プラスチック本体層と、前記繊維強化プラスチック前駆体の少なくとも片面上に補強繊維を含まない樹脂層を積層し、成形金型内に配置する工程、［２］前記成形金型内を加圧加熱して、前記繊維強化プラスチック本体層と前記樹脂層とを接合一体化させた繊維強化プラスチック基材を作成する工程、［３］前記成形金型から前記繊維強化プラスチック基材を取り出し、前記樹脂層の表面を算術平均粗さＲａが０．００１〜０．６μｍの範囲に研磨加工する工程、を有する繊維強化プラスチック成形体の製造方法である。【選択図】図１
2020142423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の工程［１］〜工程［３］を有する繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
［１］マトリックス樹脂と一方向連続繊維又は繊維織物から構成される繊維強化プラスチック前駆体と、前記繊維強化プラスチック前駆体の少なくとも片面上に補強繊維を含まない樹脂層を積層し、成形金型内に配置する工程
［２］前記成形金型内を加圧または加熱して、前記マトリックス樹脂を硬化、溶融又は軟化させて繊維強化プラスチック本体層とするとともに、前記繊維強化プラスチック本体層と前記樹脂層とを接合一体化させた繊維強化プラスチック基材を作成する工程
［３］前記成形金型から前記繊維強化プラスチック基材を取り出し、前記樹脂層の表面を算術平均粗さＲａが０．００１〜０．６μｍの範囲に研磨加工する工程。
【請求項２】
工程［３］において、前記繊維強化プラスチック基材の樹脂層側の最表層から、厚さ方向に向かって前記繊維強化プラスチック本体層に含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層までの厚みｄ１（μｍ）に対し、前記厚みｄ１（μｍ）の５〜９５％に含まれる前記樹脂層を削り取る研磨加工を行う請求項１に記載の繊維強化プラスチック積層成形体の製造方法。
【請求項３】
工程［３］において、体積平均粒径０．５〜２００μｍの研磨粒子により前記厚みｄ１（μｍ）の３〜７５％に含まれる前記樹脂層を削り取る第１ステップ、その後、０．０５〜１０μｍの研磨粒子により前記厚みｄ１（μｍ）の５〜９５％に含まれる前記樹脂層を削り取る第２ステップ、を少なくとも有する研磨加工を行う請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【請求項４】
前記研磨加工後の前記繊維強化プラスチック成形体の樹脂層側の最表層から、厚さ方向に向かって前記繊維強化プラスチック本体層に含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層までの厚みｄｒ（μｍ）に対し、前記厚みｄｒ（μｍ）が５〜２００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【請求項５】
前記繊維強化プラスチック成形体の厚みが０．２〜２ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【請求項６】
前記繊維強化プラスチック本体層と前記樹脂層は接合層を介して接合される構成である請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂層が、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂から選択される少なくとも１つの熱可塑性樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂層が熱硬化性樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパソコンやＯＡ機器、携帯電話等の部品や筐体部分として用いられる軽量、高強度・高剛性、薄肉化かつ表面平滑性が要求される用途に適した繊維強化プラスチック成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話、電話機、ファクシミリ、家電製品、玩具用品などの電気・電子機器の携帯化が進むにつれ、より小型、軽量化が要求されている。その要求を達成するために、機器を構成する部材、特に筐体には、外部から荷重がかかった場合に筐体が大きく撓んで内部部品と接触、破壊を起こさないようにする必要がある。
【０００３】
また、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器を内部に収容する筐体は、人目に触れ、直接使用者の手に触れる部品であるために意匠性や表面の外観品質が重要視される。そのために、筐体は一般的に外観塗装によって加飾加工され、表面品位は厳しい外観基準で管理されている。近年はクリアメタリック系塗装や、パールクリア系塗装といった意匠性の多様化が進み、表面品位を満足させるため高度な塗装技術が求められるとともに、成形品表面に要求される品位も厳しくなってきている。
【０００４】
筐体等の機器を構成する部材に、外観意匠性を高めるため、平滑性が高く、鏡面性が高い表面状態を有することが要求されている。特に、繊維強化基材である炭素繊維の織物の形状模様を目立たせて、斬新な表面模様をセールスポイントとすることも販売促進には重要な要素である。
