JP2016117202A - 繊維強化複合材料成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外観が良好な、端部に曲り部を有する板状の繊維強化複合材料成形体を製造できる、繊維強化複合材料成形体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたシート状プリプレグ基材を積層してプリプレグ積層体１０を得る積層工程と、プリプレグ積層体１０を加熱加圧して、少なくとも１つの端部に外周部の曲率半径が５ｍｍ以下の曲り部を有する表面が平滑な板状の繊維強化複合材料成形体を得る成形工程と、を有し、前記積層工程において、プリプレグ積層体１０の上面における第１の端部１０ａに、非導電性繊維が第１の端部１０ａの長さ方向に一方向に揃えられた電磁波透過プリプレグ基材２１をさらに積層する、繊維強化複合材料成形体の製造方法。【選択図】図２

Description

本発明は、繊維強化複合材料成形体の製造方法に関する。

スポーツやレジャー用途、自動車及び航空機等の産業用途、電気電子機器や家電機器の筐体用途等の様々な分野において、軽量、高強度、かつ高剛性である板状の繊維強化複合材料成形体が用いられている。特に、ノートブック型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の筺体等においては、外部から荷重がかかった際に筐体や内部部品が破損することを抑制するため、板状の繊維強化複合材料成形体が広く用いられている。

このような板状の繊維強化複合材料成形体の製造方法としては、例えば、以下に示す方法が知られている。
一方向に揃えられた強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維等）からなる基材にマトリクス樹脂組成物（熱硬化性樹脂組成物等）が含浸されたプリプレグ基材を複数積層してプリプレグ積層体とした後、該プリプレグ積層体を加熱加圧して板状の繊維強化複合材料成形体を得る方法（例えば、特許文献１〜３）。

またノートブック型ＰＣの筺体等は、無線ＬＡＮ等の無線通信機能を内蔵する場合が多い。この場合には、例えば平面視矩形状のプリプレグ積層体において、アンテナ部が配置される側の端部に、強化繊維として非導電性繊維（ガラス繊維等）を用いたプリプレグ基材のみが用いられ、残りの部分に、少なくとも、強化繊維として導電性繊維（炭素繊維等）を用いたプリプレグ基材が用いられる。これにより、繊維強化複合材料成形体（筺体）におけるアンテナ部が配置された側の端部が電磁波を遮蔽することが抑制され、無線通信が行えるようになる。

特開２００８−３４８２３号公報 国際公開第２０１４／０６５２６１号 国際公開第２００４／０６０６５８号

しかし、特許文献１〜３のような製造方法では、例えば端部に外周部の曲率半径が５ｍｍ以下の曲り部を有する、表面が平滑な板状の繊維強化複合材料からなる成形体を製造する場合、得られた成形体の曲り部において樹脂組成物が不足し、ボイドが生じて繊維が表層に露出したりして外観が不良になることがある。また該成形体が、前記したノートブック型ＰＣのように、プリプレグ積層体の端部に種類の異なるプリプレグ基材を用いるものである場合には、成形時に該曲り部のプリプレグ基材に含まれる強化繊維やマトリクス樹脂組成物が乱れ、層の境界線が歪んで凹凸を生じ、曲り部周辺の外観が不良となることがある。

本発明は、外観が良好な、端部に曲り部を有する板状の繊維強化複合材料成形体を製造できる、繊維強化複合材料成形体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法は、強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたシート状のプリプレグ基材を積層してプリプレグ積層体を得る積層工程と、前記プリプレグ積層体を加熱加圧して、少なくとも１つの端部に外周部の曲率半径が５ｍｍ以下の曲り部を有する表面が平滑な板状の繊維強化複合材料成形体を得る成形工程と、を有する繊維強化複合材料成形体の製造方法であって、前記積層工程において、前記プリプレグ基材を複数積層してなるプリプレグ予備積層体の、少なくとも一方の表面における前記曲り部が形成される端部に、強化繊維が前記端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層してプリプレグ積層体を得ることを特徴とする。

