特許 5926947 繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5926947

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材

(51)【国際特許分類】

   B32B 5/24 20060101AFI20160516BHJP

   B32B 17/02 20060101ALI20160516BHJP

   B60R 13/02 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   B32B5/24 101

   B32B17/02

   B60R13/02 B

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-276124(P2011-276124)

(22)【出願日】2011年12月16日

(65)【公開番号】特開2013-126790(P2013-126790A)

(43)【公開日】2013年6月27日

【審査請求日】2014年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001096

【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】特許業務法人池内・佐藤アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】三原 綾子

(72)【発明者】

【氏名】粕谷 明

【審査官】 岸 進

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２００６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３４１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０７０６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０９９６１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１８３４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０４３３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２１８７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｂ６０Ｒ１３／０１−１３／０４

Ｂ６０Ｒ１３／０８

Ｅ０４Ｆ１３／００−１３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体であって、
前記繊維シートは、前記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、
一方の前記繊維シートがガラス繊維不織布で構成され、
他方の前記繊維シートが、繊維強化樹脂成形体においてマトリックス樹脂となる低融点ポリマー成分と連続繊維である強化繊維となる高融点ポリマー成分を含む複合繊維が一方向に配列された１方向シート１層からなる１軸繊維シート又は前記１方向シートを２層以上含む多軸挿入たて編み物であることを特徴とする繊維強化樹脂成形体。

【請求項2】

前記樹脂発泡体シートは、ポリオレフィン発泡体シートであり、他方の前記繊維シートにおける複合繊維の低融点ポリマー成分及び高融点ポリマー成分は、ともにポリオレフィンである請求項１に記載の繊維強化樹脂成形体。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂成形体で構成されている車両用内装材。

【請求項4】

前記車両用内装材は、車両用天井材である請求項３に記載の車両用内装材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関し、具体的には繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせた繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチックに強化繊維を混入した繊維強化プラスチックは、軽量で高強度であることから、自動車などの車両の車両用内装材などとして利用されている。繊維強化プラスチックとしては、例えばアラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリエステル繊維などの比較的融点の高い繊維を強化繊維とし、マトリックス樹脂としてエマルジョン樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを含侵、塗布した後、押し出し一体成形やフィルム貼り合わせ成形などにより得られた高強力シートが用いられている（特許文献１など）。

【0003】

また、他の素材の特性を付与するため、繊維強化プラスチックと他の素材を複合させた成形体が提案されている。例えば、特許文献２には、発泡芯材と繊維強化プラスチック製の表皮層を有する繊維強化プラスチック構造体が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−４４１４６号公報

【特許文献2】特開２００４−３０６３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者らは、上記繊維強化樹脂成形体を検討したところ、繊維強化プラスチックを、樹脂発泡体シートと貼りあわせて所定の形状の繊維強化樹脂成形体に圧縮成形する際に、繊維強化プラスチック中の強化繊維に起因して繊維強化樹脂成形体の表面に皺が発生するという問題を見出した。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するため、表面の皺の発生が低減された繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の繊維強化樹脂成形体は、繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体であって、上記繊維シートは、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、一方の上記繊維シートがガラス繊維不織布で構成されており、他方の上記繊維シートが、繊維強化樹脂成形体においてマトリックス樹脂となる低融点ポリマー成分と連続繊維である強化繊維となる高融点ポリマー成分を含む複合繊維が一方向に配列された１方向シート１層からなる１軸繊維シート又は前記１方向シートを２層以上含む多軸挿入たて編み物であることを特徴とする。

【0008】

本発明の車両用内装材は、上記繊維強化樹脂成形体で構成されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体において、上記樹脂発泡体シートの少なくとも一方の主面上にガラス繊維不織布を配置することにより、表面の皺の発生を軽減させた繊維強化樹脂成形体を提供できる。特に、本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両用内装材、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一例の繊維強化樹脂成形体の模式的断面図である。