【０００５】
特許文献１には、熱可塑性樹脂に炭素繊維からなる強化繊維が含まれてなる繊維強化プラスチック製成形品を研磨加工により、算術平均粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下、最大高さ（Ｒｙ）が１０μｍ以下、十点平均粗さ（Ｒｚ）が１０μｍ以下の範囲内である構成が記載され、ウェルドラインやヒケによる凹凸不良、繊維の露出による不良、研磨目の露出による不良等を発生しない良好な表面外観品位を得るという効果が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、熱可塑性樹脂シート（Ｂ）／合成樹脂フィルム（Ｃ）積層体（Ｄ）を、繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）／熱可塑性樹脂シート（Ｂ）／合成樹脂フィルム（Ｃ）の順となるように積層し、繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）及び熱可塑性樹脂シート（Ｂ）の樹脂層が熱融着可能であり、且つ、合成樹脂フィルム（Ｃ）が溶融しない温度で融着一体化させ、その表面粗さＲｚが０．５〜７μｍとする構成が記載され、これにより接着剤を用いることなく熱融着によって繊維強化熱可塑性樹脂シートと熱可塑性樹脂シートの界面にボイドを発生させることなく積層一体化できるという効果が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、繊維強化材シート層と少なくともその一面に積層された不織布層からなる積層体と、該積層体に含浸せしめられたマトリックス樹脂とからなり、不織布層の外表面に意匠性樹脂層が形成されている複合材料の構成が記載され、これにより表面に不織布を使用し且つ内層の繊維強化材シートを適正化しているため、複合材料表面に凹凸が無く、表面平滑な成形面が得られるという効果が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、少なくとも表面の一部がゲルコート樹脂層で覆われたＦＲＰ成形品であって、前記ゲルコート樹脂層の厚みが１００μｍ〜１，０００μｍであるとともに、前記ゲルコート樹脂層表面の算術平均表面粗さが０．１μｍ〜１０μｍである防汚性ＦＲＰ成形品が記載され、これにより光触媒層表面を金属化合物薄膜で覆うことなく、親水化を向上させることができ、光触媒粒子を担持する樹脂材料の分解による破壊、減肉が製品の耐久性に悪影響を与えないという効果が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５には、繊維強化樹脂成形品の少なくとも一部の表層を覆うように液状の被覆層形成用樹脂材料を前記キャビティ内に注入し、前記被覆層形成用樹脂材料を温度Ｔ２（℃）で硬化させて被覆繊維強化樹脂成形品を得、さらに前記被覆繊維強化樹脂成形品にクリア塗装による塗膜を形成した表面のＷａｖｅ  Ｓｃａｎ値を特定値以下としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−６７０７０号公報
【特許文献２】特開２０００−６２０７２号公報
【特許文献３】特開２００５−３３６４０７号公報
【特許文献４】特開２０１０−７６２７７号公報
【特許文献５】国際公開２０１５／１０７９０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
筐体等の機器を構成する部材に、外観意匠性を高めるため、平滑性が高く、鏡面性が高い表面状態を有することが要求されている。シート状の繊維強化基材としては様々な形態のものがあるが、織物、多軸織物が汎用されている。織物、多軸織物等のシート状繊維強化基材を、繊維強化プラスチック成形体の表面に配置する場合、織目の凹凸、多軸織物のステッチ部の凹凸が成形品の表面に現れるため、成形品の平滑性が損なわれる課題があった。
【００１２】
また、これらの成形法で得られた繊維強化プラスチック成形体は、表面に樹脂の充填不良による欠陥が生じたり、強化繊維の形態と樹脂の収縮に伴って表面凹凸が発生したりして、表面の平滑性が劣る場合があった。
【００１３】
この課題を解消するために繊維強化プラスチック成形体を塗装することが行われてきたが、その塗装の材料や塗装工程等の余分な工数を必要とする場合があった。また、このような処理を行ったとしても、表面の平滑性が十分出ない場合があった。
【００１４】
特許文献１に記載の構成は、塗装前の成形品の表面に強化繊維が一部露出して凹凸となった表面や、ウェルドラインやヒケによって凹凸となった繊維強化プラスチック製成形品の表面を研磨して、その後の塗装を均一に行えるようにすることを目的としたものである。繊維強化プラスチック製成形品の表面を鏡面状態として、繊維強化材である織物の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得るには改善の余地があった。
【００１５】
