(57)【要約】  本発明は、生分解性の高い成形体であって、優れた耐水性を有する成形体を提供することを課題とする。また、本発明は、成形体の表面性状（成形性）が良好であり、かつ意匠性にも優れた成形体を提供することを課題とする。本発明は、繊維強化プラスチック領域と、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に接する樹脂領域とを含む成形体であって、繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含み、有機資源由来の強化繊維の含有量は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上であることを特徴とする成形体及び該成形体の製造方法に関する。
2017094851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック領域と、前記繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に接する樹脂領域とを含む成形体であって、
前記繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含み、
前記有機資源由来の強化繊維の含有量は、前記繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上であることを特徴とする成形体。
【請求項２】
前記有機資源由来の強化繊維はパルプ繊維である請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である請求項１又は２に記載の成形体。
【請求項４】
前記樹脂領域を構成する樹脂の融点は２００℃以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項５】
前記樹脂領域を構成する樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項６】
前記繊維強化プラスチック領域に含まれる前記熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、エチレンビニルアルコール共重合体、低融点ＰＥＴ及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項７】
有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、前記有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層し、成形する工程を含む成形体の製造方法。
【請求項８】
前記成形する工程が、プレス成形する工程、真空成形する工程及び圧空成形する工程から選択される少なくとも１工程である請求項７に記載の成形体の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂シートは、フィルム又は不織布であって、且つ、
前記樹脂シートを構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項７又は８に記載の成形体の製造方法。
【請求項１０】
有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、前記有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートとを積層した積重体。
【請求項１１】
有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、前記有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートとを接着層を介して積層した積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形体および成形体の製造方法に関する。具体的には、本発明は、繊維強化プラスチック領域と、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に接する樹脂領域とを含む成形体、及び該成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含む不織布（繊維強化プラスチック成形体用シートともいう）から成形された繊維強化プラスチック成形体は、既にスポーツ、レジャー用品、航空機用材料、電子機器部材など様々な分野で用いられている。繊維強化プラスチック成形体においてマトリックスとなる樹脂には、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が用いられているが、近年は熱可塑性樹脂を用いた繊維強化プラスチック成形体の開発が進められている。【０００３】
強化繊維には、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等が用いられている。このような強化繊維は、繊維強化プラスチック成形体の強度を高める働きをする。このような成形加工品を廃棄する場合には、埋め立てたり、焼却処分することが行われているが、上記のような強化繊維を使用した成形加工品は埋め立て後の生分解性が低く、焼却処理時には焼却炉等にかかる負荷が大きいという問題がある。【０００４】
このため、近年は、強化繊維としてパルプ繊維を用いることが提案されている（例えば、特許文献１〜３）。特許文献１及び２では、パルプ繊維と熱可塑性樹脂を含むスラリーを抄紙し、成形した抄造成形中間品を加熱加圧成形することで成形品を得ている。特許文献３では、パルプ繊維と熱可塑性樹脂を含むスラリーからペレットを形成し、このペレットを射出成形することにより成形品を製造することが提案されている。【０００５】
また、特許文献４には生分解性不織布と、樹脂層を積層した生分解性積層樹脂シートが開示されている。ここでは、生分解性不織布は、脂肪族ポリエステルやポリ乳酸等の生分解性プラスチックの繊維から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２２６９９号公報
【特許文献２】特開平６−３４６３９９号公報
【特許文献３】特開平６−３４５９４４号公報
【特許文献４】特開２００４−３５８６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３に開示された成形体においては、強化繊維としてパルプ繊維を用いているため、生分解性が良好であり、焼却時等における環境負荷を軽減することはできる。しかしながら、強化繊維としてパルプ繊維を用いた場合、成形体の耐水性や意匠性、成形性が不十分となり改善が求められていた。【０００８】
また、特許文献４に記載されているように、生分解性プラスチックを不織布や表面層に用いることで、生分解性を高めることができる。しかしながら、特許文献４に開示された樹脂シートの強度や成形性は不十分であり問題となっていた。また、このような樹脂シートは原料コストが高く、製造コストがかさむという問題もあった。【０００９】
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、生分解性や焼却性の高い成形体であって、優れた耐水性を有する成形体を提供することを目的として検討を進めた。また、本発明者らは、成形体の表面性状（成形性）が良好であり、かつ意匠性にも優れた成形体を提供することを目的として検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、強化繊維としてパルプ繊維等の有機資源由来の繊維を用い、さらに表面に樹脂領域を形成することにより、生分解性の高い成形体であって、優れた耐水性を有する成形体が得られることを見出した。さらに、本発明者らは、上記構成を有する成形体においては、成形体の表面性状（成形性）が良好であり、かつ意匠性が良化することを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。【００１１】
［１］  繊維強化プラスチック領域と、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に接する樹脂領域とを含む成形体であって、繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含み、有機資源由来の強化繊維の含有量は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上であることを特徴とする成形体。
［２］  有機資源由来の強化繊維はパルプ繊維である［１］に記載の成形体。
［３］  熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である［１］又は［２］に記載の成形体。
［４］  樹脂領域を構成する樹脂の融点は２００℃以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の成形体。
［５］  樹脂領域を構成する樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種である［１］〜［４］のいずれかに記載の成形体。
［６］  繊維強化プラスチック領域に含まれる熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、エチレンビニルアルコール共重合体、低融点ＰＥＴ及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種である［１］〜［５］のいずれかに記載の成形体。
［７］  有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層し、成形する工程を含む成形体の製造方法。
［８］  成形する工程が、プレス成形する工程、真空成形する工程及び圧空成形する工程から選択される少なくとも１工程である［７］に記載の成形体の製造方法。
