(57)【要約】  本発明は、成形体を深絞り成形等によって成形する場合においても、良好な成形性を発揮し得る繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを提供することを課題とする。本発明は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シートであって、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度をＴとし、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をＹとした場合、Ｔ／Ｙは０．４以上２．５以下である繊維強化プラスチック成形体用シートに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シートであって、
前記繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度をＴとし、前記繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をＹとした場合、Ｔ／Ｙは０．４以上２．５以下である繊維強化プラスチック成形体用シート。
【請求項２】
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成形体用シートの全質量に対して５質量％以上である請求項１に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
【請求項３】
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又は２に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
【請求項５】
有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートであって、
前記繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度をｔとし、前記繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をｙとした場合、ｔ／ｙは０．４以上２．５以下である繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
【請求項６】
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成形体用シートの全質量に対して５質量％以上である請求項５に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
【請求項７】
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５又は６に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である請求項５〜７のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
【請求項９】
有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを空気中で混合し、堆積させる工程を含む繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート、もしくは請求項５〜８のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを成形する工程を含む成形体の製造方法。
【請求項１１】
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１０に記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック成形体用シート、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート及び成形体に関する。具体的には、本発明は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シート、該シートから形成される繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート及び成形体に関する。さらに本発明は、繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法及び成形体の製造方法に関するものでもある。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、湾曲部を有する成形体を成形する場合などには、その成形性が必ずしも良好ではなく、湾曲部に破れ等の不具合が発生することがあり問題となっていた。【０００７】
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、成形体を深絞り成形等によって成形する場合においても、良好な成形性を発揮し得る繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート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】
【０００８】
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、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シートにおいて、第１の方向の引張強度と、第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度の比を所定の範囲内とすることにより、成形時に良好な成形性を発揮し得ることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。【０００９】
［１］  有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シートであって、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度をＴとし、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をＹとした場合、Ｔ／Ｙは０．４以上２．５以下である繊維強化プラスチック成形体用シート。
［２］  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［１］に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
［３］  有機資源由来の強化繊維はパルプ繊維である［１］又は［２］に記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
［４］  熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用シート。
［５］  有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートであって、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度をｔとし、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をｙとした場合、ｔ／ｙは０．４以上２．５以下である繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
［６］  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［５］に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
［７］  有機資源由来の強化繊維はパルプ繊維である［５］又は［６］に記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
［８］  熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下である［５］〜［７］のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート。
［９］  有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを空気中で混合し、堆積させる工程を含む繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法。
［１０］  ［１］〜［４］のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用シート、もしくは［５］〜［８］のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを成形する工程を含む成形体の製造方法。