また、特許文献２に記載の構成は、フィルム表面を、珪砂等の吹きつけによるサンドブラスト処理や、研磨等の機械的手段、或いは薬品によるエッチング処理する方法等により、表面に微細な凹凸を形成させ、熱可塑性樹脂シート（Ｂ）の樹脂層が繊維強化熱可塑性樹脂シート（Ａ）の凹凸面に完全に食い込んで融着一体化し、その界面にボイドを発生させないことを目的としたものである。成形品の表面を鏡面状態として、繊維強化材シートである織物の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得るには不十分であった。
【００１６】
また、特許文献３に記載の構成は、不織布層と、その外表面に意匠性樹脂層を積層するとすることにより、繊維強化材シートである織物の織目の凹凸や、多軸織物のステッチ部の凹凸が成形品の表面に現れないようにしたものである。しかし、このような積層構成とすることだけでは、成形品の表面を鏡面状態として、繊維強化材シートである織物の織目の模様をくっきりと目立たせることには不十分である。また不織布を使用する必要がありコスト増の要因となってしまう課題があった。
【００１７】
また、特許文献４に記載の構成は、ゲルコート樹脂層表面が一定の表面粗さを有し、ゲルコート樹脂層表面を機械研磨して、ゲルコート樹脂層内に包含している光触媒粒子の一部をゲルコート樹脂層表面に露出させることを目的としたものである。しかし、成形品の表面を研磨により平滑化して鏡面状態として、繊維強化材シートである織物の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得るには不十分であった。
【００１８】
また、特許文献５に記載の構成は、一定深さの凹部が形成された前記繊維強化樹脂基材上に前記被覆層が積層された構成であり、前記繊維強化樹脂基材の断面形状において、前記繊維強化樹脂基材に形成された凹部形状の深さをＤａ（μｍ）、前記被覆層に形成された凹部形状の深さをＤｂ（μｍ）を規定した構成が記載されている。しかし、被覆層にも凹部形状が残る形態となっており、この状態では十分な平滑性が得にくいため、その上にクリア塗装を行う必要がり、表面平滑性を改善に良好な意匠性外観を得るには改善の余地があった。
【００１９】
そこで、本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み、繊維強化プラスチック成形体の表面の平滑性を向上させて鏡面状態として、繊維強化基材である織物等の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得ることができ、軽量・薄肉化を可能としうる繊維強化プラスチック成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を採用するものである。すなわち、
（１）少なくとも以下の工程［１］〜工程［３］を有する繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
［１］マトリックス樹脂と一方向連続繊維又は繊維織物から構成される繊維強化プラスチック前駆体と、前記繊維強化プラスチック前駆体の少なくとも片面上に補強繊維を含まない樹脂層を積層し、成形金型内に配置する工程、
［２］前記成形金型内を加圧または加熱して、前記マトリックス樹脂を硬化、溶融又は軟化させて繊維強化プラスチック本体層とするとともに、前記繊維強化プラスチック本体層と前記樹脂層とを接合一体化させた繊維強化プラスチック基材を作成する工程、
［３］前記成形金型から前記繊維強化プラスチック基材を取り出し、前記樹脂層の表面を算術平均粗さＲａが０．００１〜０．６μｍの範囲に研磨加工する工程。
（２）前記工程［３］において、前記繊維強化プラスチック基材の樹脂層側の最表層から、厚さ方向に向かって前記繊維強化プラスチック本体層に含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層までの厚みｄ１（μｍ）に対し、前記厚みｄ１（μｍ）の５〜９５％に含まれる前記樹脂層を削り取る研磨加工を行う（１）に記載の繊維強化プラスチック積層成形体の製造方法。
（３）工程［３］において、体積平均粒径０．５〜２００μｍの研磨粒子により前記厚みｄ１（μｍ）の３〜７５％に含まれる前記樹脂層を削り取る第１ステップ、その後、０．０５〜１０μｍの研磨粒子により前記厚みｄ１（μｍ）の５〜９５％に含まれる前記樹脂層を削り取る第２ステップ、を少なくとも有する研磨加工を行う（１）または（２）に記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
（４）前記工程［３］の研磨加工後の前記繊維強化プラスチック成形体の樹脂層側の最表層から、厚さ方向に向かって前記繊維強化プラスチック本体層に含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層までの厚みｄｒ（μｍ）に対し、前記厚みｄｒ（μｍ）が５〜２００μｍである（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
（５）前記繊維強化プラスチック成形体の厚みが０．２〜２ｍｍである（１）〜（４）のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