【図2】図２は、本発明で用いる多軸挿入たて編み物の製造工程を示す分解斜視図である。

【図3】図３Ａ−Ｃは、本発明の繊維強化樹脂成形体を製造する際の一次成形を示す概念斜視図である。

【図4】図４Ａ−Ｂは、本発明の繊維強化樹脂成形体を製造する際の二次成形を示す概念斜視図である。

【図5】図５は、本発明の一実施例の繊維強化樹脂成形体の分解斜視図である。

【図6】図６は、本発明の一実施例の繊維強化樹脂成形体の分解斜視図である。

【図7】図７は、本発明の一比較例の繊維強化樹脂成形体の分解斜視図である。

【図8】図８Ａは、本発明の一実施例の繊維強化樹脂成形体の斜視図であり、図８Ｂは、同ａ−ａ方向の模式的断面図である。

【図9】図９Ａは、本発明の他の一実施例の繊維強化樹脂成形体の斜視図であり、図９Ｂは、同ａ−ａ方向の模式的断面図である。

【図10】図１０Ａは、本発明の他の一実施例の繊維強化樹脂成形体の斜視図であり、図１０Ｂは、同ａ−ａ方向の模式的断面図である。

【図11】図１１Ａ−Ｂは、それぞれ本発明で用いる多軸挿入たて編み物の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明者らは、繊維強化樹脂用シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせて所定の形状の繊維強化樹脂成形体に圧縮成形する際に、繊維強化樹脂成形体の表面に皺が発生する問題について鋭意検討した。その結果、繊維強化樹脂用シートにおける強化繊維が連続繊維であるがゆえ圧縮成形により強化繊維が折れ曲がり又は座屈することと、特に低密度の樹脂発泡体シートを用いた際、樹脂発泡体シートが柔らかいため皺を抑えることができないことなどにより繊維強化樹脂成形体の表面に皺が発生することを突き止めた。そこで、樹脂発泡体シートの主面上にガラス繊維不織布を配置することで、繊維強化樹脂成形体の表面に皺が発生することを抑制し得ることを見出し、本発明に至った。

【0012】

以下、図面などを参酌しながら、本発明の繊維強化樹脂成形体について詳細に説明する。

【0013】

図１は、本発明の繊維強化樹脂成形体の模式的断面図である。本発明の繊維強化樹脂成形体１０において、樹脂発泡体シート２の両側の主面上に繊維シート１、３がそれぞれ配置されており、繊維シート１、３の少なくとも一方がガラス繊維不織布で構成されている。また、繊維シート１、３の一方はガラス繊維不織布であり、繊維シート１、３の他方はガラス繊維不織布以外の繊維シート（以下において、ガラス繊維不織布以外の繊維シートを他の繊維シートとも記す。）であっても良い。

【0014】

本発明の繊維強化樹脂成形体では、樹脂発泡体シートの両側の主面上には、繊維シートがそれぞれ配置されており、いわゆるサンドイッチ構造となっている。本発明において、主面とは、いわゆる面積の大きな面のことをいう。具体的には、樹脂発泡体シートの両側の主面とは、樹脂発泡体シートのいわゆる表面及び裏面となる。すなわち、本発明では、樹脂発泡体シートの表面及び裏面に繊維シートをそれぞれ配置した構成となっている。なお、上記繊維強化樹脂成形体を車両用天井材として用いる場合は、室内側の面が表面であり、室外側の面が裏面となる。また、室内側に現れる材料を表面材又は表皮材という。繊維シート及び繊維強化樹脂成形体についても同様に、いわゆる表面及び裏面が主面となる。

【0015】

＜ガラス繊維不織布＞
ガラス繊維不織布の製造方法は特に限定されないが、例えば湿式抄紙法によって製造され、丸網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、あるいは２種以上の抄紙機を組み合わせたコンビネーション型抄紙機を用いて製造することができる。上記ガラス繊維不織布において、ガラス繊維の繊維長は、特に限定されないが、皺防止に優れるという観点から、５〜５０ｍｍであることが好ましく、１０〜３０ｍｍであることがより好ましい。

