JP2021038301A - 繊維強化成形品及び繊維強化成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐衝撃性及び難燃性に優れた繊維強化成形品及びその製造方法の提供。【解決手段】本発明の繊維強化成形品は、テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイを、強化繊維に含浸させてなるプリプレグの硬化物を有し、難燃性ＵＬ−９４規格のＶ−０レベルを満足する。また、本発明の繊維強化成形品の製造方法は、強化繊維と、テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイの成形物とを、成形型内で積層した状態で熱ブレスする。【選択図】なし

Description

本発明は、所定の熱溶融性のポリマーとポリアミドとを含む繊維強化成形品及びその製造方法に関する。

繊維強化成形品は、輸送機器（自動車、鉄道車両等の車両、航空機等）、建築部材、電子機器、医療機器等の幅広い用途に用いられる。繊維強化成形品のマトリックス樹脂としては、従来から熱硬化性樹脂の硬化物がよく用いられている。
しかし、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂の硬化物を用いた繊維強化成形品には、熱硬化性樹脂の硬化に時間がかかるため生産性が悪い、耐衝撃性が低い、プリプレグの保存安定性が悪いという問題がある。これらの問題を解決するため、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いたプリプレグ及び繊維強化成形品が提案されている（特許文献１参照）。
繊維強化成形品は、輸送機器のエンジン周り等の高温に曝される部材としても使用される場合がある。かかる繊維強化成形品には、さらに高い難燃性も要求される。

国際公開２０１３／１３４７０４号

本発明は、耐衝撃性及び難燃性に優れた繊維強化成形品及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明は、下記の態様を有する。
＜１＞テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイを、強化繊維に含浸させてなるプリプレグの硬化物を有し、難燃性ＵＬ−９４規格のＶ−０レベルを満足する、繊維強化成形品。
＜２＞前記硬化物が、シート状をなし、厚さが３ｍｍ以上である、上記＜１＞の繊維強化成形品。
＜３＞前記熱溶融性のポリマーが、さらにエチレンに基づく単位を含有する、上記＜１＞又は＜２＞の繊維強化成形品。
＜４＞前記熱溶融性のポリマーが、さらに前記極性官能基を有するモノマーに基づく単位を含有する、上記＜１＞〜＜３＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜５＞前記熱溶融性のポリマーの溶融温度が、１４０〜３２０℃である、上記＜１＞〜＜４＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜６＞前記熱溶融性のポリマーの３８０℃における溶融粘度が、１×１０^２〜１×１０^６Ｐａ・ｓである、上記＜１＞〜＜５＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜７＞前記熱溶融性のポリマーの溶融流れ速度が、１〜１００ｇ／１０分である、上記＜１＞〜＜６＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜８＞前記強化繊維が、その表面に繊維材料が露出している、上記＜１＞〜＜７＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜９＞前記強化繊維が、開繊されている、上記＜１＞〜＜８＞のいずれかの繊維強化成形品。
＜１０＞強化繊維と、テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイの成形物とを、成形型内で積層した状態で熱ブレスする、繊維強化成形品の製造方法。

本発明によれば、耐衝撃性及び難燃性に優れた繊維強化成形品が得られる。

以下の用語は、以下の意味を有する。
「熱溶融性のポリマー」とは、溶融流動性を示すポリマーを意味し、荷重４９Ｎの条件下、ポリマーの溶融温度よりも２０℃以上高い温度において、溶融流れ速度が０．１〜１０００ｇ／１０分となる温度が存在するポリマーを意味する。
「溶融流れ速度（ＭＦＲ）」とは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０：１９９９（ＩＳＯ １１３３：１９９７）に規定される、ポリマーのメルトマスフローレートを意味する。
「ポリマーの溶融温度（融点）」は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法で測定したポリマーの融解ピークの最大値に対応する温度である。
「難燃性ＵＬ−９４規格」とは、プラスチック材料の燃えにくさの度合いを表す規格である。垂直に保持した試料の下端に１０秒間ガスバーナーの炎を２回接炎させた際、いずれの場合も燃焼時間が１０秒以内であるとき、「Ｖ−０レベル」と判定できる。
ポリマーにおける「単位」は、重合反応によってモノマーから直接形成された原子団であってもよく、重合反応によって得られたポリマーを所定の方法で処理して、構造の一部が変換された原子団であってもよい。ポリマーに含まれる、モノマーＡに基づく単位を、単に「モノマーＡ単位」とも記す。
「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとの総称である。