（６）前記繊維強化プラスチック本体層と前記樹脂層は接合層を介して接合される構成である（１）〜（５）のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
（７）前記樹脂層が、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂から選択される少なくとも１つの熱可塑性樹脂である（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
（８）前記樹脂層が熱硬化性樹脂である（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
繊維強化プラスチック成形体の表面の平滑性を向上させて鏡面状態として、繊維強化基材である織物の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得ることができ、軽量・薄肉化を可能としうる繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る繊維強化プラスチック成形体の製造方法により得られた繊維強化プラスチック成形体の斜視概略図である。
【図２】補強繊維を含まない樹脂層の斜視図である。
【図３】一方向連続繊維からなる繊維強化基材の概略平面図である。
【図４】未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた一方向連続繊維からなる繊維強化プラスチック前駆体における、繊維配向方向に対して垂直方向の断面図である。
【図５】繊維強化プラスチック前駆体と、その片面上に補強繊維を含まない樹脂層を積層し、成形金型内に配置した状態を示す側面断面図である。
【図６】成形金型内に配置した繊維強化プラスチック前駆体および樹脂層の積層体を、プレス成形により加熱加圧した状態を示す側面断面図である。
【図７】成形金型から取り出した繊維強化プラスチック基材の側面断面図である。
【図８】繊維強化プラスチック基材の樹脂層を削り取る第１のステップの研磨加工を施した後の繊維強化プラスチック基材の側面断面図である。
【図９】さらに繊維強化プラスチック基材の樹脂層を削り取る第２のステップの研磨加工を施した後の繊維強化プラスチック成形体の側面断面図である。
【図１０】繊維強化プラスチック本体層と樹脂層の間に接合層を介して接合した繊維強化プラスチック成形体の側面断面図である。
【図１１】平織りの織物繊維からなる繊維強化基材の概略平面図である。
【図１２】未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた平織りの織物繊維からなる繊維強化プラスチック前駆体の断面図である。
【図１３】図１２に示す繊維強化プラスチック前駆体を用いた繊維強化プラスチック基材の側面断面図である。
【図１４】図１３に示す繊維強化プラスチック基材に、第１のステップおよび第２のステップの研磨加工が施されて一定量の樹脂層を削り取った後の繊維強化プラスチック成形体の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は図や実施例に何ら限定されるものではない。
【００２４】
本発明に係る繊維強化プラスチック成形体１の製造方法は、少なくとも以下の工程［１］〜工程［３］を有することを特徴とするものである。
［１］マトリックス樹脂３と一方向連続繊維又は繊維織物から構成される繊維強化プラスチック前駆体５aと、繊維強化プラスチック前駆体５aの少なくとも片面上に補強繊維を含まない樹脂層４を積層し、成形金型内に配置する工程、
［２］成形金型内を加圧または加熱して、マトリックス樹脂を硬化、溶融又は軟化させて繊維強化プラスチック前駆体５aを繊維強化プラスチック本体層５ｂとするとともに、繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４とを接合一体化させた繊維強化プラスチック基材８を作成する工程、
［３］成形金型から繊維強化プラスチック基材８を取り出し、樹脂層４の表面を算術平均粗さＲａが０．００１〜０．６μｍの範囲に研磨加工する工程。
【００２５】
まず、工程［１］について説明する。図３に示す一方向連続繊維からなる繊維強化基材２にマトリックス樹脂３として未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させた、図４に示す繊維強化プラスチック前駆体５aと、図２に示す補強繊維を含まない樹脂層４とを、別々に準備する。次に、図５に示す下金型６のキャビティ内に、繊維強化プラスチック前駆体５aを配し、その上に熱可塑性樹脂の樹脂層４を積層配置する。
【００２６】
次に工程［２］について説明する。下金型６に積層配置した後、上金型７で型締めし、プレス成形による加圧と、図示しない加熱手段による加熱を行う。この加熱加圧により、未硬化の熱硬化性樹脂３を硬化して繊維強化プラスチック前駆体５aを繊維強化プラスチック本体層５bとするとともに、樹脂層４と接合一体化することで、図６に示す繊維強化プラスチック基材８を得る。冷却・固化した後、繊維強化プラスチック基材８を成形金型から取出す。成形後の繊維強化プラスチック基材８の表面には、成形金型の表面のムラ、離型シートを使用した場合に転写されるシワ等、ヒケと呼ばれる材料収縮差による微細な凹凸が形成されることがある。