［１１］  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［１０］に記載の成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、成形時に良好な成形性を発揮し得る繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを得ることができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを用いれば、深絞り成形等を容易に行うことができ、湾曲部等の複雑形状を有する成形体を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（繊維強化プラスチック成形体用シート）
本発明は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用シートに関する。ここで、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度をＴとし、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をＹとした場合、Ｔ／Ｙは０．４以上２．５以下である。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、加熱加圧成形前のシートであり、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む不織布である。
【００１３】
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、上述したような構成を有するため、優れた成形性を発揮することができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートを用いることにより、湾曲部等の複雑形状を有する成形体を欠陥なく製造することができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートから成形された成形体は、表面性状が良好であり、湾曲部に破れや透け等の欠陥を有していない。このように本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、例えば深絞り成形等に適したシートである。
さらに、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、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、成形体等を埋め立てた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、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは、環境への負荷の低減を可能にするシートである。
【００１４】
繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度をＴとし、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をＹとした場合、Ｔ／Ｙは０．４以上であればよく、０．６７以上であることが好ましく、０．７１以上であることがより好ましく、０．７７以上であることがさらに好ましい。また、Ｔ／Ｙは２．５以下であればよく、１．５以下であることが好ましく、１．４以下であることがより好ましく、１．３以下であることがさらに好ましい。Ｔ／Ｙ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から成形体を成形する際の成形性を高めることができる。
【００１５】
繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向は、繊維強化プラスチック成形体用シートの平面方向における任意の１方向である。但し、繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる繊維が平面方向のいずれかの方向に配向している場合は、その配向方向を第１の方向とする。また繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程における流れ方向が分かる場合は、その流れ方向を第１の方向とする。繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程における流れ方向が分かる場合は、製造工程における流れ方向を、第１の方向（ＭＤ方向）といい、得られた繊維強化プラスチック成形体用シートにおける流れ方向をＴ目ということもある。
繊維強化プラスチック成形体用シートの第２の方向は、繊維強化プラスチック成形体用シートの平面方向における１方向であって、第１の方向に直交する方向である。繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程における流れ方向が分かる場合は、製造工程における流れ方向に直交する方向を、第２の方向（ＣＤ方向）といい、得られた繊維強化プラスチック成形体用シートにおける第２の方向をＹ目いうこともある。
【００１６】
繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向と第２の方向の引張強度を測定する際には、まず繊維強化プラスチック成形体用シートを、２５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊片となるように切り出す。そして、この切り出したシートにおいて、第１の方向を決定する。切り出したシートの表面方向において繊維配向が全く見られない場合（平面方向において繊維が完全にランダム配向の場合）は、任意の１方向を第１の方向として、引張強度を測定する。切り出したシートの表面方向において繊維配向が見られる場合は、最も多くの繊維が配向している方向を第１の方向として引張強度を測定する。第２の方向は上記の方法で決定した第１の方向に直交する方向であるため、その方向の引張強度を測定する。
なお、各方向の引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準じて測定する。各方向の引張強度は、引張試験機として、エーアンドディー社製のテンシロンを用いて２００ｍｍ／分の速度で測定した値である。
【００１７】
繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度は、０．００５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、０．０１Ｎ／２５ｍｍ以上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第２の方向の引張強度は、０．００５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、０．０１Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましい。
但し、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度及び第２の方向の引張強度は、それぞれ上記に限定されるものではない。
【００１８】
繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．４ｍｍ以上であることがより好ましい。また、繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは、３００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ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厚みを上記範囲内とすることにより、成形体の成形性をより効果的に高めることができる。
【００１９】
繊維強化プラスチック成形体用シートの密度は、０．０１ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましく、０．０３ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましく、０．０５ｇ／ｃｍ3以上であることがさらに好ましい。また、繊維強化プラスチック成形体用シートの密度は、３．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましく、１．０ｇ／ｃｍ3以下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。
【００２０】
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートにおいては、２３℃における引張強度をＡとし、１５０℃における引張強度をＢとした場合、Ａと比較したＢの低下率が大きい。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートにおいてはＢ／Ａの値が小さく、温度依存性の引張強度の低下率が大きい。具体的にはＢ／Ａの値は、０．４９以下であることが好ましく、０．４以下であることが好ましく、０．３以下であることがさらに好ましい。これは、本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートにおいては、繊維間の水素結合が少なく、繊維同士の絡みが弱いため、温度上昇に伴う引張強度の低下が顕著に生じるものと考えられる。