【0016】

上記ガラス繊維不織布は、特に限定されないが、物理的強度の観点から、目付が１０〜７０ｇ／ｍ²であることが好ましく、より好ましくは１５〜４５ｇ／ｍ²である。なお、上記ガラス繊維不織布の厚みは、通常約０．０５〜１．５ｍｍ程度である。

【0017】

上記ガラス繊維不織布としては、例えば、セントラル硝子社製のＧＦサーフェースマット（品番ＦＣ−３０ＳＫ）などの市販品を用いることができる。

【0018】

＜他の繊維シート＞
ガラス繊維不織布以外の繊維シートは、特に限定されないが、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成されることが好ましい。本発明において、複合（コンジュゲート）繊維とは、例えば複数のポリマー成分を個別に紡糸口金まで導き、紡糸口金で一体化して押し出し、延伸して繊維としたものをいう。複合繊維の構造としては、例えば芯鞘構造、海島構造、サイドバイサイド構造などがあり、いかなる構造であっても良い。複合繊維はフィラメントヤーンでも良いし、高融点ポリマー成分からなる繊維と低融点成分からなる繊維を紡績した糸のようなものであっても良い。

【0019】

本発明の繊維強化樹脂成形体において、上記低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂となり、上記高融点ポリマー成分は強化繊維となる。上記マトリックス樹脂とは、母材樹脂ともいう。マトリックス樹脂と強化繊維とで繊維強化樹脂、いわゆる繊維強化プラスチック(FRP: fiber reinforced plastics)となる。

【0020】

上記低融点ポリマー成分と上記高融点ポリマー成分としては熱可塑性樹脂且つ同種のポリマーを用いることが好ましい。同種のポリマーとは、ポリオレフィン同士、ポリエステル同士、ポリアミド同士などのように、ポリマーを構成する成分が同種のものであることを意味する。ホモポリマー同士だけではなく、共重合ポリマー（二元共重合、三元共重合など多成分共重合ポリマーを含む）から選択しても良い。本発明において、ポリオレフィンとは、エチレン系炭化水素化合物の重合体又は共重合体であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、またはそれらの共重合体を含む。ポリアミドは、アミド結合をもつ線状の合成高分子であり、一般的にはナイロンと称され、ナイロン６６、ナイロン６，１０、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２などが工業化されている。ポリエステルは、主鎖にエステル結合を持つ高分子の総称である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどがある。その他、ポリカーボネート、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂なども使用できる。

【0021】

上記複合繊維において、上記高融点ポリマー成分の含有量は５０〜９０質量％の範囲であり、上記低融点ポリマー成分の含有量は１０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。上記の範囲であれば強化繊維の割合を高くすることができ、強度を高くすることができるうえ、ＦＲＰとしたときにマトリックス樹脂と強化繊維のバランスをとりやすい。

【0022】

上記複合繊維において、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分の融点差が２０℃以上であることが好ましく、３０℃以上であることがより好ましい。融点差が２０℃以上であれば、圧縮成形して繊維強化樹脂成形体にしたとき、高融点ポリマー成分は強化繊維として機能し、低融点ポリマー成分はマトリックス樹脂として機能しやすい。

【0023】

上記複合繊維の低融点ポリマー成分及び高融点ポリマー成分は、ともにポリオレフィンであることが好ましい。ポリオレフィン（オレフィン系ポリマー）は軽量で強度も高く、耐久性も良好であり、不要品のリサイクルも廃棄も容易である。一例として、高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンであることが好ましい。ポリプロピレンの比重は製法によって異なるが通常０．９０２〜０．９１０であり、ポリエチレンの比重も製法によって異なるが通常０．９１０〜０．９７０である。したがって、高融点ポリマー成分としてポリプロピレン、低融点ポリマー成分としてポリエチレンを使用した場合の複合繊維の比重は約０．９〜０．９５の範囲となり、かなり低いものとなる。

