(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】
(24)【登録日】2022-10-17
(45)【発行日】2022-10-25
(54)【発明の名称】繊維強化樹脂成形品の塗装方法
(51)【国際特許分類】
B05D 3/02 20060101AFI20221018BHJP
B05D 7/00 20060101ALI20221018BHJP
B29C 70/06 20060101ALI20221018BHJP
B29C 70/54 20060101ALI20221018BHJP
B29K 101/10 20060101ALN20221018BHJP
B29K 105/08 20060101ALN20221018BHJP
【ＦＩ】
B05D3/02 B
B05D7/00 K
B29C70/06
B29C70/54
B29K101:10
B29K105:08
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2018059962
(22)【出願日】2018-03-27
(65)【公開番号】P2019171241
(43)【公開日】2019-10-10
【審査請求日】2021-02-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】湊 允哉
(72)【発明者】
【氏名】田中 高廣
(72)【発明者】
【氏名】吉田 敏弘
(72)【発明者】
【氏名】古田 和広
(72)【発明者】
【氏名】氏平 直樹
(72)【発明者】
【氏名】松田 祐之
(72)【発明者】
【氏名】久保田 寛
(72)【発明者】
【氏名】赤峰 真明
(72)【発明者】
【氏名】中本 克典
(72)【発明者】
【氏名】河邉 光祥
【審査官】横山 敏志
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１０７９０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２００６８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２００６８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５２２０３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６００１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－１９４８７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１２６６２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１０９５０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１７０８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１９８８９３（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６
Ｂ２９Ｂ １１／１６
１５／０８－１５／１４
Ｂ２９Ｃ ４１／００－４１／５２
７０／００－７０／８８
Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００
Ｃ０８Ｊ ５／０４－５／１０
５／２４
Ｂ２９Ｋ １０１／１０
１０５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
強化繊維を含み、熱硬化性樹脂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表面に塗装を施す方法であって、前記繊維強化樹脂成形品は、成形により製造されたものであり、
前記塗装を施す前の 前記繊維強化樹脂成形品に所定温度で所定時間加熱処理を施すことにより、予め前記熱硬化性樹脂の収縮を促進させて、前記塗装を施す前の前記繊維強化樹脂成形品の表面に、前記強化繊維と前記熱硬化性樹脂との収縮率の差異に起因して生じる凹凸模様を予め形成し、前記繊維強化樹脂成形品に前記加熱処理を施した後、常温まで冷却する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程後に、前記繊維強化樹脂成形品の表面に、スプレー塗装、刷毛塗り塗装、回転霧化塗装、及びカーテンコート塗装の群から選択される少なくとも１種を施して該表面の前記凹凸模様を隠すように塗装層を形成する塗装工程と、
前記塗装工程後に、前記繊維強化樹脂成形品に熱処理を施す第２加熱工程と、
を備え、
前記第１加熱工程における前記所定温度は、第２加熱工程における温度以上である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項2】
請求項１において、前記塗装工程は、
前記第１加熱工程後の前記繊維強化樹脂成形品の表面に下塗り層を形成する第１塗装工程と、
前記繊維強化樹脂成形品の前記下塗り層の表面上に上塗り層を形成する第２塗装工程とを備えた
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項3】
請求項２において、前記塗装工程は、前記第１塗装工程後であり且つ前記第２塗装工程前に、前記下塗り層の表面を研磨する研磨工程を備えた
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項4】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記繊維強化樹脂層に含まれる前記強化繊維は所定方向に配向している
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項5】
請求項４において、前記繊維強化樹脂層は、前記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塗装方法。
【請求項6】
請求項４又は請求項５において、前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塗装方法。
【請求項7】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記強化繊維は、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塗装方法。
【請求項8】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記熱硬化性樹脂は、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塗装方法。
【請求項9】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記第１加熱工程における前記所定温度は、１００℃以上２５０℃以下であり、
前記第１加熱工程における前記所定時間は、５分以上６０分以下である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項10】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品は、車両部品外板部材用である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項11】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