［９］  樹脂シートは、フィルム又は不織布であって、且つ、樹脂シートを構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種である［７］又は［８］に記載の成形体の製造方法。
［１０］  有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートとを積層した積重体。
［１１］  有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートとを接着層を介して積層した積層体。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生分解性の高い成形体であって、優れた耐水性を有する成形体を得ることができる。さらに、本発明では、成形体の表面性状（成形性）が良好であり、かつ意匠性に優れた成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の成形体の構成の一例を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
（成形体）
本発明は、繊維強化プラスチック領域と、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に接する樹脂領域とを含む成形体に関する。繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む。有機資源由来の強化繊維の含有量は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上である。
【００１６】
図１は、本発明の成形体の構成の一例を説明する概略断面図である。図１に示されているように、本発明の成形体１０は、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４とを有する。図１（ａ）に示されているように、本発明の成形体１０は、少なくとも繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４を各々一領域ずつ有していればよい。
【００１７】
図１（ａ）に示されているように、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４は接した状態で積層されていることが好ましい。ここで、各領域が接した状態とは、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間に、他の層が存在しない状態をいう。但し、本発明においては、各領域が接した状態には、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間に両領域を接着するための接着層が介在している状態も含まれる。
【００１８】
本発明の成形体１０は、繊維強化プラスチック領域１２を構成するシートと樹脂領域１４を構成するシートを重ねた後に、成形工程を経ることで得られる。本発明においては、このような成形工程において、繊維強化プラスチック領域１２が成形されると同時に、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４との接合が行われることが好ましい。繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間に接着層が介在しない場合は、繊維強化プラスチック領域１２に含まれる熱可塑性樹脂の一部と、樹脂領域１４に含まれる樹脂の一部が融着し、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４が接合する。また、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間に接着層が介在する場合は、成形工程において、より強固な接合が形成されることになる。
【００１９】
本発明の成形体１０においては、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間には、直線的な境界面が存在しないことが好ましい。このため、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間には、繊維強化プラスチック領域１２の構成成分の一部と、樹脂領域１４の構成成分の一部が交じり合った境界領域が存在しているということもできる。なお、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間に接着層が介在する場合は、繊維強化プラスチック領域１２と樹脂領域１４の間には直線的な境界面が存在していてもよい。
【００２０】
本発明では、樹脂領域１４は、繊維強化プラスチック領域１２の両面に配される領域であってもよい。図１（ｂ）には、樹脂領域１４が、繊維強化プラスチック領域１２の両面に接した状態で設けられている構成が示されている。このように、成形体１０の両表面に樹脂領域１４を設けることにより、いずれの表面においても高い耐水性と意匠性が発揮される。樹脂領域は成形時に平滑性の高い表面性を得ることができるため所望の光沢感を付与することが可能となる。また、繊維強化プラスチック領域は有機繊維由来の風合いを発揮し得る。
【００２１】
本発明の成形体は、上述したような構成を有するため、優れた耐水性を発揮することができ、ガスバリアにも優れている。また、本発明では、表面性状（成形性）が良好であり、かつ意匠性に優れた成形体が得られる。そして、本発明の成形体は、その全体強度にも優れている。
さらに、本発明の成形体は、強化繊維として有機資源由来の強化繊維を用いているため、埋め立て後の生分解性が高く、焼却処理時の負荷を低減することができる。このように、本発明の成形体は、環境への負荷が低減された成形体である。
【００２２】
成形体の厚みは、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。本発明の成形体の厚みを上記範囲内とすることにより、耐水性及び表面性状に優れた成形体を得ることができる。また、強度を所望の範囲とすることもできる。
【００２３】
本発明の成形体はその表面性状が優れている点に特徴がある。具体的には、本発明の成形体を成形した後に、成形体の表面に透けや破れが生じていないことが好ましい。成形体の表面には破れが発生していないことが好ましく、透けが発生した場合は、透け部面積は成形体の全体面積の１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、１％以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
また、本発明の成形体は樹脂領域を有しているため意匠性に優れている。ここで、意匠性に優れているとは、成形体の表面性状が良好であることに加えて、成形体表面に光沢感があることをいう。
【００２５】
（繊維強化プラスチック領域）
繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む。
【００２６】
繊維強化プラスチック領域における有機資源由来の強化繊維の含有量は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、２５質量％以上であることがさらに好ましく、３５質量％以上であることが特に好ましく、５１質量％以上であることが最も好ましい。また、有機資源由来の強化繊維の含有量は、９５質量％以下であることが好ましい。有機資源由来の強化繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、耐水性を有する成形体であって生分解性や焼却性を高めることができる。また、有機資源由来の強化繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、成形体全体の強度を高めることができる。
なお、繊維強化プラスチック領域の境界面が明確ではない場合は、有機資源由来の強化繊維の含有量が２質量％以上の領域を繊維強化プラスチック領域と定義し、その領域の質量を繊維強化プラスチック領域の全質量とすることができる。
【００２７】
本発明では、繊維強化プラスチック領域の密度は、０．０１ｇ／ｃｍ3以上３．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック領域の密度を上記範囲内とすることにより、成形体の耐水性及び表面性状を高めることができる。また、繊維強化プラスチック領域及び成形体全体の強度を高めることができる。
なお、本明細書において、繊維強化プラスチック領域の密度は、繊維強化プラスチック領域を形成する繊維強化プラスチック成形体用シートを単独で加熱加圧成形して得られる繊維強化プラスチック成形体の密度と同等である。すなわち、繊維強化プラスチック成形体の密度を測定することで、繊維強化プラスチック領域の密度とすることができる。
【００２８】
また、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層した成形体用シートを用いて、後述するようなスタンピング成形を実施する場合、繊維強化プラスチック領域の密度は、０．１０ｇ／ｃｍ3以上１．０ｇ／ｃｍ3以下が望ましい。繊維強化プラスチック領域の密度を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック領域に含まれる空気による断熱性を低下させることができ、スタンピング成形法において繊維強化プラスチック領域を内部まで十分に加熱することができる。繊維強化プラスチック領域に含まれる熱可塑性樹脂が十分に加熱されることで成形時の流動性が保たれ、成形体の表面性状が良好で厚みが均一な成形体を得ることができる。また、成形時に成形体のやぶれやカスレを低減することができる。
【００２９】
＜有機資源由来の強化繊維＞