本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法では、前記プリプレグ積層体において、表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部には、非導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波透過プリプレグ基材のみを用い、該端部以外の部分には、導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波遮蔽プリプレグ基材を少なくとも一層用いてもよい。
また、前記非導電性繊維基材がガラス繊維基材であり、前記導電性繊維基材が炭素繊維基材であることが好ましい。なお、成形温度が１４０℃以下の場合はガラス繊維基材以外に有機繊維基材も使用できる。
また、前記プリプレグ積層体において、表面にプリプレグ基材をさらに積層した端部以外の部分の最表層を、強化繊維からなるクロス材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたプリプレグ基材としてもよい。

また、本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法では、前記マトリクス樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物であってもよい。
また、本発明の製造方法により製造する繊維強化複合材料成形体は、平面視で矩形状であってもよい。

本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法によれば、外観が良好な、端部に曲り部を有する板状の繊維強化複合材料成形体を製造できる。

板状の繊維強化複合材料成形体の一例を示した斜視図である。 本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法におけるプリプレグ積層体の一例を示した斜視図である。 図２のプリプレグ積層体の断面図である。

本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法は、少なくとも１つの端部に、外周部の曲率半径が５ｍｍ以下となるように湾曲した曲り部を有する表面が平滑な板状の繊維強化複合材料成形体を製造する方法である。
［繊維強化複合材料成形体］
本発明の製造方法により製造する繊維強化複合材料成形体は、強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物を含浸させたシート状のプリプレグ基材を積層したプリプレグ積層体が加熱加圧されて形成された板状の成形体であり、少なくとも１つの端部に外周部の曲率半径が５ｍｍ以下の曲り部（以下、単に「曲り部」と称することがある）を有する表面が平滑な板状である以外は公知の構成を採用できる。本発明の製造方法により製造する繊維強化複合材料成形体は、表面に意匠層を有していてもよい。

本発明の製造方法により製造する繊維強化複合材料成形体としては、例えば、図１に例示した繊維強化複合材料成形体１（以下、成形体１という。）が挙げられる。成形体１は、ノートブック型ＰＣの筺体に好適に使用できる。
成形体１は、強化繊維基材とマトリクス樹脂組成物の硬化物を含有する板状の成形体であり、電磁波を透過する電磁波透過部２と、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽部３を備える。また電磁波遮蔽部３の最上層（最表層）として意匠層４を備える。成形体１は、第１の端部１ａに、外周部の曲率半径ｒが５ｍｍ以下の曲り部を有している。成形体１の第１の端部１ａは、厚さ方向に上面１ｃから下面１ｄにわたって、平面視で帯状の電磁波透過部２となっている。また、成形体１の電磁波透過部２よりも第２の端部１ｂ側は、平面視で矩形状の電磁波遮蔽部３となっており、上面１ｃ側の部分が平面視で矩形状の意匠層４となっている。成形体１の上面１ｃは、電磁波透過部２と意匠層４で構成されている。

電磁波透過部２は、電磁波透過性を有する部分であり、その直下に無線ＬＡＮ等のアンテナ装置が配置されることで無線通信が可能となる。電磁波遮蔽部３は、電磁波透過性を有しない部分であり、内部の表示装置等を外部の押圧から保護するために必要な強度及び剛性を有する部分である。意匠層４は、成形体１に意匠性を付与する層である。

繊維強化複合材料成形体の端部に電磁波透過部を設ける場合、電磁波透過部の幅は、内蔵されるアンテナサイズ等に応じて適宜決定すればよく、１０〜５０ｍｍが好ましい。

（強化繊維基材）
強化繊維基材を構成する強化繊維としては、特に限定されず、例えば、無機繊維、有機繊維、金属繊維、又はこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維等が挙げられる。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、その他一般のナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維が挙げられ、また金属を被覆した炭素繊維でもよい。

電磁波透過部においては、強化繊維として非導電性繊維を用いる。非導電性繊維を用いることで、電磁波透過性が確保される。非導電性繊維としては、前記した繊維のなかで、導電性を有さず、かつ必要な強度及び剛性を有する材料であれば特に限定されず、軽量で剛性に優れる点から、ガラス繊維が好ましい。電磁波透過部には、導電性繊維が含まれないようにする。
電磁波遮蔽部においては、強化繊維として導電性繊維を用いる。導電性繊維を用いることで、電磁波が遮蔽される。導電性繊維としては、前記した繊維のなかで、導電性を有し、かつ必要な強度及び剛性を有する材料であれば特に限定されず、軽量で剛性に優れる点から、炭素繊維が好ましい。電磁波遮蔽部には、強化繊維として非導電性繊維が含まれていてもよい。
意匠層に用いる強化繊維は、導電性繊維であってもよく、非導電性繊維であってもよい。