前記繊維強化樹脂成形品中における前記強化繊維の含有量は、３０体積％以上８０体積％以下である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項12】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
前記繊維強化樹脂成形品の表面における凹部の凹み深さをｔ、前記第１加熱工程前の該凹み深さｔをｔ０、及び前記第１加熱工程後前記塗装工程前の該凹み深さｔをｔ１としたときに、前記ｔ０に対する前記ｔ１の比ｔ１／ｔ０は、１．１以上１０以下である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【請求項13】
請求項２又は請求項３において、
前記第２加熱工程後における前記下塗り層の膜厚は、５μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の塗装方法。
【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塗装方法及びその塗装製品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や、その塗装製品が注目されている。
【0003】
しかしながら、成形直後の繊維強化樹脂成形品には、潜在的な歪みや応力等が存在しており、その後の乾燥工程や加熱工程等でこれらの歪みや応力が顕在化して、繊維強化樹脂成形品の表面に反り等が生じるという問題があった。
【0004】
そこで、例えば、特許文献１には、繊維強化樹脂成形品の塗装前に、該成形品に矯正治具を装着させた状態で、塗装温度よりも１０～７０℃高い温度で熱処理することで、該成形品の反りを矯正することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００４－２９１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、繊維強化樹脂成形品には、上記反り以外に、繊維強化樹脂成形品内部に含有される強化繊維由来の凹凸模様が塗装表面に現れ、十分な表面平滑性が得られず、外観不良の要因となるという問題があった。
【0007】
そして、強化繊維由来の凹凸模様を隠して外観不良を改善するために、塗装工程において、例えば繰り返し研磨工程を施すことや、１０層以上もの塗装膜を形成することが行われており、作業面、時間面、及びコスト面において、過大な負担がかかるという問題があった。
【0008】
また、上記特許文献１には、塗装後の繊維強化樹脂成形品の反りを低減させることについては開示されているものの、その表面に現れた強化繊維由来の凹凸模様を低減させることについては、開示されていない。
【0009】
そこで本発明は、塗装工程後に得られる塗装製品の表面に強化繊維由来の凹凸が現れるのを抑制するとともに、塗装工程を簡潔化することができる繊維強化樹脂成形品の塗装方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成するために、本発明では、塗装工程前に繊維強化樹脂成形品を所定温度で所定時間加熱して予め熱硬化性樹脂を収縮させておき、塗装工程後に製品外観に強化繊維由来の凹凸が生じにくくなるようにした。
【0011】
すなわち、ここに開示する第１の技術に係る繊維強化樹脂成形品の塗装方法は、強化繊維を含み、熱硬化性樹脂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表面に塗装を施す方法であって、前記繊維強化樹脂成形品は、成形により製造されたものであり、前記塗装を施す前の前記繊維強化樹脂成形品に所定温度で所定時間加熱処理を施すことにより、予め前記熱硬化性樹脂の収縮を促進させて、前記塗装を施す前の前記繊維強化樹脂成形品の表面に、前記強化繊維と前記熱硬化性樹脂との収縮率の差異に起因して生じる凹凸模様を予め形成し、前記繊維強化樹脂成形品に前記加熱処理を施した後、常温まで冷却する第１加熱工程と、前記第１加熱工程後に、前記繊維強化樹脂成形品の表面に、スプレー塗装、刷毛塗り塗装、回転霧化塗装、及びカーテンコート塗装の群から選択される少なくとも１種を施して該表面の前記凹凸模様を隠すように塗装層を形成する塗装工程と、前記塗装工程後に、前記繊維強化樹脂成形品に熱処理を施す第２加熱工程と、を備え、前記第１加熱工程における前記所定温度は、第２加熱工程における温度以上であることを特徴とする。
【0012】
塗装表面に現れる強化繊維由来の凹凸模様は、塗装工程における塗料の乾燥工程や加熱工程において、強化繊維よりも収縮率の大きい熱硬化性樹脂の収縮が促進されるために、顕在化すると考えられる。第１の技術によれば、塗装工程前の繊維強化樹脂成形品に対し所定温度で所定時間加熱処理を施すことにより、予め熱硬化性樹脂の収縮を促進させることができる。そうすると、塗装工程前の繊維強化樹脂成形品の表面に、強化繊維と熱硬化性樹脂との収縮率の差異に起因して生じる凹凸模様を予め形成することができる。そして、表面の凹凸を隠すように塗装層を形成することにより、塗装工程後に得られた製品の表面に強化繊維由来の凹凸模様が現れるのを抑制することができる。そうして、塗装工程を簡潔化しつつ、塗装製品の表面平滑性を向上させて、外観性を向上させることができる。また、第１の技術は、前記塗装工程後に、前記繊維強化樹脂成形品に熱処理を施す第２加熱工程を備えるから、第２加熱工程により、塗装層のより確実な定着を図ることができる。さらに、前記第１加熱工程における前記所定温度は、第２加熱工程における温度以上であるから、製品の平滑性及び外観性を効果的に向上させることができる。
【0013】
第２の技術は、第１の技術において、前記塗装工程は、前記第１加熱工程後の前記繊維強化樹脂成形品の表面に下塗り層を形成する第１塗装工程と、前記繊維強化樹脂成形品の前記下塗り層の表面上に上塗り層を形成する第２塗装工程とを備えたことを特徴とする。
【0014】
第２の技術によれば、塗装層を少なくとも下塗り層及び上塗り層の積層構造とすることにより、強化繊維由来の凹凸をより効果的に隠すことができ、塗装工程後に得られた製品の平滑性及び外観性を効果的に向上させることができる。
【0015】
第３の技術は、第２の技術において、前記塗装工程は、前記第１塗装工程後であり且つ前記第２塗装工程前に、前記下塗り層の表面を研磨する研磨工程を備えたことを特徴とする。
【0016】
第３の技術によれば、下塗り層の表面を研磨する研磨工程を備えることで、下塗り層表面に現れた強化繊維由来の凹凸を滑らかにすることができ、延いては塗装工程後に得られた製品の平滑性及び外観性をより効果的に向上させることができる。
【0021】
第４の技術は、第１乃至第３の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂層に含まれる前記強化繊維は所定方向に配向していることを特徴とする。
【0022】
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。
【0023】
第５の技術は、第４の技術において、前記繊維強化樹脂層は、前記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。
【0024】
本構成によれば、繊維強化樹脂成形品の強度をより一層向上させることができる。
【0025】
第６の技術は、第４又は第５の技術において、前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。
【0026】
本構成によれば、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品の塗装製品を得ることができる。
【0027】
第７の技術は、第１乃至第６の技術のいずれか一において、前記強化繊維は、炭素繊維であることを特徴とする。
【0028】
本構成によれば、軽量且つ強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品の塗装製品を得ることができる。