繊維強化プラスチック領域は、有機資源由来の強化繊維を含む。有機資源由来の強化繊維としては、例えば、パルプ繊維、コットン、ケナフ、竹、麻、絹、羊毛等を挙げることができる。なお、繊維強化プラスチック領域には、有機資源由来の強化繊維以外の成分を含んでいてもよく、例えば、木粉等の有機資源由来粉末、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等を含んでいてもよい、
【００３０】
有機資源由来の強化繊維はパルプ繊維であることが好ましい。パルプ繊維を構成するパルプについては、その製法および種類等に特に限定はない。例えば、広葉樹や針葉樹のクラフトパルプ（ＫＰ）のような化学パルプ、ＳＧＰ、ＲＧＰ、ＢＣＴＭＰ及びＣＴＭＰ等の機械パルプ、脱墨パルプのような古紙パルプ、ならびにケナフ、ジュート、バガス、竹、藁、麻等の非木材パルプが挙げられる。また、パルプとしては、ＥＣＦパルプ、ＴＣＦパルプ等の塩素フリーパルプを用いることができる。
【００３１】
本発明で用いられる有機資源由来の強化繊維のろ水度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１−２：２  パルプ  −ろ水度試験方法−  第２部：カナダ標準ろ水度法で規定されるカナディアンスタンダードフリーネスで８００ｍｌ以下であることが好ましく、７００ｍｌ以下であることがより好ましく、６００ｍｌ以下であることがさらに好ましく、５００ｍｌ以下であることが特に好ましい。また、ろ水度は、３００ｍｌ以上であることが好ましい。有機資源由来の強化繊維のろ水度を上記範囲内とすることにより、加熱成形時に熱可塑性樹脂を良好に保持することができ、溶融した樹脂が流出することを防止できる。
【００３２】
有機資源由来の強化繊維の質量平均繊維長は、０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。有機資源由来の強化繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、成形体を成形する際に、繊維強化プラスチック領域から有機資源由来の強化繊維が脱落することを抑制することができ、かつ、強度に優れた成形体を形成することが可能となる。また、有機資源由来の強化繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、有機資源由来の強化繊維の分散性を良好にすることができる。なお、本明細書において、質量平均繊維長は、１００本の繊維について測定した繊維長の平均値である。
【００３３】
＜熱可塑性樹脂＞
熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、１９５℃以下であることがより好ましく、１８０℃以下であることがより好ましい。また、熱可塑性樹脂の融点は、８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましく、１００℃以上であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂の融点を上記範囲内とすることにより、併用する有機資源由来の強化繊維が劣化することを抑制することができ、成形体の耐水性、意匠性及び強度を高めることができる。
【００３４】
本発明で用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（例：非晶質ＰＥＴ、低融点ＰＥＴ）などのポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ナイロン１２、ポリアセタール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）等が挙げられる。中でも、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、エチレンビニルアルコール共重合体、低融点ＰＥＴ及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種は好ましく用いられる。上記樹脂は、融点が１００℃以上１８０℃以下であり、溶融した場合の有機資源由来の強化繊維との濡れ性が優れており、成形体の強度が得られやすいため好ましい。
【００３５】
繊維強化プラスチック領域に含まれる熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂繊維が溶融したものであることが好ましい。なお、繊維強化プラスチック領域には、熱可塑性樹脂繊維の一部が溶融せずに存在していてもよい。溶融前の熱可塑性樹脂繊維としては、上述した熱可塑性樹脂からなる繊維を挙げることができる。また、芯鞘繊維や鞘型複合繊維も好ましく用いられる。例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）芯鞘繊維、ポリ乳酸（ＰＬＡ）／ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）芯鞘繊維、ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）芯鞘型複合繊維、ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）芯鞘型複合繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ポリエチレン（ＰＥ）芯鞘型複合繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ポリプロピレン（ＰＰ）芯鞘型複合繊維、ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ芯鞘型複合繊維、ＰＥ／ＰＥ芯鞘型複合繊維、ＰＰ／ＰＰ芯鞘型複合繊維が好ましく用いられる。なお、上記においては、芯／鞘となるように各種成分を列挙している。
【００３６】
繊維強化プラスチック領域における熱可塑性樹脂の含有量は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましく、３０質量％以上であることがさらに好ましく、３５質量％以上であることがよりさらに好ましく、４０質量％以上であることが特に好ましい。熱可塑性樹脂の含有量を上記範囲内とすることにより、強度を高め、有機資源由来の強化繊維の風合いを付与した成形体を得ることができる。また、熱可塑性樹脂の含有量は、９５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック領域及び成形体全体の耐水性及び強度を高めることができる。
【００３７】
＜その他成分＞
繊維強化プラスチック領域は、その他成分として、バインダー成分を含有してもよい。バインダー成分は、繊維強化プラスチック領域の全質量に対して０．１質量％以上４５質量％以下となるように含有されてもよく、０．３質量％以上４０質量％以下となるように含有されてもよく、０．４質量％以上３５質量％以下となるように含有されてもよく、０．５質量％以上３０質量％以下となるように含有されてもよい。バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、成形体を製造する際の、ハンドリング性等を向上させることができる。
【００３８】
バインダー成分としては、各種デンプン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂及びこれらを組み合わせた芯鞘型構造のバインダー繊維（芯鞘ＰＥＴ）、アクリル樹脂、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、各種澱粉、セルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、アクリルアミドーアクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、ポリ酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体等が使用できる。
【００３９】
繊維強化プラスチック領域は、さらに、填料や製紙薬品を含有していてもよい。填料としては、例えばカオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、タルク、酸化亜鉛、アルミナ、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、シリカ、ホワイトカーボン、ベントナイト、ゼオライト、セリサイト及びスメクタイト等の鉱物顔料、並びにポリスチレン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂及び塩化ビニリデン系樹脂等の有機顔料が挙げられる。
製紙薬品としては、紙力増強剤、歩留向上剤、濾水性向上剤、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等が挙げられる。紙力増強剤としては、ポリアクリルアミド等が挙げられる。さらに湿潤紙力増強剤も併用可能であり、例えばポリアミド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素―ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド−ポリアミン−エピクロルヒドリン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等が挙げられる。
【００４０】
（樹脂領域）
本発明の成形体は、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に樹脂領域を有する。本発明の成形体は、繊維強化プラスチック領域の少なくとも一方の面側に樹脂領域を有することにより、透気性が低くなり、ガスバリア性が高くなる。樹脂領域は熱可塑性樹脂を含む。樹脂領域に含まれる熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂領域の全質量に対して、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。また、樹脂領域は、熱可塑性樹脂のみから構成されてもよい。
