(57)【要約】【課題】本発明は、限界酸素指数の低い燃焼性樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体であって、難燃性が十分に高められた繊維強化プラスチック成形体を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、第１層と第２層を含む繊維強化プラスチック成形体であって、繊維強化プラスチック成形体の厚みは１ｍｍ以下であり、第１層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、第２層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含み、第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高く、第２層の厚みは、繊維強化プラスチック成形体の厚みの１／３以下であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層と第２層を含む繊維強化プラスチック成形体であって、
前記繊維強化プラスチック成形体の厚みは１ｍｍ以下であり、
前記第１層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、
前記第２層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含み、
前記第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、前記第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、前記第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高く、
前記第２層の厚みは、前記繊維強化プラスチック成形体の厚みの１／３以下であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体。
【請求項２】
前記第２層中に含まれる前記第２の樹脂の含有量は、前記第２層の全質量に対して１０〜６０質量％である請求項１に記載の繊維強化プラスチック成形体。
【請求項３】
前記繊維強化プラスチック成形体中に含まれる限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂の含有量は、前記繊維強化プラスチック成形体の全質量に対して５〜１５質量％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。
【請求項４】
前記強化繊維は、炭素繊維である請求項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。
【請求項５】
厚みが０．２〜０．７ｍｍである請求項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。
【請求項６】
第１層用不織布と、第２層用不織布を有する繊維強化プラスチック成形体用基材であって、
前記第１層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、
前記第２層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含み、
前記第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、前記第２層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率は、前記第１層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高く、
前記第１層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ１とし、前記第１層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ１とし、前記第２層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ２とし、前記第２層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ２とし、前記繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱＡとした場合、下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用基材；
（Ａ２×ＱＡ／Ｑ２）×３＜Ａ１+Ａ２        式（１）
式（１）において、ＱＡ＝（Ａ２×Ｑ２＋Ａ１×Ｑ１）／（Ａ１＋Ａ２）である。
【請求項７】
請求項６に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形することにより成形される繊維強化プラスチック成形体。
【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及び繊維強化プラスチック成形体用基材に関する。具体的には、本発明は、難燃性に優れた繊維強化プラスチック成形体、該繊維強化プラスチック成形体を成形し得る繊維強化プラスチック成形体用基材に関する。
【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基材ともいう）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、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、またはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられることが多い。しかし、熱硬化性樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂と強化繊維を混合した不織布は冷蔵保管しなければならず、長期保管ができないという難点がある。
【０００３】
このため、近年は、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用い、強化繊維を含有した不織布の開発が進められている。このような熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いた不織布は、保存管理が容易であり、長期保管ができるという利点を有する。また、熱可塑性樹脂を含む不織布は、熱硬化性樹脂を含む不織布と比較して成形加工が容易であり、加熱加圧処理を行うことにより成形加工品を成形することができるという利点を有している。さらに、熱可塑性樹脂を含む不織布から成形された繊維強化プラスチック成形体は、後工程としてアウトサート成形を施すことも可能である。
【０００４】
繊維強化プラスチック成形体には、その用途に応じて難燃化が求められる場合がある。特に、繊維強化プラスチック成形体が電子機器等に組み込まれる場合には、難燃化が必須条件となっている。繊維強化プラスチック成形体を難燃化する方法としては、不織布やマトリックス樹脂に難燃剤を添加する方法が知られている（例えば、特許文献１及び２）。また、繊維強化プラスチック成形体に用いられる難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤やノンハロゲン系難燃剤が知られている。
【０００５】
熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体においては、難燃性を高めるために、限界酸素指数の高い熱可塑性樹脂を用いることが検討されている。例えば、熱可塑性樹脂として、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等のスーパーエンプラ樹脂を用いることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７８９１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１４７９６５号公報
【特許文献３】特開平３−１８０５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、繊維強化プラスチック成形体の難燃性を高めることが検討されている。しかしながら、難燃性を高めるためにハロゲン系難燃剤を使用した場合、環境に悪影響を及ぼす場合があり問題となっていた。また、ノンハロゲン系難燃剤を使用した場合、繊維強化プラスチック成形体の薄肉化が困難となり、繊維強化プラスチック成形体の軽量化が難しくなるという問題があった。