【００２７】
また、一方向連続繊維からなる繊維強化基材２として、繊維配向角度が0度又は９０度異なる連続繊維を２層以上積層した構成とすることが好ましく、成形体１に一定の剛性・強度を付与することができる。なお、繊維強化プラスチック本体層５bのマトリックス樹脂３として熱硬化性樹脂を例示したが、後述する熱可塑性樹脂も好ましく使用できる。成形金型内に繊維強化プラスチック前駆体５aとその上に熱可塑性樹脂の樹脂層４を積層配置し、加熱加圧により、双方の熱可塑性樹脂を溶融又は軟化させることにより繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４とを接合一体化させることができる。
【００２８】
また、繊維強化プラスチック前駆体５aのマトリックス樹脂３として熱硬化性樹脂を使用し、樹脂層４として熱硬化性樹脂を使用することも可能である。成形金型内に繊維強化プラスチック前駆体５aとその上に熱硬化性樹脂の樹脂層４を積層配置し、加熱加圧により、熱硬化性樹脂が硬化することにより繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４とを接合一体化させることができる。
【００２９】
また、繊維強化プラスチック本体層５bのマトリックス樹脂３として熱可塑性樹脂を使用し、樹脂層４として熱硬化性樹脂を使用することも可能である。成形金型内に繊維強化プラスチック前駆体５aとその上に熱硬化性樹脂の樹脂層４を積層配置し、加熱加圧により、熱硬化性樹脂が硬化することにより繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４とを接合一体化させることができる。なお、詳細は後述するが、化プラスチック本体層５bと樹脂層４との間に接合層を介して接合させることも好ましい。
【００３０】
最後に工程［３］について説明する。得られた繊維強化プラスチック基材８の樹脂層４の表面に研磨加工を施すことにより、微細な凹凸を除去し、平滑化された繊維強化プラスチック成形体１が得られる。研磨加工後の繊維強化プラスチック成形体１の表面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に規定された触針式表面粗さ測定器によって測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．００１〜０．６μｍの範囲にあることが重要である。これにより、繊維強化プラスチック成形体１の表面が鏡面状態となり、例えば、蛍光灯が光る状態が、そのまま繊維強化プラスチック成形体１の表面にくっきりと写るように視認することができる表面状態となる。また、樹脂層４の下層に位置する繊維強化基材２の繊維模様がくっきりと視認でき、意匠外観を向上できる効果が得られる。
【００３１】
算術平均粗さ（Ｒａ）が０．００１μｍ未満であると、研磨加工の高い精度や、処理時間に時間を要し、製造コスト増となる場合がある。０．６μｍを超えると成形体１の表面が鏡面状態を発現させることが困難となる場合がある。算術平均粗さ（Ｒａ）は好ましくは０．００５〜０．４５μｍ、より好ましくは０．０１〜０．３μｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．２μｍである。
【００３２】
所望の表面粗さを得るためには、繊維強化プラスチック基材８の表面に現れる凹凸を研磨・除去するために、一定深さの研磨量が必要であり、そのためには研磨加工時に使用する研磨材の種類等を適正化することが好ましい。
【００３３】
研磨は砥石装置の他、例えばベルト研磨機、バフ研磨装置等の研磨装置を用いることが好ましい。また、研磨粒子としては、アルミナ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、エメリー、ガーネット、タングステンカーバイト等が好適に使用でき、特にアルミナ、二酸化ケイ素が好ましく使用できる。研磨粒子の体積平均粒径は０．０５〜２００μｍが好ましい。研磨方式は乾式でも良いし湿式でも良いが、研磨粉の洗浄が効率よく行えるという観点から湿式研磨方式が好ましい。
【００３４】
なお、前述した研磨に用いる装置としては、具体的にはラインで流れる成形品の表面を、コンタクトホイールタイプベルト研磨方式、プラテンタイプベルト研磨方式、フリーホイールベルト研磨方式、砥石研削方式、バフ研磨方式等を単独使用または併用してライン上の成形品に対して研磨加工が行われるものを用いるのが好ましい。
【００３５】
このような研磨加工に求められる一定深さの研磨量として、本発明において、前述した製造方法の工程［３］において、繊維強化プラスチック基材８の樹脂層４側の最表層から、厚さ方向に向かって繊維強化プラスチック本体層５bに含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層までの厚みｄ１（μｍ）１０に対し、厚みｄ１（μｍ）１０の５〜９５％に含まれる樹脂層４を削り取る研磨加工を行うことが好ましい。
