(57)【要約】【課題】硬化後に表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品をもたらし得る成形用材料及びその成形方法を提供する。【解決手段】繊維強化樹脂成形品Ｐの成形用材料１の最外層２に、内側のＣＦＲＰ層３にマトリクスとして含まれる第１熱硬化性樹脂材料３７よりもガラス転移温度の低い第２熱硬化性樹脂材料２０の層を設けるようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、
最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備えたことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項２】
請求項１において、
上記繊維強化樹脂層は、上記所定方向に配向した強化繊維の配向が異なる複数の層を積層させてなることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記第１熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記所定方向に配向した強化繊維は、炭素繊維であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記所定方向に配向した強化繊維は、織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の少なくとも１種であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１５０℃超２００℃以下であり、
上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１２０℃以上１５０℃以下であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
上記最外層と、上記繊維強化樹脂層との間に、上記第２熱硬化性樹脂材料にランダム配向の強化繊維又は不織布を含有させてなる中間層を備えたことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項９】
請求項８において、
上記ランダム配向の強化繊維又は上記不織布は、ポリエステル製であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
上記繊維強化樹脂成形品は、車両部品外板部材であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の繊維強化樹脂成形品の成形用材料を金型内にて成形させる成形工程と、
上記成形用材料を上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも低く且つ上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも高い温度で加熱して、上記第１熱硬化性樹脂材料よりも先に上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる硬化工程とを備えたことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記成形工程は、上記成形用材料を上記金型内に配置した後、該成形用材料の内側から該金型の成形面側に向けて圧力を付与することにより賦形成形する工程であり、
上記硬化工程は、上記金型の温度を昇温させることにより上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂成形品の成形用材料及び成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、成形品の強度向上及び軽量化の観点から、例えば炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂成形品が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、プリプレグを用いて内圧成形法によりＦＲＰ中空成形品を成形する際に、表層部形成用のプリプレグとして、１又は２枚のプリプレグを金型の内表面に敷設することで、内圧バッグの噛み込みを防いで成形品の外観を向上させることができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、繊維強化樹脂成形品は、成形後又は成形と同時に金型を加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて成形品を得るが、強化繊維と熱硬化性樹脂の互いの収縮率の差異に起因して、硬化後得られた成形品の表面に強化繊維の凹凸が現れ、その平滑性が低下し、外観性が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明では、硬化後に表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品をもたらし得る成形用材料及びその成形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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、繊維強化樹脂成形品の成形用材料の最外層に、内層にマトリクスとして含まれる熱硬化性樹脂よりもガラス転移温度の低い熱硬化性樹脂材料の層を設けるようにした。