【0029】
第８の技術は、第１乃至第７の技術のいずれか一において、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする。
【0030】
本構成によれば、軽量且つコスト性の優れた繊維強化樹脂成形品の塗装製品を得ることができる。
【0031】
第９の技術は、第１乃至第８の技術のいずれか一において、前記第１加熱工程における前記所定温度は、１００℃以上２５０℃以下であり、前記第１加熱工程における前記所定時間は、５分以上６０分以下であることを特徴とする。
【0032】
本構成によれば、製品の平滑性及び外観性を効果的に向上させることができる。
【0033】
第１０の技術は、第１乃至第９の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品は、車両部品外板部材用であることを特徴とする。
【0034】
本構成によれば、外観性に優れるとともに、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。
第１１の技術は、第１乃至第１０の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品中における前記強化繊維の含有量は、３０体積％以上８０体積％以下であることを特徴とする。
第１２の技術は、第１乃至第１１の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品の表面における凹部の凹み深さをｔ、前記第１加熱工程前の該凹み深さｔをｔ ０ 、及び前記第１加熱工程後前記塗装工程前の該凹み深さｔをｔ １ としたときに、前記ｔ ０ に対する前記ｔ １ の比ｔ １ ／ｔ ０ は、１．１以上１０以下であることを特徴とする。
第１３の技術は、第２又は第３の技術において、前記第２加熱工程後における前記下塗り層の膜厚は、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
第１１の技術は、第１乃至第１０の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品中における前記強化繊維の含有量は、３０体積％以上８０体積％以下であることを特徴とする。
第１２の技術は、第１乃至第１１の技術のいずれか一において、前記繊維強化樹脂成形品の表面における凹部の凹み深さをｔ、前記第１加熱工程前の該凹み深さｔをｔ ０ 、及び前記第１加熱工程後前記塗装工程前の該凹み深さｔをｔ １ としたときに、前記ｔ ０ に対する前記ｔ １ の比ｔ １ ／ｔ ０ は、１．１以上１０以下であることを特徴とする。
第１３の技術は、第２又は第３の技術において、前記第２加熱工程後における前記下塗り層の膜厚は、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
【0035】
上述の塗装方法のいずれかによれば、強化繊維を含み、熱硬化性樹脂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と、前記繊維強化樹脂成形品の表面に形成された塗装層とを備えた繊維強化樹脂成形品の塗装製品であって、前記繊維強化樹脂層は、一定の方向に配向した前記強化繊維からなる繊維束を複数含んでおり、前記複数の繊維束は、前記繊維強化樹脂成形品の表面と平行な方向に互いに隣り合う２つの繊維束を備えており、前記塗装製品の縦断面図において、前記繊維束の上側に位置する前記塗装層の表面高さと、隣り合う前記繊維束間の上側に位置する前記塗装層の表面高さとの差が例えば０．５μｍ以下である塗装製品を得ることができる。
【0036】
塗装製品は、外観性に優れるとともに、軽量且つ高強度である。
【発明の効果】
【0037】
以上述べたように、本発明によれば、塗装工程前の繊維強化樹脂成形品に対し所定温度で所定時間加熱処理を施すことにより、予め熱硬化性樹脂の収縮を促進させることができる。そうすると、塗装工程前の繊維強化樹脂成形品の表面に、強化繊維と熱硬化性樹脂との収縮率の差異に起因して生じる凹凸模様を予め形成することができる。そして、表面の凹凸を隠すように塗装層を形成することにより、塗装工程後に得られた製品の表面に強化繊維由来の凹凸模様が現れるのを抑制することができる。そうして、塗装工程を簡潔化しつつ、塗装製品の表面平滑性を向上させて、外観性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の一実施形態に係る繊維強化樹脂成形品の塗装方法を説明するためのフローチャートである。
【図2】準備工程において準備された繊維強化樹脂成形品の構成を模式的に示す図である。
【図3】準備工程において準備された繊維強化樹脂成形品の表面に垂直な方向の模式的な縦断面図である。
【図12】供試材１の繊維強化樹脂成形品について、凹み深さと加熱温度との関係を示すグラフである。
【図13】供試材１の繊維強化樹脂成形品について、凹み深さと加熱回数との関係を示すグラフである。
【図14】供試材１の繊維強化樹脂成形品について、凹み深さと加熱時間との関係を示すグラフである。
【図15】塗面平滑性評価試験の試験方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
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。
【0040】
（実施形態１）
＜繊維強化樹脂成形品の塗装方法＞
図１に示すように、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品１１の塗装方法は、準備工程Ｓ１と、第１加熱工程Ｓ２と、塗装工程Ｓ３と、仕上げ工程Ｓ４（第２加熱工程）とを備えている。そして、塗装工程Ｓ３は、第１塗装工程Ｓ３１と、研磨工程Ｓ３２と、第２塗装工程Ｓ３３とを備えている。
＜繊維強化樹脂成形品の塗装方法＞
図１に示すように、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品１１の塗装方法は、準備工程Ｓ１と、第１加熱工程Ｓ２と、塗装工程Ｓ３と、仕上げ工程Ｓ４（第２加熱工程）とを備えている。そして、塗装工程Ｓ３は、第１塗装工程Ｓ３１と、研磨工程Ｓ３２と、第２塗装工程Ｓ３３とを備えている。
【0041】
－準備工程－
準備工程Ｓ１は、塗装を施すための繊維強化樹脂成形品１１を準備する工程である。
準備工程Ｓ１は、塗装を施すための繊維強化樹脂成形品１１を準備する工程である。
【0042】
≪繊維強化樹脂成形品≫
図２，図３に示すように、繊維強化樹脂成形品１１は、複数のプリプレグ層３１が積層されてなる繊維強化樹脂層３を成形させてなる。プリプレグ層３１は、強化繊維３６を含み、この強化繊維３６に熱硬化性樹脂３７をマトリックスとして含浸させてなるシート状の層である。なお、図２には、プリプレグ層３１を３層積層させた構成として図示しているが、プリプレグ層３１の層数はこれに限られるものではなく、２層であってもよいし、４層以上であってもよい。また、複数でなくても、単層であってもよい。
図２，図３に示すように、繊維強化樹脂成形品１１は、複数のプリプレグ層３１が積層されてなる繊維強化樹脂層３を成形させてなる。プリプレグ層３１は、強化繊維３６を含み、この強化繊維３６に熱硬化性樹脂３７をマトリックスとして含浸させてなるシート状の層である。なお、図２には、プリプレグ層３１を３層積層させた構成として図示しているが、プリプレグ層３１の層数はこれに限られるものではなく、２層であってもよいし、４層以上であってもよい。また、複数でなくても、単層であってもよい。
【0043】
≪強化繊維≫
プリプレグ層３１に含まれる強化繊維３６は、繊維強化樹脂成形品１１の強度を向上させるためのものであり、限定する意図ではないが、例えば繊維状の炭素繊維の繊維束が、所定方向に配向された状態、具体的には平織された状態となっている。
