JP7161604B2 - 繊維強化樹脂物品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ランダムシートのような大理石調の独特な外観を有し、且つ厚みが比較的薄い場合であっても欠陥（穴など）が無い繊維強化樹脂物品、その製造方法、及びそれを含む積層体に関する。特に本発明は、電気部品、ＰＣ筐体、携帯カバー、自動車部品、家具、建築材の壁紙等の用途において非常に有用な繊維強化樹脂物品に関する。
従来、強化繊維をマトリックス樹脂と複合させた繊維強化樹脂物品が様々な分野で利用されている。この繊維強化樹脂物品としては、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート、複数の一方向性繊維強化樹脂シートを積層してなる積層体、あるいはランダムシートが知られている。
特許文献１には、強化繊維束として、特定の炭素繊維束を用いた一方向性繊維強化樹脂シート（一方向性材）、複数の一方向性繊維強化樹脂シートを積層してなる積層体（一方向性積層材）、及び、ランダムシート（ランダムスタンパブルシート）が記載されている。
ランダムシートとは、一般にＣＴＴ材（chopped carbon fiber tape reinforced thermoplastics）と呼ばれる面内等方性のシートであり、大理石調の独特な外観を有し、スタンプ成形やプレス成形等の成形法によって３次元形状を付与することも容易なシートである。このランダムシートは、例えば、一方向性繊維強化樹脂シートをチップ状にカットした多数のチョップドシートをランダムに積層し、これをプレス成形して一体化することにより得られる。
特許文献２には、ランダムシート成形体と一方向シート成形体の積層体であり、かつそのランダムシート成形体が少なくとも片面に配置された構造体が記載されている。そしてこの構造体は、強度、強度異方性、成形性及び成形外観が優れていることが説明されている。
近年、繊維強化樹脂物品に対しても薄膜化及び軽量化の要望が高まって来ている。しかし、ランダムシートは面内等方性を発現させる為にチョップドシートを通常８層以上重ねて積層一体化したシートなので、一方向性繊維強化樹脂シートよりもかなり厚くなる。このランダムシートを薄膜化する為には、チョップドシートの積層数を少なくする必要があるが、積層数を極端に少なくするとチョップドシートが重なり合うことができなかった箇所に穴が開いてしまい、不連続なシートになってしまう傾向にある。
特許文献２に記載の構造体は、ランダムシート成形体を一方向シート成形体（一方向性繊維強化樹脂シート）に積層した積層体なので、上述した薄膜化及び軽量化の要望を十分満たすことはできない。なぜならば、特許文献２で使用されているランダムシート成形体は、上述したランダムシートと同様に、チョップドプリプレグ（チョップドシート）を多数（実施例では約７層～約９層）重ねて積層一体化した成形体であり、それ自体がかなり厚いからである。しかも、この厚いランダムシート成形体を一方向シート成形体に積層しているので、その構造体の合計厚みはさらに厚くなる。
本発明は、以上の課題を解決する為になされたものである。すなわち本発明の目的は、ランダムシートのような大理石調の独特な外観を有し、且つ厚みが比較的薄い場合であっても欠陥（穴など）が無い繊維強化樹脂物品、その製造方法、及びそれを含む積層体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決する為に鋭意検討した結果、一方向性繊維強化樹脂シートの少なくとも一方の面にチョップドシートを一体化することが非常に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下の事項により特定される。
［１］一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の少なくとも一方の面に、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同一又は異なる一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）を複数含み、
前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対する前記チョップドシート（ＣＳ）の割合が、４０質量部以上１００質量部以下である繊維強化樹脂物品。
前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対する前記チョップドシート（ＣＳ）の割合が、４０質量部以上１００質量部以下である繊維強化樹脂物品。
［２］前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及び前記チョップドシート（ＣＳ）が、熱可塑性樹脂を含む［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［３］前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂である［２］に記載の繊維強化樹脂物品。