なお、樹脂領域の境界面が明確ではない場合は、有機資源由来の強化繊維の含有量が２質量％未満の領域を樹脂領域と定義し、その領域の質量を樹脂領域の全質量とすることができる。
【００４１】
樹脂領域を構成する樹脂の融点は２００℃以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、１９５℃以下であることがより好ましく、１８０℃以下であることがより好ましい。また、樹脂領域を構成する樹脂の融点は、８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましく、１００℃以上であることがさらに好ましい。樹脂領域を構成する樹脂の融点を上記範囲内とすることにより、積層する繊維強化プラスチック領域に含まれる有機資源由来の強化繊維が劣化することを抑制することができ、成形体の耐水性、意匠性及び強度を高めることができる。
【００４２】
樹脂領域を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（例：非晶質ＰＥＴ）などのポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン１２、ポリアセタール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸等が挙げられる。中でも、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種は好ましく用いられる。また、本発明の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることがより好ましく、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレンが好ましく用いられ、ポリプロピレンが特に好ましく用いられる。
【００４３】
樹脂領域には、必要に応じて、難燃剤、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、吸湿剤、吸水剤、吸着剤、着色剤、親水剤、撥水剤、カップリング剤などの剤を用いて機能を付与しても良い。機能を付与する方法としては、例えばこれらの剤の１つまたは複数を樹脂領域内に粉末状の形態で混合させても良い。または上記の剤を液体状の状態でスプレーし、または含浸させても良い。
【００４４】
（成形体の製造方法）
本発明は有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂を含み、有機資源由来の強化繊維の含有量が５質量％以上である繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層し、成形する工程を含む成形体の製造方法に関するものでもある。繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものは、目的とする成形品の形状や成形法に合わせて任意の形状に加工することができる。
【００４５】
繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程は、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを単に積層し積重体とする工程であってもよい。また、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程は、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層し、プリプレスをして積重体とする工程であってもよい。このような積重体は後述するスタンピング成形工程で好ましく用いられる。一方、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程は、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを接着層を介して積層し積層体とする工程であってもよい。
なお、本発明は、樹脂シートを積層する工程で得られる積重体、及び積層体に関するものでもある。
【００４６】
繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層し、プリプレスを行う場合は、プリプレスは低圧条件下で行うことが好ましい。例えば、繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる熱可塑性樹脂の融点の±３０℃の範囲で加熱し、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下の圧力条件で加圧することが好ましい。
【００４７】
なお、繊維強化プラスチック成形体用シートは、１枚単独、或いは所望の厚さとなるように積層することができ、積層枚数を調節することで、成形体の厚みや強度を調整することができる。
【００４８】
成形する工程は、プレス成形する工程、真空成形する工程及び圧空成形する工程から選択される少なくとも１工程であることが好ましい。また、これらの成形工程は複数の成形工程を組み合わせも良く、複数の工程を同時に実施し、一工程としても良い。
【００４９】
成形する工程はプレス成形する工程であることが好ましい。プレス成形を行うことで繊維強化プラスチック成形体用シート中に含まれる熱可塑性樹脂が溶融し、強度の優れた成形体を得ることができる。この場合、プレス成形する工程は、加熱加圧成形する工程である。加熱加圧成形する工程では、繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層したものを、１００℃以上となるように加熱し、かつ２ＭＰａ以上となるように加圧することが好ましい。加熱加圧成形する工程における加熱温度は、１００℃以上であることが好ましいが、繊維強化プラスチック領域に含有される熱可塑性樹脂の種類により適宜調節することが好ましい。具体的には、繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる熱可塑性樹脂の融点の±２０℃の範囲内で加熱を行うことが好ましい。なお、熱可塑性樹脂としてポリ乳酸を用いた場合、加熱温度は１５０℃以上１８０℃以下であることが好ましく、１６０℃以上１８０℃以下であることがより好ましい。このような温度範囲内で加熱成形を行うことにより、繊維強化プラスチック領域に含有される有機資源由来の強化繊維の熱分解（ヘミセルロースの分解）を抑制することができ、より強度に優れた成形体を得ることができる。
【００５０】
加熱加圧成形する工程における圧力条件は、２ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下であることが好ましい。また、所望の保持温度に到達するまでの昇温速度は３℃／分以上３０℃／分以下が好ましく、所望の加熱加圧条件での保持時間としては１分以上３０分以下、その後、成形体を取り出す温度（２００℃以下）までは圧力を維持しながら、３℃／分以上２０℃／分以下の冷却速度とすることが好ましい。
【００５１】
加熱加圧成形の方法としては、各種存在するプレス成形の方法の中でも、大型の航空機などの成形体部材を作製する際によく使用されるオートクレーブ法や、工程が比較的簡便である金型プレス法が好ましく挙げられる。ボイドの少ない高品質な成形体を得るという観点からはオートクレーブ法が好ましい。一方、設備や成形工程でのエネルギー使用量、使用する成形用の治具や副資材等の簡略化、成形圧力、温度の自由度の観点からは、金属製の型を用いて成形をおこなう金型プレス法を用いることが好ましく、これらは用途に応じて選択することができる。
【００５２】
加熱加圧成形する工程では、有機資源由来の強化繊維および熱可塑性樹脂の伸び不足による破れ等の欠損を防ぐことを目的として、加熱加圧成形を複数回行なってもよい。これにより、より強度及び意匠性に優れる成形体を得ることができる。
【００５３】
プレス成形する工程はスタンピング成形する工程であってもよい。スタンピング成形法は、予め繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものを加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、成形型の内部に配置し、次いで型を閉じて型締を行い、その後加圧冷却する方法である。加熱には、遠赤外線ヒーター、加熱板、高温オーブン、誘電加熱などの加熱装置を用いることができる。また、低密度の成形体を得る場合など、成形時の温度が比較的低い場合は、ホットプレス法を採用することもできる。
【００５４】
成形する工程は、真空成形する工程であってもよい。真空成形においては、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものと、金型との間を真空状態にすることにより、シートと金型との密着性を高め成形性を高めることができる。真空成形においては、加熱温度、加熱時間、加熱する部位を制御することで繊維強化プラスチック成形体用シート中に含まれる熱可塑性樹脂の一部のみを溶融することもでき、このような場合、通気性に優れた成形体を得ることができる。真空成形は上述したスタンピング成形工程の型締工程で行われることが好ましい。具体的には、予め繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものを加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、成形型の内部に配置し、次いで型を閉じて型締を行う工程において、真空成形を行う。真空成形においては、成形型側から真空吸入を行う。真空成形における成形圧は通常１．０ｋｇ／ｃｍ2以下で行い、０．１秒以上６０秒以下程度で成形を行う。成形工程において真空成形工程を採用することにより、例えば、深絞り成形や、複雑形状の成形を行うことが容易となる。
【００５５】