プリプレグ層３１に含まれる強化繊維３６は、繊維強化樹脂成形品１１の強度を向上させるためのものであり、限定する意図ではないが、例えば繊維状の炭素繊維の繊維束が、所定方向に配向された状態、具体的には平織された状態となっている。
【0044】
なお、所定方向に配向された状態の強化繊維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からなる繊維束が一方向又は多方向に複数配置されてなる強化繊維材であってよい。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、角組等の組紐等の組物材、繊維束が一方向に並んだ単一方向性（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等が挙げられる。繊維強化樹脂層３は、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品１１を得る観点から、強化繊維３６として上記織物材、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種を含む層を単層で又は複数層を積層させたものとしてもよいし、複数種を積層させたものとしてもよい。
【0045】
また、強化繊維３６は、所定の方向に配向している強化繊維材に限られるものではなく、例えば不織布等の、ランダム配向の強化繊維を含む強化繊維材であってもよい。ゆえに、繊維強化樹脂層３は、強化繊維３６として、上記ランダム配向の強化繊維材を含む層を単層で又は複数層を積層させたものとしてもよいし、複数種を積層させたものとしてもよい。さらに、繊維強化樹脂層３は、強化繊維３６として、上記ランダム配向の強化繊維材を含む層と、上記所定の方向に配向する強化繊維材の層とを組み合わせたものであってもよい。
【0046】
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等のピッチ系等を使用することができる。
【0047】
また、強化繊維３６としては、軽量且つ強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品１１を得る観点から、特に炭素繊維を用いることが好ましいが、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、バサルトファイバ等により構成されてもよい。
【0048】
強化繊維３６の平均繊維径は、限定されるものではないが、軽量且つ強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品１１を得る観点から、例えば５μｍ～１５μｍ程度とすることができる。また強化繊維３６の平均繊維長は、特に限定されるものではなく、軽量且つ強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品１１を得る観点から、連続繊維が好ましい。
【0049】
繊維強化樹脂成形品１１中における強化繊維３６の含有量は、軽量且つ強度及び耐久性に優れるとともに成形性に優れた繊維強化樹脂成形品１１を得る観点から、好ましくは３０体積％以上８０体積％以下、より好ましくは４０体積％以上７０体積％以下とすることができる。
【0050】
≪熱硬化性樹脂≫
熱硬化性樹脂３７は、繊維強化樹脂成形品１１の骨格を形成するためのものであり、具体的には例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等の熱硬化性樹脂材料が挙げられ、特に、繊維強化樹脂成形品１１の軽量性、強度、耐久性、コスト性等の観点から、エポキシ樹脂が望ましい。これらの熱硬化性樹脂材料は、単体の他、一種の樹脂材料と他の樹脂材料との共重合体、変性体および２種類以上ブレンドした樹脂材料等も用いることができる。
熱硬化性樹脂３７は、繊維強化樹脂成形品１１の骨格を形成するためのものであり、具体的には例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等の熱硬化性樹脂材料が挙げられ、特に、繊維強化樹脂成形品１１の軽量性、強度、耐久性、コスト性等の観点から、エポキシ樹脂が望ましい。これらの熱硬化性樹脂材料は、単体の他、一種の樹脂材料と他の樹脂材料との共重合体、変性体および２種類以上ブレンドした樹脂材料等も用いることができる。
【0051】
≪その他の材料≫
繊維強化樹脂成形品１１は、強化繊維３６、熱硬化性樹脂３７に加え、成形性、強度、意匠性、機能性等の向上の観点から、フィラー、顔料、染料、耐衝撃性改良剤、ＵＶ吸収剤等の添加材等を含有してもよい。これらの添加材は単独で添加してもよいし、複数種を添加してもよい。
繊維強化樹脂成形品１１は、強化繊維３６、熱硬化性樹脂３７に加え、成形性、強度、意匠性、機能性等の向上の観点から、フィラー、顔料、染料、耐衝撃性改良剤、ＵＶ吸収剤等の添加材等を含有してもよい。これらの添加材は単独で添加してもよいし、複数種を添加してもよい。
【0052】
繊維強化樹脂成形品１１中に、添加材等を含有させる場合には、成形性、強度、意匠性、機能性等を向上させる観点から、添加材の含有量は、例えば５質量％以下とすることができる。
【0053】
また、繊維強化樹脂成形品１１の樹脂材料として、上記熱硬化性樹脂３７に加え、成形性を向上させる観点から、熱可塑性樹脂を含有してもよい。熱可塑性樹脂としては、具体的には例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂等が挙げられる。
【0054】
≪繊維強化樹脂成形品の用途≫
繊維強化樹脂成形品１１は、例えば車両部品、例えばエンジンカバー等のエンジン部品用、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、リフトゲート等の車両部品外板部材用等の用途に用いることができ、好ましくは車両部品外板部材用である。これにより、表面平滑性に優れ、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。
繊維強化樹脂成形品１１は、例えば車両部品、例えばエンジンカバー等のエンジン部品用、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、リフトゲート等の車両部品外板部材用等の用途に用いることができ、好ましくは車両部品外板部材用である。これにより、表面平滑性に優れ、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。
【0055】
≪繊維強化樹脂成形品の準備方法≫
繊維強化樹脂成形品１１の準備方法は、特に限定されるものではなく、市販のものを用いてもよいし、成形により製造してもよい。
繊維強化樹脂成形品１１の準備方法は、特に限定されるものではなく、市販のものを用いてもよいし、成形により製造してもよい。
【0056】
成形を行う場合には、例えば、プリプレグ層３１を調製後、種々の成形方法により成形することにより、繊維強化樹脂成形品１１を得ることができる。
【0057】
プリプレグ層３１は、具体的には例えば、ロール成形機等を用いて、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熱硬化性樹脂３７を貼り合わせ、ヒータ等で加熱して、前駆体シートに熱硬化性樹脂３７が含浸してなるプリプレグ層３１を形成する方法が挙げられる。
【0058】
このプリプレグ層３１を単独で、又は必要に応じて複数層積層して、繊維強化樹脂層３を構成する。このとき、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や、ランダム配向の強化繊維３６を含有するプリプレグ層を積層させてもよい。