本発明の繊維強化成形品は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）に基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマー（以下、「Ｆポリマー」とも記す。）とポリアミド（以下、「ＰＡ」とも記す。）とのポリマーアロイを、強化繊維に含浸させてなるプリプレグの硬化物を有する。この繊維強化成形品は、難燃性ＵＬ−９４規格のＶ−０レベルを満足し、優れた難燃性を示す。
本発明におけるＦポリマーは、極性官能基（接着性官能基）を有するため、強化繊維の表面に高度に付着できるとともに、ＰＡと強く相互作用できる。この状態で、Ｆポリマーを焼成すれば、強化繊維とＦポリマーから形成される層（以下、「Ｆ層」とも記す。）とが一体化すると考えられる。また、強化繊維の貫通孔内にもＦ層の一部が入り込むため、当該部分においてＦ層の強化繊維に対するアンカー効果が生じ、Ｆ層は強化繊維から剥離しにくくなるとも考えられる。よって、本発明の繊維強化成形品は、優れた耐衝撃性を発揮できると推察される。
また、ＦポリマーとＰＡとの間の強い相互作用により、Ｆ層中では、Ｆポリマー及びＰＡが均一に存在するため、本発明の繊維強化成形品は、優れた難燃性も発揮できると推察される。

本発明におけるＦポリマーは、ＴＦＥに基づく単位（ＴＦＥ単位）及び極性官能基を含有するポリマーである。
Ｆポリマーが有する極性官能基は、極性官能基を有するモノマーに基づく単位に含まれていてもよく、ポリマー末端基に含まれていてもよく、表面処理（放射線処理、電子線処理、コロナ処理、プラズマ処理等。）によりポリマー中に含まれていてもよい。
また、Ｆポリマーが有する極性官能基は、極性官能基を形成し得る基を有するポリマーを変性して調製された基であってもよい。ポリマー末端基に含まれる極性官能基は、そのポリマーの重合に際して使用する成分（重合開始剤、連鎖移動剤等）を調整することにより得られる。

中でも、Ｆポリマーとしては、ＴＦＥ単位及び極性官能基を有する単位（以下、「極性単位」とも記す。）を含有するＦポリマーが好ましい。極性単位は、極性官能基を有するモノマー（以下、「極性モノマー」とも記す。）に基づく単位が好ましい。
極性官能基としては、水酸基含有基、カルボニル基含有基、アセタール基又はホスホノ基（−ＯＰ（Ｏ）ＯＨ_２）が好ましく、強化繊維との接着性をより高める観点から、カルボニル基含有基がより好ましい。

水酸基含有基は、アルコール性水酸基を含有する基が好ましく、−ＣＦ_２ＣＨ_２ＯＨ、−Ｃ（ＣＦ_３）_２ＯＨ又は１，２−グリコール基（−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２ＯＨ）がより好ましい。
カルボニル基含有基は、カルボニル基（＞Ｃ（Ｏ））を含む基であり、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アミド基、イソシアネート基、カルバメート基（−ＯＣ（Ｏ）ＮＨ_２）、酸無水物残基（−Ｃ（Ｏ）ＯＣ（Ｏ）−）、イミド残基（−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ（Ｏ）−等）又はカーボネート基（−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−）が好ましい。

カルボニル基含有基を有するモノマーとしては、酸無水物残基を有する環状モノマー、カルボキシ基を有するモノマー、ビニルエステル又は（メタ）アクリレートが好ましく、酸無水物残基を有する環状モノマーがより好ましく、無水イタコン酸（以下、「ＩＡＨ」とも記す。）、無水シトラコン酸（以下、「ＣＡＨ」とも記す。）、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物（別称：無水ハイミック酸。以下、「ＮＡＨ」とも記す。）又は無水マレイン酸がさらに好ましい。
Ｆポリマーは、ＴＦＥ単位及び極性単位以外の他のモノマーに基づく単位（以下、「他の単位」とも記す。）を含有してもよい。他のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、フルオロアルキルエチレン（ＦＡＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）が挙げられる。