【0024】

上記他の繊維シートは、上記複合繊維が一方向に配列された一方向シートを少なくとも１層含む。１層の場合は１軸繊維シートとなり、２層以上の場合は、多軸繊維シートとなる。また、熱圧縮成形時の形状維持性の観点から、上記他の繊維シートは、ステッチング糸で連結されていることが好ましい。１軸繊維シートがステッチング糸で連結されている場合は、すだれ状シートとなり、多軸繊維基材がステッチング糸で連結されている場合は、多軸挿入たて編み物となる。本発明において、連結とは、１層の場合は複合繊維を複数本引き揃えてシート状とするが、その複数本をバラバラにならないように保形することをいう。また、２層以上の場合は、上記１層の場合に加えて、層間をバラバラにならないように保形するという意味も有する。なお、ステッチング糸を用いず、熱融着により保形した（連結した）ものを用いることも可能である。

【0025】

上記ステッチング糸としては、例えばポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸などが使用可能であるが、上記複合繊維の低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分と同種のポリマーからなる繊維で構成されることが好ましい。例えば、上記複合繊維において高融点ポリマー成分はポリプロピレンであり、低融点ポリマー成分はポリエチレンである場合、ステッチング糸はポリプロピレン糸又は芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンの複合糸を使用するのが好ましい。なお、ステッチング糸が無い場合や低融点ポリマー成分のみからなる糸の場合、圧縮成形において、加熱時に強化繊維部分の配列が乱れてしまうことがあり、結果として繊維強化樹脂成形体の強度が均一にならない恐れがある。これは、特に凹凸の大きな繊維強化樹脂成形体を製造するとき、すなわち深絞り成形時によく見られる現象であり、このような不均一性を防ぐには、高融点ポリマー成分と同程度の融点又は低融点ポリマー成分より２０℃程度高い融点を有するステッチング糸が好ましく使用される。なお、ステッチ法としては、単環縫い（チェーンステッチ）やトリコット編みなどが用いられる。

【0026】

図２は他の繊維シートの一例である多軸挿入たて編み物の概念斜視図である。多軸挿入たて編み物２０において、複合繊維（糸）２１ａ〜２１ｆは、それぞれ異なる方向に配列され各々の一方向シートを構成し、それらの一方向シートは編針２６に掛けられたステッチング糸２７、２８によって厚さ方向にステッチング（結束）され、一体化されている。複合繊維の配列方向が異なる複数の一方向シートを含む多軸挿入たて編み物を用いると、多方向に強化効果の優れた繊維強化樹脂成形体を得ることが可能となる。ステッチング糸２７、２８の替わりに、又は併用して熱融着糸、ホットメルトフィルムなどのバインダーを用いて複数の一方向シートを一体化しても良い。

【0027】

上記他の繊維シートは、多方向に優れた強化効果を得る観点から、多軸挿入たて編み物であることが好ましい。多軸挿入たて編み物は繊維の配向性が高いからである。本発明で使用する他の繊維シートの好ましい目付（単位面積当たりの質量）及び厚さは特に限定されるものではないが、１層あたり約１０〜１５０ｇ／ｍ²、繊維シート全体として約１０〜６００ｇ／ｍ²である。また、厚さは１層あたり約０．１〜０．５ｍｍ、繊維シート全体として約０．２〜２ｍｍである。

【0028】

＜樹脂発泡体シート＞
上記樹脂発泡体シートとしては、例えばポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）発泡体などの樹脂発泡体で構成されている樹脂発泡体シートなどを用いることができる。上記ポリオレフィン発泡体シートとしては、リサイクル性の観点から、ポリプロピレン発泡体シート、ポリエチレン発泡体シートなどを用いることが好ましく、特に耐熱性の観点からポリプロピレン発泡体シートが好ましい。上記ポリプロピレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「ピーブロック」などを用いることができる。上記ポリスチレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばＪＳＰ社製の「スチロダイア」などを用いることができる。また、上記樹脂発泡体シートは繊維シートにおける樹脂と同種のポリマーからなるものが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせて一体化することができるためである。