【0059】
繊維強化樹脂層３の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。そして、成形後の繊維強化樹脂層３を冷却、脱型、乾燥等させて、繊維強化樹脂成形品１１を得ることができる。
【0060】
－第１加熱工程－
第１加熱工程Ｓ２は、繊維強化樹脂成形品１１に所定温度で所定時間加熱処理を施す工程である。
第１加熱工程Ｓ２は、繊維強化樹脂成形品１１に所定温度で所定時間加熱処理を施す工程である。
【0061】
【0062】
図３に示すように、繊維強化樹脂成形品１１の最表面のプリプレグ層３１は、強化繊維３６としての縦繊維３６ａ及び横繊維３６ｂと、これら繊維間及び繊維内に含浸された熱硬化性樹脂３７とを備えている。縦繊維３６ａは、図３の紙面に垂直な方向に延び、横繊維３６ｂは、図３の紙面に平行な方向に延びるように配置されている。縦繊維３６ａ及び横繊維３６ｂは、それぞれ繊維強化樹脂成形品１１の表面と平行な方向に並んだ複数の繊維束を形成しており、これらの繊維束が平織状の織物を形成している。具体的には、図３に示すように、縦繊維３６ａは、繊維強化樹脂成形品１１の表面と平行な方向に互いに隣り合う２つの繊維束３６ａ１，３６ａ２を有している。そして、縦繊維３６ａの繊維束３６ａ１，３６ａ２間には、熱硬化性樹脂３７が含浸されており、その最表面には、縦繊維３６ａの繊維束３６ａ１，３６ａ２が存在する位置に比べて例えば凹み深さｔがｔ０だけ凹んだ凹部３７ａが形成され得る。
【0063】
図３の状態の繊維強化樹脂成形品１１に対して、第１加熱工程Ｓ２を施すと、図４に示すように、凹部３７ａの凹み深さｔがｔ１に増加した状態となる。具体的に、プリプレグ層３１に含まれる熱硬化性樹脂３７及び強化繊維３６のうち、熱硬化性樹脂３７の収縮率は、強化繊維３６の収縮率よりも大きい。そうすると、第１加熱工程Ｓ２の加熱処理により、熱硬化性樹脂３７の方が強化繊維３６よりも大きく収縮し、凹部３７ａの凹み深さｔがｔ１まで大きくなり得る。このように、加熱処理を施すことで、繊維強化樹脂成形品１１の表面に、強化繊維３６と熱硬化性樹脂３７との互いの収縮率の差異に起因する凹凸模様が形成され得る。
【0064】
第１加熱工程Ｓ２において、所定温度は、下限値は好ましくは１００℃以上、より好ましくは１０５℃以上、特に好ましくは１１０℃以上、上限値は好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１６０℃以下である。第１加熱工程Ｓ２における所定時間は、下限値は好ましくは５分以上、より好ましくは７分以上、特に好ましくは１０分以上、上限値は好ましくは６０分以下、より好ましくは５０分以下、特に好ましくは３０分以下である。所定温度が１００℃未満及び／又は所定時間が５分未満では熱硬化性樹脂３７の収縮を効果的に促進させることができないおそれがある。また所定温度が２５０℃超及び／又は所定時間が６０分超では凹部３７ａの凹み深さｔが大きくなりすぎ、塗装層４を形成しても凹凸模様を効果的に隠すことが難しくなるおそれがある。
【0065】
なお、仕上げ工程Ｓ４において、第２加熱工程として、塗装工程Ｓ３後の繊維強化樹脂成形品に対し、加熱処理を行う場合は、第１加熱工程Ｓ２における所定温度は、仕上げ工程Ｓ４における温度以上とすることが望ましい。これにより、製品の平滑性及び外観性を効果的に向上させることができる。
【0066】
凹部３７ａの凹み深さｔについて、熱硬化性樹脂３７の収縮を促進させ、塗装工程Ｓ３を簡潔化しつつ塗装製品１の表面平滑性を向上させる観点から、第１加熱工程Ｓ２前のｔ０に対する第１加熱工程Ｓ２後ｔ１の比ｔ１／ｔ０は、好ましくは１．１以上１０以下、より好ましくは１．３以上９以下、特に好ましくは１．５以上８以下である。具体的には例えば、ｔ０は０．１μｍ以上１μｍ以下程度であり、この場合、第１加熱工程Ｓ２後のｔ１は、例えば１．１μｍ以上３μｍ以下程度とすることができる。
【0067】
第１加熱工程Ｓ２では、繊維強化樹脂成形品１１に加熱処理を施した後、常温まで冷却する。
【0068】
－塗装工程－
塗装工程Ｓ３は、第１加熱工程Ｓ２後の繊維強化樹脂成形品１１の表面に塗装を施して塗装層４を形成する工程である。上述のごとく、塗装工程Ｓ３は、第１塗装工程Ｓ３１と、研磨工程Ｓ３２と、第２塗装工程Ｓ３３とを備えている。
塗装工程Ｓ３は、第１加熱工程Ｓ２後の繊維強化樹脂成形品１１の表面に塗装を施して塗装層４を形成する工程である。上述のごとく、塗装工程Ｓ３は、第１塗装工程Ｓ３１と、研磨工程Ｓ３２と、第２塗装工程Ｓ３３とを備えている。
【0069】
≪第１塗装工程≫
第１塗装工程Ｓ３１は、図５に示すように、第１加熱工程Ｓ２後の繊維強化樹脂成形品１１の表面に下塗り剤を塗装して、下塗り層４１を形成する工程である。
第１塗装工程Ｓ３１は、図５に示すように、第１加熱工程Ｓ２後の繊維強化樹脂成形品１１の表面に下塗り剤を塗装して、下塗り層４１を形成する工程である。
【0070】
このとき、下塗り層４１は、上述の凹部３７ａを隠して、繊維強化樹脂成形品１１の表面が平坦化するように形成される。
【0071】
下塗り剤は、繊維強化樹脂成形品１１の凹部３７ａ等の凹凸模様を隠して平坦化する役割に加え、その他の表面欠陥等を補修する役割や、繊維強化樹脂成形品１１と第２塗装工程Ｓ３３で形成される上塗り層４２，４３との密着性を向上させる役割、そして塗装製品１の色調整の役割等を有している。下塗り剤としては、例えばＣＯＯＤＥ（登録商標）フィラー（関西ペイント株式会社製）、ＣＯＯＤＥ（登録商標）Ｗ／Ｗプライマープラス（関西ペイント株式会社製）、ポリタン車輛用サーフェーサーゴールド（大日本塗料株式会社製）、ウレタンプラサフジタン（日本ペイント株式会社製）等のプライマー剤等を用いることができる。
【0072】
下塗り剤の塗装方法としては、特に限定されるものではなく、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、刷毛塗り塗装等を用いることができる。また、繊維強化樹脂成形品１１の表面に下塗り剤を載せ、その表面形状に倣った成形面を有する成形型を押し付けて上記表面全体に下塗り剤を拡げるようにしてもよい。下塗り剤を塗装した後は、常温で例えば２０分～１時間程度大気乾燥することにより、下塗り剤を硬化させて下塗り層４１を形成することができる。
【0073】
下塗り層４１の仕上げ工程Ｓ４後の膜厚、すなわち塗装製品１における下塗り層４１の膜厚は、例えば図６に示すように、凹部３７ａ以外の平坦部３７ｂの平均厚さとして、塗装製品１の軽量化を図りつつ下塗り層４１の上記機能を発現させる観点から、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは６μｍ以上４５μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以上４０μｍ以下である。
【0074】
≪研磨工程≫
塗装製品１の表面平滑性をさらに向上させる観点から、第１塗装工程Ｓ３１後であり且つ第２塗装工程Ｓ３３前に、下塗り層４１の表面を研磨する研磨工程Ｓ３２を備える構成としてもよい。なお、研磨工程Ｓ３２は任意の工程であり、研磨工程Ｓ３２を行わず第１塗装工程Ｓ３１後にそのまま第２塗装工程Ｓ３３を行ってもよい。
塗装製品１の表面平滑性をさらに向上させる観点から、第１塗装工程Ｓ３１後であり且つ第２塗装工程Ｓ３３前に、下塗り層４１の表面を研磨する研磨工程Ｓ３２を備える構成としてもよい。なお、研磨工程Ｓ３２は任意の工程であり、研磨工程Ｓ３２を行わず第１塗装工程Ｓ３１後にそのまま第２塗装工程Ｓ３３を行ってもよい。
【0075】
研磨工程Ｓ３２は、特に限定されるものではないが、下塗り層４１の表面をサンドペーパー、バフ布等で研磨することにより行うことができる。また、乾式研磨でもよいし、水研磨等の湿式研磨でもよい。
【0076】