強化繊維は、長繊維であってもよく、短繊維であってもよく、剛性に優れる点から、長繊維が好ましい。強化繊維基材の形態としては、多数の長繊維を一方向に揃えてＵＤシート（一方向シート）とする形態、長繊維を製織してクロス材（織物）とする形態、短繊維からなる不織布とする形態等が挙げられる。
複数のＵＤシートが積層される場合は、剛性に優れる点から、厚さ方向に隣り合うＵＤシートにおける強化繊維が互いに直交するように積層されていることが好ましい。
意匠層においては、クロス材を使用することが好ましい。クロス材の織り方としては、例えば、平織、綾織、朱子織、三軸織等が挙げられる。

（マトリクス樹脂組成物）
マトリクス樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂組成物を用いてもよく、熱可塑性樹脂組成物を用いてもよい。なかでも、剛性の点から、マトリクス樹脂組成物は熱硬化性樹脂組成物が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。補強繊維として炭素繊維を用いる場合は、炭素繊維との接着性の点から、エポキシ樹脂又はビニルエステル樹脂が好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン（ＡＥＳ）樹脂、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート（ＡＳＡ）樹脂等が挙げられる。

マトリクス樹脂組成物には、難燃性材料が配合されることが好ましい。これにより、ＰＣや家電製品等においても充分な難燃性能を発揮できる。
難燃性材料としては、例えば、臭素系化合物、リン及び窒素を含む化合物、リン系化合物、金属水酸化物、シリコーン系化合物、及びヒンダードアミン化合物等が挙げられる。

（成形体に使用するプリプレグ基材）
電磁波透過部は、非導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波透過プリプレグ基材のみを用いることで形成される。電磁波遮蔽部は、導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波遮蔽プリプレグ基材を少なくとも一層用いることで形成される。電磁波遮蔽部は、電磁波遮蔽プリプレグ基材のみが積層されて形成されてもよく、電磁波遮蔽プリプレグ基材と電磁波透過プリプレグ基材が積層されて形成されてもよい。

電磁波透過部と電磁波遮蔽部には、一方向に揃えられた強化繊維からなる強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたプリプレグ基材（以下、一方向プリプレグという。）を用いることが好ましい。また、複数の一方向プリプレグが積層される場合は、剛性に優れる点から、厚さ方向に隣り合う一方向プリプレグにおける強化繊維が互いに直交するように積層されていることが好ましい。
なお、電磁波透過部と電磁波遮蔽部には、強化繊維からなるクロス材（織物）にマトリクス樹脂組成物が含浸されたプリプレグ基材（以下、織物プリプレグという。）、強化繊維からなる不織布にマトリクス樹脂組成物が含浸されたプリプレグ基材（以下、不織布プリプレグという。）等を用いてもよい。
意匠層には、例えば、織物プリプレグが使用できる。

繊維強化複合材料成形体の厚さは、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば、０．５〜２．０ｍｍとすることができる。

［製造方法］
本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法は、下記の積層工程と成形工程とを有する。
積層工程：強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたシート状のプリプレグ基材を積層してプリプレグ積層体を得る工程。
成形工程：前記プリプレグ積層体を加熱加圧して板状の繊維強化複合材料成形体を得る工程。

（積層工程）
積層工程では、強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたシート状のプリプレグ基材を積層してプリプレグ積層体を形成する。このとき、プリプレグ基材を複数積層してなるプリプレグ予備積層体の、少なくとも一方の表面における曲り部が形成される端部に、強化繊維が前記端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する。これにより、プリプレグ積層体において、表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部におけるプリプレグ基材の積層数は、該端部以外の部分におけるプリプレグ基材の積層数よりも多くなる。
また、必要に応じて、プリプレグ積層体における表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部以外の部分の最上層（最表層。すなわちプリプレグ予備積層体の最表層に相当する）を、強化繊維からなるクロス材にマトリクス樹脂組成物が含浸された織物プリプレグとしてもよい。