ＰＡＶＥとしては、ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_３、ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ_３、ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３（ＰＰＶＥ）、ＣＦ_２＝ＣＦＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、ＣＦ_２＝ＣＦＯ（ＣＦ_２）_８Ｆが挙げられる。
ＦＡＥとしては、ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＦ_２）_２Ｆ、ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＦ_２）_３Ｆ、ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＦ_２）_４Ｆ（以下、「ＰＦＥＥ」とも記す。）、ＣＨ_２＝ＣＦ（ＣＦ_２）_３Ｈ、ＣＨ_２＝ＣＦ（ＣＦ_２）_４Ｈ（以下、「ＰＦＢＥ」とも記す。）が挙げられる。
中でも、他のモノマーとしては、エチレン、ＶＤＦ又はＣＴＦＥが好ましく、エチレンがより好ましい。したがって、Ｆポリマーとしては、極性官能基を有するＴＦＥとエチレンとのコポリマー（極性官能基を有するＥＴＦＥ）が好適である。極性官能基を有するＥＴＦＥは、特に、ポリマミドとのポリマーアロイを作製しやすいためである。

ＴＦＥ単位の割合は、Ｆポリマーを構成する全単位のうち、２５〜７９．７９モル％が好ましく、４０〜６４．４７モル％がより好ましい、４５〜６１．９５モル％がさらに好ましい。
極性単位の割合は、Ｆポリマーを構成する全単位のうち、０．０１〜５モル％が好ましく、０．０３〜３モル％がより好まし、０．０５〜１モル％がさらに好ましい。
他の単位の割合は、Ｆポリマーを構成する全単位のうち、２０〜７４．７９モル％が好ましく、３５〜５０モル％がより好ましい、３７〜５３．９５モル％がさらに好ましい。

Ｆポリマーの溶融粘度は、３８０℃において１×１０^２〜１×１０^６Ｐａ・ｓが好ましく、３００℃において１×１０^２〜１×１０^６Ｐａ・ｓがより好ましい。この場合、ＰＡとのポリマーアロイをより作製しやすくなる。
Ｆポリマーの溶融温度は、１４０〜３２０℃が好ましく、２６０〜３２０℃がより好ましい。この場合、ＰＡとのポリマーアロイを作製する際の作業性が向上するとともに、繊維強化成形品の耐熱性が向上する。
ＦポリマーのＭＦＲは、１〜１００ｇ／１０分が好ましく、３〜７５ｇ／１０分がより好ましい。この場合、ポリマーアロイの強化繊維への含浸性を高めやすい。

本発明におけるＰＡは、例えば、ω−アミノ酸、ラクタム又はジカルボン酸と、ジアミンとを開環重合又は重縮合して製造できる。
ω−アミノ酸としては、ε−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、９−アミノノナン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、２−クロロ−パラアミノメチル安息香酸、２−メチル−パラアミノメチル安息香酸、４−アミノメチル安息香酸が挙げられる。
ラクタムとしては、ε−カプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム、ウンデカンラクタム、ラウリルラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドンが挙げられる。

カルボン酸としては、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカジオン酸、ヘキサデカジオン酸、ヘキサデセンジオン酸、エイコサンジオン酸、エイコサジエンジオン酸、ジグリコール酸、２，２，４−トリメチルアジピン酸、キシリレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸が挙げられる。

ジアミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス−（４，４’−アミノシクロヘキシル）メタン、メタキシリレンジアミン、テレフタルジアミンが挙げられる。

ＰＡとしては、難燃性、強度特性及び成形加工性のバランスに優れている観点から、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６／６６コポリマー、ポリアミド６／６６／６１０コポリマー、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ及びポリアミドＭＸＤ６からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド６Ｔがより好ましく、ポリアミド６がさらに好ましい。

ＰＡの粘度数は、１００〜１７０が好ましく、１０５〜１６５がより好ましく、１１０〜１６０がさらに好ましい。粘度数と溶融粘度とには相関があり、粘度数が高いＰＡは溶融粘度が高く、粘度数が低いＰＡは溶融粘度が低い。この粘度数が上記範囲であれば、ＰＡとＦポリマーとのポリマーアロイの成形性を高められる。
本発明におけるポリマーアロイは、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を含んでもよい。他の成分としては、ＰＡ及びＦポリマー以外の他の熱可塑性樹脂、無機フィラー、有機フィラー、有機顔料、金属せっけん、界面活性剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、シランカップリング剤、有機化合物（有機モノマー、重合度５０以下の有機オリゴマー等）が挙げられる。