【０００８】
すなわち、ここに開示する繊維強化樹脂成形品の成形用材料は、所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、成形用材料を成形後又は成形と同時に金型温度を上昇させると、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が先に硬化する。そうすると、内層は第１熱硬化性樹脂材料の硬化がまだ進んでおらず、第１熱硬化性樹脂材料の収縮が進んでいないことに加え、最外層には所定方向に配向した強化繊維が含まれていないため、硬化した第２熱硬化性樹脂材料の表面には所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、延いては表面平滑性に優れ、外観性に優れた成形品を得ることができる。
【００１０】
好ましい態様では、上記繊維強化樹脂層は、上記所定方向に配向した強化繊維の配向が異なる複数の層を積層させてなるものである。
【００１１】
本構成によれば、繊維強化樹脂成形品の強度を向上させることができる。
【００１２】
なお、上記第１熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることが好ましい。
【００１３】
これにより、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
【００１４】
さらに、上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることが好ましい。
【００１５】
これにより、外観性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
【００１６】
また、好ましい態様では、上記所定方向に配向した強化繊維は、炭素繊維である。
【００１７】
そして、上記所定方向に配向した強化繊維は、織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の少なくとも１種であることが好ましい。
【００１８】
上記構成により、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
【００１９】
好ましい態様では、上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１５０℃超２００℃以下であり、上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１２０℃以上１５０℃以下である。
【００２０】
これにより、成形時に、第１熱硬化性樹脂材料の硬化よりも先に第２熱硬化性樹脂材料の硬化を促進させることができる。
【００２１】
また、上記最外層と、上記繊維強化樹脂層との間に、上記第２熱硬化性樹脂材料にランダム配向の強化繊維又は不織布を含有させてなる中間層を備えていることが望ましい。
【００２２】
ランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する中間層を備えることにより、繊維強化樹脂成形品の衝撃強度が向上する。また、中間層にはランダム配向の強化繊維又は不織布が含有されているので、第２熱硬化性樹脂材料のみからなる場合よりも収縮率が小さくなり得る。そうすると、内側の繊維強化樹脂層の所定方向に配向した強化繊維との収縮率の差異が小さくなり、最外層と繊維強化樹脂層との収縮差を緩和することができる。
【００２３】
そして、上記ランダム配向の強化繊維又は上記不織布は、ポリエステル製であることが好ましい。
【００２４】
これにより、最外層と繊維強化樹脂層との収縮差を効果的に緩和させることができる。
【００２５】
上述の成形用材料は、上記繊維強化樹脂成形品として、車両部品外板部材に好適に用いることができる。
【００２６】
これにより、軽量且つ高強度の車両部品外板部材を得ることができる。
【００２７】
ここに開示する繊維強化樹脂成形品の成形方法は、上述の繊維強化樹脂成形品の成形用材料を金型内にて成形させる成形工程と、上記成形用材料を上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも低く且つ上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも高い温度で加熱して、上記第１熱硬化性樹脂材料よりも先に上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる硬化工程とを備えている。
【００２８】
本構成によれば、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が、内側の繊維強化樹脂層の第１熱硬化性樹脂材料よりも早く硬化することにより、表面に所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
【００２９】
好ましい態様では、上記成形工程は、上記成形用材料を上記金型内に配置した後、該成形用材料の内側から該金型の成形面側に向けて圧力を付与することにより賦形成形する工程であり、上記硬化工程は、上記金型の温度を昇温させることにより上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程である。
【００３０】