一例を示すと、例えば、成形体１を製造する場合、まず、図２及び図３に示すように、非導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波透過プリプレグ基材２１と、導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波遮蔽プリプレグ基材２２と、強化繊維からなるクロス材にマトリクス樹脂組成物が含浸された織物プリプレグ２３とを積層して、下から順に第１層１１〜第１０層２０が積層されたプリプレグ積層体１０を形成する。なお第１層１１〜第９層１９からなる部分が、プリプレグ予備積層体に相当する。プリプレグ積層体１０における第１の端部１０ａが、曲り部を形成する端部である。

第１層１１は、矩形状の電磁波遮蔽プリプレグ基材２２の第１の端部１０ａ側に帯状の電磁波透過プリプレグ基材２１を接合した接合シートからなる層である。また、第１層１１における電磁波透過プリプレグ基材２１と電磁波遮蔽プリプレグ基材２２はともに一方向プリプレグからなり、第１の端部１０ａの長さ方向に対して、電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向が０°（すなわち端部の長さ方向と同方向）、電磁波遮蔽プリプレグ基材２２の導電性繊維の繊維軸方向が９０°（すなわち端部の長さ方向に直交する方向）となっている。
第２層１２は、矩形状の電磁波遮蔽プリプレグ基材２２の第１の端部１０ａ側に帯状の電磁波透過プリプレグ基材２１を接合した接合シートからなる層であり、電磁波透過プリプレグ基材２１の幅が第１層１１の電磁波透過プリプレグ基材２１の幅よりも広くなっている。また、第２層１２における電磁波透過プリプレグ基材２１と電磁波遮蔽プリプレグ基材２２はともに一方向プリプレグからなり、第１の端部１０ａの長さ方向に対して、電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向が９０°、電磁波遮蔽プリプレグ基材２２の導電性繊維の繊維軸方向が０°となっている。
第３層１３〜第６層１６はそれぞれ、矩形状の電磁波透過プリプレグ基材２１からなる層である。また、第１の端部１０ａの長さ方向に対して、第３層１３及び第６層１６の電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向が９０°、第４層１４及び第５層１５の電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向が０°となっている。
第７層１７は、第２層１２と同じ態様の層である。
第８層１８は、第１層１１と同じ態様の層である。
第９層１９は、矩形状の織物プリプレグ２３の第１の端部１０ａ側に帯状の電磁波透過プリプレグ基材２１を接合した接合シートからなる層である。第１の端部１０ａの長さ方向に対して、第９層１９の電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向は９０°になっている。
第１０層２０は、帯状の電磁波透過プリプレグ基材２１が第１の端部１０ａに長さ方向に積層されることで形成されている。第１の端部１０ａの長さ方向に対して、第１０層２０の電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維２１ａの繊維軸方向は０°になっている。

このように、プリプレグ積層体１０においては、上面における第１の端部１０ａに、第１０層２０として、非導電性繊維２１ａが第１の端部１０ａの長さ方向に一方向に揃えられた電磁波透過プリプレグ基材２１がさらに積層されている。また、これにより、プリプレグ積層体１０の第１の端部１０ａにおけるプリプレグ基材の積層数は、第１の端部１０ａ以外の部分におけるプリプレグ基材の積層数よりも多くなっている。

この例では、プリプレグ積層体１０における第１の端部１０ａ側は、成形体１の第１の端部１ａ側に相当し、厚さ方向において全て電磁波透過プリプレグ基材２１が積層されている。プリプレグ積層体１０の第１の端部１０ａにおいて積層されている電磁波透過プリプレグ基材２１により、成形体１の電磁波透過部２が形成される。
また、プリプレグ積層体１０における第１の端部１０ａ以外の部分において積層されている電磁波透過プリプレグ基材２１と電磁波遮蔽プリプレグ基材２２とにより、成形体１の電磁波遮蔽部３が形成される。
また、織物プリプレグ２３により、成形体１の意匠層４が形成される。

プリプレグ予備積層体に用いるプリプレグ基材は、特に限定されず、一方向プリプレグ、織物プリプレグ、不織布プリプレグ等を適宜組み合わせて積層できる。
ノートブック型ＰＣの筺体の場合は、必要に応じて形成する意匠層に用いるプリプレグ基材以外は、一方向プリプレグを用いることが好ましい。また、この場合は、得られる繊維強化複合材料成形体の剛性に優れる点から、厚さ方向に隣り合う一方向プリプレグの強化繊維が互いに直交するように積層することが好ましい。
なお、プリプレグ積層体を形成するプリプレグ基材として、一方向プリプレグを用いる場合、該一方向プリプレグの強化繊維の繊維軸方向は特に限定されない。