なお、Ｂ／Ａの値は、同一方向における引張強度の温度依存性を比較したものである。例えば、Ａが２３℃における第１の方向の引張強度である場合、Ｂは１５０℃における第１の方向の引張強度である。
【００２１】
＜有機資源由来の強化繊維＞
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、羊毛、レーヨン等を挙げることができる。なお、繊維強化プラスチック成形体用シートには、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、
【００２２】
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。
【００２３】
繊維強化プラスチック成形体用シート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、成形体の強度を高めることができる。
【００２４】
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、繊維強化プラスチック成形体用シート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。
【００２５】
＜熱可塑性樹脂＞
繊維強化プラスチック成形体用シートは熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂の融点は２００℃以下であることが好ましく、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。
【００２６】
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、ポリスチレン、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、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、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（ＥＶＯＨ）、低融点ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリオレフィン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。なお、ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。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。
【００２７】
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形状は問わないが、熱可塑性樹脂繊維もしくは粉末であることが好ましい。また、シートに熱可塑性樹脂からなる液体が散布されていても良い。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、２種類以上の熱可塑性樹脂からなる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）芯鞘型複合繊維が好ましく用いられる。また、ＰＥＴ／低融点ＰＥＴ芯鞘型複合繊維、ＰＥ／低融点ＰＥ芯鞘型複合繊維、ＰＰ／低融点ＰＰ芯鞘型複合繊維も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。
【００２８】
２種類以上の熱可塑性樹脂からなる芯鞘繊維の場合、同心断面構造や偏心断面構造の繊維が使用されるが、本発明においては、同心断面構造の繊維がより好ましく使用される。同心断面構造の繊維を使用することで、均質で密度の高い繊維強化プラスチック成形体用シートを作製することが可能となる。
【００２９】
繊維強化プラスチック成形体用シート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、２０質量％以上であることがさらに好ましく、３０質量％以上であることが一層好ましく、３５質量％以上であることがより一層好ましく、４０質量％以上であることが特に好ましい。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、８５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、成形体の強度及び成形性を高めることができる。
【００３０】
＜その他成分＞
繊維強化プラスチック成形体用シートは、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成形体用シートの全質量に対して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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
繊維強化プラスチック成形体用シートは、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。
【００３３】
（繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート）
本発明は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートに関するものでもある。ここで、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度をｔとし、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をｙとした場合、ｔ／ｙは０．４以上２．５以下である。
【００３４】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、上述した繊維強化プラスチック成形体用シートを低圧で加熱加圧成形することにより得られるシートである。なお、加熱加圧成形には、繊維強化プラスチック成形体用シート作製後にオンライン上のプレス工程で処理する工程も含まれる。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、さらに成形工程を経ることにより成形体となる。なお、本明細書において、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、成形の余地がある（残されている）程度に1回又は複数回成形体用シートを加熱加圧成形したものをいい、プレス成形がなされていない繊維強化プラスチック成形体用シートと区別される。ここで、１回又は複数回行われる加熱加圧工程は、成形体の成形性をより効果的に高めるための厚さにするために行われる。加熱加圧条件は含有される熱可塑性樹脂の種類により適宜調節すればよいが、具体的には、繊維強化プラスチック成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレス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く、圧力についてはプレス後の厚さを確認しながら適宜調節すればよい。
【００３５】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの厚みは、０．１ｍ以上であることが好ましい。また、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの厚みは、３００ｍｍ以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの厚みを上記範囲内とすることにより、成形体の成形性をより効果的に高めることができる。
【００３６】
本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、上述したような構成を有するため、優れた成形性を発揮することができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを用いることにより、湾曲部等の複雑形状を有する成形体を欠陥なく製造することができる。本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートから成形された成形体は、表面性状が良好であり、湾曲部に破れや透け等の欠陥を有していない。このように本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、例えば深絞り成形等に適したシートである。
また、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを用いることにより、成形体の密度を所望の範囲に調整しやすくなる。例えば、真空成形や圧空成形で成形体を作製する場合、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの強度が成形後の成形体の強度に反映されるため、プリプレスしたシートを用いることで成形体の硬さをコントロールすることが容易になる。