本構成によれば、袋状やチューブ状の繊維強化樹脂成形品を得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上述べたように、本発明によると、成形用材料を成形後又は成形と同時に金型温度を上昇させると、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が先に硬化する。そうすると、内層は第１熱硬化性樹脂材料の硬化がまだ進んでおらず、第１熱硬化性樹脂材料の収縮が進んでいないことに加え、最外層には所定方向に配向した強化繊維が含まれていないため、硬化した第２熱硬化性樹脂材料の表面には所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、延いては表面平滑性に優れ、外観性に優れた成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１に係る成形用材料を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の成形用材料の構成を模式的に示す図である。
【図３】実施形態１に係る繊維強化樹脂成形品の成形方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】成形用材料の準備工程の様子を模式的に示す図である。
【図５】脱型工程後の繊維強化樹脂成形品の断面を模式的に示す図である。
【図６】従来の繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。
【図７】実施形態２に係る成形用材料の図２相当図である。
【図８】図７の成形用材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。
【図９】実施形態３に係る成形用材料の図２相当図である。
【図１０】図９の成形用材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。
【図１１】実施形態４に係る成形用材料の一例を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。
【図１２】従来の繊維強化樹脂成形品の図１０相当図である。
【図１３】実施形態４に係る成形用材料の一例の図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００３４】
（実施形態１）
＜成形用材料及び繊維強化樹脂成形品＞
図１、図２、図５に示すように、実施形態１に係る繊維強化樹脂成形品Ｐの成形用材料１は、最外層２とＣＦＲＰ層３（繊維強化樹脂層）とにより構成されている。
【００３５】
図２、図５に示すように、ＣＦＲＰ層３は、所定方向に配向した強化繊維３６に第１熱硬化性樹脂材料３７をマトリックスとして含浸させてなるシート状の平織プリプレグ層３１（層）が２枚積層されて形成されている。
【００３６】
図５に示すように、本実施形態における平織プリプレグ層３１の所定方向に配向した強化繊維３６は、限定する意図ではないが例えば平均径５μｍ〜１５μｍ程度の繊維状の炭素繊維の繊維束が、平織された状態となっている。
【００３７】
なお、本開示技術における所定方向に配向した強化繊維３６は、平織状の織物材に限られるものではなく、例えば一定の方向に配向した強化繊維の繊維束が一方向又は多方向に配置されてなる強化繊維材であり、ランダム配向の強化繊維及び不織布を除く強化繊維材であればよい。具体的には例えば、平織に加え、綾織、朱子織等の織物材、平編、リブ編、両面編、パール編、トリコット、ラッセル等の編物材、丸組、平組、角組などの組紐等の組物材、繊維束が一方向に並んだＵＤ材、及び、多方向に積層された繊維束を例えばナイロンやポリエステル等の高分子の糸でステッチ加工してなるノンクリンプファブリック材などが挙げられ、これらの織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の１種を単層で用いてもよいし、１種又は複数種を積層させたものを用いてもよい。
【００３８】
所定方向に配向した強化繊維３６としての炭素繊維は、特に限定されるものではないが、例えば、東レ株式会社製Ｔ７００、東邦テナックス株式会社製ＨＴＳ４０、三菱ケミカル株式会社製ＴＲ５０Ｓ等のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、日本グラファイトファイバー株式会社製ＸＮ−６０、三菱ケミカル株式会社製Ｋ１３３１２等のピッチ系などを使用することができる。
【００３９】
また、本開示技術における所定方向に配向した強化繊維３６は、炭素繊維に限定されるものではなく、炭素繊維以外に、ガラスファイバ、バサルトファイバなどにより構成されてもよい。
【００４０】
第１熱硬化性樹脂材料３７は、繊維強化樹脂成形品Ｐの強度を向上させる観点から、ガラス転移温度Ｔｇが高いものがのぞましく、具体的には例えば、高Ｔｇのエポキシ樹脂、ウレタン、ビニルエステル等が挙げられる。特に、繊維強化樹脂成形品の強度、耐久性、及びコスト性の観点から、エポキシ樹脂が望ましく、この場合、Ｔｇが１５０℃超２００℃以下のものが好ましい。
【００４１】
図１、図２、図５に示すように、最外層２は、成形用材料１の最表面に設けられており、ＣＦＲＰ層３に含有される第１熱硬化性樹脂材料３７よりも低Ｔｇの第２熱硬化性樹脂材料２０を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維３６を含まない層である。最外層２は、第２熱硬化性樹脂材料２０のみからなる構成としてもよいし、衝撃強度向上の観点から、所定方向に配向した強化繊維３６以外のランダム配向の強化繊維又は不織布を含有してもよい。なお、含有される強化繊維はランダム配向であるか、又は不織布であるため、第２熱硬化性樹脂材料２０を硬化させても、明確な凹凸が現れることはなく表面の平滑性及び外観性を保つことができる。