［４］前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と前記チョップドシート（ＣＳ）が、同じ種類の樹脂を含む［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［５］厚みが０.１ｍｍ以上１.０ｍｍ以下である［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［６］前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及び前記チョップドシート（ＣＳ）が、炭素繊維及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも一種の繊維を含む［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［７］前記チョップドシート（ＣＳ）を含む側の表面に、強化繊維を含まない樹脂シートを有する［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［８］前記チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数が５００～７０００個／ｍ２である［１］に記載の繊維強化樹脂物品。
［９］一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の少なくとも一方の面に、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同一又は異なる一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）を複数配置する工程と、
前記配置する工程で得られた配置後の物品を加熱及び加圧する工程とを有する繊維強化樹脂物品の製造方法。
前記配置する工程で得られた配置後の物品を加熱及び加圧する工程とを有する繊維強化樹脂物品の製造方法。
［１０］［１］に記載の繊維強化樹脂物品と、発泡体層とを含む積層体。
［１１］前記発泡体層の密度が０.２～０.７ｇ／ｃｃである［１０］に記載の積層体。
［１２］前記発泡体層の一方の面上に、前記繊維強化樹脂物品が位置し、
前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む［１０］に記載の積層体。
［１０］に記載の積層体。
前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む［１０］に記載の積層体。
［１０］に記載の積層体。
［１３］前記発泡体層の一方の面上に、前記繊維強化樹脂物品が位置し、
前記発泡体層の他方の面上に、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）が位置し、
前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む［１０］に記載の積層体。
前記発泡体層の他方の面上に、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）が位置し、
前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む［１０］に記載の積層体。
［１４］前記発泡体層の両方の面上に、前記繊維強化樹脂物品が各々位置し、
各々の前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む請求項１０に記載の積層体。
各々の前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む請求項１０に記載の積層体。
本発明によれば、ランダムシートのような大理石調の独特な外観を有し、且つ厚みが比較的薄い場合であっても欠陥（例えば穴）が無い繊維強化樹脂物品、その製造方法、及びそれを含む積層体を提供できる。
また、本発明の繊維強化樹脂物品は、一方向性繊維強化樹脂シートと比較した場合、０°方向（一方向性繊維強化樹脂シートの繊維方向に対し平行な方向）以外の方向における強度（例えば引張強度）が向上する。
また、本発明の繊維強化樹脂物品は、ランダムシートと比較した場合、あるいは特許文献２に記載のようなランダムシートと一方向性繊維強化樹脂シートの積層体と比較した場合、薄膜化及び軽量化の要望を満たすことが容易である。
また、繊維強化樹脂物品をシートインサート射出成形に用いたり、発泡シート又はハニカム板をサンドウィッチパネル等の積層体に加工する際の表面材として用いることで、軽量で高強度の製品を提供できる。
＜繊維強化樹脂物品＞
図１は、本発明の繊維強化樹脂物品の一実施形態を示す模式的平面図である。本発明の繊維強化樹脂物品は、図１に示すように、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の少なくとも一方の面（シート面）に、一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）２を複数含む物品である。
図１は、本発明の繊維強化樹脂物品の一実施形態を示す模式的平面図である。本発明の繊維強化樹脂物品は、図１に示すように、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の少なくとも一方の面（シート面）に、一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）２を複数含む物品である。