【０００８】
また、難燃性を高めるために、限界酸素指数の高いスーパーエンプラ樹脂を用いることも検討されている。しかし、用途や製造方法等によっては、スーパーエンプラ樹脂に限界酸素指数の低い燃焼性樹脂を混合しなければならない場合が発生する。例えば、他部材との接着性を確保するために他部材と同じ成分を混合しなければならない場合や、成形前の不織布の強度を十分に保ち生産効率を高めるためにバインダー成分を添加しなければならない場合などがある。このような場合、繊維強化プラスチック成形体の難燃化は十分ではなく、さらなる改良が求められていた。
【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、限界酸素指数の低い燃焼性樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体においても、難燃性を十分に高め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、熱可塑性樹脂として、スーパーエンプラ樹脂のみではなく限界酸素指数が低い樹脂を併用し、さらに、限界酸素指数が低い樹脂を繊維強化プラスチック成形体の表層領域に偏在させることにより、繊維強化プラスチック成形体の難燃性を十分に高め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。
【００１１】
［１］第１層と第２層を含む繊維強化プラスチック成形体であって、繊維強化プラスチック成形体の厚みは１ｍｍ以下であり、第１層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、第２層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含み、第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高く、第２層の厚みは、繊維強化プラスチック成形体の厚みの１／３以下であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形体。
［２］第２層中に含まれる第２の樹脂の含有量は、第２層の全質量に対して１０〜６０質量％である［１］に記載の繊維強化プラスチック成形体。
［３］繊維強化プラスチック成形体中に含まれる限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂の含有量は、繊維強化プラスチック成形体の全質量に対して５〜１５質量％である［１］又は［２］に記載の繊維強化プラスチック成形体。
［４］強化繊維は、炭素繊維である［１］〜［３］のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形体。
［５］厚みが０．２〜０．７ｍｍ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。
［６］第１層用不織布と、第２層用不織布を有する繊維強化プラスチック成形体用基材であって、第１層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、第２層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含み、第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高く、第１層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ１とし、第１層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ１とし、第２層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ２とし、第２層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ２とし、繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱＡとした場合、下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする繊維強化プラスチック成形体用基材；
（Ａ２×ＱＡ／Ｑ２）×３＜Ａ１+Ａ２        式（１）
式（１）において、ＱＡ＝（Ａ２×Ｑ２＋Ａ１×Ｑ１）／（Ａ１＋Ａ２）である。
［７］［６］に記載の繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形することにより成形される繊維強化プラスチック成形体。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、限界酸素指数の低い燃焼性樹脂を含む繊維強化プラスチック成形体においても、その難燃性を十分に高めることができる。本発明によれば、難燃剤を使用しなくとも繊維強化プラスチック成形体の難燃性を高めることができ、環境への負荷を少なくすることができる。また、薄型で軽量化された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】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の繊維強化プラスチック成形体の構成を表す断面図である。
【図２】図２は、アウトサート成形体の構成を表す断面図である。
【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。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
（繊維強化プラスチック成形体）
本発明の繊維強化プラスチック成形体は、第１層と第２層を含み、厚みが１ｍｍ以下の繊維強化プラスチック成形体である。繊維強化プラスチック成形体の第１層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂を含み、繊維強化プラスチック成形体の第２層は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む。また、第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高い。さらに、第２層の厚みは、繊維強化プラスチック成形体の厚みの１／３以下である。
【００１６】
図１は、本発明の繊維強化プラスチック成形体の構成を表す断面図である。図１に示されているように、本発明の繊維強化プラスチック成形体１は、第１層１０と、第２層１２を有する。本発明の繊維強化プラスチック成形体１は、第１層１０と、第２層１２からなる２層成形体であることが好ましいが、第１層１０と第２層１２の間や、第１層１０の面上であって、第２層１２が設けられている側とは反対側に他の層が設けられていてもよい。なお、第２層１２の面上には、第２層に含まれる第２の樹脂を含有する層を設けると、該層と第２層との接着性が向上するため好ましい。
【００１７】
第２層の面上に第２層に含まれる第２の樹脂を含有する層を設ける場合、本発明の繊維強化プラスチック成形体をセットし、そこに射出成形機で第２の樹脂を流し込んで貼合してもよい。また、ダイコーターで第２の層上に第２の樹脂を塗工してもよい。さらに、繊維強化プラスチック成形体の第２層上にアウトサート成形部材を付着固定させ一体化させた成形体（アウトサート成形体ともいう）としてもよい。
【００１８】
（アウトサート成形体）
図２は、アウトサート成形体２０の構成を表す断面図である。図２に示されているように、アウトサート成形体２０は、繊維強化プラスチック成形体とアウトサート成形部材２２を有し、繊維強化プラスチック成形体は、第１層１０と第２層１２を有することが好ましい。また、アウトサート成形体２０においては、アウトサート成形部材２２を繊維強化プラスチック成形体の第２層１２上に付着固定させることが好ましい。アウトサート成形部材２２は、第２層１２の面上の一部に成形されることが好ましく、第２層１２の少なくとも一部は露出した状態となる。
【００１９】
アウトサート成形部材は、繊維強化プラスチック成形体の第２層上にアウトサート射出成形法によって成形されることが好ましい。
【００２０】