他の熱可塑性樹脂としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、上記ＰＡ以外のポリアミド、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルニトリル、上記Ｆポリマー以外のフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）、液晶ポリマー、スチレン樹脂、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、未変性又は変性されたポリフェニレンエーテル、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソプレン系エラストマー、上記Ｆポリマー以外のフッ素系エラストマー、アクリロニトリル系エラストマーが挙げられる。

無機フィラーとしては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカバルーン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラファイト、炭素繊維、ガラスバルーン、炭素バーン、木粉、ホウ酸亜鉛等が挙げられる。無機フィラーは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
無機フィラーは、ポリマーアロイへの分散性を向上させる観点から、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の表面処理剤による表面処理が施されてもよい。

有機フィラーとしては、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維が挙げられる。
本発明におけるポリマーアロイは、例えば、各成分を、タンブラー、ヘンシェルミキサー等の各種混合機を使用して予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダー等で溶融混練して製造できる。
ポリマーアロイに占めるＰＡの割合は、６０〜９５体積％が好ましく、６５〜９０体積％がより好ましい。
ポリマーアロイに占めるＦポリマーの割合は、１〜３５体積％が好ましく、５〜３０体積％がより好ましい。

かかるポリマーアロイを強化繊維に含浸させてなるプリプレグの硬化により、本発明の繊維強化成形品が得られる。換言すれば、本発明の繊維強化成形品では、ポリマーアロイの硬化物からなるマトリックス樹脂に強化繊維が埋め込まれた状態となっている。
「ポリマーアロイを強化繊維に含浸させる」とは、溶融混練して得られたポリマーアロイを強化繊維に直接含浸させる場合に限らず、後述のようにポリマーアロイからなる成形物（フィルム等）を得た後、かかる成形物を使用して強化繊維に含浸させる場合も含まれる。成形物を強化繊維に含浸させた場合も、本発明の繊維強化成形品は、ポリマーアロイをマトリックス樹脂として含む。

強化繊維としては、繊維強化成形品の機械的特性をより高める観点から、長さが１０ｍｍ以上の連続した長繊維が好ましい。強化繊維は、強化繊維の長さ方向の全長又は幅方向の全幅にわたり連続している必要はなく、途中で分断されていてもよい。
強化繊維の形態としては、繊維強化成形品をより高める観点から、シート状に加工された強化繊維シートが好ましい。
強化繊維シートとしては、複数の強化繊維からなる強化繊維束、強化繊維束を織成してなるクロス、複数の強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向性強化繊維束、一方向性強化繊維束から構成された一方向性クロス、これらの組み合わせ、複数の強化繊維束を積み重ねた積層物、ノンクリンプファブリックが挙げられる。織物を構成する経糸、緯糸は直交していてもよく、直交していなくてもよい。

強化繊維としては、無機繊維、金属繊維及び有機繊維のいずれであってもよい。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維が挙げられる。
金属繊維としては、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維が挙げられる。
有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維が挙げられる。

強化繊維は、表面処理が施されてもよく、未表面処理又は表面処理の除去によりその表面に繊維材料が露出していてもよい。表面に繊維材料が露出する強化繊維を使用すれば、ＦポリマーとＰＡとの相互作用が強まるだけでなく、繊維強化成形品の均質性が向上して難燃性がより高まる。強化繊維の処理の方法としては、強化繊維の強熱する方法、炭素繊維の洗浄する方法が挙げられる。前者の方法としては、強化繊維を３５０〜６００℃にて、１〜８時間、加熱する方法が挙げられる。
強化繊維は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。強化繊維としては、比重が小さく、高強度、高弾性率である観点から、炭素繊維が好ましい。
炭素繊維としては、例えば、国際公開第２０１３／１２９１６９号に記載された炭素繊維が挙げられ、特に［００１８］〜［００２６］に記載された炭素繊維が好ましい。また、炭素繊維の製法としては、［００２８］〜［００３３］に記載された製法が挙げられる。