プリプレグ積層体には、異なるプリプレグ基材を接合した接合シートを用いてもよい。また、接合シートを積層する場合は、厚さ方向に隣り合う接合シートにおけるそれぞれの接合境界線の位置をずらすことが好ましい。これにより、得られる強化繊維複合材料成形体の強度が高くなる。
具体的には、例えば、プリプレグ積層体１０のように、第１層１１と第２層１２におけるそれぞれの接合境界線を互いにずらし、第７層１７と第８層１８におけるそれぞれの接合境界線を互いにずらすことが好ましい。

また、一方向プリプレグ同士が接合された接合シートを用いる場合、接合シートにおいては、接合される互いのプリプレグ基材の強化繊維の繊維軸方向を直交させることが好ましい。これにより、繊維強化複合材料成形体の外観がより良好になる。
具体的には、例えば、プリプレグ積層体１０における第１層１１、第２層１２、第７層１７及び第８層１８のように、互いに接合される電磁波透過プリプレグ基材２１と電磁波遮蔽プリプレグ基材２２がともに一方向プリプレグであれば、それら電磁波透過プリプレグ基材２１と電磁波遮蔽プリプレグ基材２２の強化繊維の繊維軸方向を直交させることが好ましい。

また、プリプレグ積層体においては、できるだけ厚さ方向に対称となるようにプリプレグ基材を積層することが好ましい。これにより、強度が高く、かつ表面が平滑な繊維強化複合材料成形体が得られやすくなる。例えば、プリプレグ積層体１０では、帯状の第１０層２０及び織物プリプレグ２３を含む第９層１９以外の部分において、第１層１１と第８層１８、第２層１２と第７層１７、第３層１３と第６層１６、第４層１４と第５層１５をそれぞれ同形態として厚さ方向に対称とすることが好ましい。

本発明では、このように、プリプレグ積層体における少なくとも一方の表面における曲り部が形成される端部に、強化繊維が前記端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材がさらに積層されていることで、外観に優れた繊維強化複合材料成形体が得られる。具体的には、繊維強化複合材料成形体における積層工程でプリプレグ基材をさらに積層した端部に形成される曲り部において、ボイドの発生や強化繊維の乱れ等が抑制され、外観が良好になる。
このような、プリプレグ積層体の表面における端部でのプリプレグ基材のさらなる積層は、外観を良好にしたい側の表面における曲り部を形成する端部に対して行う。例えば、繊維強化複合材料成形体の上面側の外観を良好にしたい場合は、プリプレグ積層体の上面における曲り部を形成する端部に、強化繊維が該端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する。また、繊維強化複合材料成形体の下面側の外観を良好にしたい場合は、プリプレグ積層体の下面における曲り部を形成する端部に、強化繊維が該端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する。繊維強化複合材料成形体の上面側と下面側の両方の外観を良好にしたい場合は、プリプレグ積層体の上面と下面における曲り部を形成する端部のそれぞれに、強化繊維が該端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する。

プリプレグ積層体における表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部において、表面にさらに積層されるプリプレグ基材の積層数は、１層であってもよく、２層以上であってもよい。
プリプレグ積層体における、表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部以外の部分のプリプレグ基材の積層数（すなわちプリプレグ予備積層体におけるプリプレグ基材の積層数）は、特に限定されない。図２及び図３に例示したプリプレグ積層体１０においては、第１の端部１０ａ以外の部分のプリプレグ基材の積層数は９層であるが、８層以下であってもよく、１０層以上であってもよい。

プリプレグ積層体における表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部において、表面にさらに積層されているプリプレグ基材の幅は、３〜６０ｍｍが好ましく、５〜３０ｍｍがより好ましい。該プリプレグ基材の幅が前記範囲内であれば、得られる強化繊維複合材料成形体におけるプリプレグ基材を余分に積層した端部の外観が良好になる。
また、成形体１のように、端部に電磁波透過部を形成する場合には、プリプレグ積層体表面における端部の電磁波透過部にさらに積層するプリプレグ基材の幅は、該電磁波透過部の幅以下とすることが好ましい。