【００３６】
研磨加工する際の厚みｄ１（μｍ）１０は、図７に示すように、繊維強化プラスチック基材８の樹脂層４側の最表層の位置Ｗ１から、一方向連続繊維２の最表層の位置Ｗ２までの距離（符号１０）に相当する。繊維強化プラスチック基材８の樹脂層４を一定量削り取ることにより繊維強化プラスチック成形体１の表面が平滑化して鏡面状態を発現できる。
【００３７】
研磨加工により削り取られるのは樹脂層４である。研磨加工しすぎると繊維の一部が表面に出てくる場合があり、繊維強化プラスチック成形体１の表面の平滑化を阻害する場合がある。
【００３８】
削り取る量が厚みｄ１（μｍ）１０の９５％を超えると一部に繊維が表面に出てくる場合があり、成形体１の表面の平滑化を阻害する場合がある。削り取る量が厚みｄ１（μｍ）１０の５％未満であると、成形体１表面の鏡面化状態の発現が得にくくなる場合がある。厚みｄ１（μｍ）１０の１５〜９０％を削り取ることがより好ましく、さらに好ましくは２５〜８５％、一層好ましくは３５〜８０％である。
【００３９】
また、本発明において、工程［３］において、体積平均粒径０．５〜２００μｍの研磨粒子により厚みｄ１（μｍ）１０の３〜７５％に含まれる樹脂層４を削り取る第１ステップ、その後、０．０５〜１０μｍの研磨粒子により厚みｄ１（μｍ）１０の５〜９５％に含まれる樹脂層４を削り取る第２ステップ、を少なくとも有する研磨加工を行うことが好ましい。
【００４０】
第１のステップで比較的粗い粒径の研磨粒子により研磨し、その後、第２ステップで粒径の小さい研磨粒子により研磨加工を行うことにより、研磨加工全体の処理時間の短縮と、繊維強化プラスチック成形体１の表面の平滑化や鏡面化状態の発現に効果的である。
【００４１】
第１のステップで樹脂層４を削り取った状態を図８に示す。研磨加工が施される前の繊維強化プラスチック基材８の最表層の位置Ｗ１（点線１２）から、削り取った後の樹脂層４の表層の位置Ｗ３との差をｄ２（μｍ）１１ａとすると、厚みｄ１（μｍ）１０とｄ２（μｍ）１１ａの関係が（ｄ２／ｄ１）×１００＝３〜７５％であることが好ましい。第１のステップで削り取る量ｄ２（μｍ）１１ａが樹脂層の厚みｄ１（μｍ）１０の３％未満であると、次の第２のステップでの研磨加工に処理時間を要してしまう場合がある。第１のステップで削り取る量が樹脂層４の厚みｄ１（μｍ）１０の７５％を超えると、次の第２のステップでの研磨量が少なすぎ、繊維強化プラスチック成形体１の鏡面化状態の発現が得にくくなる場合がある。第１のステップで削り取る量が樹脂層４の厚みｄ１（μｍ）１０の１５〜７０％がより好ましく、さらに好ましくは２５〜６５％である。
【００４２】
ここで、第１のステップでの研磨粒子の体積平均粒径が２００μｍを超えると研磨施工後に微細な溝が残り、第２ステップでの鏡面研磨の施工がしにくくなる場合がある。第１のステップでの研磨粒子の体積平均粒径が０．５μｍ未満であると研磨の処理に時間がかかる場合がある。
【００４３】
また、第２のステップで樹脂層４を削り取った状態を図９に示す。研磨加工が施される前の繊維強化プラスチック基材８の最表層の位置Ｗ１（点線１２）から、最終的に削り取った後の樹脂層４の表層の位置Ｗ４との差ｄ３（μｍ）１１ｂが、厚みｄ１（μｍ）１０の５〜９５％であることが好ましい。
【００４４】
ここで、第２のステップでの研磨粒子の体積平均粒径が０．０５μｍ未満であると研磨の処理に時間がかかる場合がある。１０μｍを超えるとの鏡面研磨の仕上げが困難となる場合がある。
【００４５】
また、本発明において、工程［３］において、研磨加工後の繊維強化プラスチック成形体１の樹脂層４側の最表層Ｗ４から、厚さ方向に向かって繊維強化プラスチック本体層５bに含まれる一方向連続繊維又は織物繊維の最表層Ｗ２までの残存樹脂層４の厚みｄｒ（μｍ）１４が５〜２００μｍであることが好ましい。
【００４６】
研磨加工により削り取られて最終残った樹脂層４を規定することで、繊維強化プラスチック成形体１の表面の鏡面化状態と繊維模様が明瞭な視認化を発現でき、かつ、繊維強化プラスチック成形体１の軽量薄肉化の両立を図ることができる。厚みｄｒ（μｍ）１４が５μｍ未満であると、繊維強化プラスチック基材８の繊維が表面に出てくる場合があり、繊維強化プラスチック成形体１の表面の鏡面化状態とならずに繊維模様が明瞭な視認化を発現しにくくなる場合がある。逆に、厚みｄｒ（μｍ）１４が２００μｍを超えると、繊維強化プラスチック成形体１の薄肉化に障害となる場合がある。厚みｄｒ（μｍ）１４は好ましくは８〜１５０μｍ、より好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは１５〜８０μｍである。
【００４７】
また、本発明において、繊維強化プラスチック成形体１の厚みが０．２〜２ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