【００３７】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度をｔとし、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をｙとした場合、ｔ／ｙは０．４以上であればよく、０．６７以上であることが好ましく、０．７１以上であることがより好ましく、０．７７以上であることがさらに好ましい。また、ｔ／ｙは２．５以下であればよく、１．５以下であることが好ましく、１．４以下であることがより好ましく、１．３以下であることがさらに好ましい。ｔ／ｙ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プリプレスシートから成形体を成形する際の成形性を高めることができる。
【００３８】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向は、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの平面方向における任意の１方向である。但し、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートに含まれる繊維が平面方向のいずれかの方向に配向している場合は、その配向方向を第１の方向とする。また繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの製造工程における流れ方向が分かる場合は、その流れ方向を第１の方向とする。繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第２の方向は、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの平面方向における１方向であって、第１の方向に直交する方向である。
【００３９】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向と第２の方向の引張強度を測定する際には、まず繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを、２５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊片となるように切り出す。そして、この切り出したシートにおいて、第１の方向を決定する。切り出したシートの表面方向において繊維配向が全く見られない場合は、任意の１方向を第１の方向として、引張強度を測定する。切り出したシートの表面方向において繊維配向が見られる場合は、最も多くの繊維が配向している方向を第１の方向として引張強度を測定する。第２の方向は上記の方法で決定した第１の方向に直交する方向であるため、その方向の引張強度を測定する。
なお、各方向の引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準じて測定する。各方向の引張強度は、引張試験機として、エーアンドディー社製のテンシロンを用いて２００ｍｍ／分の速度で測定した値である。
【００４０】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度は、１Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、１０Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましく、３０Ｎ／２５ｍｍ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プリプレスシートの第２の方向の引張強度は、１Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましく、１０Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましく、３０Ｎ／２５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
但し、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの第１の方向の引張強度及び第２の方向の引張強度は、それぞれ上記に限定されるものではない。
【００４１】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの密度は、０．１０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましく、０．１２ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましく、０．３０ｇ／ｃｍ3以上であることがさらに好ましく、０．３６以上であることが一層好ましく、０．５０ｇ／ｃｍ3以上であることが特段好ましい。また、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの密度は、２．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、１．８０ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましく、１．５０ｇ／ｃｍ3以下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プリプレスシート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成形体用プリプレスシート内に含まれる空気による断熱の影響を受けにくくなり、成形時、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを加熱した際、内部まで十分に加熱されることで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。
【００４２】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートにおいては、２３℃における引張強度をＡとし、１５０℃における引張強度をＢとした場合、Ａと比較したＢの低下率が大きい。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートにおいてはＢ／Ａの値が小さく、温度依存性の引張強度の低下率が大きい。具体的にはＢ／Ａの値は、０．４９以下であることが好ましく、０．４以下であることが好ましく、０．３以下であることがさらに好ましい。これは、本発明の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートにおいては、繊維間の水素結合が少なく、繊維同士の絡みが弱いため、温度上昇に伴う引張強度の低下が顕著に生じるものと考えられる。
なお、Ｂ／Ａの値は、同一方向における引張強度の温度依存性を比較したものである。例えば、Ａが２３℃における第１の方向の引張強度である場合、Ｂは１５０℃における第１の方向の引張強度である。
【００４３】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートに含まれる有機資源由来の強化繊維及び熱可塑性樹脂としては、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及び熱可塑性樹脂を同様に挙げることができる。また、これらの好ましい含有量の範囲も繊維強化プラスチック成形体用シートにおける含有量の範囲と同様である。なお、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートに含まれるその他の成分についても繊維強化プラスチック成形体用シートに含まれる他の成分と同様のものを例示することができる。
【００４４】
（繊維強化プラスチック成形体用シートの製造方法）
本発明の第１の態様では、繊維強化プラスチック成形体用シートは、乾式のシート形成方法を用いて製造される。具体的には、繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを空気中で混合し、堆積させる工程を含む。本発明の繊維強化プラスチック成形体用シートは乾式不織布であることが好ましい。
【００４５】
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、エアレイド法を採用することが好ましい。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。すなわち、エアレイド法は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを空気中で混合し、堆積させる工程を含む方法である。エアレイド法においては、必要に応じて上記の操作を複数回繰り返してもよい。
【００４６】
上記方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。