強化繊維は、開繊されているのが好ましい。「開繊」とは、複数の繊維束を扁平に広げる処理であり、開繊された強化繊維を使用すれば、ポリマーアロイの含浸性が向上し、より機械物性に優れた繊維強化成形品が得られる。
開繊の方法は、日本特許第２９８３５３１号公報、日本特許第３０４９２２５号公報、日本特許第３０６４０１９号公報等に開示されている。

本発明におけるプリプレグは、ポリマーアロイを強化繊維に含浸させれば製造できる。
ポリマーアロイを強化繊維に含浸させる方法としては、（ｉ）ポリマーアロイからなるフィルムを、強化繊維の存在下にポリマーアロイの溶融温度以上に加熱、溶融させ、ポリマーアロイを強化繊維に含浸させる方法、（ii）ポリマーアロイからなる繊維と強化繊維とを用いてファブリックを作製し、ファブリックをポリマーアロイの融点以上に加熱し、ポリマーアロイからなる繊維を溶融させ、ポリマーアロイを強化繊維に含浸させる方法が挙げられる。
本発明におけるプリプレグは、マトリックス樹脂として上記ポリマーアロイを含むため、ポリマーアロイが強化繊維に充分に含浸している。したがって、難燃性及び耐衝撃性に優れる繊維強化成形品が得られる。
かかるプリプレグの硬化物は、シート状をなすのが好ましい。このシート状の硬化物の厚さは、３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。なお、硬化物の上限は、通常、１００ｍｍである。この範囲において、繊維強化成形品の難燃性が充分に高まる。

本発明の繊維強化成形品は、上記プリプレグの硬化物を有する。
本発明の繊維強化成形品は、上記プリプレグのみを使用した成形品であってもよく、上記プリプレグとそれ以外の他のプリプレグとを使用した積層体であってもよく、かかる積層体とプリプレグ以外の他の部材との積層体であってもよい。
他のプリプレグとしては、マトリックス樹脂がＦポリマー及びＰＡを含まないプリプレグ、マトリックス樹脂がＦポリマーを含み、ＰＡを含まないプリプレグ、マトリックス樹脂がＰＡを含み、Ｆポリマーを含まないプリプレグが挙げられる。

プリプレグ以外の他の部材としては、金属部材、ＰＡを含む樹脂フィルム、Ｆポリマーを含む樹脂フィルム、他の熱可塑性樹脂を含むフィルムが挙げられる。
金属部材としては、金属箔、各種金属製部品が挙げられる。金属としては、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、黄銅、ニッケル、亜鉛が挙げられる。金属部材の形状は、目的の繊維強化成形品に応じて適宜選択できる。
本発明の繊維強化成形品は、上記プリプレグの１つのみ、上記プリプレグの２つ以上を積み重ねた積層体、又は上記プリプレグの１つ以上と、他のプリプレグ及びプリプレグ以外の他の部材のいずれか一方又は双方の１つ以上とを積み重ねた積層体を、加熱しながら成形して製造できる。
成形方法としては、金型を用いたプレス成形法が挙げられる。

本発明の繊維強化成形品は、上記プリプレグを使用しない方法によっても製造できる。例えば、強化繊維とポリマーアロイの成形物（フィルム等）とを成形型内で積層した状態で熱プレスしても、本発明の繊維強化成形品を製造できる。かかる方法でも、強化繊維にポリマーアロイが含侵され、その硬化物が形成されて、この硬化物を有する繊維強化成形品が得られる。
強化繊維をＡとし、ポリマーアロイの成形物をＢとした場合、上記積層はＡＢＡＢＡＢとなるようにＡとＢとを交互に配置してもよく、ＡＡＢＡＡＢＢなど不規則な順序でＡとＢとを配置してもよい。また、ＢＡＢの配置を繰り返すＢＡＢＢＡＢＢＡＢなど規則的な順序でＡとＢとを配置してもよい。
加熱プレスの温度は、ポリマーアロイの溶融温度点以上、又はポリマーアロイの主成分である樹脂（Ｆポリマー又はＰＡ）の溶融温度以上が好ましい。