【0029】

上記樹脂発泡体シートの発泡倍率は繊維強化樹脂成形体の使用目的によって任意の倍率を選択できるが、車両用内装材として用いる場合は１０〜１００倍であることが好ましい。特にポリオレフィン発泡体シートの場合は１５〜６０倍程度が好ましい。また、上記樹脂発泡体シートの厚さは、例えば１〜３００ｍｍ程度であり、車両用内装材として用いる場合は、軽量性や賦形性を考慮して好ましくは２〜１５ｍｍ程度、より好ましくは２〜１０ｍｍである。また、軽量性の観点から、上記樹脂発泡体シートの密度は、０．００９〜０．０９ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、より好ましくは、０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ³である。なお、０．０１５〜０．０６ｇ／ｃｍ³の樹脂発泡体シートを用いた場合に、本発明の皺防止効果は、特に有効に発揮される。

【0030】

＜接着層＞
上記樹脂発泡シートと上記ガラス繊維不織布との間には、接着層を設けることが好ましい。接着性を高めるとともに、強度を向上させることもできる。上記接着層としては、接着性を有するもので構成されていればよく、特に限定されないが、圧縮成形時に同時に貼り合わせることができるということから、ホットメルト接着剤で構成されていることが好ましい。上記ホットメルト接着剤としては、例えば酢酸ビニル−エチレン共重合体系ホットメルト接着剤、オレフィン系ホットメルト接着剤、ポリアミド系ホットメルト接着剤、エステル系ホットメルト接着剤、ポリイソブチレン系ホットメルト接着剤などを用いることができる。また、上記接着剤としては、フィルム状のものを用いても良い。上記フィルム状のホットメルト接着剤としては、例えば、低密度ポリエチレンフィルム、低融点ナイロンフィルムなどの接着フィルムを用いることができる。

【0031】

上記繊維強化樹脂成形体は、表面上に皺が発生することを防止するとともに、深絞り成形時の成形性にも優れるという観点から、上記樹脂発泡体シートの一方の主面上にガラス繊維不織布が配置され、他方の主面上に多軸挿入たて編み物が配置されている構成であることが好ましい。本発明において、「深絞り成形」とは、側壁が周囲からの流入によって形成される成形法をいう。樹脂発泡体シートの両側の主面上にガラス繊維不織布を配置することで皺の発生を抑制することができるが、深絞り成形の場合は、図８に示すように、繊維強化樹脂成形体に割れが発生する。深絞り成形時に、繊維強化樹脂成形体に割れが発生するのは、ガラス繊維不織布のガラス繊維と樹脂発泡樹脂の伸びの違いに起因すると推測される。そこで、上記樹脂発泡体シートの一方の主面上にガラス繊維不織布を配置し、他方の主面上に多軸挿入たて編み物を配置することで、ガラス繊維不織布により繊維強化樹脂成形体の表面上に皺が発生することを抑制しつつ、図９に示すように多軸挿入たて編み物により深絞り成形時に生じやすい繊維強化樹脂成形体の割れも抑制することができる。

【0032】

上記繊維強化樹脂成形体を車両用内装材として用いる場合は、ガラス繊維不織布が配置されている面を表面として用いることにより、見栄えがよくなる。

【0033】

上記繊維強化樹脂成形体は、軽量の観点から、目付が１ｋｇ／ｍ²以下であることが好ましく、０．５ｋｇ／ｍ²以下であることがより好ましく、０．３ｋｇ／ｍ²以下であることがさらに好ましい。上記繊維強化樹脂成形体は剛性に優れており、曲げ弾性勾配が２５Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましく、曲げ弾性勾配が３０Ｎ／ｃｍ以上であることがより好ましい。本発明において、曲げ弾性勾配は、厚さ方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定する。まず、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を用い、試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離１００ｍｍにて、ＪＩＳ Ｋ ７２２１−２に準じて３点曲げ試験を実施する。次に、得られる荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）を算出する。