【００４２】
なお、最外層２に含まれるランダム配向の強化繊維又は不織布は、最外層２とＣＦＲＰ層３との収縮差を緩和させる観点から、ポリエステル製、セルロース製、ガラス繊維製であることが好ましく、特にポリエステル製であることが好ましい。
【００４３】
第２熱硬化性樹脂材料２０は、第１熱硬化性樹脂材料３７と同様に、エポキシ樹脂、ウレタン、ビニルエステル等を用いることができるが、繊維強化樹脂成形品Ｐの外観性を高める観点から、エポキシ樹脂が望ましい。そして、第２熱硬化性樹脂材料２０としては、特に、その組成により、Ｔｇが第１熱硬化性樹脂材料３７よりも低いものを用いる。第２熱硬化性樹脂材料２０としてエポキシ樹脂を使用する場合、そのＴｇは、好ましくは１２０℃以上１５０℃以下である。
【００４４】
＜繊維強化樹脂成形品の成形方法及び繊維強化樹脂成形品＞
図３に示すように、繊維強化樹脂成形品Ｐの成形方法は、成形用材料１を準備する準備工程Ｓ１と、成形用材料１を金型内にて成形する成形工程Ｓ２と、第２熱硬化性樹脂材料２０を硬化させる硬化工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、脱型工程Ｓ５とを備えている。
【００４５】
準備工程Ｓ１では、例えば、図４に示すロール成形機などを用いて、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートの表裏両面にシート状の第１熱硬化性樹脂材料３７をローラ５で貼り合わせ、ヒータ６で加熱して、前駆体シートに第１熱硬化性樹脂材料３７が含浸してなる平織プリプレグ層３１を形成する。この平織プリプレグ層３１を単独で、又は必要に応じて複数層積層して、ＣＦＲＰ層３を構成する。このとき、実施形態２〜５において後述するように、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が互いに異なる複数のプリプレグ層を積層させてもよい。
【００４６】
そして、ＣＦＲＰ層３の表面に、第２熱硬化性樹脂材料２０からなる最外層２を形成する。具体的には例えば、金型の成形面に最外層２を形成するための第２熱硬化性樹脂材料２０からなるサーフェスマットを貼り付ける。その後、サーフェスマット上に上述のごとく形成したＣＦＲＰ層３を貼り付ける。そうして、金型内に配置された成形用材料１を準備することができる。
【００４７】
次に成形工程Ｓ２において、金型内に配置された成形用材料１を成形する。成形方法は特に限定されるものではなく、一般的な成形方法を採用することができるが、具体的には例えば、内圧成形、オートクレーブ成形、オーブン成形等により成形することができる。
【００４８】
例えば、内圧成形を例にとって説明する。内圧成形は、特に袋状やチューブ状の繊維強化樹脂成形品Ｐを得るのに好適である。成形用材料１が配置された金型を内圧成形用のプレス機内に配置し、金型の温度を、常温から、第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度にまで、限定する意図ではないが例えば３０℃／時間〜２００℃／時間程度で徐々に昇温させる。また、並行して、内圧用エアを導入し、成形用材料１の内側、すなわち成形用材料１の反金型側から金型の成形面側に向けて圧力を付与する。そうして、昇温により第１及び第２熱硬化性樹脂材料の粘度が低下するとともに、金型の成形面の形状が成形用材料１に転写されて賦形成形される。
【００４９】
そして、成形工程Ｓ２の後に、硬化工程Ｓ３において、金型温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度にて、所定時間、限定する意図ではないが例えば１時間〜３時間程度、保持する。これにより、第１熱硬化性樹脂材料３７よりも先に最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０の硬化が進行する。
【００５０】
その後、冷却工程Ｓ４において、金型温度を降温させ、成形用材料１を冷却する。そして、冷却された成形用材料１を脱型し、図５に示す繊維強化樹脂成形品Ｐが得られる。
【００５１】
図６に、従来の成形用材料として、最外層２に、マトリクスの第１熱硬化性樹脂材料３７のシートを用いて、硬化させた場合の繊維強化樹脂成形品Ｐの模式的な断面図を示す。この場合、硬化工程Ｓ３及び冷却工程Ｓ４における第１熱硬化性樹脂材料３７の収縮率（３０〜５０×１０−６／℃）と所定方向に配向した強化繊維３６の収縮率（−０．３×１０−６／℃）との差が大きいため、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の凹凸が繊維強化樹脂成形品Ｐの表面に現れ、外観性が損なわれる。なお、最外層２を設けず、ＣＦＲＰ層３のみを成形した場合も同様である。
【００５２】
これに対し、本実施形態に係る成形用材料１を用いた成形方法により得られた繊維強化樹脂成形品Ｐは、図５に示すように、金型の成形面に接する最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０が、内側の繊維強化樹脂層の第１熱硬化性樹脂材料３７よりも早く硬化することにより、表面に所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品Ｐとなる。
【００５３】