アウトサート成形部材は、射出用強化繊維と射出用熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。ここで、繊維強化プラスチック成形体の第２層に含まれる熱可塑性樹脂と射出用熱可塑性樹脂の少なくとも一部は同種の樹脂であることが好ましい。さらに、第２層に含まれる限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂と、射出用熱可塑性樹脂の少なくとも一部が同種であることがより好ましい。例えば、第２層に含まれる第２の樹脂がポリカーボネートである場合、射出用熱可塑性樹脂はポリカーボネートを含むことが好ましい。このような樹脂を含むことにより、第２層に含まれる第２の樹脂と射出用熱可塑性樹脂が相溶するため、アウトサート成形部材と繊維強化プラスチック成形体の接合性を良好なものとすることができる。
【００２１】
近年、スーパーエンプラ樹脂等を含む繊維強化プラスチック成形体が多用されており、アウトサート成形部材にも繊維強化プラスチックが使用されるようになってきている。しかし、繊維強化プラスチック成形体がスーパーエンプラ樹脂を含む場合、アウトサート成形部材に同種のスーパーエンプラ樹脂を用いないと良好な接着性が得られない場合がある。一方で、繊維強化プラスチック成形体がスーパーエンプラ樹脂を含む場合に、良好な接着性を得るために、アウトサート成形部材にスーパーエンプラ樹脂を含有させると、アウトサート成形部材を加工するために特別な設備が必要となり、コストがかかるという問題があった。
しかし、本発明では、繊維強化プラスチック成形体に第２層を設け、この第２層に限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含有させることにより、アウトサート成形部材にスーパーエンプラ樹脂を用いずにアウトサート成形部材を成形することができる。このような場合、アウトサート成形部材を加工するために特別な設備も必要にならず、効率よく、アウトサート成形体を成形することができる。
【００２２】
射出用強化繊維としては、繊維強化プラスチック成形体に用いることができる強化繊維を例示することができる。また、射出用熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を例示することができ、第２の樹脂を好ましい樹脂として例示することができる。
【００２３】
アウトサート成形部材は、複雑な形状、かつ微細な構造とすることができる。このため、アウトサート成形体は、パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯用ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの筐体、トレイ、シャーシ、内装部材、またはそのケースなどの電気、電子機器部品に好ましく用いられる。
【００２４】
（繊維強化プラスチック成形体の構成）
本発明の繊維強化プラスチック成形体１は、第１層１０と第２層１２を含む多層成形体であるが、各層間の境界面は明確に設けられていなくてもよい。例えば、第１層と第２層の樹脂が相溶した状態で層を構成していてもよい。このような場合、第２層の厚みの測定は、以下のような方法を例示することができる。
【００２５】
＜測定方法＞
（１．第２の樹脂の含有率が高い部分の存在する面の特定）
まず繊維強化プラスチック成形体の両表面の不純物等を除去するために、繊維強化プラスチック成形体の両表面を層の厚み方向に、各々３〜５μｍ削る。
次いで、繊維強化プラスチック成形体の両表面をＡＴＲ法を用いてＦＴ−ＩＲ分析を行い、両表面の赤外線吸収スペクトルを求める。そして、第２の樹脂に特有のピークで、第１の樹脂には存しないピークのうち、最も吸収強度の強いピークをひとつ選定する。ここで第２の樹脂であるか否か、すなわち限界酸素指数が２７以下であるか否かは、市販のＦＴ−ＩＲスペクトルのデータベースに照らし合わせて樹脂の種類を特定すれば、公知文献からその樹脂の限界酸素指数を調査することで判断できる。市販のＦＴ−ＩＲスペクトルのデータベースとしてはサーモサイエンティフィック社  ＦＴ−ＩＲ ａｎｄ ＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａｌ  Ｌｉｂｒａｒｉｅｓや、Ａｌｄｒｉｃｈ  ＦＴ−ＩＲ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｅｄｉｔｉｏｎなどが例示されるが、これに限定されるものではない。そして、第２の樹脂に特有のピークの吸収強度（以下、ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ（ｘ）という）が高い方を第２層側の面とし、その面の第２の樹脂に特有のピークの吸収強度をａｂｓｏｒｂａｎｃｅ（１）とする。
なお、繊維強化プラスチック成形体が第１層と第２層以外に表面層等を有する場合は、第１層と第２層を露出させるために、表面層を削り取ることで表面層の除去を行う。第１層と第２層の両表面の露出は、光学顕微鏡で強化繊維の露出の有無によって確認でき、光学顕微鏡で強化繊維が観察されるまで表面層を３〜５μｍずつ削り取る。
【００２６】
（２．第２の樹脂の含有率が高い部分が存する面の厚さの測定）
第２層側の面を４〜６μｍ削り取り、露出した面について同様にａｂｓｏｒｂａｎｃｅ（２）を求める。これを繰り返し、求めたａｂｓｏｒｂａｎｃｅ（ｘ）（ｘは１〜ｎ）がａｂｓｏｒｂａｎｃｅ（１）の５０％以上の領域までを第２層とし、５０％未満の領域を第１層とする。また、５０％未満となった時までに削り取られた支持層の厚さの合計を、第２層の厚さとする。
【００２７】
本発明の繊維強化プラスチック成形体は、厚みが１ｍｍ以下と薄く、限界酸素指数が２７以下の樹脂を含有するにも関わらず、難燃性が十分に高いという特徴を有している。
通常、繊維強化プラスチック成形体の厚みは薄くなるほど難燃性が低下する傾向にある。また、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂は、難燃性が低いため、繊維強化プラスチック成形体に含有させると、十分な難燃性を維持することができなかった。
しかし、本発明では、厚みが所定以下の第２層に限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を偏在させることによって、厚みが１ｍｍ以下の繊維強化プラスチック成形体に、限界酸素指数が２７以下の樹脂を含有させても十分な難燃性を得ることに成功した。すなわち、本発明は、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含有した場合であっても繊維強化プラスチック成形体全体の難燃性を維持し得たものである。
【００２８】
第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高い。なお、第１層が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含まない場合においても、当然に第２層に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高くなる。具体的には、第２層中に含まれる第２の樹脂の含有量は、第２層の全質量に対して１０〜６０質量％であることが好ましく、１０〜５０質量％であることがより好ましく、１０〜４０質量％であることがさらに好ましく、１０〜３０質量％であることがよりさらに好ましく、１５〜３０質量％であることが特に好ましい。第２の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成形体の難燃性をより効果的に高めることができる。
【００２９】
第１層は、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を第１層の全質量に対して１０質量％未満含むことが好ましい。なお、第１層は、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を８質量％以下含むことがより好ましく、第２の樹脂を含まなくてもよい。
【００３０】
本発明の繊維強化プラスチック成形体において、第２層の厚みは、繊維強化プラスチック成形体の厚みの１／３以下であればよく、１／４以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましい。第２層の厚み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の難燃性をより効果的に高めることができる。
【００３１】
上記の構成を採用することで、本発明の繊維強化プラスチック成形体は厚みが１ｍｍ以下、或いは０．７ｍｍ以下、更には０．５ｍｍ以下であっても十分な難燃性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の厚みは、０．２〜０．７ｍｍであることが好ましい。