【0034】

上記繊維強化樹脂成形体は、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維シートをそれぞれ配置し、圧縮成形することにより得ることができる。繊維シートが両方ともガラス繊維不織布である場合は、特に限定されないが、１２０〜１４０℃に加熱して圧縮成形することが好ましい。また、繊維シートの一方がガラス繊維不織布であり、他方が上述した多軸挿入たて編み物である場合は、特に限定されないが、多軸挿入たて編み物における低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度に加熱して圧縮成形することが好ましい。上記圧縮成形(compression molding)は、熱ロールの間を通過させるような熱ロールプレス成形でも良いが、通常はカム、トグル、圧空又は油圧などを使用して金型又は加熱板を上下させる機構により、シートを目的の形に圧縮成形する方法が用いられる。圧縮成形の場合は、成形天井やドアトリムのような深絞り成形が必要とされる用途にも使用可能である。圧縮成形する際には真空成形又は減圧成形と組み合わせることもできる。なお、圧縮成形はプレス成形ともいわれる。

【0035】

また、繊維強化樹脂成形体の一体性を高め、強度を向上させるという観点から、所定の形状に圧縮成形する前に、予備成形されることが好ましい。すなわち、上記樹脂発泡体シートの両側の主面上に繊維シートをそれぞれ配置した後圧縮成形（以下において、一次成形とも記す。）し、その後所定の形状、例えば天井やドア形状に圧縮成形（以下において、二次成形とも記す。）することが好ましい。一次成形により、樹脂発泡体シートと、樹脂発泡体シートの両側の主面上に配置された繊維シートとを一体化して一次成形基材を得、一次成形基材を二次成形することにより、所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得ることができる。

【0036】

図３Ａ〜図３Ｃは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の一次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図３Ａに示すように、下金型５１上に、繊維シート４２、樹脂発泡体シート４３、繊維シート４１をこの順番に積層して積層体４０にし、その上に上金型５５を配置する。次に、図３Ｂに示すように、積層体４０を、加熱プレス機に掛けてプレスし、その後冷却プレス機に移動し、さらにプレスして、積層体４０を一体化する。その後、図３Ｃに示すように、脱型して、一次成形基材５０を得る。圧縮成形の条件は、例えば、加熱プレス条件として温度１２５〜１４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間１５〜３００秒とし、冷却プレス条件として、温度２５〜４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間１５〜３００秒とすることができる。なお、一次成形基材５０の厚さは、下金型５１と上金型５５の間にクリアランススペーサを配置することで調整することができる。

【0037】

図４Ａ〜図４Ｂは、繊維強化樹脂成形体を製造する際の二次成形工程を示す概念斜視図である。まず、図４Ａに示すように、所定の寸法に切断した一次成形基材５０を、コンベア６３から加熱炉６１に供給する。加熱炉６１は加熱源の赤外線加熱器６２により、所定の温度に加熱されており、一次成形基材５０は加熱軟化される。次に図４Ｂに示すように、予熱された一次成形基材５０は、圧縮成形装置６４の上金型６５と下金型６６の間に配置される。上金型６５も下金型６６も所定の温度に保持されている。上金型６５が下降し、上金型６５と下金型６６の間で一次成形基材５０は圧縮成形され、所定の形状に賦形されて繊維強化樹脂成形体１１０となる。上記において、予熱温度は、低融点ポリマー成分の融点以上高融点ポリマー成分の融点未満の温度であれば良い。予熱温度は、例えば、１１０〜１５０℃であり、好ましくは１３０〜１４０℃である。また、圧縮成形の条件は、例えば、温度１２５〜１４０℃、成形圧力０．１〜４ＭＰａ、成形時間３０〜３００秒とすることができる。

【0038】

上記繊維強化樹脂成形体の表面にはさらに表皮材を貼り付けても良い。さらに、表皮材と反対側の面に裏面材を貼り付けることも可能である。なお、これら表皮材や裏面材は、上記圧縮成形時に同時に貼り合わせることも可能である。例えば、ガラス繊維不織布と表皮材との間に接着フィルムを介在させた状態で熱圧縮成形を行うことで表皮材を貼り合わせることができる。上記表皮材や裏面材は、車両用内装材に用いるものであればよく特に限定されないが、例えばポリエステル不織布、ポリエステル製編物、ナイロン不織布などを用いることができる。