プリプレグ積層体における、表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部において、表面にさらに積層されているプリプレグ基材の厚さの合計は、０．３〜２．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。該プリプレグ基材の厚さが前記範囲内であれば、得られる強化繊維複合材料成形体におけるプリプレグ基材を余分に積層した端部の外観が良好になる。
なお、プリプレグ積層体の端部において、表面にさらに積層されているプリプレグ基材が２層以上である場合、前記プリプレグ基材の厚さの合計は、表面にさらに積層されるプリプレグ基材のそれぞれの厚さを合計した値を意味する。

プリプレグ積層体における表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部における、表面にさらに積層されたプリプレグ基材の強化繊維の繊維軸方向と、該端部の長さ方向とがなす角度は、強化繊維複合材料成形体の外観を良好にしやすい点から、０±１°が好ましく、０°が特に好ましい。

プリプレグ積層体の表面における、端部にさらに積層されるプリプレグ基材の強化繊維は、該プリプレグ基材の長さ方向の一方の端部から他方の端部にわたって延びる長繊維であってもよく、本発明の効果を損なわない範囲で該長繊維が長さ方向の途中で分断されたものであってもよい。外観に優れた繊維強化複合材料成形体が得られやすい点から、プリプレグ積層体の表面における端部にさらに積層されるプリプレグ基材の強化繊維は、該プリプレグ基材の長さ方向の一方の端部から他方の端部にわたって延びる長繊維であることが好ましい。

（成形工程）
成形工程では、積層工程で得たプリプレグ積層体を加熱加圧して板状の繊維強化複合材料成形体を得る。例えば、プリプレグ積層体１０を加熱加圧して板状の成形体１を得る。
プリプレグ積層体を加熱加圧して成形する方法は、公知の方法を採用でき、例えば、オートクレーブ成形、真空バッグ成形、プレス成形等が挙げられる。本発明は、高い圧力で樹脂を流動させる金型を使用したプレス成形を採用する場合に特に効果を発揮しやすい。

（作用効果）
前述したように、従来の製造方法では、繊維強化複合材料成形体の曲り部を有する端部において、ボイドが発生し繊維が表層に露出したりして外観が不良となることがある。曲り部を有する端部におけるボイド発生は、使用するプリプレグ積層体の最表層の端部に、該端部の長さ方向に対して繊維軸方向が直交する強化繊維を含むプリプレグ基材が配置されている場合に発生しやすい。これは、プリプレグ基材の曲り部において、部分的に強化繊維が密な部分と疎な部分があることで、成形時にマトリクス樹脂組成物の流れが不均一となりやすいためであると考えられる。
一方、プリプレグ積層体の最表層の端部に、該端部の長さ方向に平行な強化繊維を含む層を配置しさえすれば、外観が良好な繊維強化複合材料成形体が得られる訳ではない。例えば繊維強化複合材料成形体の端部に電磁波透過部を形成する場合に、プリプレグ積層体として、該端部にのみ一層以上多くプリプレグ基材が積層された上述のプリプレグ積層体ではなく、電磁波透過部の表面に相当する端部に該端部の長さ方向に平行な強化繊維を含む帯状の一方向プリプレグ基材、他の部分に該端部の長さ方向と直交する強化繊維を含む一方向プリプレグ基材を配する接合シートを最表層とするプリプレグ積層体を使用した場合、強化繊維やマトリクス樹脂組成物が乱れて、電磁波透過部とそれ以外の部分との境界線が歪むことがある。

これに対して、本発明においては、プリプレグ積層体の少なくとも一つの端部が曲り部を形成する端部であり、該端部の少なくとも一方の表面に、強化繊維が前記端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材がさらに積層されている。これにより、理由は明らかではないが、当該曲り部において、ボイドが発生したり、強化繊維やマトリクス樹脂組成物が乱れて境界線が歪んだりすることが抑制され、優れた外観が得られる。
本発明における曲り部の外観が良好になる効果は、プリプレグ積層体の表面の端部においてさらに積層したプリプレグ基材と厚さ方向に隣接するプリプレグ基材の強化繊維の繊維軸方向が、該端部の長さ方向に対して０°であっても９０°であっても得られる。例えば、プリプレグ積層体１０であれば、第９層１９における第１の端部１０ａの電磁波透過プリプレグ基材２１の非導電性繊維の繊維軸方向が、第１の端部１０ａに対して０°であっても９０°であっても、成形体１の上面は優れた外観となる。