研磨工程Ｓ３２を行う場合は、下塗り層４１の表面平滑性を向上させる観点から、研磨工程Ｓ３２において、下塗り層４１の上記膜厚が、研磨工程Ｓ３２前の膜厚に比べて好ましくは８０％以上９９％以下、より好ましくは８５％以上９８％以下、特に好ましくは９０％以上９７％以下の厚さになるまで研磨することが望ましい。
【0077】
≪第２塗装工程≫
繊維強化樹脂成形品１１の下塗り層４１の表面上に、上塗り剤を塗装することにより、上塗り層４２，４３を形成する。なお、上塗り層４２，４３は、着色層４２と保護層４３とよりなる。
繊維強化樹脂成形品１１の下塗り層４１の表面上に、上塗り剤を塗装することにより、上塗り層４２，４３を形成する。なお、上塗り層４２，４３は、着色層４２と保護層４３とよりなる。
【0078】
着色層４２は、塗装層４に発色を与えるための層であり、水性ベース塗料、油性（溶剤型）ベース塗料等のベース塗料の塗装によって形成することができる。水性ベース塗料に関し、その主成分である水性樹脂については、アクリルエマルション、水溶性アクリル樹脂等からなるアクリル樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂等を用いることができる。水性ベース塗料には着色剤として顔料を添加するが、顔料としては、例えば、有機系のアゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料等の有機系着色顔料、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタン等の無機系着色顔料、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルク等の体質顔料、メタルフレーク等の光輝性顔料等が挙げられる。また、水性ベース塗料は、必要に応じて、架橋剤、扁平顔料、硬化触媒、増粘剤、有機溶剤、塩基性中和剤、紫外線吸収剤、光安定剤、表面調整剤、酸化防止剤、シランカップリング剤等の塗料用添加剤等を配合することができる。油性（溶剤型）ベース塗料は、具体的には例えば、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、及び着色顔料を含むメラミン硬化型油性塗料等を用いることができる。ベース塗料は、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、刷毛塗り塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等により、下塗り層４１の上に塗装することができる。着色層４２の仕上げ工程Ｓ４後の膜厚は、例えば１０～２０μｍとすることができる。
【0079】
保護層４３は、着色層４２を保護するとともに、塗装製品１の外観性を高めるための層である。保護層４３を形成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、水酸基含有アクリル樹脂及びポリイソシアネート化合物を含有する２液ウレタンクリヤ塗料、アクリル樹脂及び／又はポリエステル樹脂とアミノ樹脂との組み合わせによるクリヤ塗料、或いはカルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂及び／又はポリエステル樹脂のクリヤ塗料等が挙げられる。クリヤ塗料には、必要に応じて、顔料類、非水分散樹脂、ポリマー微粒子、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、塗面調整剤、酸化防止剤、流動性調整剤、ワックス等を適宜含有することができる。硬化触媒の例としては、有機錫化合物、トリエチルアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。紫外線吸収剤の例としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サリシレート系、蓚酸アニリド系等の化合物、ヒンダードアミン系化合物等の紫外線安定剤が挙げられる。クリヤ塗料は、着色層４２の上に、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、刷毛塗り塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等により塗装することができる。保護層４３の仕上げ工程Ｓ４後の膜厚は、例えば２０～５０μｍとすることができる。
【0080】
－仕上げ工程－
仕上げ工程Ｓ４は、塗料を定着させるための工程であり、例えば常温で３０分～２時間程度、大気乾燥させることにより塗料を定着させてもよい。
仕上げ工程Ｓ４は、塗料を定着させるための工程であり、例えば常温で３０分～２時間程度、大気乾燥させることにより塗料を定着させてもよい。
【0081】
また、塗装層４のより確実な定着を図る観点から、例えば炉を用いて塗装工程Ｓ３後の繊維強化樹脂成形品に対し、１００℃～１６０℃の温度で１０分～３０分程度熱処理を施す第２加熱工程としてもよい。
【0082】
なお、図６に示すように、仕上げ工程Ｓ４後の凹部３７ａの凹み深さｔは、ｔ２となる。仕上げ工程Ｓ４では、凹部３７ａの凹み深さｔが増加することもあり得るし、また増加しないこともあり得る。凹部３７ａの凹み深さｔが増加する場合にはｔ２はｔ１よりも大きくなる。また、凹部３７ａの凹み深さｔが増加しない場合には、ｔ２はｔ１と同一となる。凹部３７ａの凹み深さｔが増加する場合であっても、ｔ２とｔ１との差は僅かである。
【0083】
＜繊維強化樹脂成形品の塗装製品＞
上記のごとく得られた繊維強化樹脂成形品１１の塗装製品１は、図６に示すように、強化繊維３６を含み、熱硬化性樹脂３７をマトリクスとする繊維強化樹脂層３を備えた繊維強化樹脂成形品１１と、繊維強化樹脂成形品１１の表面に形成された塗装層４とを備えている。
上記のごとく得られた繊維強化樹脂成形品１１の塗装製品１は、図６に示すように、強化繊維３６を含み、熱硬化性樹脂３７をマトリクスとする繊維強化樹脂層３を備えた繊維強化樹脂成形品１１と、繊維強化樹脂成形品１１の表面に形成された塗装層４とを備えている。
【0084】
－作用効果－
ここに、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品１１の塗装方法は、第１加熱工程Ｓ２を備えることを特徴とする。以下、その作用効果について説明する。
ここに、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品１１の塗装方法は、第１加熱工程Ｓ２を備えることを特徴とする。以下、その作用効果について説明する。
【0085】
図７に、図３の繊維強化樹脂成形品１１に対して、第１加熱工程Ｓ２を得ることなく第１塗装工程Ｓ３１を行った状態を示す。凹部３７ａの凹み深さｔは図３のｔ０のまま下塗り層４１が形成される。その後、研磨工程Ｓ３２、第２塗装工程Ｓ３３を経て、上塗り層４２，４３が形成される。そして、仕上げ工程Ｓ４を経て、図８に示す繊維強化樹脂成形品１１の塗装製品１が得られる。
【0086】
仕上げ工程Ｓ４において、常温での乾燥や、加熱による乾燥を行うことで、熱硬化性樹脂３７の収縮が促進され得る。そうすると、熱硬化性樹脂３７の凹部３７ａの凹み深さｔがｔ２にまで成長し得る。すると、繊維強化樹脂成形品１１の表面に形成された下塗り層４１、上塗り層４２，４３は、凹部３７ａの成長に追従して凹み、塗装製品１の表面には、凹部３７ａが反映された形で塗装層凹部４ａ、すなわち凹凸模様が形成され得る。塗装層凹部４ａの凹み深さｔは、図８に示すように、繊維束３６ａ１，３６ａ２の上側に位置する塗装層４、すなわち塗装層平坦部４ｂの表面高さと、隣り合う繊維束３６ａ１，３６ａ２間の上側に位置する塗装層４、すなわち塗装層凹部４ａの底部の表面高さとの差ｔ３となる。そして、塗装層凹部４ａの凹み深さｔ３は、ｔ２とｔ０との差の値を反映した値となる。なお、本明細書において、凹部３７ａの凹み深さｔ０，ｔ１，ｔ２及び塗装層凹部４ａの凹み深さｔ３をまとめて「凹み深さｔ」という。