【実施例】

【0039】

以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【0040】

（参考例１）
樹脂発泡シート、ガラス繊維不織布及び接着フィルムを、図５に示しているように、接着フィルム７７、ガラス繊維不織布７６、接着フィルム７５、樹脂発泡シート７４、接着フィルム７３、ガラス繊維不織布７２、接着フィルム７１の順番に配置し、厚さ４．４ｍｍの積層体を得た。次に、得られた積層体を金型内に挿入し、１３０℃で、３０秒間、１ＭＰａの圧力で熱プレスした後、２０℃で１２０秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ４ｍｍの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、１３０℃で６０秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて４０℃で６０秒間処理することで、図８に示したように所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。樹脂発泡シートとして、ＪＳＰ社製の「ピーブロック」（発泡倍率：４５倍、厚さ：４ｍｍ、密度：０．０２ｇ／ｃｍ³）を用い、ガラス繊維不織布としてガラス繊維サーフェースマット（セントラル硝子社製「ＦＣ−３０ＳＫ」、目付：３０ｇ／ｍ²、繊維長：約２０ｍｍ、厚さ：０．１ｍｍ）、接着フィルムとして、低密度ポリエチレンフィルム（ＬＤＰＥフィルム、厚さ：５０μｍ）を用いた。参考例１の繊維強化樹脂成形体２００は、図８Ａ〜Ｂに示しているように、樹脂発泡シート２０２の両側の主面上にガラス繊維不織布２０１、２０３が配置されているものである。

【0041】

（実施例２）
＜多軸挿入たて編み物の製造例１＞
芯成分の融点が１６５℃のポリプロピレン（ＰＰ）と、その周りの鞘成分が融点１１０℃のポリエチレン（ＰＥ）で構成されている芯鞘型繊維（弾性率：７．８ＧＰａ、芯成分／鞘成分質量比：６５／３５）を２４０本引き揃えて得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーン（複合繊維）を３本／インチで一方向に１層配列し、一方向シートを得た。得られた一方向シート３枚を図１１Ａのように各層間の繊維の角度が６０°となるように積層し、ステッチング糸（ポリプロピレン製糸、繊度：８４ｄｔｅｘ）で厚さ方向にステッチングして一体化し、多軸挿入たて編み物Ｉを得た。各一方向シートの目付は約２２ｇ／ｍ²であり、多軸挿入たて編み物Ｉの目付は約７０ｇ／ｍ²であり、厚さは約０．５ｍｍであった。なお、図１１Ａでは、ステッチング糸を省略している。

【0042】

＜繊維強化樹脂成形体＞
樹脂発泡シート、ガラス繊維不織布、接着フィルム、多軸挿入たて編み物Iを、図６に示すように、多軸挿入たて編み物I、樹脂発泡シート７４、接着フィルム７３、ガラス繊維不織布７２、接着フィルム７１の順番に配置し、厚さ４．７ｍｍの積層体を得た。得られた積層体を金型内に挿入し、１３０℃で、３０秒間、１ＭＰａの圧力で熱プレスした後、２０℃で１２０秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ４ｍｍの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、１３０℃で６０秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて４０℃で６０秒間処理することで、図９に示したような所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。なお、多軸挿入たて編み物Iは裏返して用いた。実施例２の繊維強化樹脂成形体２００は、図９Ａ〜Ｂに示しているように、樹脂発泡シート２０２の片方の主面上にガラス繊維不織布２０１、他方の主面上に多軸挿入たて編み物２０４が配置されているものである。