なお、本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、本発明の繊維強化複合材料成形体の製造方法は、プリプレグ積層体の少なくとも一方の表面における２つ以上の端部に、強化繊維がそれぞれの端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する方法であってもよく、プリプレグ積層体の少なくとも一方の表面における全ての端部に、強化繊維がそれぞれの端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層する方法であってもよい。
また、本発明の製造方法で製造する繊維強化複合材料成形体は、平面視形状が長方形である場合、長辺方向の端部に電磁波透過部があってもよく、短辺方向に電磁波透過部があってもよく、中央部に電磁波透過部があってもよい。また、電磁波透過部がない繊維強化複合材料成形体を製造する方法であってもよい。
本発明の製造方法で製造する繊維強化複合材料成形体は、平面視形状が矩形状でなくてもよい。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［プリプレグ基材］
本実施例においては、以下のプリプレグ基材を用いた。
プリプレグ基材Ａ：一方向に揃えられた炭素繊維基材（三菱レイヨン（株）製、製品名：ＴＲ５０Ｓ）に熱硬化性樹脂組成物（エポキシ樹脂組成物＃３５２、三菱レイヨン（株）製）が含浸された一方向プリプレグ（厚さ１００μｍ、三菱レイヨン（株）製、製品名：ＴＲ３５２Ｅ１１５Ｓ）。
プリプレグ基材Ｂ：一方向に揃えられたガラス繊維基材（ユニチカ（株）製、製品名：ＤＲ−２３５）に熱硬化性樹脂組成物（エポキシ樹脂組成物＃３５２、三菱レイヨン（株）製）が含浸された一方向プリプレグ（厚さ１００μｍ、三菱レイヨン（株）製、製品名：ＧＥ３５２Ｅ１３５Ｓ）。
プリプレグ基材Ｃ：ガラス繊維織物（ユニチカ（株）製、製品名：ＫＳ１０２０）に熱硬化性樹脂組成物（エポキシ樹脂組成物＃３５２、三菱レイヨン（株）製）が含浸された織物プリプレグ（厚さ１００μｍ、三菱レイヨン（株）製、製品名：ＧＥ３５２Ｅ１２５）。

［実施例１］
図２及び図３に示すように、各種プリプレグ基材を積層し、下から順に第１層１１〜第１０層２０が積層された１０層構成のプリプレグ積層体１０を形成した。
第１層１１〜第１０層２０における電磁波透過プリプレグ基材２１としては、プリプレグ基材Ｂを用いた。第１層１１、第２層１２、第７層１７及び第８層１８における電磁波遮蔽プリプレグ基材２２としてプリプレグ基材Ａを用いた。第９層１９における織物プリプレグ２３としてプリプレグ基材Ｃを用いた。
第１層１１、第８層１８、第９層１９及び第１０層２０に用いた帯状のプリプレグ基材Ｂの幅は１４ｍｍであった。また、第２層１２及び第７層１７に用いた帯状のプリプレグ基材Ｂの幅は２４ｍｍであった。また第１層〜第９層の大きさは、いずれも２３０ｍｍ×３４３ｍｍであった。
第１層１１〜第１０層２０における、第１の端部１０ａの長さ方向に対する、各プリプレグ基材Ｂのガラス繊維の繊維軸方向の角度は、第１層１１から順に［０°／９０°／９０°／０°／０°／９０°／９０°／０°／９０°／０°］とした。
第１層１１及び第２層１２における、第１の端部１０ａの長さ方向に対する、各プリプレグ基材Ａの炭素繊維の繊維軸方向の角度は、第１層１１から順に［９０°／０°］とした。また、第７層１７及び第８層１８における、第１の端部１０ａの長さ方向に対する、各プリプレグ基材Ａの炭素繊維の繊維軸方向の角度は、第７層１７から順に［０°／９０°］とした。