本発明の繊維強化成形品は、テープ形状のプリプレグ（ＵＤテープともいう）を型（金属、木等）若しくは樹脂、金属等からなる成形品に巻き付け、その後加熱溶着（場合によっては加圧）しても製造できる。
また、プリプレグ（ＵＤテープも含む。）を短冊状に切断したチョップドシート（チョップドテープ又はチョップドＵＤテープとも呼ぶ。）を成形型内に積層し、加熱溶着（場合によっては加圧）しても製造できる。
チョップドシートを積層する際は、ランダムでもよく、部分ごとに繊維の方向性を変えてもよい。等方的な繊維強化成形品を得る場合、ランダムに積層するのが好ましい。部分的に強度を変化させる場合は、部分ごとに繊維の方向性を変えるのが望ましい。

本発明の繊維強化成形品の用途としては、電気・電子機器の筐体、内部部材（トレイ、シャーシ等）、内部部材のケース、機構部品；建材（パネル）；四輪車又は二輪車関連部品、部材及び外板；液体水素輸送及び貯蔵タンク部材；スピーカー振動板；航空機関連部品、部材及び外板；風車の羽根；ドローン部品が挙げられる。
電気・電子機器としては、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（電子手帳等の携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、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、その他家電製品が挙げられる。

四輪車又は二輪車関連部品、部材及び外板としては、モーター部品、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、サスペンション部品、各種バルブ（排気ガスバルブ等）、燃料関係、排気系又は吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、各種アーム、各種フレーム、各種ヒンジ、各種軸受、燃料ポンプ、ガソリンタンク、ＣＮＧタンク、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド磨耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、バッテリートレイ、ＡＴブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、ハンドル、ドアビーム、プロテクター、シャーシ、フレーム、アームレスト、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、ラジエターサポート、スペアタイヤカバー、シートシェル、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、アンダーカバー、スカッフプレート、ピラートリム、プロペラシャフト、ホイール、フェンダー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、エアロパーツ、プラットフォーム、カウルルーバー、ルーフ、インストルメントパネル、スポイラー、各種モジュールが挙げられる。

航空機関連部品、部材及び外板としては、ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブが挙げられる。
本発明の繊維強化成形品は、特に、航空機部材、スポーツ用品、風車の羽根、自動車外板、自動車内装、及び電子機器の筐体、トレイ、シャーシに好適に使用できる。

以上、本発明の繊維強化成形品及び繊維強化成形品の製造方法について説明したが、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されない。
例えば、本発明の繊維強化成形品は、上記実施形態の構成において、他の任意の構成を追加で有してもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。
また、本発明の繊維強化成形品の製造方法は、上記実施形態の構成において、他の任意の工程を追加で有してもよいし、同様の作用を生じる任意の工程と置換されていてよい。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
１．Ｆポリマー
Ｆポリマー１：ＴＦＥ単位、ＨＦＰ単位、ＰＦＢＥ単位、ＩＡＨ単位及びエチレン単位を、この順に４６．２モル％、９．４モル％、１．０モル％、０．４モル％、４３．０モル％含み、極性官能基を有するポリマー（融点：１７０℃、溶融粘度：１×１０^４Ｐａ・ｓ、ＭＦＲ：４．４ｇ／１０分）
２．ＰＡ
ＰＡ１：ポリアミド６（宇部興産社製、「ＵＢＥナイロン １０１３Ｂ」、粘度数：１２３、融点：２２４℃）

３．フィルムの作製
（フィルム１）
まず、９０体積％のＰＡ１と１０体積％のＦポリマー１とをドライブレンドし、２軸押出機（テクノベル社製、「ＫＺＷ１５ＴＷ−４５ＭＧ」）に投入した。
次に、樹脂吐出量：２．０ｋｇ／時間、スクリュー回転数：２００ｒｐｍ、設定樹脂温度：２４０℃の条件にて、ＰＡ１とＦポリマー１とを溶融混練し、ポリマーアロイ１を得た。なお、体積％は、ＰＡ１の比重を１．１４、Ｆポリマーの比重を１．７５として計算した。
得られたポリマーを単軸押出機（田辺プラスチックス機械社製、「ＶＳ−３０」）及び４００ｍｍ幅Ｔダイを用い、設定樹脂温度：２６０℃、回転数５０ｒｐｍ、ライン速度：２．０ｍ／分にて押出成形し、厚さ５０μｍのフィルム１を得た。

（フィルム２〜３）
ＰＡ１とＦポリマー１との配合比（体積％）を表１に示すように変更した以外は、フィルム１と同様にして、フィルム２〜３を得た。
（フィルム４（比較例））
Ｆポリマー１を省略した以外は、フィルム１と同様にして、フィルム４を得た。