【００３２】
限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂は、少なくとも第２層に含まれる。ここで、繊維強化プラスチック成形体全体の中に含まれる限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂の含有量は繊維強化プラスチック成形体の全質量に対して、５〜６０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。第２の樹脂が第１層と第２層の両方に含まれる場合、両方の層に含まれる第２の樹脂の合計質量が上記範囲内であることが好ましい。
【００３３】
本発明に用いられる第１の樹脂の限界酸素指数は３０以上であればよく、３２以上であることが好ましく、３５以上であることがより好ましく、４０以上であることがさらに好ましい。また、本発明に用いられる第２の樹脂の限界酸素指数は２７以下であればよい。
【００３４】
（繊維強化プラスチック成形体の成形方法）
本発明の繊維強化プラスチック成形体は、後述する繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形することにより成形される。繊維強化プラスチック成形体用基材は、目的とする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は、繊維強化プラスチック成形体用基材を、１枚単独、或いは所望の厚さとなるように積層して熱プレスで加熱加圧成形したり、あらかじめ赤外線ヒーター等で予熱した金型によって加熱加圧成形することで成形される。このように、本発明の繊維強化プラスチック成形体は、一般的な繊維強化プラスチック成形体用基材の加熱加圧成形方法を用いて加工される。
【００３５】
繊維強化プラスチック成形体用基材から繊維強化プラスチック成形体を成形する際には、具体的には、繊維強化プラスチック成形体用基材を１５０〜６００℃の温度で加熱加圧成形することが好ましい。なお、加熱温度は、熱可塑性樹脂繊維が流動する温度であって強化繊維は溶融しない温度帯であることが好ましい。
【００３６】
繊維強化プラスチック成形体を成形する際の圧力としては、５〜２０ＭＰａ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３〜２０℃／分が好ましく、所望の熱プレス温度での保持時間としては１〜３０分、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、３〜２０℃／分の冷却速度とするのが好ましい。さらに、生産効率はやや落ちるものの、熱プレスの保持温度から熱可塑性樹脂のガラス転移温度までは空冷でゆっくりと０．１〜３℃／分で冷却することも、強度向上の観点からは好ましい。また、急速加熱、急速冷却（ヒートアンドクール）成形を用いて熱プレス成形することも可能であり、その場合の昇温、冷却速度はそれぞれ３０〜５００℃／分である。更に、赤外線ヒーターによる場合は、温度として１５０〜６００℃、好ましくは２００〜５００℃で１〜３０分間加熱し、その後３０〜１５０ＭＰａの圧力で成形することができる。
【００３７】
（繊維強化プラスチック成形体用基材）
本発明は、上述した繊維強化プラスチック成形体を成形し得る繊維強化プラスチック成形体用基材に関するものでもある。本発明の繊維強化プラスチック成形体は、第１層と第２層を有し、第２層の厚みは繊維強化プラスチック成形体の厚みに１／３以下である。このような構成を有する繊維強化プラスチック成形体を成形するために、本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、第１層用不織布と、第２層用不織布を有する。第１層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂とを含み、第２層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂とを含む。また、第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高い。さらに、第１層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ１とし、第１層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ１とし、第２層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ２とし、第２層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ２とし、繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱＡとした場合、下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする。
（Ａ２×ＱＡ／Ｑ２）×３＜Ａ１+Ａ２        式（１）
式（１）において、ＱＡ＝（Ａ２×Ｑ２＋Ａ１×Ｑ１）／（Ａ１＋Ａ２）である。
【００３８】
ここで、各不織布及び繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度（ｇ／ｃｍ3）とは、空孔を含まない固体そのものの密度であり、理論密度と言われるものである。真密度は、各不織布や繊維強化プラスチック成形体用基材を構成する繊維そのものの真密度と、その質量比（％）から求めることができる。具体的には、繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度は、下記計算式で算出することができる。
繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度＝（強化繊維の真密度×質量比％）＋（熱可塑性樹脂の真密度×質量比％）＋（バインダーの真密度×質量比％）
【００３９】
また、繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度は、上記方法以外に、ピクノメーター法（液相置換法）や気相置換法を用いて求めてもよい。
ピクノメーター法（液相置換法）はＪＩＳ  Ｒ  １６２０「ファインセラミックス粉末の粒子密度測定方法」に準拠した方法で、エタノール水溶液、ブタノール等の液に繊維強化プラスチック成形体用基材を漬け、アルキメデスの原理で、体積を測定する方法である。繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度は、繊維強化プラスチック成形体用基材の重さを上記の方法で測定した体積で除すことによって算出することができる。
また、気相置換法は、ＪＩＳ  Ｒ  １６２０「ファインセラミックス粉末の粒子密度測定方法」に準拠した方法で、ヘリウムガス等で置換して、体積を測定する方法である。繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度は、繊維強化プラスチック成形体用基材の重さを上記の方法で測定した体積で除すことによって算出することができる。
【００４０】
第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含む場合は、第２層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高い。なお、第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を含まない場合においても、当然に第２層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率は、第１層用不織布に含まれる第２の樹脂の含有率よりも高くなる。具体的には、第２層用不織布中に含まれる第２の樹脂の含有量は、第２層用不織布の全質量に対して１０〜６０質量％であることが好ましく、１０〜５０質量％であることがより好ましく、１０〜４０質量％であることがさらに好ましく、１０〜３０質量％であることがよりさらに好ましく、１５〜３０質量％であることが特に好ましい。
【００４１】
第１層用不織布は、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を第１層用不織布の全質量に対して１０質量％未満含むことが好ましい。なお、第１層用不織布は、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂を８質量％以下含むことがより好ましく、第２の樹脂を含まなくてもよい。