【0087】
これに対し、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品１１の塗装方法では、繊維強化樹脂成形品１１の表面に塗装を施す塗装工程Ｓ３前に、第１加熱工程Ｓ２として、繊維強化樹脂成形品１１に対し所定温度で所定時間加熱処理を施す。本構成により、予め熱硬化性樹脂の収縮を促進させて、図４に示すように、強化繊維３６と熱硬化性樹脂３７との互いの収縮率の差異に起因する凹凸を予め繊維強化樹脂成形品１１の表面に形成することができる。そうして、塗装工程Ｓ３において、表面の凹凸を隠すように下塗り層４１、延いては上塗り層４２，４３を形成することにより、仕上げ工程Ｓ４後に得られた塗装製品１の表面に強化繊維３６に起因する凹凸が現れるのを抑制し、その平滑性を向上させて、外観性に優れた塗装製品１を得ることができる。すなわち、図６に示すように、塗装層凹部４ａの凹み深さｔ３は、ｔ２とｔ１との差の値を反映した値となり、図８のものに比べて小さい値となる。
【0088】
このように、本実施形態に係る塗装製品１は表面平滑性に優れており、塗装層凹部４ａの凹み深さｔ３は、外観性に優れた塗装製品１をもたらす観点から、好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下、特に好ましくは０．３μｍ以下である。また、塗装製品１の算術平均表面粗さ、すなわち塗装層４の表面の算術平均表面粗さＲａは、外観性に優れた塗装製品１をもたらす観点から、例えば０．１μｍ以下とすることができる。
【0089】
－塗装製品の用途－
繊維強化樹脂成形品１１の塗装製品１は、例えば車両部品、例えばエンジンカバー等のエンジン部品、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、リフトゲート等の車両部品外板部材等に好適に用いることができ、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、表面平滑性に優れ、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。
繊維強化樹脂成形品１１の塗装製品１は、例えば車両部品、例えばエンジンカバー等のエンジン部品、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、リフトゲート等の車両部品外板部材等に好適に用いることができ、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、表面平滑性に優れ、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。
【0090】
（その他の実施形態）
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。
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。
【0091】
実施形態１では、塗装工程Ｓ３は、研磨工程Ｓ３２を備える構成であったが、備えない構成としてもよい。なお、塗装製品１の表面平滑性の向上及び塗装方法全体の工程の簡素化を両立させる観点からは、研磨工程Ｓ３２を１回行う実施形態１の構成が望ましい。
【0092】
また、第１塗装工程Ｓ３１と第２塗装工程Ｓ３３により下塗り層４１と上塗り層４２，４３とを積層させる構成であったが、当該構成に限定されるものではなく、単層、又はさらに複数の層を積層させる構成としてもよい。また、更に複数の層を積層させる場合は、研磨工程Ｓ３２を複数回行う構成としてもよい。なお、塗装製品１の平滑性及び外観性を効果的に向上させる観点から、塗装層４を積層構造とする構成が望ましい。
【0093】
さらに、他の実施形態として、上述のごとく、繊維強化樹脂層３は、強化繊維３６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なるものであってもよい。
【0094】
具体的には、図９に示すように、ＵＤ材の縦プリプレグ層３２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（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繊維強化樹脂層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１１の反り等を抑えることができる。
【0095】
また、図１０に示すように、繊維強化樹脂層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、繊維強化樹脂層３の強度が増し、延いては繊維強化樹脂成形品１１の強度が向上する。
【0096】
さらに、他の実施形態では、図１１に示すように、繊維強化樹脂成形品１１の繊維強化樹脂層３の表面に、繊維強化樹脂層３を保護する観点から、熱硬化性樹脂からなる最外層２を備える構成としてもよい。
【0097】
最外層２は、熱硬化性樹脂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、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と繊維強化樹脂層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。
【0098】
最外層２に含まれる熱硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂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１１の外観性を高める観点から、エポキシ樹脂が望ましい。なお、最外層２に含まれる熱硬化性樹脂は、繊維強化樹脂層３に含まれる熱硬化性樹脂３７と同一の材料であってもよいし異なる材料であってもよい。
【実施例】
【0099】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【0100】
＜繊維強化樹脂成形品＞
（供試材１）
繊維強化樹脂成形品１１としてのシート状（厚さ８ｍｍ）の炭素繊維強化プラスチック材（ＧＩＧＡＮＴＥＸ社製）を縦２０ｃｍ×横２０ｃｍのサイズに切り出して、供試材１とした。
（供試材１）
繊維強化樹脂成形品１１としてのシート状（厚さ８ｍｍ）の炭素繊維強化プラスチック材（ＧＩＧＡＮＴＥＸ社製）を縦２０ｃｍ×横２０ｃｍのサイズに切り出して、供試材１とした。
【0101】
【0102】
具体的に、加熱前の供試材１の表面の凹部の凹み深さｔを接触式表面粗さ計（株式会社ミツトヨ製）を用いて測定した。その後、供試材１を所定の加熱温度まで昇温させたオーブン（エスペック株式会社製）内に配置し、その加熱温度で３０分保持した後、供試材１をオーブンから取り出し、加熱前に凹み深さｔを測定した凹部と同一の凹部の凹み深さｔを上記表面粗さ計を用いて測定した。オーブンを次の測定温度まで昇温させ、供試材１をオーブン内に戻して３０分間保持した後、同様に凹み深さｔを測定した。以後、同様の操作を繰り返して測定を行った。測定温度は、２３℃、１１０℃、１３０℃、１５５℃、１８０℃、２１０℃、２３０℃である。結果を図１２に示す。
【0103】
図１２に示すように、凹部の凹み深さｔは、加熱前の０．３２μｍ（０℃）から、１．４２μｍ（１１０℃）、１．７３μｍ（１３０℃）、２μｍ（１５５℃）、２．３７μｍ（１８０℃）、２．５μｍ（２１０℃）、２．８６μｍ（２３０℃）と、加熱温度の上昇に比例して大きくなることが判った。
【0104】
≪加熱試験２≫
加熱回数に対する加熱温度の影響を確認するため、加熱試験１と同様のオーブン及び表面粗さ計を用い、加熱条件１２０℃×３０分の加熱を所定回数行って、同一の凹部の凹み深さｔを測定した。図１３に結果を示す。