【0043】

（比較例１）
＜多軸挿入たて編み物の製造例２＞
芯成分の融点が１６５℃のポリプロピレン（ＰＰ）と、その周りの鞘成分が融点１１０℃のポリエチレン（ＰＥ）で構成されている芯鞘型繊維（弾性率：７．８ＧＰａ、芯成分／鞘成分質量比：６５／３５）を２４０本引き揃えて得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。得られたトータル繊度１８５０ｄｔｅｘのマルチフィラメントヤーン（複合繊維）を３本／インチで一方向に１層配列し、一方向シートを得た。得られた一方向シート３枚を図１１Ｂのように各層間の繊維の角度が６０°となるように積層し、ステッチング糸（ポリプロピレン製糸、繊度：８４ｄｔｅｘ）で厚さ方向にステッチングして一体化し、多軸挿入たて編み物IIを得た。各一方向シートの目付は約２２ｇ／ｍ²であり、多軸挿入たて編み物IIの目付は約７０ｇ／ｍ²であり、厚さは約０．５ｍｍであった。なお、図１１Ｂでは、ステッチング糸を省略している。

【0044】

＜繊維強化樹脂成形体＞
図７に示しているように、多軸挿入たて編み物I、IIを樹脂発泡体シート７４の両側の主面上に配置し、厚さ５ｍｍの積層体を得た。次に、積層体を金型内に挿入し、１３０℃で、３０秒間、１ＭＰａの圧力で熱プレスした後、２０℃で１２０秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ４ｍｍの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、１３０℃で６０秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて４０℃で６０秒間処理することで、図１０に示すような所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。なお、多軸挿入たて編み物Iは裏返して用いた。比較例１の繊維強化樹脂成形体３００は、図１０Ａ〜Ｂに示しているように、樹脂発泡シート３０２の両側の主面上に多軸挿入たて編み物３０１、３０３が配置されているものである。

【0045】

実施例及び比較例の繊維強化樹脂成形体の曲げ弾性率（MPa）、曲げ強度（MPa）及び曲げ弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）を下記のように測定し、その結果を下記表１に示した。また、実施例及び比較例の繊維強化樹脂成形体の成形性を下記のように評価し、その結果を下記表１に示した。なお、車両用内装材として用いる場合、曲げ弾性勾配は、２５Ｎ／ｃｍ以上であれば良い。

【0046】

（曲げ弾性率及び曲げ強度）
幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ ７０５５：１９９５の３点曲げ試験に準じて曲げ試験を行い、曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。

【0047】

（曲げ弾性勾配）
曲げ弾性勾配（剛性比）は、厚さ方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定した。まず、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を用い、試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離１００ｍｍにて、ＪＩＳ Ｋ ７２２１−２に準じて３点曲げ試験を実施した。次に、得られる荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）を算出した。

【0048】

（成形性）
成形可能：繊維強化樹脂成形体の平坦部とコーナー部のいずれにも皺が少ない。
成形不良：繊維強化樹脂成形体の平坦部には引き連れ皺があり、コーナー部には折りたたみ皺がある。

【0049】

【表1】

【0050】

表１から、参考例１及び実施例２の曲げ弾性勾配は、いずれも２５Ｎ／ｃｍ以上であり、車両用内装材として用いても良いことが分かった。また、樹脂発泡体シートの表面上にガラス繊維不織布を配置して参考例１及び実施例２では、表面に皺が発生することを抑制でき、成形性が良好であることが分かった。また、図８と図９の対比から分かるように、樹脂発泡体シートの片方の主面上に多軸挿入たて編み物を配置し、他方の主面上にガラス繊維サーフェースマットを配置した場合、深絞り成形時に割れが生じず成形性が良好であることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明の繊維強化樹脂成形体は、自動車などの車両用内装材、特に車両用天井材、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適である。

【符号の説明】

【0052】

１、３、４１、４２ 繊維シート
２、４３、７４ 樹脂発泡体シート
１０、１１０、２００、３００ 維強化樹脂成形体
２０、２０４、３０１、３０３、Ｉ、ＩＩ 多軸挿入たて編み物
２１ａ〜２１ｆ 繊維強化樹脂用複合繊維（糸）
２６ 編針
２７、２８ ステッチング糸
４０ 積層体
５０ 一次成形基材
５１、６６ 下金型
５５、６５ 上金型
６１ 加熱炉
６２ 赤外線加熱器
６３ コンベア
６４ 圧縮成形装置
７１、７３、７５、７７ 接着フィルム
７２、７６、２０１、２０３ ガラス繊維不織布

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】