【００４２】
限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂は、少なくとも第２層用不織布に含まれるものである。ここで、繊維強化プラスチック成形体用基材全体の中に含まれる限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂の含有量は繊維強化プラスチック成形体用基材の全質量に対して、５〜６０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。第２の樹脂が第１層用不織布と第２層用不織布の両方に含まれる場合、両方の不織布に含まれる第２の樹脂の合計質量が上記範囲内であることが好ましい。
【００４３】
本発明に用いられる第１の樹脂の限界酸素指数は３０以上であればよく、３２以上であることが好ましく、３５以上であることがより好ましく、４０以上であることがさらに好ましい。また、本発明に用いられる第２の樹脂の限界酸素指数は２７以下であればよい。
【００４４】
（熱可塑性樹脂）
本発明で用いる限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂は熱可塑性樹脂である。繊維強化プラスチック成形体用基材においては、熱可塑性樹脂は繊維状（熱可塑性繊維）であることが好ましい。熱可塑性繊維は、加熱加圧処理時にマトリックス、あるいは、繊維成分の交点に結着点を形成する。このような熱可塑性繊維を用いることによって、繊維強化プラスチック成形体用基材を加工する際の加熱加圧成形時間を短縮することができ、繊維強化プラスチック成形体の生産性を高めることができる。
【００４５】
限界酸素指数が３０以上の第１の樹脂としては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を例示することができる。なお、ポリエーテルイミドの限界酸素指数（ＬＯＩ）は４７であり、ポリエーテルエーテルケトンの限界酸素指数（ＬＯＩ）は４３であり、ポリエーテルケトンケトンの限界酸素指数（ＬＯＩ）は
４７であり、ポリフェニレンサルファイドの限界酸素指数（ＬＯＩ）は３３である。中でも、第１の樹脂は、ポリエーテルイミド及びポリフェニレンサルファイドから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００４６】
限界酸素指数が２７以下の第２の樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）等を例示することができる。これらの樹脂は用途に応じて選択することができる。なお、ポリカーボネートの限界酸素指数（ＬＯＩ）は２６であり、アクリルの限界酸素指数（ＬＯＩ）は１９であり、ポリエチレンの限界酸素指数（ＬＯＩ）は１７であり、ポリプロピレンの限界酸素指数（ＬＯＩ）は１８であり、ポリエステルの限界酸素指数（ＬＯＩ）は１８であり、ポリアミドの限界酸素指数（ＬＯＩ）は２４である。中でも、耐衝撃性の面から、第２の樹脂は、ポリカーボネート、ポリエステル及びポリアミドから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。ポリアミドとしては、強度の面からナイロン６を好ましく例示できる。また、湿式抄紙法においては、ポリエチレンテレフタレートと変性ポリエチレンテレフタレートの芯鞘バインダー繊維が好ましく用いられる。
【００４７】
本発明において、「限界酸素指数」とは、燃焼を続けるのに必要な酸素濃度を表し、ＪＩＳ  Ｋ７２０１に記載された方法で測定した数値をいう。なお、限界酸素指数が２０以下は、通常の空気中で燃焼することを示す数値である。
【００４８】
第１の樹脂及び第２の樹脂のＡＳＴＭ  Ｅ−６６２に記載の方法で測定した２０分燃焼時の発煙量は３０ｄｓ前後であることが好ましい。発煙量を上記範囲とすることにより、発煙量が少ない繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。
【００４９】
第１の樹脂及び第２の樹脂のガラス転移温度は、１４０℃以上であることが好ましい。第１の樹脂及び第２の樹脂には、繊維強化プラスチック成形体を形成する際に３００℃から４００℃というような温度条件下で十分に流動的であることが求められる。なお、ＰＰＳ樹脂のようにガラス転移温度が１４０℃未満の第１の樹脂（スーパーエンプラ樹脂）であっても、樹脂の荷重たわみ温度が１９０℃以上となるスーパーエンプラを繊維化したものであれば使用可能である。
【００５０】
繊維強化プラスチック成形体用基材に含まれる第１の樹脂及び第２の樹脂は、熱可塑性繊維であることが好ましく、この場合の繊維長は、２〜１００ｍｍであることが好ましく、２〜５０ｍｍであることがより好ましく、５〜５０ｍｍであることがさらに好ましく、５〜４０ｍｍであることがよりさらに好ましく、１０〜２５ｍｍであることが特に好ましい。熱可塑性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基材から熱可塑性繊維が脱落することを抑制することができ、ハンドリング性に優れた繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。また、熱可塑性繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、熱可塑性繊維の分散性を良好にすることができるため、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体を形成することが可能となる。これにより、加熱加圧成形後の繊維強化プラスチック成形体は良好な強度と外観を有する。
【００５１】
本発明で用いられる繊維強化プラスチック成形体用基材では、熱可塑性繊維が繊維形態をしていることによりシート中に空隙が存在している。
本発明では、熱可塑性繊維が加熱加圧成形前には、繊維形態を維持しているため、繊維強化プラスチック成形体を形成する前は、シート自体がしなやかでドレープ性がある。このため、繊維強化プラスチック成形体用基材を巻き取りの形態で保管・輸送することが可能であり、ハンドリング性に優れるという特徴を有する。
【００５２】
（強化繊維）
強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これらの強化繊維は、１種のみを使用してもよく、複数種を使用してもよい。また、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維等の耐熱性に優れた有機繊維を含有していてもよい。
【００５３】
強化繊維として、例えば、炭素繊維やガラス繊維等の無機繊維を使用した場合、繊維強化プラスチック成形体用基材に含まれる熱可塑性繊維の溶融温度で加熱加圧処理することにより繊維強化プラスチック成形体を形成することが可能となる。
また、強化繊維として、アラミド繊維等の高耐熱性・高強度の有機繊維を使用した場合は、高度な平滑性の要求される精密な研磨用の機器に適する繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。アラミド等の有機繊維を強化繊維として含有する繊維強化プラスチック成形体用基材から形成される繊維強化プラスチック成形体は、一般的に強化繊維として無機繊維を使用した繊維強化プラスチック成形体用基材から形成される成形体よりも耐摩耗性に優れる。また、擦過等によって繊維強化プラスチック成形体の一部が削り取られたとしても、その削り粕が無機繊維よりも柔らかいので、被研磨物を傷つけるおそれが少ない。
【００５４】
強化繊維の繊維長は、６〜１５０ｍｍであることが好ましく、６〜１００ｍｍであることがより好ましく、８〜６０ｍｍであることがさらに好ましい。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基材から強化繊維が脱落することを抑制することができ、かつ、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体を形成することが可能となる。また、強化繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、強化繊維の分散性を良好にすることができる。これにより、加熱加圧成形後の繊維強化プラスチック成形体は良好な強度と外観を有する。
【００５５】
なお、強化繊維の繊維径は、特に限定されないが、一般的には繊維径が５〜２５μｍ程度の繊維が好適に使用される。