【００４７】
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。
【００４８】
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（ＰＢＳ）、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。
【００４９】
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。
【００５０】
上述したような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。このため、本発明においては、繊維強化プラスチック成形体用シートの第１の方向の引張強度と、第２方向の引張強度が同程度の値となる。すなわち、本発明では、平面方向における等方性に優れた繊維強化プラスチック成形体用シートが得られる。
【００５１】
本発明の第２の態様では、繊維強化プラスチック成形体用シートは、湿式のシート形成方法を用いて製造される。第２の態様では、繊維強化プラスチック成形体用シートの製造工程は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含むスラリーを抄紙する工程を含む。
【００５２】
第２の態様では、繊維間の水素結合を少なくし、繊維同士の絡みを弱める処理を施したシートの形成方法を採用することが好ましい。繊維間の水素結合を減らしたり、繊維同士の絡みを弱める方法としては、水流交絡法などの物理的処理や、化学薬品の添加による薬品処理によって繊維の絡みを弱める方法が挙げられる。繊維間の水素結合を少なくし、繊維同士の絡みを弱める処理を施すころにより、繊維強化プラスチック成形体用シートを成形する際の流動性を向上させることができる。
【００５３】
水流交絡法では、高圧水流の噴射による絡み合わせによって繊維を絡ませるが、繊維間に空隙を持たせてシート化することが可能となるため、一般的な湿式抄紙法で得られるシートと比較して繊維間の絡みが弱いシートが得られる。
【００５４】
薬品処理では、例えば、アルキル基含有化合物を添加することが好ましい。繊維間の水素結合を減らすためには、例えば、アルキル基含有化合物を添加することが有効である。アルキル基含有化合物は、繊維間の水素結合を形成する基の一部を封止するため、繊維間の絡みを弱めることができる。本発明で使用するアルキル基含有化合物は、炭素数が８以上の化合物であることが好ましく、炭素数が８以上の直鎖アルキル基を有する化合物であることがより好ましい。
【００５５】
本発明で使用されるアルキル基含有化合物としては、具体的には、アルキルケテンダイマー（以下ＡＫＤ）、パラフィンワックス、低分子量ポリエチレンワックス、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪族第４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの化合物のうち、ＡＫＤ及びワックス類は、繊維強化プラスチック成形体用シートに柔軟性だけでなく耐水性も付与できることから、特に好適に用いられる。なお、これらのアルキル基含有化合物は必要に応じて複数種類併用することもできる。
【００５６】
繊維強化プラスチック成形体用シートにアルキル基含有化合物が添加される場合は、アルキル基含有化合物の含有量は、有機資源由来の強化繊維の全質量に対して０．１質量％以上５．０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上４．０質量％以下であることがより好ましく、０．４質量％以上２．０質量％以下であることがさらに好ましい。アルキル基含有化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、費用対効果が高まり、かつ繊維強化プラスチック成形体用シートに十分な柔軟性を発現させることができる。
【００５７】
アルキル基含有化合物の添加する際には、例えばアルキル基含有化合物のエマルジョン分散液や水溶液を、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含むスラリーに添加することが好ましい。
【００５８】
乾式抄紙法もしくは湿式抄紙法で繊維強化プラスチック成形体用シートを抄紙する際には、抄紙時の加熱条件や密度をコントロールすることにより、通水性、通気性を持つ繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体を得ることが可能となる。通水性を持つ繊維強化プラスチック成形体用シートや繊維強化プラスチック成形体の場合、ろ過などのフィルター用途として好適に使用することができる。また、通気性を持つ繊維強化プラスチック成形体用シートや繊維強化プラスチック成形体の場合、フィルター用途やマスク用途として好適に使用することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
（繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの製造方法）
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、上述した繊維強化プラスチック成形体用シートを低圧で加熱加圧成形することで得ることができる。具体的な加熱温度は、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。圧力条件は、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることが好ましい。
なお、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの製造工程においては、上述した任意のシートを積層した積層シートを用いてもよい。
【００６１】
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートの製造工程においては、加熱加圧工程の後に、加圧工程のみを設けてもよい。例えば、１６０℃の条件下で０．５ＭＰａで１秒以上３００秒以下加圧した後に、２５℃の条件下で０．５ＭＰａで１秒以上３００秒以下加圧することが好ましい。
【００６２】
（成形体）
本発明は、上述した繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートから成形される成形体に関するものであってもよい。成形体は、有機資源由来の強化繊維と、熱可塑性樹脂とを含む。また、成形体の第１の方向の引張強度をｔ'とし、成形体の第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度をｙ'とした場合、ｔ'／ｙ’は０．４以上２．５以下である。すなわち、成形体においても繊維はランダムに配向しており、等方性に優れている。なお、成形体における各方向の引張強度は、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートにおける測定方法と同様の方法で測定することができる。
【００６３】
成形体の厚みは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上２００ｍｍ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。
【００６４】
成形体の密度は、０．１０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましく、０．２０ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。また、成形体の密度は、３．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、２．０ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。
【００６５】
（成形体の製造方法）
本発明は、上述した繊維強化プラスチック成形体用シート、もしくは繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを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もしくは繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、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。繊維強化プラスチック成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、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。
【００６６】
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。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工程で成形する工程においては、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、通水性に優れた成形体を得ることができる。