図１に示すチョップドシート（ＣＳ）２は一方向性繊維強化樹脂シートの小片であり、例えば、一方向性繊維強化樹脂シートをチップ状にカットすることにより得られる。このチョップドシート（ＣＳ）２の原材となる一方向性繊維強化樹脂シートは、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１と同一のものであっても良いし、異なるものであっても良い。一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１及びチョップドシート（ＣＳ）２の原材となる一方向性繊維強化樹脂シートの具体例は、後に詳述する。
図１に示す繊維強化樹脂物品は、その表面に多数のチョップドシート（ＣＳ）２がランダムに分散配置されているので、繊維の配向方向のランダム性により光線の反射が複雑に変化し、大理石調の独特な外観になる。しかも、これらチョップドシート（ＣＳ）２は一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の表面に一体化されているので、チョップドシート（ＣＳ）２が互いに重なり合っていなくても穴は生じない。また、従来のランダムシートにおいてはチョップドシート（ＣＳ）の端面が破壊の起点となり易いが、本発明の繊維強化樹脂物品においては、チョップドシート（ＣＳ）２の端面の数の割合が少なく、しかも一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１が存在するので破壊しにくい。また、チョップドシート（ＣＳ）２の繊維方向がランダムであるため、極端なカールが生じにくい。
図１に示す一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１は０°方向（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し平行な方向）の強度（例えば引張強度）が高く、０°方向以外の方向の強度に関してはチョップドシート（ＣＳ）２によって向上する。したがって、本発明の繊維強化樹脂物品は極端な局所異方性は示さない。これにより、例えば、繊維強化樹脂物品にスタンプ成形やプレス成形等の成形法によって３次元形状を付与する場合においても繊維強化樹脂物品が裂けにくく、形状追従性に優れている。さらに、繊維強化樹脂物品を射出成形金型内にインサートして行うインサート成形やオーバーインジェクション成形を行うことも容易である。
図１に示す一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１は、特許文献２に記載のような多数のチョップドシート（ＣＳ）をシート状に成形して得られるランダムシートを一方向性繊維強化樹脂シートに積層した構成の積層体とは異なり、複数のチョップドシート（ＣＳ）２が一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の少なくとも一方の面（シート面）に含まれる構成を有するので、薄膜化及び軽量化の要望を満たすことが容易である。
図１に示す実施形態においては、各々のチョップドシート（ＣＳ）２は互いに重なり合わないように配置されている。このように出来る限り重なり合わないように配置することは、例えば、繊維強化樹脂物品の薄膜化の点で好ましい。ただし本発明はこれに限定されない。多数のチョップドシート（ＣＳ）２のうちの幾つかが互いに重なり合っていても構わない。チョップドシート（ＣＳ）２の重なり合いの有無やその積層数は、例えば繊維強化樹脂物品の目的とする厚みに応じて適宜決定すれば良い。
図１に示す実施形態においては、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の片面の全体が複数のチョップドシート（ＣＳ）２を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１の両面が複数のチョップドシート（ＣＳ）２を含んでいても良いし、片面又は両面の一部分のみに複数のチョップドシート（ＣＳ）２を含んでいても良い。また、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１を複数積層した積層体の少なくとも一方の面に複数のチョップドシート（ＣＳ）２を含んでいても良い。
図１に示す実施形態においては、配置されている多数のチョップドシート（ＣＳ）２のサイズは均一であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、サイズが異なる２種以上のチョップドシート（ＣＳ）を用いても良いし、そのサイズに分布を持たせても良い。また、チョップドシート（ＣＳ）の形状も四角に限定されず、それ以外の形状であっても構わない。