加熱回数に対する加熱温度の影響を確認するため、加熱試験１と同様のオーブン及び表面粗さ計を用い、加熱条件１２０℃×３０分の加熱を所定回数行って、同一の凹部の凹み深さｔを測定した。図１３に結果を示す。
【0105】
図１３に示すように、１回目の加熱を行った段階で、凹み深さｔは加熱前の０．３４μｍから、２．４３μｍへと増加した。その後、２回目以降は２．１９μｍ（２回目）、２．４７μｍ（３回目）、２．４７μｍ（４回目）とほぼ一定となることが判った。
【0106】
≪加熱試験３≫
加熱時間に対する加熱温度の影響を確認するため、加熱試験１と同様のオーブン及び表面粗さ計を用いて実験を行った。具体的に、１１０℃に昇温させたオーブン内に供試材１を配置して５分間保持した後、凹部の凹み深さｔを測定した。その後さらに５分間ずつ加熱し、同一凹部の凹み深さｔの測定を繰り返した。図１４に結果を示す。なお、図１４の加熱時間は、累積加熱時間である。
加熱時間に対する加熱温度の影響を確認するため、加熱試験１と同様のオーブン及び表面粗さ計を用いて実験を行った。具体的に、１１０℃に昇温させたオーブン内に供試材１を配置して５分間保持した後、凹部の凹み深さｔを測定した。その後さらに５分間ずつ加熱し、同一凹部の凹み深さｔの測定を繰り返した。図１４に結果を示す。なお、図１４の加熱時間は、累積加熱時間である。
【0107】
図１４に示すように、凹み深さｔは加熱前には０．６４μｍであったのに対し、最初の５分間の加熱によって２．６３μｍまで増加した。その後、加熱時間１０分、１５分、２０分、２５分、３０分における凹み深さｔはそれぞれ２．５７μｍ、２．７１μｍ、２．９３μｍ、２．８６μｍ、２．８１μｍであり、その凹み深さｔはほとんど一定であることが判った。
【0108】
＜繊維強化樹脂成形品の塗装製品＞
（実施例１）
第１加熱工程として、供試材１を１１０℃に昇温させた上述のオーブンに入れ、３０分間加熱を行い、供試材１をオーブンから取り出して常温まで冷却した。その後、第１塗装工程として、供試材１の表面に下塗り剤をエアスプレー塗装した。下塗り剤は、ＣＯＯＤＥ（登録商標）フィラーグレー（Ｌ５５）ベース（関西ペイント株式会社製）１００ｇに対して、硬化剤２０ｇ、希釈シンナー２０ｇを加えて混合し、調製した。下塗り剤をエアスプレー塗装後、２０分間大気中で風乾して下塗り層を形成した。その後、下塗り層の表面を＃２０００のサンドペーパーで研磨（水研ぎ）した。その後、下塗り層の表面に上塗り剤として、水性ベース塗料（日本ペイントオートモーティブコーティングス株式会社製）及びクリヤー塗料（日本ペイントオートモーティブコーティングス株式会社製）をエアスプレー塗装した。仕上げ工程として、上塗り剤を塗装した供試材１を１１０℃のオーブンに入れ、２０分間加熱した。その後、供試材１をオーブンから取り出して、常温まで冷却し、塗装製品の試験片ＴＰを得た。
（実施例１）
第１加熱工程として、供試材１を１１０℃に昇温させた上述のオーブンに入れ、３０分間加熱を行い、供試材１をオーブンから取り出して常温まで冷却した。その後、第１塗装工程として、供試材１の表面に下塗り剤をエアスプレー塗装した。下塗り剤は、ＣＯＯＤＥ（登録商標）フィラーグレー（Ｌ５５）ベース（関西ペイント株式会社製）１００ｇに対して、硬化剤２０ｇ、希釈シンナー２０ｇを加えて混合し、調製した。下塗り剤をエアスプレー塗装後、２０分間大気中で風乾して下塗り層を形成した。その後、下塗り層の表面を＃２０００のサンドペーパーで研磨（水研ぎ）した。その後、下塗り層の表面に上塗り剤として、水性ベース塗料（日本ペイントオートモーティブコーティングス株式会社製）及びクリヤー塗料（日本ペイントオートモーティブコーティングス株式会社製）をエアスプレー塗装した。仕上げ工程として、上塗り剤を塗装した供試材１を１１０℃のオーブンに入れ、２０分間加熱した。その後、供試材１をオーブンから取り出して、常温まで冷却し、塗装製品の試験片ＴＰを得た。
【0109】
（比較例１）
第１加熱工程の加熱を省略した以外は、実施例１と同様に試験片ＴＰを作製した。
第１加熱工程の加熱を省略した以外は、実施例１と同様に試験片ＴＰを作製した。
【0110】
≪凹み深さ測定試験≫
実施例１及び比較例１の試験片ＴＰについて、第１加熱工程前後、研磨工程後、仕上げ工程後の供試材１の凹部の凹み深さｔを測定した。結果を表１に示す。
実施例１及び比較例１の試験片ＴＰについて、第１加熱工程前後、研磨工程後、仕上げ工程後の供試材１の凹部の凹み深さｔを測定した。結果を表１に示す。
【0111】
【表1】
【0112】
第１加熱工程前には、実施例１及び比較例１の両方の試験片ＴＰにおいて、凹部が観察され、凹み深さｔはそれぞれ０．５２μｍ及び０．８１μｍであった。そして、第１加熱工程を行わなかった比較例１の試験片ＴＰでは、仕上げ工程後に凹み深さｔが０．５６μｍとなり、試験片ＴＰの表面に凹凸の形成が確認された。一方、第１加熱工程を行った実施例１の試験片ＴＰでは、仕上げ工程後にも試験片ＴＰの表面に凹凸はほとんど観察されなかった。
【0113】
≪塗面平滑性評価試験≫
図１５に示すように、実施例１及び比較例１の試験片ＴＰを地面Ｇに静置し、試験片ＴＰの表面を試験者Ａにより目視で観察した。試験方法は以下の通りである。
図１５に示すように、実施例１及び比較例１の試験片ＴＰを地面Ｇに静置し、試験片ＴＰの表面を試験者Ａにより目視で観察した。試験方法は以下の通りである。
【0114】
すなわち、試験者Ａは、つま先を試験片ＴＰの端部に接触させて腰を下ろした状態で、試験片ＴＰ表面を目視により観察し、凹部を観察することができなかった場合は○、凹部を観察することができた場合は、凹部に視線を合わせたまま立ち上がりつつ目の位置を試験片ＴＰから徐々に離していき、目視で凹部が見えなくなった位置で静止し、試験者Ａの目の位置から試験片ＴＰの凹部までの距離ｄを測定して、その距離ｄを評価結果とした。
【0115】
なお、試験者Ａは、Ａ１～Ａ５の５人（男性５人、３０歳～５０歳、身長１６５ｃｍ～１８０ｃｍ、裸眼視力又は矯正視力０．８～２．０）とした。結果を表２に示す。
【0116】
【表2】
【0117】
表２に示すように、比較例１の試験片ＴＰでは、試験者Ａ１～Ａ５の全員が凹部の存在を確認し、その距離ｄの平均値は１３７ｃｍであった。一方、実施例１の試験片ＴＰでは、試験者Ａ１～Ａ５の全員が凹部の存在を確認できなかった。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明は、塗装工程後の製品の表面に強化繊維由来の凹凸が現れるのを抑制するとともに、塗装工程を簡潔化することができる繊維強化樹脂成形品の塗装方法及び塗装製品を提供することができるので、極めて有用である。
【符号の説明】
【0119】
１ （繊維強化樹脂成形品の）塗装製品
１１ 繊維強化樹脂成形品
２ 最外層
３ 繊維強化樹脂層
３１ プリプレグ層
３２ 縦プリプレグ層
３３ 横プリプレグ層
３４ 斜プリプレグ層
３５ 逆斜プリプレグ層
３６ 強化繊維
３７ 熱硬化性樹脂
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 第１加熱工程
Ｓ３ 塗装工程
Ｓ３１ 第１塗装工程
Ｓ３２ 研磨工程
Ｓ３３ 第２塗装工程
Ｓ４ 仕上げ工程
１１ 繊維強化樹脂成形品
２ 最外層
３ 繊維強化樹脂層
３１ プリプレグ層
３２ 縦プリプレグ層
３３ 横プリプレグ層
３４ 斜プリプレグ層
３５ 逆斜プリプレグ層
３６ 強化繊維
３７ 熱硬化性樹脂
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 第１加熱工程
Ｓ３ 塗装工程
Ｓ３１ 第１塗装工程
Ｓ３２ 研磨工程
Ｓ３３ 第２塗装工程
Ｓ４ 仕上げ工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】