【００６７】
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又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを、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成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート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又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレス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成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート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。
【００６８】
加熱加圧成形する工程における圧力条件は、５ＭＰａ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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを加熱し、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。
【００７２】
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又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートと、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、繊維強化プラスチック成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを加熱し、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。
【００７３】
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又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシート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、繊維強化プラスチック成形体用シート又は繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを加熱し、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。
【００７４】
（用途）
本発明の繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートから成形される成形体は、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、化粧品包装容器、医療機器包装容器）、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】
【００７５】
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。【００７６】
＜実施例１＞
（繊維強化プラスチック成形体用シートの作製）
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、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、ＥＶＯＨ繊維ともいう）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１５０ｇ／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とした。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは２．５ｍｍ、密度は０．０６ｇ／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１枚を、１６０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加熱加圧した後、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０．２６ｍｍ、密度０．５８ｇ／ｃｍ3の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを得た。【００７７】
（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を９枚積層して、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１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ａ１−１）を得た。【００７８】
（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１ｃｍ、直径１ｃｍのドーム形状の凹凸型を用いて真空成形を行い、厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ａ２−１）を得た。【００７９】
＜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を得た。また、１３０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加熱加圧した後、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を得た。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは０．４３ｍｍ、密度は０．３５ｇ／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の厚みは０．２６ｍｍ、密度は０．５８ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｂ１−１）と厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｂ２−１）を得た。【００８０】
＜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、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と繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを得た。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは２．５ｍｍ、密度は０．０６ｇ／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の厚みは０．２６ｍｍ、密度０．５８ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｄ１−１）と厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｄ２−１）を得た。【００８１】
＜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４０：６０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を得た。また、１３０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加熱加圧した後、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を得た。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは０．４４ｍｍ、密度は０．３４ｇ／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の厚みは０．４１ｍｍ、密度は０．３７ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｅ１−１）と厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｅ２−１）を得た。【００８２】