成形する工程は、圧空成形する工程であってもよい。圧空成形においては、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものに圧縮空気を吹き付けることにより型に密着させ、シートと金型との密着性を高めることができる。圧空成形は上述したスタンピング成形工程の型締工程で行われることが好ましい。具体的には、予め繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層したものを加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、成形型に配置し、次いでシート側から圧縮空気を吹き付けることにより成形を行う。圧空成形は、３ｋｇ／ｃｍ2以上８ｋｇ／ｃｍ2以下の圧縮空気圧で行うことが多く、０．１秒以上６０秒秒以上程度で成形を行う。成形工程において圧空成形工程を採用することにより、例えば、深絞り成形や、複雑形状の成形を行うことが容易となる。
【００５６】
繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程が、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを、接着層を介して積層し積層体とする工程である場合は、繊維強化プラスチック成形体用シートに接着剤が塗布され、その上に樹脂シートが積層される。接着層を介して積層された積層シートについても、上述した成形工程が施されることが好ましい。
【００５７】
繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程が、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを、接着層を介して積層する工程である場合、接着層を構成する接着剤としては、成形時に追従する材質であれば特に制限されないが、熱可塑性樹脂を用いたホットメルト型接着剤であることが好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体やポリプロピレン、ポリアルファオレフィン樹脂などのオレフィン系、ポリアミド系、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体やスチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体、スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体などのゴム系、ポリエステル系の樹脂が挙げられる。ホットメルト型接着剤は融点以上で加熱し、塗工することが好ましい。塗工方式は公知の方式を用いることができる。
【００５８】
繊維強化プラスチック成形体用シートと、樹脂シートを積層する工程において、樹脂シートは繊維強化プラスチック成形体用シート上に直接塗布する方式で設けても良い。直接塗布して樹脂シートを積層する方法としては、公知の方式を用いることができるが、例えば、溶融した樹脂を押出して塗布するラミネート方式を用いることができる。
【００５９】
繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートの接着面積は３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートの接着面積を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートの接着が強固となり、加熱時の樹脂シートの収縮を防ぎ、全面が樹脂に被覆された成形体を得ることができる。
接着面積をコントロールする方法としては、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを接着させる接着剤を塗布する際、ストライプ状に塗布するなど塗布のパターンを変更する方法や、樹脂シートを直接加熱エンボス加工する際、格子状やドット状のパターンで加熱する方法が挙げられる。
【００６０】
本発明では、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートをプレス成形する場合は、接着層を介さずに積層し、その積重体に上述した成形工程が施されることが好ましい。この場合は、成形工程は、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを接合する工程となる。すなわち、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを積層した時点では、両シートは完全に接合（接着）しておらず、加熱加圧成形することで両シートは完全に接合（接着）する。
なお、繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートを、接着層を介して積層し積層体とし、その積層体に成形工程が施される場合も、接着層を介した繊維強化プラスチック成形体用シートと樹脂シートの接着はより強固なものとなる。
【００６１】
＜繊維強化プラスチック成形体用シート＞
本発明の成形体の製造工程で用いられる繊維強化プラスチック成形体用シートは、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂繊維とを含む。繊維強化プラスチック成形体用シートには必要に応じてバインダー成分等のその他の成分が含まれていてもよい。
【００６２】
有機資源由来の強化繊維の含有量は、繊維強化プラスチック成形体用シートの全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、２５質量％以上であることがさらに好ましく、３５質量％以上であることが特に好ましく、５１質量％以上であることが最も好ましい。また、有機資源由来の強化繊維の含有量は、９５質量％以下であることが好ましい。有機資源由来の強化繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック領域及び成形体全体の耐水性及び表面性状を高めることができる。また、有機資源由来の強化繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、成形体全体の強度を高めることができる。
【００６３】
熱可塑性樹脂としては、どのような形態でも構わないが、上述した熱可塑性樹脂からなる繊維や粉末を挙げることができる。熱可塑性樹脂からなる液体をシートに散布又は塗工して配合しても構わない。また、繊維としては芯鞘繊維や鞘型複合繊維も好ましく用いられる。例えば、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート芯鞘繊維や、ポリプロピレン／ポリエチレン芯／鞘型複合繊維は好ましく用いられる。
【００６４】
本発明で用いる熱可塑性樹脂繊維は、一定の長さにカットされたチョップドストランドであることが好ましい。繊維強化プラスチック領域を形成するために用いられる熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、質量平均繊維長は２ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、繊維強化プラスチック領域を形成する際に熱可塑性樹脂繊維が脱落することを抑制することができ、かつ、強度に優れた成形体を形成することが可能となる。また、熱可塑性樹脂繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、熱可塑性樹脂繊維の分散性を良好にすることができる。
【００６５】
繊維強化プラスチック成形体用シートには、熱可塑性樹脂繊維の他に粉体、顆粒状、ペレット状の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。また、熱可塑性樹脂以外のバインダー繊維等が含まれていてもよい。
【００６６】
繊維強化プラスチック成形体用シートの密度は、０．０１ｇ／ｃｍ3以上３．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、０．０５ｇ／ｃｍ3以上２．０ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。繊維強化プラスチック成形体用シートの密度を上記範囲内とすることにより、成形体の成形性を高めることができ、深絞り成形等を行うことが容易となる。また、本発明では、低密度の繊維強化プラスチック成形体用シートに、樹脂シートを積層して成形することにより、平滑度の高い面を有する成形体を得ることができる。
【００６７】
＜繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法＞
繊維強化プラスチック成形体用シートは、湿式又は乾式のシート形成方法を用いて製造される。例えば、湿式抄紙法を用いて繊維強化プラスチック成形体用シートを製造する際には、熱可塑性樹脂繊維と有機資源由来の強化繊維、必要に応じてバインダー成分、填料、製紙薬品等を水などの溶媒中に分散させる。そして、溶媒を除去してウェブを形成する。
【００６８】
湿式抄紙法を用いて繊維強化プラスチック成形体用シートを製造する際には、ｐＨが４．５付近で行われる酸性抄紙法、炭酸カルシウム等のアルカリ性填料を主成分として含み、ｐＨ６の弱酸性からｐＨ９の弱アルカリ性で行われる中性抄紙法等を採用することができる。抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、傾斜ワイヤー型抄紙機、単網抄紙機、ヤンキー抄紙機等を適宜用いることができる。特に円網抄紙機、単網抄紙機等の多層抄紙機を用いることにより、坪量の大きな繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることができる。また、多層抄紙機を用いることにより、各層の処方を変更することができ、深さ方法で異なった機能を有する繊維強化プラスチック成形体用シートを得ることもできる。
【００６９】