図１に示す実施形態においては、チョップドシート（ＣＳ）２を含む側の表面には何も積層されていないが、本発明はこれに限定されない。例えば、チョップドシート（ＣＳ）２を含む側の表面に、強化繊維を含まない樹脂シート（保護フィルムなど）を有していても良い。この樹脂シートは繊維強化樹脂物品の表面を保護するだけでなく、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度をさらに向上したり、インサート成形、オーバーインジェクション成形を行った場合のそり変形を軽減したり、あるいは耐候性や難燃性を付与することもできる。樹脂シートは、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１のマトリックス樹脂及び／又はチョップドシート（ＣＳ）２のマトリックス樹脂と同じ種類の樹脂を含むことが好ましい。また、耐候安定剤、難燃剤などの添加剤を含んでいても良い。このような樹脂シートは、例えば、チョップドシート（ＣＳ）２を含む側の表面に熱ラミネートすることにより設けることができる。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合は４０質量部以上１００質量部以下であり、好ましくは５０質量部以上９０質量部以下である。チョップドシート（ＣＳ）の量をそのような特定の量以上にすることは、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度を向上する点及び大理石調の独特な外観を得る点で好ましい。また、この量をそのような特定の量以下にすることは、例えば、繊維強化樹脂物品の薄膜化及び軽量化の点、チョップドシート（ＣＳ）同士の重なり合う箇所を低減すること及び重なり合っている箇所の積層数のばらつきを低減することにより繊維強化樹脂物品の厚みの均一性を向上する点、並びに、破壊の起点となり易い箇所（チョップドシート（ＣＳ）の端面など）の数を少なくする点で好ましい。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）の各々の厚みは、好ましくは５０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以上２５０μｍ以下である。これらの厚みをそのような特定の厚み以上にすることは、例えば、光の透過を抑制して大理石調の独特な外観を得る点で好ましい。また、これらの厚みをそのような特定の厚み以下にすることは、例えば、繊維強化樹脂物品の薄膜化及び軽量化の点、繊維強化樹脂物品の厚みの均一性を向上する点及び破壊の起点となる箇所の数を少なくする点で好ましい。
繊維強化樹脂物品の厚みは、好ましくは０.１ｍｍ以上１.０ｍｍ以下、より好ましくは０.１５ｍｍ以上０.５ｍｍ以下である。維強化樹脂物品の厚みをそのような特定の厚み以上にすることは、例えば、繊維強化樹脂物品を用いるシートインサート射出成形や、繊維強化樹脂物品を表面材として用いるサンドウィッチパネル等の積層体への加工に適する点で好ましい。また、これらの厚みをそのような特定の厚み以下にすることは、例えば、繊維強化樹脂物品の薄膜化及び軽量化の点で好ましい。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）の各々の繊維体積分率Ｖｆは、好ましくは０.３以上０.７以下、より好ましくは０.３５以上０.６以下である。繊維体積分率Ｖｆの具体的な算定方法は、後述する実施例の欄に記載する。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）のサイズ（長さ及び幅）は特に限定されず、繊維強化樹脂物品が使用される用途に応じて適宜決定すれば良い。通常、その長さ（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し平行な方向の長さ）は好ましくは１０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であり、その幅（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し直角な方向の長さ）は好ましくは１００ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。
チョップドシート（ＣＳ）の幅（チョップドシート（ＣＳ）の繊維方向に対し直角な方向の長さ）は、好ましくは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。チョップドシート（ＣＳ）の幅をそのような特定の範囲内の幅にすることは、例えば、大理石調の独特な外観を得る点で好ましい。
チョップドシート（ＣＳ）の長さ（チョップドシート（ＣＳ）の繊維方向に対し平行な方向の長さ）は、好ましくは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。チョップドシート（ＣＳ）の長さをそのような特定の範囲内の長さにすることは、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度を向上する点で好ましい。
チョップドシート（ＣＳ）のアスペクト比（長さ／幅）は、好ましくは０.５以上５.０以下、より好ましくは１.０以上３.０以下である。通常、チョップドシート（ＣＳ）をプレス成形すると、チョップドシート（ＣＳ）の繊維方向には広がりにくいが、繊維方向に対し直角な方向には広がり易い傾向がある。したがって、チョップドシート（ＣＳ）のアスペクト比をそのような特定の範囲内のアスペクト比にすることは、例えば、プレス成形する際のシートの広がりを適度に抑制する点で好ましい。
チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数は、好ましくは５００～７０００個／ｍ２、より好ましくは７００～７０００個／ｍ２である。この個数をそのような特定値以上にすることは、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度を向上する点及び大理石調の独特な外観を得る点で好ましい。また、この個数をそのような特定値以下にすることは、例えば、繊維強化樹脂物品の薄膜化及び軽量化の点、チョップドシート（ＣＳ）同士の重なり合う箇所を低減すること及び重なり合っている箇所の積層数のばらつきを低減することにより繊維強化樹脂物品の厚みの均一性を向上する点、並びに、破壊の起点となり易い箇所（チョップドシート（ＣＳ）の端面など）の数を少なくする点で好ましい。なお、この個数における「単位面積」とは、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）のシート面に対し平行な面の単位面積を意味する。
複数のチョップドシート（ＣＳ）は、その繊維方向が互いにランダムな方向になるよう配置されていることが好ましい。その配置のランダム性が高くなるほど大理石調の独特な外観が特に得られる傾向にあり、かつ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度向上の度合いが均一になる傾向にある。なお、「ランダムな方向になるよう配置されている」とは、その繊維方向が互いに特定の方向には揃えられておらず、不規則に配置されていることを意味する。
以上説明した各サイズのチョップドシート（ＣＳ）は、例えば、カッターナイフ、はさみ、ギロチンカッター、シアカッター、レーザーカッター等の器具を用いて一方向性繊維強化樹脂シートをカットすることにより得ることができる。
本発明において、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）の種類は特に限定されず、公知の一方向性繊維強化樹脂シート及びチョップドシートを使用できる。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）は、加熱成形（プレス成形など）による一体化の容易性の点から熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、ポリプロピレン系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂を含むことがより好ましい。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）は、一体化後に剥離しにくい等の安定性の点から、同じ種類の樹脂を含むことが好ましい。この樹脂は、通常、マトリックス樹脂として含まれる樹脂である。したがって、例えば、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）がマトリックス樹脂としてポリプロピレン系樹脂を含む場合はチョップドシート（ＣＳ）もマトリックス樹脂としてポリプロピレン系樹脂を含むことが好ましく、また、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）がマトリックス樹脂としてポリアミド系樹脂を含む場合はチョップドシート（ＣＳ）もマトリックス樹脂としてポリアミド系樹脂を含むことが好ましい。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）は、炭素繊維及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも一種の繊維を含むことが好ましい。特に大理石調の外観を得る為には、炭素繊維を含むことがより好ましい。
＜繊維強化樹脂物品の製造方法＞
以上説明した本発明の繊維強化樹脂物品は、その製造方法について特に制限されない。ただし、本発明の繊維強化樹脂物品の製造方法は、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の少なくとも一方の面に、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同一又は異なる一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）を複数配置する工程と、この配置する工程で得られた配置後の物品を加熱及び加圧する工程とを有する繊維強化樹脂物品の製造方法である。
以上説明した本発明の繊維強化樹脂物品は、その製造方法について特に制限されない。ただし、本発明の繊維強化樹脂物品の製造方法は、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の少なくとも一方の面に、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同一又は異なる一方向性繊維強化樹脂シートのチョップドシート（ＣＳ）を複数配置する工程と、この配置する工程で得られた配置後の物品を加熱及び加圧する工程とを有する繊維強化樹脂物品の製造方法である。