なお、上記方法では、金型温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度までしか昇温していないが、硬化工程Ｓ３において、第２熱硬化性樹脂材料２０が硬化した後に、徐々に第１熱硬化性樹脂材料３７の硬化は進行する。なお、硬化工程Ｓ３において、第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度で所定時間保持した後に、必要に応じて、金型の温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも高い温度にまで昇温し、第１熱硬化性樹脂材料３７を硬化させる工程を設けてもよい。これにより、優れた表面平滑性及び外観性を保持しつつ、内層の第１熱硬化性樹脂材料３７を十分に硬化させて、強度の高い繊維強化樹脂成形品を得ることができる。なお、脱型工程Ｓ５の後に、得られた繊維強化樹脂成形品Ｐをオーブンや炉で加熱して第１熱硬化性樹脂材料３７の硬化を進めてもよい。
【００５４】
また、上述の方法では、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートに予め第１熱硬化性樹脂材料３７を含浸させてなる平織プリプレグ層３１を形成する構成であったが、例えばＲＴＭ法などを用いて成形を行ってもよい。具体的には、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートを所望の枚数積層させたＣＦＲＰ前駆体層を予め形成しておく。そして、金型内に第２熱硬化性樹脂材料２０のサーフィスマットを配置した後、当該ＣＦＲＰ前駆体層をサーフィスマット上へセットし、後から液体状の第１熱硬化性樹脂材料３７を金型内に充填して含浸、成形及び硬化をワンポットで行う方法である。本方法によれば、繊維強化樹脂成形品Ｐの生産性を向上させることができる。
【００５５】
成形用材料１は、繊維強化樹脂成形品Ｐとして、種々のものに適用することができるが、特に車両部品、例えばエンジンカバーなどのエンジン部品、ボンネット、リヤフェンダー、ルーフ、ドア、フロントパネル、リアパネル、リフトゲートなどの車両部品外板部材などに好適に用いることができ、特に好ましくは車両部品外板部材に好適に用いることができる。これにより、軽量且つ高強度の車両部品、特に車両部品外板部材を得ることができる。
【００５６】
（実施形態２）
以下、本発明に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５７】
図７及び図８に示すように、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、中間層２１を形成してもよい。
【００５８】
中間層２１は、最外層２に含有される熱硬化性樹脂材料と同一の熱硬化性樹脂材料、すなわち第２熱硬化性樹脂材料２０に、例えばポリエステル、セルロース、ガラス繊維、特に好ましくはポリエステルのランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する構成とすることが望ましい。
【００５９】
ランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する中間層２１を備えることにより、繊維強化樹脂成形品Ｐの衝撃強度が向上する。また、中間層２１にはランダム配向の強化繊維又は不織布が含有されているので、第２熱硬化性樹脂材料２０のみからなる場合よりも、硬化時の収縮率が小さくなり得る。そうすると、内側のＣＦＲＰ層３の所定方向に配向した強化繊維３６との収縮率の差異が小さくなり、最外層２とＣＦＲＰ層３との収縮差を緩和することができる。
【００６０】
中間層２１を設ける場合には、最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０のシートと、中間層２１とを予め貼り合わせたサーフェスマットを金型内に配置することにより、中間層２１を備えた成形用材料１を形成することができる。また、予め貼り合わせたものでなくても、最外層２の第２熱硬化性樹脂材料のシートをサーフェスマットとして金型に配置した後に、中間層２１のシートをサーフェスマット上に配置してもよい。
【００６１】
（実施形態３）
実施形態１，２では、ＣＦＲＰ層３は、同一の平織プリプレグ層３１を積層させたものであったが、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が互いに異なるプリプレグ層を複数枚積層させたものを用いてもよい。
【００６２】
具体的には、図９及び図１０に示すように、ＵＤ材の縦プリプレグ層３２（層）と、この縦プリプレグ層３２の繊維束の配向と直交する向きに繊維束が配向したＵＤ材の横プリプレグ層３３（層、なお以下の説明において、縦プリプレグ層３２と横プリプレグ層３３を併せて「プリプレグ層３２，３３」と称することがある）を、それぞれ２枚ずつ、積層方向に対して互いに対称となるように積層させてなるＣＦＲＰ層３としてもよい。なお、プリプレグ層３２，３３を積層方向に対して互いに対称となるように積層させることにより、繊維強化樹脂成形品の反りなどを抑えることができる。
【００６３】
また、本構成においても、実施形態２の構成と同様に、図１１に示すように、中間層２１を設けてもよい。なお、接着性向上の観点から、図１１に示すように、縦プリプレグ層３２の表面に、例えば第２熱硬化性樹脂材料２０からなる層等の追加の層を設け、その上に中間層２１を設け、更にその上に最外層２を設ける構成としてもよい。
【００６４】