乾式抄紙法を用いて繊維強化プラスチック成形体用シートを製造する際には、例えば、カーディング法やエアレイド法などの乾式でウェブ形成を行う方法を採用することができる。カーディング法は、繊維塊を機械的に梳りながら均一なシート状のウェブを形成させる方法である。エアレイド法は、空気中で解繊した熱可塑性樹脂繊維及び有機資源由来の強化繊維を気流中で均一に混合した原料繊維などを含む気流を、下側にサクションボックスを備えたメッシュ状無端ベルト上に吐出してエアレイドウェブを形成する方法である。
【００７０】
乾式法で形成されたウェブは、以下に示すような繊維結合工程によってシート化される。繊維結合工程としては、例えば、ニードルパンチ法のようにウェブ面に垂直方向に針を通すことにより熱可塑性樹脂繊維や有機資源由来の強化繊維を互いに交絡させてシートを形成する方法がある。このような結合工程は、カーディング法によるウェブ形成方法と組み合わせて好ましく用いられる。また、繊維結合工程では、加熱により乾式法ウェブに配合された熱融着性接着剤を融着させて原料繊維を結合する工程（サーマルボンド法）、得られた乾式法ウェブに接着剤を付与して原料繊維を結合する工程（ケミカルボンド法）、あるいはサーマルボンド法とケミカルボンド法を組み合わせた方法（マルチボンド法）を採用することができる。
【００７１】
サーマルボンド法においては、熱融着性接着剤の融点よりも２０℃以上高い温度で加熱をすることが好ましい。加熱処理としては、熱風処理、および熱風処理後の低圧による熱圧処理が挙げられる。
【００７２】
サーマルボンド法やマルチボンド法が採用される場合には、粒子状あるいは繊維状の熱融着性接着剤が使用されることが好ましい。熱融着性接着剤は、上述した熱可塑性樹脂又はバインダー成分であってもよい。粒子状の熱融着性接着剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル低融点ポリエチレンテレフタレート、低融点ポリアミド、低融点ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどの熱融着性の樹脂粒子が用いられる。繊維状の熱融着性接着剤としては、低融点ポリエチレンテレフタレート、低融点ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、などのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、低融点ポリアミド、アクリル樹脂、酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）の樹脂類が用いられる。また、熱融着性合成繊維としては、融点の異なる２種類の樹脂を複合化させて得られ、繊維の表面のみが溶融する芯鞘型構造の熱融着性複合合成繊維も好ましく用いることができる。芯鞘型構造の熱融着性複合合成繊維は、融点の高い樹脂からなる芯の外周上に、融点の低い樹脂からなる鞘が形成された構造を有する。具体的には、融点が異なる２種の樹脂を組み合わせた形態（ＰＥＴ／ＰＥＴ複合繊維、ＰＥ／ＰＥ複合繊維、ＰＰ／ＰＰ複合繊維、ＰＥ／ＰＥＴ複合繊維、ＰＰ／ＰＥＴ複合繊維、ＰＥ／ＰＰ複合繊維、ＰＶＡｃ／ＰＥＴ複合樹脂）が挙げられる。
また、繊維の結合にケミカルボンド法が用いられる場合、繊維同士を固着させるためにバインダー成分が添加されることが好ましい。バインダー成分としては、必要に応じて適宜選択可能であり、たとえば、デンプン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリル酸ソーダ等の溶液タイプのバインダーや、ポリアクリル酸エステル、アクリル・スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アクリルニトリル・ブタジエン共重合体、メチルメタアクリレート・ブタジエン共重合体、尿素−メラミン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂等のエマルジョンタイプのバインダー等が使用可能である。また、上述したバインダー成分を使用することも好ましい。なお、上記のバインダーとしては、繊維、粉体、顆粒状、溶液あるいはエマルジョンなど、種々の形態のものを用いることができ、二種以上を併用することもできる。
【００７３】
湿式抄紙法または乾式抄紙法を用いて繊維強化プラスチック成形体用シートを製造する場合、加熱処理の後に平滑度の向上、密度のコントロールを目的として、必要に応じてカレンダー処理を施しても良い。カレンダー処理は金属ロールや樹脂ロールで加圧することでシートの密度を任意にコントロールすることができる。また、カレンダー処理を行うロールを任意の温度に設定し、シートを加熱、加圧することで高平滑、高密度のシートを得ることができる。
【００７４】
乾式抄紙法で製造された繊維強化プラスチック成形体用シートは、繊維強化プラスチック成形体用シートを構成する各繊維が、長手方向、幅方向および厚み方向にランダムに３次元配向されている。本発明では、このような繊維強化プラスチック成形体用シートも好ましく用いられる。
【００７５】
なお、繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程においては、成形性を阻害しない任意のシートを繊維強化プラスチック成形体用シートに積層して積層シートを製造してもよい。例えば、繊維強化プラスチック成形体用シートの表面や、繊維強化プラスチック成形体用シートを積層する際にシート間に任意のシートを積層することができる。積層する任意のシートとしては、ティシュや不織布などのシートを用いることができる。これら任意のシートは、表面性の向上や層間強度の向上、その他機能の付与を目的として積層される。
【００７６】
＜樹脂シート＞
本発明の成形体の製造工程で用いられる樹脂シートは、熱可塑性樹脂を含む。樹脂シートに含まれる熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂シートの全質量に対して、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。また、樹脂シートは、熱可塑性樹脂のみから構成されてもよい。
【００７７】
樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、１９５℃以下であることがより好ましく、１８０℃以下であることがより好ましい。また、樹脂シートを構成する樹脂の融点は、８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましく、１００℃以上であることがさらに好ましい。樹脂シートを構成する樹脂の融点を上記範囲内とすることにより、積層する繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる有機資源由来の強化繊維が劣化することを抑制することができ、成形体の耐水性、意匠性及び強度を高めることができる。
【００７８】
樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂としては、上述した樹脂領域を構成する樹脂における熱可塑性樹脂を挙げることができる。中でも、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種は好ましく用いられる。また、本発明の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。樹脂シートの形態は、フィルム又は不織布であることが好ましい。
樹脂シートは、フィルム又は不織布であって、樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ乳酸及びポリエチレンテレフタレートからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、ポリオレフィン系樹脂フィルム又はポリオレフィン系樹脂からなる不織布であることがより好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレンが好ましく用いられ、ポリプロピレンが特に好ましく用いられる。
【００７９】
樹脂シートには、必要に応じて、難燃剤、消臭剤、抗菌剤、芳香剤、保湿剤、吸湿剤、吸水剤、吸着剤、保温剤、着色剤、親水剤、撥水剤、カップリング剤、意匠性付与剤などの剤を用いて機能を付与しても良い。機能付与剤は無機系材料でも良く、有機系材料でも良い。機能付与剤の添加方法としては、例えばこれらの剤の１つまたは複数をシート成形時に樹脂に混練しても良く、シート成形後に上記の剤を塗布などの方法で添加しても良い。
【００８０】
（用途）
本発明の成形体は、電機・電子機器、ＯＡ機器、架電機器、土木・建築、自動車、航空機の部品、構造部品および筐体、容器（例えば、食品容器、薬品包装容器）、家具、日用雑貨、医療用具などに好ましく用いられる。
【実施例】
【００８１】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。【００８２】
＜実施例１＞
（繊維強化プラスチック成形体用シート（Ａ）の作製）
走行する無端のメッシュ状コンベア上に坪量１４ｇ／ｍ2のティシュを繰り出し、その上に、原料繊維を、エアレイド方式のウェブフォーミング機により空気流とともに落下堆積させてウェブを形成した。なお、原料繊維には、パルプ（ＮＢＫＰ）と、ポリ乳酸繊維（商品名：ＰＬ０１、融点１７０℃、繊維太さ１５μｍ、繊維長：５ｍｍ、ユニチカ社製）と、ＰＥＴ／ＰＥＴ芯／鞘型複合繊維（商品名：テトロン、繊維太さ１５μｍ、繊維長：５ｍｍ、帝人ファイバー社製）を７０：２５：５の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製したものを用いた。