チョップドシート（ＣＳ）を複数配置する工程においては、各々のチョップドシート（ＣＳ）が互いに重なり合わないように配置することが好ましい。ただし本発明はこれに限定されない。先に説明したとおり、多数のチョップドシート（ＣＳ）のうちの幾つかが互いに重なり合っていても構わない。チョップドシート（ＣＳ）の重なり合いの有無やその積層数は、例えば、繊維強化樹脂物品の目的とする厚みに応じて適宜決定すれば良い。例えば、複数配置する工程と同時にまたは複数配置する工程の後に、チョップドシート（ＣＳ）の重なりを少なくするために、チョップドシート（ＣＳ）を再配置する工程を有していてもよい。
チョップドシート（ＣＳ）を複数配置する工程においては、先に述べたように、複数のチョップドシート（ＣＳ）を、その繊維方向が互いにランダムな方向になるよう配置することが好ましい。その配置のランダム性が高くなるほど大理石調の独特な外観が特に得られる傾向にあり、かつ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の０°方向以外の方向の強度向上の度合いが均一になる傾向にある。
加熱及び加圧する工程において、その加熱温度は一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）に用いられるマトリックス樹脂の融点以上であることが好ましい。その加熱温度は、通常１６５℃以上２５０℃以下である。また圧力は、通常０.５ＭＰａ以上５.０ＭＰａ以下である。
繊維強化樹脂物品の製造方法は、加熱及び加圧工程を経て得られた繊維強化樹脂物品に対して、必要に応じて、先に説明した樹脂シートを設ける工程（例えば熱ラミネート工程や貼着する工程）をさらに有していても良い。
＜繊維強化樹脂組成物＞
本発明に用いる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）を構成する繊維強化樹脂組成物の種類は特に限定されない。その具体例を以下に説明する。
本発明に用いる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及びチョップドシート（ＣＳ）を構成する繊維強化樹脂組成物の種類は特に限定されない。その具体例を以下に説明する。
繊維強化樹脂組成物は、通常、強化繊維（好ましくは強化繊維束）とマトリックス樹脂を含む組成物である。強化繊維束は、例えば、強化繊維をサイジング剤で処理することにより得られる。そして、この強化繊維束を引き揃えて、例えば溶融したマトリックス樹脂と接触させることにより繊維強化樹脂組成物が得られる。
強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維等の高強度、高弾性率繊維を使用できる。これらは２種以上を併用してもよい。強化繊維は、特に、炭素繊維及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも一種の繊維を含むことが好ましい。単糸の平均直径は特に限定されないが、機械特性及び表面外観の点から、好ましくは１～２０μｍ、より好ましくは４～１０μｍである。炭素繊維束の単糸数も特に限定されないが、生産性及び特性の点から、好ましくは１００～１００,０００本、より好ましくは１,０００～５０,０００本である。
強化繊維束に用いるサイジング剤としては、例えば変性ポリオレフィンが挙げられる。この変性ポリオレフィンは、重合体鎖に結合するカルボン酸金属塩を少なくとも含む変性ポリオレフィンであることが好ましい。変性ポリオレフィンの原料（未変性ポリオレフィン）としては、例えば、エチレン起因の骨格含量が５０モル％を超えるエチレン系重合体、プロピレン起因の骨格含量が５０モル％を超えるプロピレン系重合体が挙げられる。エチレン系重合体の具体例としては、エチレン単独重合体、エチレンと炭素原子数３～１０のα－オレフィンの共重合体が挙げられる。プロピレン系重合体の具体例としては、プロピレン単独重合体、プロピレンとエチレン及び／又は炭素数４～１０のα－オレフィンの共重合体が挙げられる。より具体的には、ホモポリプロピレン、ホモポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン・１－ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・１－ブテン共重合体が挙げられる。
変性ポリオレフィンは、例えば、未変性ポリオレフィンの重合体鎖に、カルボン酸基、カルボン酸無水物基又はカルボン酸エステル基をグラフト導入し、且つその基をカチオンとの塩の状態に変換することにより得られる。
例えば、強化繊維をサイジング剤（及び必要に応じてアミン化合物等の添加剤）を含むエマルションに浸漬し、その後乾燥することにより、サイジング剤で処理された強化繊維束が得られる。エマルション中のサイジング剤の含有量は、好ましくは０.００１質量％以上１０質量％以下である。強化繊維束に対するサイジング剤の付着量は、好ましくは０.１質量％以上５.０質量％以下である。
以上説明した強化繊維束を引き揃えて、例えば溶融したマトリックス樹脂と接触させることにより繊維強化樹脂組成物が得られる。マトリックス樹脂の種類は限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。特にマトリックス樹脂は、ポリプロピレン系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂を含むことがより好ましい。また、マトリックス樹脂は変性ポリオレフィンを含んでいても良い。