これにより、繊維強化プラスチック成形体１の軽量、薄肉化の両立を図ることができる。厚みが０．２ｍｍ未満であると、繊維強化プラスチック成形体１自体の強化低下に繋がる場合がある。厚みが２ｍｍを超えると、繊維強化プラスチック成形体１の薄肉化に障害となる場合がある。より好ましくは０．４〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．６〜１．２ｍｍである。
【００４９】
また、繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４との間に接合層を介して接合させることが好ましい。
【００５０】
図１０に示すように、接合層２０を介して繊維強化プラスチック本体層５bと樹脂層４が接合することで成形体１として高い接合強度を実現することができる。接合層２０としては、熱可塑性樹脂フィルムや熱可塑性樹脂の不織布が適当に用いることができる。
【００５１】
接合層２０を設けた場合、残存樹脂層４の厚みｄｒ（μｍ）１４は、樹脂層４側の最表層Ｗ４から、一方向連続繊維又は織物繊維の最表層Ｗ２までの接合層２０を含んだ厚みである。接合層２０が表れるまで研磨加工すると、成形体１の表面平滑化を阻害する場合があり、樹脂層４を残存するように研磨加工する必要がある。
【００５２】
図１１に示す平織りの織物繊維からなる繊維強化基材１６を用いて、図１２に示す未硬化の熱硬化性樹脂であるマトリックス樹脂３を含浸させた平織りの織物繊維基材１６からなる繊維強化プラスチック前駆体１７に、樹脂層４を加熱加圧して一体化させた繊維強化プラスチック基材１８を図１３に示す。また、図１４は、この平織りを用いた繊維強化プラスチック基材１８に研磨加工を施し、樹脂層４を削り取った後の繊維強化プラスチック成形体１９の側面断面図を示したものである。平織りの織物繊維である強化繊維基材１６を用いると、繊維強化プラスチック成形体１９の強度向上に繋がるとともに、繊維模様に特徴があることから、透明の樹脂層４を使用した場合には高い視認性が発現できるため、その特徴ある繊維模様を際立たせることができ、意匠外観において差別化できる。織物繊維としては、特に限定はしないが、平織り、綾織、繻子織及び朱子織から選択される少なくとも１つの織物であることが好ましい。
【００５３】
また、本発明において、マトリックス樹脂３または樹脂層４は、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂から選択される少なくとも１つの熱可塑性樹脂であることが好ましく、マトリックス樹脂３または樹脂層４を溶融又は軟化させて繊維強化プラスチック前駆体５aと樹脂層４を一体化することが好ましい。
【００５４】
樹脂層４に熱溶融性のある熱可塑樹脂を使用することで、繊維強化プラスチック前駆体５aに含まれるマトリックス樹脂３の未硬化の熱硬化性樹脂３が硬化しながらまたはマトリックス樹脂３が溶融又は軟化しながら、樹脂層４と一体化させることができる。その結果、接合面において高い接合強度が得られるとともに、接合境界がほとんど現れることがなく、繊維強化プラスチック成形体１の表面の鏡面化状態と繊維模様が明瞭な視認化を発現でき、また成形体の強度向上にもつながるものである。
【００５５】
また、他の熱可塑性樹脂も好適に使用できる。例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ樹脂）、液晶ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂や、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのポリアリーレンスルフィド樹脂、スチレン系樹脂の他、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＵ）樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂などの非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系樹脂等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体および変性体等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、得られる成形品の軽量性の観点からはポリオレフィン樹脂が好ましく、強度の観点からはポリアミド樹脂が好ましく、表面外観の観点からポリカーボネート樹脂やスチレン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂のような非晶性樹脂が好ましい。
【００５６】
また、本発明において、マトリックス樹脂３または樹脂層４は熱硬化性樹脂を使用することも好ましい。熱硬化性樹脂の種類としては、エポキシ樹脂を使用することが好ましい。繊維強化プラスチック成形体１のより強度向上を図ることができる。
【００５７】