【００５６】
（炭素繊維）
強化繊維としては炭素繊維を用いることが好ましい。強化繊維に含まれる炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、石油・石炭ピッチ系、レーヨン系、リグニン系等の炭素繊維を用いることができる。これらの炭素繊維は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせ用いてもよい。また、これら炭素繊維の中でも、工業規模における生産性及び機械特性の観点から、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維を用いることが好ましい。
【００５７】
炭素繊維の繊維長は、６〜１００ｍｍであることが好ましく、６〜５０ｍｍであることがより好ましく、８〜５０ｍｍであることがさらに好ましい。炭素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基材から炭素繊維が脱落することを抑制することができ、かつ、強度に優れた繊維強化プラスチック成形体を成形することが可能となる。また、炭素繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、強化繊維の分散性を良好にすることができる。これにより、加熱加圧成形後の繊維強化プラスチック成形体は良好な強度と外観を有する。
【００５８】
炭素繊維の単繊維強度は、４５００ＭＰａ以上であることが好ましく、４７００ＭＰａ以上であることがより好ましい。単繊維強度とは、モノフィラメントの引っ張り強度をいう。このような炭素繊維を使用した場合、曲げ強度が大幅に向上する。なお、単繊維強度は、ＪＩＳ  Ｒ７６０１「炭素繊維試験方法」に準じて測定することができる。
【００５９】
炭素繊維の繊維径は特に限定されないが、好ましい範囲としては５〜２０μｍが好ましい。炭素繊維の繊維径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の強度を高めることができる。
【００６０】
（強化繊維と熱可塑性樹脂の配合比）
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材及び繊維強化プラスチック成形体において、強化繊維と熱可塑性樹脂の質量比は１０：９０〜８０：２０であることが好ましく、２０：８０〜７０：３０であることがより好ましく、３０：７０〜７０：３０であることがさらに好ましい。強化繊維と熱可塑性樹脂の質量比を上記範囲内とすることにより、軽量であり、かつ高強度の繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。
【００６１】
（バインダー成分）
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材は、バインダー成分をさらに含むことが好ましい。バインダー成分は、繊維強化プラスチック成形体用基材の全質量に対して０．１〜１０質量％となるように含有されることが好ましく、０．３〜１０質量％であることがより好ましく、０．４〜９質量％であることがさらに好ましく、０．５〜８質量％であることが特に好ましい。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、製造工程中の強度を高めることができ、ハンドリング性を向上させることができる。なお、バインダー成分の量は多くなると表面強度・層間強度共に強くなるが、逆に加熱成形時の臭気の問題が発生しやすくなる。しかし、上記の範囲においては臭気の問題はほとんど発生せず、また繰り返しの断裁工程を経ても層間剥離などを発生しない繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。
【００６２】
バインダー成分としては、一般的に不織布製造に使用される、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、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、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ー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。
【００６３】
バインダー成分は、メチル（メタ）アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位、エチル（メタ）アクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも１つを含む共重合体を含有することが好ましい。中でも、バインダー成分は、メチルメタクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位及びエチルメタクリレート含有モノマー由来の繰り返し単位のうち少なくとも１つを含む共重合体を含有することが好ましい。また、これらのモノマーは他のモノマー、例えばスチレンや酢酸ビニル、アクリルアミド等と共重合させてもよい。
なお、本発明において、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を含むことを意味し、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を含むことを意味する。
【００６４】
更に、本発明で好ましいバインダー成分として、ポリエステル樹脂及び変性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。変性ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂を変性することで融点を低下させたものであれば特に限定されないが、変性ポリエチレンテレフタレートが好ましい。変性ポリエチレンテレフタレートとしては、共重合ポリエチレンテレフタレート（ｃｏＰＥＴ）が好ましく、例えば、ウレタン変性共重合ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。ポリエステル樹脂は本発明の熱可塑性繊維と加熱溶融時に相溶するため、冷却後も熱や樹脂の機能を損ないにくいため、好ましく用いられる。
共重合ポリエチレンテレフタレートは、融点が１４０℃以下のものが好ましく、１２０℃以下ものがより好ましい。また、特公平１−３０９２６号公報に記載のような変性ポリエステル樹脂を使用してもよい。変性ポリエステル樹脂の具体例として、特に、ユニチカ社製商品名「メルティ４０００」（繊維全てが共重合ポリエチレンテレフタレートである繊維）が好ましく挙げられる。また、上記芯鞘構造のバインダー繊維としては、ユニチカ社製商品名「メルティ４０８０」や、クラレ社製商品名「Ｎ−７２０」等が好適に使用できる。
【００６５】
本発明では、バインダー成分として用いられる樹脂は、限界酸素指数が２７以下であってもよく、このような場合、バインダー成分は第２の樹脂として繊維強化プラスチック成形体に存在することとなる。一般にバインダー成分として用いられる樹脂は限界酸素指数が低い。しかし、バインダーのエマルジョン液（アクリル樹脂等）又は水溶液（ＰＶＡ等）をスプレー若しくはディッピングにより付与し、ヤンキードライヤー等を用いて片面を急速乾燥することで、バインダーを表層領域に偏在させることができる。このように、バインダー成分を使用することによって本発明の構成とした場合であっても、十分な難燃性の繊維強化プラスチック成形体を得ることができる。
【００６６】
（繊維形状）
本発明では、熱可塑性繊維と強化繊維は、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。また、バインダー繊維もチョップドストランドであることが好ましい。このような形態とすることにより、繊維強化プラスチック成形体用基材中で、各種繊維を均一に混合することができる。また、繊維の断面形状は円形に限定されず、楕円形等、異形断面のものも使用できる。
【００６７】
（繊維強化プラスチック成形体用基材の製造方法）
本発明の繊維強化プラスチック成形体用基材の製造工程は、強化繊維と、熱可塑性繊維を混合し、湿式抄紙法又は乾式抄紙法によって繊維強化プラスチック成形体用基材を形成する工程を含む。湿式抄紙法は、熱可塑性繊維、強化繊維のチョップドストランドを溶媒中に分散させ、その後溶媒を除去してウエブを形成する方法である。なお、繊維強化プラスチック成形体用基材を形成する工程では、強化繊維と、熱可塑性繊維に加えてバインダー成分を添加することとしてもよい。また、乾式抄紙法は、強化繊維と熱可塑性繊維を気体中で混合し、次いでネット上に捕捉してマットを得る方法である。このような方法は、エアレイドと呼ばれることもある。