＜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６０：４０の質量比で配合した以外は、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を得た。また、１４０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加熱加圧した後、常温のコールドプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加圧したと繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを得た。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは０．５ｍｍ、密度は０．３０ｇ／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の厚みは０．３４ｍｍ、密度は０．４４ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｆ１−１）と厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｆ２−１）を得た。【００８３】
＜実施例６＞
５ｋｇの水に、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質量％の溶液を１００ｇ添加した後、レーヨン（商品名：コロナ、繊維太さ１３μｍ、繊維長５ｍｍ、ダイワボウレーヨン社製）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）を各１２．５ｇ添加し、撹拌して分散させて、０．５質量％の繊維分散液を得た。さらにパルプ（ＮＢＫＰ）（ろ水度：４８０ｍｌ）の０．５質量％分散液を５．２ｋｇを投入し混合撹拌して、レーヨン：ＰＰ／ＰＥ芯鞘型複合繊維：パルプ（２５．５：２５．５：４９（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。【００８４】
（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、ウォータージェットにより、水流交絡させ、１１０℃のシリンダードライヤーで乾燥させて、坪量４０ｇ／ｍ2の繊維強化プラスチック成形体用シートを得た。また、繊維強化プラスチック成形体用シート１枚を実施例２と同様にして処理し、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートを得た。繊維強化プラスチック成形体用シートの厚みは ０．２ｍｍ、密度は０．２０ｇ／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の厚みは ０．１１ｍｍ、密度は０．３６ｇ／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を３３枚重ねておわん型プレス成形体を成形した以外は、実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３２ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｇ１−１）を得た。また、繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートから厚み０．１ｍｍ、密度０．４ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｇ２−１）を得た。【００８５】
＜比較例１＞
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、ポリ乳酸：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。【００８６】
（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（Ｃ１）を得た。また、繊維強化プラスチック成形体用シート（Ｃ１）１枚を、１６０℃のホットプレスに挿入して０．５ＭＰａで３０秒加熱加圧した後、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（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０．２９ｍｍ、密度は０．５２ｇ／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（Ｃ２）の厚みは０．２５ｍｍ、密度は０．６ｇ／ｃｍ3であった。実施例１と同様にして厚み１ｍｍ、密度１．３５ｇ／ｃｍ3のおわん型プレス成形体（Ｃ１−１）と厚み０．２５ｍｍ、密度０．６ｇ／ｃｍ3のドーム型真空成形体（Ｃ２−１）を得た。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）のＴ／Ｙは表１の通りであった。【００８７】
（評価）
＜表面性状（成形性）＞
得られた成形体の形状を確認して表面性状（成形性）を評価した。
◎：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
○：成形体の表面積の１％以上２０％未満の領域に透けがある
△：成形体の表面積の２０％以上５０％未満の領域に透けがある
×：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。【００８８】
＜引張強度ａ＞
繊維強化プラスチック成形体用シートを、２５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊片となるように切り出し、このシートの第１の方向の引張強度（Ｔ）とし、シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度（Ｙ）とする。引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準じて測定した。引張試験機（エーアンドディー社製、テンシロン）を用いて２００ｍｍ／分の速度で測定した。
繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートについても、２５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊片となるように切り出し、これらのシートの第１の方向の引張強度（Ｔ）とし、シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度（Ｙ）を、引張試験機（エーアンドディー社製、テンシロン）を用いて２００ｍｍ／分の速度で測定した。
なお、各シートにおいて、シートの流れ方向がわかる場合は、流れ方向に対してタテ方向（ＭＤ方向）を第１の方向とし、ヨコ方向（ＣＤ方向）を第２の方向とした。【００８９】
【表１】
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【００９０】
表１からわかるように、実施例では、プレス成形及び真空成形のいずれの成形法においても良好な成形性を発揮し得る繊維強化プラスチック成形体用シート及びプリプレスが得られていることがわかる。一方、比較例では、得られた繊維強化プラスチック成形体用シート及びプリプレスの成形性が劣っている。また、実施例３においても、プレス成形及び真空成形のいずれの成形法においても良好な成形性（具体的には、プレス成形体では◎、真空成形体では○）を発揮し得る繊維強化プラスチック成形体用シートが得られていることがわかった。【００９１】
＜引張強度ｂ＞
実施例及び比較例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を、２５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊片となるように切り出し、これらのシートの第１の方向の引張強度（Ｔ）とし、シートの第１の方向と直交する方向である第２の方向の引張強度（Ｙ）を、引張試験機（エーアンドディー社製、テンシロン）を用いて２３℃及び１５０℃に条件下で２００ｍ／分の速度で測定した。なお、各シートにおいて、シートの流れ方向がわかる場合は、流れ方向に対してタテ方向（ＭＤ方向）を第１の方向とし、ヨコ方向（ＣＤ方向）を第２の方向とした。【００９２】
【表２】
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【００９３】
実施例１〜５の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、２３℃における引張強度Ａに対する１５０℃における引張強度Ｂの低下率が大きいことがわかる。
一方で、比較例１の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、２３℃における引張強度Ａに対する１５０℃における引張強度Ｂの低下率が小さいことがわかる。これは、実施例１の繊維強化プラスチック成形体用プリプレスシートは、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から形成されているため、繊維間の水素結合が少なく、繊維同士の絡みが弱いため、引張強度の温度依存性の低下率が大きいものと考えられる。
【国際調査報告】
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