本発明で使用される強化繊維としては、その種類は特に限定されず、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等２種類以上の繊維を併用してもよいが、軽量、薄肉で良好な機械特性、電気特性を得るためには少なくともその一部が炭素繊維であることが好ましい。炭素繊維としてはポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維を使用することもできるし、ピッチ系炭素繊維を使用することもできる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例によって、本発明の一体化成形体およびその製造方法について具体的に説明する。なお、下記の実施例は本発明を制限するものではない。
【００５９】
本実施例で使用した、熱硬化性樹脂３を含浸させた一方向連続繊維又は繊維織物からなる繊維強化プラスチック前駆体５a、補強繊維を含まない樹脂層４、研磨加工で使用した研磨粒子、研磨加工後の繊維強化プラスチック成形体１の肉厚、成形体１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）及び表面の平滑性（鏡面化）の評価結果等をまとめて（表１）に示す。
【００６０】
【表１】
2020142423.tif 000003
【００６１】
まず、図５に示すように、下金型６に図示しない離型フィルム（東レ（株）社製、トヨフロン：東レ（株）社登録商標）を配し、その上に繊維強化プラスチック前駆体５aとして表１に列挙した東レ（株）社製プリプレグ５枚を積層して成形金型６に配し、さらにその上に補強繊維を含まない樹脂層４を配し、図示しない離型フィルムで挟んで上金型７を下降させた。その後、成形温度１３０℃、成形圧力１ＭＰａ、成形時間３０分の条件でプレス成形により、未硬化の熱硬化性樹脂３を硬化させて繊維強化プラスチック本体層とするとともに、樹脂層４を溶融させ、繊維強化プラスチック本体層と樹脂層４とを一体化させた繊維強化プラスチック基材８を得た。
【００６２】
繊維強化プラスチック基材８を成形金型から取り出し、トリミング加工により３００ｍｍＸ２００ｍｍの四角形形状に加工後、片面研磨機（不二越機械工業社製、品番ＬＳＰ−１９Ａ）にセットし第１ステップ及び第２ステップの研磨加工を施し、所定量の表面研磨を実施し、繊維強化プラスチック成形体１を得た。
【００６３】
表面状態の評価は目視判断で行い、成形体１の表面に蛍光灯を反射させてその写った像の鮮明さで判断した。
◎：成形体１の表面に蛍光灯の像が非常に鮮明に写って、鏡面化状態が非常に良好に形成されたもの
○：成形体１の表面に蛍光灯の像が鮮明に写って、成形体１の表面の鏡面化状態が良好に形成されたもの
△：成形体１の表面に蛍光灯の像の輪郭がややぼけて写って、成形体１の表面の鏡面化状態がやや不十分なもの
×：は成形体１の表面に蛍光灯の像がぼけた状態に写って、成形体１の表面の鏡面化状態が不十分なもの
【００６４】
一定量以下の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）とすることにより、成形体の表面の平滑性を向上させて鏡面状態として、繊維強化基材である織物等の織目の模様をくっきりと目立たせ、良好な意匠外観を得ることができた。また、成形体１の実使用上問題ないレベルの軽量・薄肉化とともに剛性を得ることができた。一方、研磨の状態が不十分であったり、また、樹脂層４を設けないと、成形体の表面は像がぼけた状態に写って、成形体１の表面の鏡面化状態が不十分であった。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の一体化成形体は、自動車内外装、電気・電子機器筐体、自転車、スポーツ用品用構造材、航空機内装材、輸送用箱体等に有効に使用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  繊維強化プラスチック成形体
２  繊維強化基材
３  マトリックス樹脂
４  樹脂層
５ａ  繊維強化プラスチック前駆体
５ｂ  繊維強化プラスチック本体層
６  下金型
７  上金型
８  繊維強化プラスチック基材
１０  一方向連続繊維の最上位の位置から繊維強化プラスチック基材の樹脂層側の最表層までの厚みｄ１
１１ａ  第１のステップで樹脂層が削り取られた樹脂層の厚みｄ２
１１ｂ  第２のステップで樹脂層が削り取られた樹脂層の厚みｄ３
１２  プレス成形された後の繊維強化プラスチック成形体１の最表層の位置
１３  第１ステップで研磨された後の繊維強化プラスチック成形体１の最表層の位置
１４  第２のステップで樹脂層が削り取られた後の残存樹脂層の厚みｄｒ
１５  繊維強化プラスチック本体層の厚みｄ４
１６  織物繊維
１７  繊維強化プラスチック前駆体
１８  繊維強化プラスチック基材
１９  繊維強化プラスチック成形体
２０  接合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020142423.tif 000009
【図７】
2020142423.tif 000010
【図８】
2020142423.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020142423.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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