【００６８】
繊維強化プラスチック成形体用基材を製造する工程では、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを不織布に内添、塗布又は含浸させ、加熱乾燥させる工程を含むことが好ましい。すなわち、繊維強化プラスチック成形体用基材を形成する工程は、湿式抄紙法で繊維強化プラスチック成形体用基材を製造する工程と、バインダー成分を含む溶液等を不織布に内添、塗布又は含浸させる工程を含むことが好ましい。さらに、内添、塗布又は含浸後には、加熱乾燥させる工程を含む。このような工程を設けることにより、繊維強化プラスチック成形体用基材の表面繊維の飛散、毛羽立ちや脱落を抑制することができ、ハンドリング性に優れた繊維強化プラスチック成形体用基材を得ることができる。
【００６９】
なお、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを繊維強化プラスチック成形体用基材に内添、塗布又は含浸させた後は、その繊維強化プラスチック成形体用基材を急速に加熱することが好ましい。このような加熱工程を設けることにより、バインダー成分を含む溶液又はバインダー成分を含むエマルジョンを繊維強化プラスチック成形体用基材の表層領域に移行させることができる。さらに、バインダー成分を水掻き膜状に局在させることができる。
【００７０】
湿式抄紙法で繊維強化プラスチック成形体用基材を抄紙する際には、円網抄紙機、長網抄紙機又は傾斜型抄紙機を用いて抄紙することが好ましい。
【実施例】
【００７１】
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。
【００７２】
＜実施例１＞
（第１層用不織布の作製）
繊維長１２ｍｍの炭素繊維（台湾プラスチック社製、ＣＳ８１５）をスラリー濃度０．５％となるように水中に投入し、分散剤としてエマノーン（登録商標）３１９９Ｖ（花王株式会社製）を、炭素繊維１００質量部に対して１質量部となるよう添加した。尚、エマノーン３１９９Ｖはあらかじめ０．５％濃度の水溶液となるように水に溶解して添加した。その後、古紙離解用パルパーを用いて３０秒間攪拌して初期分散を行った後、スラリー濃度０．１５％となるように水で希釈した（炭素繊維スラリー）。
【００７３】
別容器にて、粉末のアニオン性高分子ポリアクリルアミド系増粘剤である「スミフロック」の０．１％濃度水溶液を作成した。これを、上記の炭素繊維スラリーに、液全体に対して増粘剤の固形分添加量が６０ｐｐｍとなるように添加した。その後、攪拌し、ほぼ完全に炭素繊維がモノフィラメント化するまで分散させた。
【００７４】
次いで、太さ２．２ｄｔｅｘ、繊維長１５ｍｍのポリエーテルイミド繊維及びＰＥＴ／変性ＰＥＴ芯鞘バインダー繊維（クラレ社製、Ｎ７２０）を表２の配合比となるように計量し、スラリー濃度が１０％となるように上記の炭素繊維スラリーに投入した（第１の原料スラリー）。そして、この第１の原料スラリーを連続して傾斜ワイヤー型抄紙機に供給し、５．５Ｌ／ｍｉｎの速度で抄紙し、幅５０ｃｍ、坪量２２８．５ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
【００７５】
（第２層用不織布の作製）
第１層用不織布の作製手順と同様にして、０．１５％濃度の炭素繊維スラリーを作成し、ポリエーテルイミド繊維、ポリカーボネート繊維及びＰＥＴ／変性ＰＥＴ芯鞘バインダー繊維を表２の第２層の配合比となるように計量し、スラリー濃度が１０％となるように上記の炭素繊維スラリーに投入した（第２の原料スラリー）。そして、この第２の原料スラリーを連続して傾斜ワイヤー型抄紙機に供給し、５．５Ｌ／ｍｉｎの速度で抄紙し、幅５０ｃｍ、坪量を２２８ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
【００７６】
得られた第１層用不織布を４枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を２枚積層し、繊維強化プラスチック成形体用基材を作製した。この繊維強化プラスチック成形体用基材を、プレス圧１０ＭＰａ、加熱温度３００℃で５分間プレスし、７０℃に冷却して繊維強化プラスチック成形体を得た。なお、繊維強化プラスチック成形体の各層の繊維の配合比は、繊維強化プラスチック成形体用基材の各層の配合比と同一である。
【００７７】
＜実施例２＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量２０３．７ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層用不織布の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更した。第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１４７．５ｇ/ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を３枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を２枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００７８】
＜実施例３＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量２２０．７ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
実施例２で得られた第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１２５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を３枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を２枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００７９】
＜実施例４＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量１９８．７ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
実施例２で得られた第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量２２５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を３枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８０】
＜実施例５＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量１７７．５ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１０５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を４枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８１】
＜実施例６＞
実施例５と同様にして第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１０５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を４枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８２】
＜実施例７＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量２５３ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
実施例６と同様にして第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８３】
＜実施例８＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量２５１．５ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