次いで、形成されたウェブ上にティシュを繰り出した。表裏面にティシュを有するウェブを、温度１４０℃のスルーエアードライヤーに通過させ、坪量５００ｇ／ｍ2の乾式不織布シートを作製した。その後、表裏面のティシュを剥ぎ取り、繊維強化プラスチック成形体用シート（Ａ１）とした。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ａ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であった。得られた繊維強化プラスチック成形体用シート（Ａ１）１枚と坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルム（無延伸ポリプロピレンフィルム、融点１３５℃）を積層して、１６０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加圧した後、常温のコールドプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加圧し、厚み１．０ｍｍ、密度０．５４ｇ／ｃｍ3の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ａ２）を得た。【００８３】
（成形体のプレス成形加工）
上記繊維強化プラスチック成形体用シート（Ａ１）を２枚積層して、さらに坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルムを表面に積層し、底面からの高さが８ｃｍ、直径１４ｃｍのどんぶり形状の凹凸型に入れて常温のホットプレスに挿入し、３０ｔプレス機を用いて、１ＭＰａの加圧下で１６０℃まで昇温した後１０ＭＰａまで加圧した。この状態で１０分間保持した後、１０分かけて３０℃まで冷却して厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ａ１−１）を得た。【００８４】
（成形体の真空成形加工）
加熱ゾーンと成形ゾーンからなる真空成形機を用いて、上記で得られた繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ａ２）１枚を成形装置の枠に固定した。加熱ゾーンの遠赤外過熱装置の温度設定を４００℃（シートの表面温度が１６０℃になるように）設定にして１５秒加熱した後、成形ゾーンで底面からの高さが３ｃｍ、直径１４ｃｍのおわん形状の凹凸型を用いて真空・圧空成形を行い、厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ａ２−１）を得た。【００８５】
＜実施例２＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート芯鞘繊維（商品名：ＮＢＦ（ＫＫ）ＰＬ、融点１００℃、繊維太さ１８μｍ、繊維長：５ｍｍ、ダイワボウポリテック社製）を７０：３０の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｂ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｂ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｂ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｂ２）の厚みは１．０ｍｍ、密度は０．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｂ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｂ２−１）を得た。【００８６】
＜実施例３＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とエチレンビニルアルコール共重合体繊維（商品名：Ｓ０３０、融点１７０℃、繊維太さ約９μｍ、繊維長：５ｍｍ、クラレ社製）、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート芯鞘繊維（ＮＢＦ（ＫＫ）ＰＬ、融点１００℃、繊維太さ約１８μｍ、繊維長：５ｍｍ、ダイワボウポリテック社製）を５１：４４：５の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いた以外は実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｃ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｃ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｃ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｃ２）の厚みは１．０ｍｍ、密度は０．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｃ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｃ２−１）を得た。【００８７】
＜実施例４＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とＰＰ／ＰＥ芯／鞘型複合繊維（商品名：ＥＴＣ、融点１３０℃、繊維太さ１３μｍ、繊維長５ｍｍ、チッソ株式会社製）を７０：３０の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｄ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｄ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｄ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｄ２）の厚みは１．０ｍｍ、密度は０．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｄ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｄ２−１）を得た。【００８８】
＜実施例５＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とＰＰ／ＰＥ芯／鞘型複合繊維（商品名：ＥＴＣ、融点１３０℃、繊維太さ１３μｍ、繊維長５ｍｍ、チッソ株式会社製）を５１：４９の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｅ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｅ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｅ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｅ２）の厚みは１．０ｍｍ、密度は０．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｅ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｅ２−１）を得た。【００８９】
＜実施例６ａ＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とＰＰ／ＰＥ芯／鞘型複合繊維（商品名：ＥＴＣ、融点１３０℃、繊維太さ１３μｍ、繊維長５ｍｍ、チッソ株式会社製）を５１：４９の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いて加熱プレスしながら、α：坪量５００ｇ／ｍ2の繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１）と、β：１０００ｇ／ｍ2の繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１'）を作製した。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１）の厚みは２．８ｍｍ、密度は０．３７ｇ／ｃｍ3であった。【００９０】
（成形体のプレス成形加工）
上記繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１）の表面のティシュを剥ぎ取った。次いで、坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルム（無延伸ポリプロピレンフィルム、融点１３５℃）にホットメルトコーターでＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂、融点１３５℃）を坪量５ｇ／ｍ2となるように塗工し、塗工面に繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１）をプレスしながら貼合した。次いで裏面のティシュを剥ぎ取った。このようにして得た積層シートを実施例１と同様の方法でプレス成形し、厚み０．８０ｍｍ、密度１．３６ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｆ１−１）を得た。【００９１】
（成形体の真空成形加工）
上記繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１'）の表面のティシュを剥ぎ取った。次いで、坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルム（無延伸ポリプロピレンフィルム、融点１３５℃）にホットメルトコーターでＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂、融点１３５℃）を坪量５ｇ／ｍ2となるように塗工し、塗工面に繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｆ１'）をプレスしながら貼合した。次いで裏面のティシュを剥ぎ取った。このようにして得た積層シートを実施例１と同様の方法で繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２）とした。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２）の厚みは１．５ｍｍ、密度は０．３４ｇ／ｃｍ3であった。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２）を用いて実施例１と同様にして、厚み０．９ｍｍ、密度０．６１ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｆ２−１）を得た。【００９２】