なお、図１３に示すように、ＣＦＲＰ層３の構成について、ＵＤ材からなるプリプレグ層をさらに複数枚積層させる構成としてもよい。具体的には、縦プリプレグ層３２と横プリプレグ層３３との間に、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が４５度の斜プリプレグ層３４（層）を配置すると共に、２枚の横プリプレグ層３３間に所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が斜プリプレグ層３４と逆方向に斜め４５度に傾いた逆斜プリプレグ層３５（層）を２枚配置する構成としてもよい。斜プリプレグ層３４及び逆斜プリプレグ層３５を配置することにより、ＣＦＲＰ層３の強度が増し、延いては繊維強化樹脂成形品Ｐの強度が向上する。
【実施例】
【００６５】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００６６】
（実施例１）
実施例１の成形用材料は、図２及び図５に示す構成である。
【００６７】
すなわち、２枚の平織プリプレグ層３１を積層し、ＣＦＲＰ層３を形成した。
【００６８】
２枚の平織プリプレグ層３１は、縦方向の炭素繊維束と横方向の炭素繊維束とが平織りされた所定方向に配向した強化繊維３６にＴｇ１７０℃程度の市販のエポキシ樹脂を、例えば図４の装置等を用いて、含浸させたものである。
【００６９】
Ｔｇ１３０℃程度の市販のエポキシ樹脂の最外層２を、金型の表面にセットしたのち、ＣＦＲＰ層３を金型内のエポキシ樹脂の表面に積層し、金型内に配置された成形用材料１を準備した。
【００７０】
成形用材料１が配置された金型を内圧成形用のプレス機にセットし、内圧用エアを注入しながら成形を行った。
【００７１】
具体的には、常温から約１５０℃まで１２０℃／時間程度の速さで金型温度を昇温させた。この間に、エポキシ樹脂の粘度が低下し、内圧による加圧の影響で、金型の表面形状が成形用材料１に転写されることにより、成形を行った。
【００７２】
そして、金型温度を約１５０℃一定で１時間保持した。そうして、エポキシ樹脂の硬化を促進し、強度を向上させた。
【００７３】
その後、金型温度を２００℃／時間程度の速さで常温まで冷却した。なお、エポキシ樹脂は、硬化の際及び冷却の際に収縮する。
【００７４】
冷却後、脱型して、繊維強化樹脂成形品Ｐを得た。
【００７５】
繊維強化樹脂成形品Ｐの表面粗さとして算術平均粗さＲａを測定した。
【００７６】
（比較例１）
図６に示すように、エポキシ樹脂の最外層２をＴｇ１７０℃程度のエポキシ樹脂に変更した以外は、実施例１と同様の方法で繊維強化樹脂成形品Ｐを得、表面粗さＲａを測定した。
【００７７】
実施例１及び比較例１の表面粗さＲａを表１に示す。
【００７８】
【表１】
2018202804.tif 000003
【００７９】
最外層２に低Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した実施例１の繊維強化樹脂成形品Ｐは、最外層２として内側のＣＦＲＰ層３と同じ高Ｔｇのエポキシ樹脂の層を形成した比較例１の繊維強化樹脂成形品Ｐに比べて表面粗さＲａが小さくなることが判った。
【００８０】
（実施例２）
ＣＦＲＰ層３の構成を、図９及び図１０に示す構成とし、プリプレグ層３２，３３として、炭素繊維がＵＤのものを互いに直角に配置した以外は、実施例１と同様に成形及び測定を行った。
【００８１】
（実施例３）
図１１に示すように、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、Ｔｇ１３０℃程度のエポキシ樹脂をポリエステル製不織布に含浸させてなるシート状の中間層２１を形成した以外は、実施例２と同様に成形及び測定を行った。
【００８２】
（比較例２）
図１２に示すように、エポキシ樹脂の最外層２をＴｇ１７０℃程度のエポキシ樹脂に変更した以外は、実施例２と同様の方法で繊維強化樹脂成形品Ｐを得、表面粗さＲａを測定した。
【００８３】
実施例２，３及び比較例２の表面粗さＲａを表２に示す。
【００８４】
【表２】
2018202804.tif 000004
【００８５】
最外層２に低Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した実施例２の繊維強化樹脂成形品Ｐは、最外層２も内層と同じ高Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した比較例２の繊維強化樹脂成形品Ｐに比べて表面粗さＲａが小さくなることが判った。
【００８６】
また、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、中間層２１を形成した実施例３の繊維強化樹脂成形品では、実施例２のものよりもさらに表面粗さＲａが小さくなることが判った。
【符号の説明】
【００８７】
１  成形用材料
２  最外層
２０  第２熱硬化性樹脂材料
２１  中間層
３  ＣＦＲＰ層（繊維強化樹脂層）
３１  平織プリプレグ層（層）
３２  縦プリプレグ層（層）
３３  横プリプレグ層（層）
３４  斜プリプレグ層（層）
３５  逆斜プリプレグ層（層）
３６  所定方向に配向した強化繊維
３７  第１熱硬化性樹脂材料
５  ローラ
６  ヒータ
Ｐ  繊維強化樹脂成形品
Ｓ１  準備工程
Ｓ２  成形工程
Ｓ３  硬化工程
Ｓ４  冷却工程
Ｓ５  脱型工程
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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