実施例７の第２層用不織布に用いたポリエーテルイミド繊維の配合比と、ポリカーボネート繊維の配合比を表２に示す配合比に変更した以外は実施例７と同様にして、第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８４】
＜実施例９＞
実施例８の第１層用不織布に用いたポリエーテルイミド繊維を、ポリフェニレンサルファイド繊維（東洋紡社製「プロコン」）３６．５質量％に変更した以外は、実施例８と同様にして第１層用不織布を得た。
実施例８の第２層用不織布に用いたポリエーテルイミド繊維をポリフェニレンサルファイド繊維（東洋紡社製「プロコン」）に変更した以外は、実施例８と同様にして第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８５】
＜実施例１０＞
実施例８と同様にして第１層用不織布を得た。
実施例８の第２層用不織布にポリカーボネート繊維を、ナイロン６繊維（東レ社製、アミラン１００−３．３Ｔｘ１１０Ｋ  Ｃ４（カット長１５ｍｍ））に変更した以外は、実施例８と同様にして第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を１枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８６】
＜比較例１＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量３４０ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量３３５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を２枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８７】
＜比較例２＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量１７５．７５ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１７５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を４枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を４枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８８】
＜比較例３＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量２１５．５ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量２１５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を２枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を２枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００８９】
＜比較例４＞
実施例１で得られた第１の原料スラリーの流速を調整することで坪量１５２ｇ／ｍ2の第１層用不織布を得た。
第２層の繊維の配合比を表２に示す通りとなるように変更し、第２の原料スラリーの流速を調整することで坪量１５１．５ｇ／ｍ2の第２層用不織布を得た。
第１層用不織布を３枚積層し、さらにその上に第２層用不織布を３枚積層し、実施例１と同様にして繊維強化プラスチック成形体を得た。
【００９０】
＜評価＞
（燃焼性試験）
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の難燃性をＵＬ９４Ｖ試験（２０ｍｍ垂直燃焼試験）により評価した。具体的には、繊維強化プラスチック成形体（幅１３ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、）の上端をクランプに垂直に取り付け、下端（幅方向の辺）中央に、６インチ炎を２回接炎後、繊維強化プラスチック成形体の燃焼時間を測定した。測定結果は、「各試験片の燃焼時間」とした。消火後直ちに２０秒間再び接炎し除去した。上記燃焼試験を５本の繊維強化プラスチック成形体で行い、５本の合計燃焼時間を記録した。
次いで、繊維強化プラスチック成形体に接炎後、煙っている状態にある時間（グローイング時間）を測定した。
また、繊維強化プラスチック成形体がクランプの部分まで燃焼したものを「クランプまでの燃焼あり」と記載した。
さらに、繊維強化プラスチック成形体を燃焼させた際に、１２インチ下に置かれた外科用脱脂綿の着火の有無を記録した。結果は、「滴下物による綿着火」の欄に記載した。
【００９１】
難燃性の評価基準は下記表１の通りである。Ｖ−０が最も難燃性が高く、Ｖ−１、Ｖ−２の順に難燃性は低下する。なお、Ｖ−不適合とは、Ｖ−２の要件のいずれかを満たさない場合であり、難燃性が不十分な状態である。本発明では、実用的に、Ｖ−０〜Ｖ−２が合格レベルである。
【００９２】
【表１】
2019130910.tif 000003
【００９３】
【表２】
2019130910.tif 000004
【００９４】
上記結果より、繊維強化プラスチック成形体の第２層の厚みが全体の厚みの１／３（０．３３）以下である場合に、繊維強化プラスチック成形体の難燃性が高められることがわかった。通常、全体の厚みが薄いものほど難燃性は劣るが、限界酸素指数が２７以下の樹脂（第２の樹脂）を所定量以上含む第２層の厚みを全体の厚みに対して小さくすることにより、難燃性が優れる成形体が得られた。このように、限界酸素指数が２７以下の樹脂（第２の樹脂）を繊維強化プラスチック成形体の表層領域に偏在させることにより、繊維強化プラスチック成形体の難燃性を高めることができることがわかった。
また、実施例で得られた繊維強化プラスチック成形体においては、第１層と第２層の接着性が良好であり、全体の強度に優れた繊維強化プラスチック成形体が得られた。
【符号の説明】
【００９５】
１      繊維強化プラスチック成形体
１０    第１層
１２    第２層
２０    アウトサート成形体
２２    アウトサート成形部材
【図１】
2019130910.tif 000005
【図２】
2019130910.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月9日(2019.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層用不織布と、第２層用不織布を有する繊維強化プラスチック成形体用基材を加熱加圧成形する繊維強化プラスチック成形体の製造方法であって、
前記第１層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の熱可塑性樹脂とを含み、
前記第２層用不織布は、少なくとも強化繊維と、限界酸素指数が３０以上の第１の熱可塑性樹脂と、限界酸素指数が２７以下の第２の熱可塑性樹脂とを含み、
前記第１層用不織布が、限界酸素指数が２７以下の第２の熱可塑性樹脂を含む場合は、前記第２層用不織布に含まれる第２の熱可塑性樹脂の含有率は、前記第１層用不織布に含まれる第２の熱可塑性樹脂の含有率よりも高く、
前記第１層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ１とし、前記第１層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ１とし、前記第２層用不織布の目付け（ｇ／ｍ2）をＡ２とし、前記第２層用不織布の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱ２とし、前記繊維強化プラスチック成形体用基材の真密度（ｇ／ｃｍ3）をＱＡとした場合、下記式（１）の関係を満たす、繊維強化プラスチック成形体の製造方法；
（Ａ２×ＱＡ／Ｑ２）×３＜Ａ１+Ａ２        式（１）
式（１）において、ＱＡ＝（Ａ２×Ｑ２＋Ａ１×Ｑ１）／（Ａ１＋Ａ２）である。
【請求項２】
前記第１層用不織布は、限界酸素指数が２７以下の第２の熱可塑性樹脂を前記第１層用不織布の全質量に対して１０質量％未満含み、
前記第２層用不織布における限界酸素指数が２７以下の第２の熱可塑性樹脂の含有量は、第２層用不織布の全質量に対して１０〜６０質量％である、請求項１に記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。