＜実施例６ｂ＞
実施例６ａにおける繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２）の形成工程において、プレス圧を弱めることで繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２）の代わりに繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２'）を得た。具体的には、表面温度１４０℃のロールプレスを用いてクリアランスを５ｍｍに設定して、厚みが５．５ｍｍ、密度が０．０９ｇ／ｃｍ3の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２'）を得た。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｆ２'）を用いて実施例１と同様にして、厚み４．５ｍｍ、密度０．１２ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｆ２'−１）を得た。おわん型真空成形体（Ｆ２'−１）においては、表面に若干のコゲの発生が見られた。【００９３】
＜実施例７＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、表裏面のティシュを剥ぎ取らなかった以外は、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｇ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｇ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｇ１）の厚みは２．８ｍｍ、密度は０．３８ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｇ２）の厚みは１．５ｍｍ、密度は０．３８ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．８０ｍｍ、密度１．３６ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｇ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６１ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｇ２−１）を得た。【００９４】
＜実施例８＞
５ｋｇの水中にポリアクリルアミド系のアニオン凝集剤（商品名：スミフロックＦＡ−４０、住友化学社製）の０．０３％液を１００ｇ添加した後、エチレンビニルアルコール共重合体繊維（商品名：Ｓ０３０、融点１７０℃、繊維太さ約９μｍ、繊維長：５ｍｍ、クラレ社製）を２５ｇ添加し、撹拌して分散させて、０．５％のエチレンビニルアルコール共重合体繊維分散液を得た。さらにＮＢＫＰ（ろ水度：４８０ｍｌ）の０．５％分散液５．２ｋｇを投入して混合撹拌して、エチレンビニルアルコール共重合体：パルプ（５１：４９（質量比））の繊維強化プラスチック成形体用シートスラリーを得た。【００９５】
（繊維強化プラスチック成形体用シートスラリーのシート化）
長網式抄紙機を用いて、上記繊維強化プラスチック成形体用シートスラリーを抄紙して、１１０℃のシリンダードライヤーで乾燥させて、 坪量１５０ｇ／ｍ2の繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｉ１）を得た。得られた繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｉ１）１枚と坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルム（無延伸ポリプロピレンフィルム、融点１３５℃）を積層して、１６０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加圧した後、常温のコールドプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加圧し、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｉ２）を得た。【００９６】
（成形体のプレス成形加工）
上記繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｉ１）を２枚積層して、さらに坪量４０ｇ／ｍ2のＣＰＰフィルムを表面に積層し、底面からの高さが８ｃｍ、直径１４ｃｍのどんぶり形状の凹凸型に入れて常温のホットプレスに挿入し、３０ｔプレス機を用いて、１ＭＰａの加圧下で１６０℃まで昇温した後１０ＭＰａまで加圧した。この状態で１０分間保持した後、１０分かけて３０℃まで冷却しておわん型プレス成形体（Ｉ１−１） を得た。なお、当該プレス成形体に関して、後述する耐水性は「浸透なし」であり、意匠性（光沢感）は○であり、成形性は５であった。【００９７】
＜実施例９＞
繊維強化プラスチック成形体用シートの作製において、パルプ（ＮＢＫＰ）とＰＰ／ＰＥ芯／鞘型複合繊維（商品名：ＥＴＣ、融点１３０℃、繊維太さ１３μｍ、繊維長５ｍｍ、チッソ株式会社製）を６０：４０の質量比で配合し、空気中で均一に混合して調製した原料繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｊ１）と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｊ２）を得た。繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｊ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｊ２）の厚みは１．０ｍｍ、密度は０．５４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み０．７８ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体（Ｊ１−１）と厚み０．９ｍｍ、密度０．６０ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｊ２−１）を得た。【００９８】
＜比較例１＞
実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｈ１）を得た。プレス成形の際、フィルムを積層しなかった以外は実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｈ２）を得た。繊維強化プラスチックプレス成形用シート（Ｈ１）の厚みは１２ｍｍ、密度は０．０４ｇ／ｃｍ3であり、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｈ２）の厚みは０．９５ｍｍ、密度は０．５３ｇ／ｃｍ3であった。
繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｈ１）を用い、フィルムを積層しなかった以外は、実施例１と同様にして厚み０．７５ｍｍ、密度１．３３ｇ／ｃｍ3のどんぶり型プレス成形体を得た。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート（Ｈ２）を用い、実施例１と同様にして厚み０．８５ｍｍ、密度０．５９ｇ／ｃｍ3のおわん型真空成形体（Ｈ２−１）を得た。【００９９】
（評価）
＜表面性状（成形性）＞
得られた真空成形体の形状を確認して表面性状（成形性）を評価した。
５：表面性状（成形性）が良好であり、成形体の表面に透け及び破れがない
４：成形体の表面積の１％以上１０％未満の領域に透けがある
３：成形体の表面積の１０％以上２０％未満の領域に透けがある
２：成形体の表面積の２０％以上５０％未満の領域に透けがある
１：成形体の表面積の５０％以上の領域に透けがある、もしくは、成形体の表面に破れがある【０１００】
＜耐水性＞
得られた真空成形体に９０℃のお湯を入れ、１秒後、１０秒後、３０秒後、６０秒後、１２０秒後の基材への浸透有無を目視で確認し、浸透が確認された時間を記録した。【０１０１】
＜意匠性＞
得られた真空成形体の表面性状を目視で観察し、以下の基準により評価した。
○：光沢感がある。
△：ややくもりがある。
×：光沢感が無い。【０１０２】
【表１】
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【０１０３】
表１からわかるように、実施例で得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いた場合、耐水性及び意匠性に優れた成形体を成形できる。さらに、実施例の繊維強化プラスチック成形体用シートは成形性にも優れていた。
一方、比較例で得られた繊維強化プラスチック成形体用シートを用いた場合、成形体において耐水性に劣り、意匠性も良好ではなかった。【０１０４】
なお、実施例５で得られたプレス成形体の方が実施例９で得られたプレス成形体よりも表面の平滑性に優れており、光沢感がやや良好であった
【符号の説明】
【０１０５】
１０    成形体
１２    繊維強化プラスチック領域
１４    樹脂領域
【図１】
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【国際調査報告】
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