次いで、下型及び上型を備える金型を用いて、得られたプリプレグ積層体１０を１４０℃で加熱しながら３ＭＰａの圧力で４分間プレスして、プリプレグ積層体１０における熱硬化性樹脂を一体硬化させた。その後、金型を開き、２３ｃｍ×３４ｃｍで厚さ１．２ｍｍ、かつ３４ｃｍの端部に０．３ｃｍの垂直な立ち上がり部（外周部の曲率半径が２．０ｍｍ、内周部の曲率半径が１ｍｍ）を有する薄板状の成形体１を得た。
得られた成形体１における、プリプレグ積層体１０の第１の端部１０ａに相当する第１の端部１ａを上方から確認したところ、ボイドの発生や、強化繊維及びマトリクス樹脂組成物の乱れがなく、優れた外観であった。

［比較例１］
プリプレグ積層体１０において、第１０層２０を形成するプリプレグ基材Ｂを積層しなかった以外は、実施例１と同様にして繊維強化複合材料成形体を製造した。
得られた繊維強化複合材料成形体における、プリプレグ積層体の第１の端部１０ａに相当する端部を上方から確認したところ、ボイドの発生が見られ、繊維が表層に露出して外観が不良であった。

［比較例２］
プリプレグ積層体１０において、第１の端部１０ａの長さ方向に対する第９層１９のプリプレグ基材Ｂのガラス繊維の繊維軸方向の角度を０°とし、かつ第１０層２０を形成するプリプレグ基材Ｂを積層しなかった以外は、実施例１と同様にして繊維強化複合材料成形体を製造した。
得られた繊維強化複合材料成形体における、プリプレグ積層体の第１の端部１０ａに相当する端部を上方から確認したところ、ガラス繊維及び熱硬化性樹脂の硬化物が乱れて部分的に意匠層上に被さり、意匠層との境界線が歪んで外観が不良であった。

本発明の製造方法により製造される繊維強化複合材料成形体は、ＰＣ等の電気電子機器の筐体として好適に用いることができる。また、本発明の製造方法により製造される繊維強化複合材料成形体は、航空機部品、自動車部品、建材、家電機器、医療機器等にも適用できる。

１ 繊維強化複合材料成形体
１ａ 第１の端部
２ 電磁波透過部
３ 電磁波遮蔽部
４ 意匠層
１０ プリプレグ積層体
１０ａ 第１の端部
２１ 電磁波透過プリプレグ基材
２１ａ 非導電性繊維
２２ 電磁波遮蔽プリプレグ基材
２３ 織物プリプレグ

Claims (6)

1. 強化繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたシート状のプリプレグ基材を積層してプリプレグ積層体を得る積層工程と、前記プリプレグ積層体を加熱加圧して、少なくとも１つの端部に外周部の曲率半径が５ｍｍ以下の曲り部を有する表面が平滑な板状の繊維強化複合材料成形体を得る成形工程と、を有する繊維強化複合材料成形体の製造方法であって、
   前記積層工程において、前記プリプレグ基材を複数積層してなるプリプレグ予備積層体の、少なくとも一方の表面における前記曲り部が形成される端部に、強化繊維が前記端部の長さ方向に一方向に揃えられたプリプレグ基材をさらに積層してプリプレグ積層体を得る、繊維強化複合材料成形体の製造方法。
2. 前記プリプレグ積層体において、表面にプリプレグ基材がさらに積層された端部には、非導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波透過プリプレグ基材のみを用い、該端部以外の部分には、導電性繊維基材にマトリクス樹脂組成物が含浸された電磁波遮蔽プリプレグ基材を少なくとも一層用いる、請求項１に記載の繊維強化複合材料成形体の製造方法。
3. 前記非導電性繊維基材がガラス繊維基材であり、前記導電性繊維基材が炭素繊維基材である、請求項２に記載の繊維強化複合材料成形体の製造方法。
4. 前記プリプレグ積層体において、表面にプリプレグ基材をさらに積層した端部以外の部分の最表層を、強化繊維からなるクロス材にマトリクス樹脂組成物が含浸されたプリプレグ基材とする、請求項２又は３に記載の繊維強化複合材料成形体の製造方法。
5. 前記マトリクス樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維強化複合材料成形体の製造方法。
6. 前記繊維強化複合材料成形体が平面視で矩形状である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の繊維強化複合材料成形体の製造方法。

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