４．繊維強化成形品の製造
（例１）
まず、得られたフィルム１を３０ｃｍ×３０ｃｍの正方形に切り出した。
次に、切り出したフィルムと、炭素繊維クロス（サンライト社製、「ＣＦ３０００」）とを、フィルム、炭素繊維クロス、フィルムの順番で積層して積層物を作製した。
なお、炭素繊維クロスには、予め、３００℃にて３時間の熱処理を施しておいた。
次に、積層物を、メルト熱プレス機（テスター産業社製）を使用して、温度：２４０℃、圧力：１ＭＰａ、プレス時間：３分間の条件でプレス成形し、プリプレグを得た。
さらに、得られたプリプレグを１３枚積層し、メルト熱プレス機（テスター産業社製）を使用して、温度：２６０℃、予熱：１０分、圧力：１０ＭＰａ、プレス時間：５分間の条件でプレス成形し、厚さ３ｍｍの繊維強化成形品を得た。
（例２〜４）
フィルム１をフィルム２〜４に変更した以外は、例１と同様にして、フィルム２〜４を得た。

５．繊維強化成形品の評価
＜アイゾット衝撃強度＞
コンターマシン（アマダ社製、「Ｖ−４００」）を使用して、各繊維強化成形品を切断し、高さ：６３ｍｍ、幅：１３ｍｍのサンプルを得た。サンプルの高さ３２ｍｍの位置にノッチを入れ、試験片を得た。
試験片について、アイゾッド試験装置（東洋精機製作所社製）を用い、ハンマー容量：２．７５Ｊ、ハンマー質量×重力加速度：１３．９７Ｎ、軸心から重心までの距離：１０．５４ｃｍ、軸心から打撃点までの距離：３３．５ｃｍの条件にてアイゾット衝撃強度を測定した。

＜難燃性試験＞
各繊維強化成形品について、難燃性ＵＬ−９４規格に準拠して難燃性を、以下の評価基準に従って評価した。
［評価基準］
合格：繊維強化成形品が燃焼性ＵＬ−９４規格のＶ−０レベルに相当する難燃性を有していた。
不合格：繊維強化成形品が燃焼した。
これらの結果を、以下の表１に示す。

例１〜例３の繊維強化成形品は、耐衝撃性及び難燃性のいずれも優れていた。これに対して、例４の繊維強化成形品は、耐衝撃性が充分でなく、かつ難燃性も劣っていた。

本発明の繊維強化成形品は、難燃性及び耐衝撃性に優れており、電気・電子機器の筐体、内部部材（トレイ、シャーシ等）、内部部材のケース、機構部品；建材（パネル）；四輪車又は二輪車関連部品、部材及び外板；液体水素輸送及び貯蔵タンク部材；スピーカー振動板；航空機関連部品、部材及び外板；風車の羽根；ドローン部品に好適に使用できる。

Claims (10)

1. テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイを、強化繊維に含浸させてなるプリプレグの硬化物を有し、難燃性ＵＬ−９４規格のＶ−０レベルを満足する、繊維強化成形品。
2. 前記硬化物が、シート状をなし、厚さが３ｍｍ以上である、請求項１に記載の繊維強化成形品。
3. 前記熱溶融性のポリマーが、さらにエチレンに基づく単位を含有する、請求項１又は２に記載の繊維強化成形品。
4. 前記熱溶融性のポリマーが、さらに前記極性官能基を有するモノマーに基づく単位を含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
5. 前記熱溶融性のポリマーの溶融温度が、１４０〜３２０℃である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
6. 前記熱溶融性のポリマーの３８０℃における溶融粘度が、１×１０^２〜１×１０^６Ｐａ・ｓである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
7. 前記熱溶融性のポリマーの溶融流れ速度が、１〜１００ｇ／１０分である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
8. 前記強化繊維が、その表面に繊維材料が露出している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
9. 前記強化繊維が、開繊されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の繊維強化成形品。
10. 強化繊維と、テトラフルオロエチレンに基づく単位及び極性官能基を含有する熱溶融性のポリマーとポリアミドとのポリマーアロイの成形物とを、成形型内で積層した状態で熱ブレスする、繊維強化成形品の製造方法。