＜積層体＞
以上説明した本発明の繊維強化樹脂物品は、他の物品に積層して積層体として使用することも好ましい。積層体の種類は特に限定されず、具体的には、先に述べたような発泡シート又はハニカム板の片面、あるいは両面に本発明の繊維強化樹脂物品を積層したサンドウィッチパネルであっても良いし、またそれ以外の種類の積層体であっても良い。
以上説明した本発明の繊維強化樹脂物品は、他の物品に積層して積層体として使用することも好ましい。積層体の種類は特に限定されず、具体的には、先に述べたような発泡シート又はハニカム板の片面、あるいは両面に本発明の繊維強化樹脂物品を積層したサンドウィッチパネルであっても良いし、またそれ以外の種類の積層体であっても良い。
本発明の積層体は、本発明の繊維強化樹脂物品と発泡体層とを含む積層体である。この積層体において、繊維強化樹脂物品と発泡体層とは、直接接していても良いし、他の層（中間層など）を介して積層されていても良い。好ましい態様は、繊維強化樹脂物品と発泡体層とが接する箇所を有する積層構造である。さらに、積層体の少なくとも一つの表面がチョップドシート（ＣＳ）を複数含む面である（すなわち大理石調の外観を有する面である）ことが好ましい。
本発明の積層体の好ましい態様の一つとして、発泡体層の一方の面上に繊維強化樹脂物品が位置し、繊維強化樹脂物品の発泡体層側の面とは対向する面がチョップドシート（ＣＳ）を複数含む積層体が挙げられる。この態様は、代表的には、繊維強化樹脂物品（ＣＳ／ＵＤＳ）／発泡体層の順で積層された構成を有する積層体である。この態様においては、発泡体層の一方の面が繊維強化樹脂物品により補強され、かつ積層体の補強された側の表面が大理石調の外観を有する。
本発明の積層体の好ましい態様の一つとして、発泡体層の一方の面上に前記繊維強化樹脂物品が位置し、前記発泡体層の他方の面上に一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）が位置し、前記繊維強化樹脂物品の前記発泡体層側の面とは対向する面が前記チョップドシート（ＣＳ）を複数含む積層体が挙げられる。この態様は、代表的には、繊維強化樹脂物品（ＣＳ／ＵＤＳ）／発泡体層／一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の順で積層された構成を有する積層体である。この態様においては、発泡体層の両方の面が繊維強化樹脂物品又は一方向性繊維強化樹脂シートにより補強され、かつ積層体のチョップドシート（ＣＳ）を有する側の表面が大理石調の外観を有する。
本発明の積層体の好ましい態様の他の一つとして、発泡体層の両方の面上に繊維強化樹脂物品が各々位置し、各々の繊維強化樹脂物品の発泡体層側の面とは対向する面がチョップドシート（ＣＳ）を複数含む積層体が挙げられる。この態様は、代表的には、繊維強化樹脂物品（ＣＳ／ＵＤＳ）／発泡体層／繊維強化樹脂物品（ＵＤＳ／ＣＳ）の順で積層された構成を有する積層体（サンドウィッチパネル）である。この態様においては、発泡体層の両面が繊維強化樹脂物品により補強され、かつ積層体の補強された両方の表面が大理石調の外観を有する。
本発明の積層体において、発泡体層に含まれる樹脂（以下、「発泡体樹脂」と称す］は特に限定されず、公知の各種樹脂を使用できる。発泡体樹脂は、架橋樹脂でも良いし、無架橋体でも良い。発泡体樹脂の具体例としては、ポリエチレン系樹脂発泡体、ポリプロピレン系樹脂発泡体、ポリスチレン系樹脂発泡体、ポリプロピレン系樹脂発泡体を外層に有するポリスチレン系樹脂発泡体等の熱可塑性樹脂発泡体が挙げられる。特に発泡体樹脂は、繊維強化樹脂物品に含まれるマトリックス樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂で構成されることが好ましく、どちらもプロピレン系樹脂であることが好ましい。このような構成とすることで、接着強度がより向上される傾向にある。なお、「同じ種類の熱可塑性樹脂」とは、マトリックス樹脂と発泡体層のいずれもが、例えばポリオレフィン系樹脂を含むことを指す。例えば、マトリックス樹脂がポリプロピレン系樹脂を含み、発泡体層がポリブテン系樹脂を含んでいても、どちらもポリオレフィン系樹脂を含むので、マトリックス樹脂と発泡体層は「同じ種類の熱可塑性樹脂」を含んでいる。ポリオレフィン系樹脂の他にも、例えば、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ樹脂）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ樹脂）、液晶ポリエステル、ポリアリーレート、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、塩化ビニル、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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（ＰＥＥＫ）、変性ポリオレフィン、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂についても同様である。また、「どちらもプロピレン系樹脂である」とは、マトリックス樹脂と発泡体層のいずれもが、プロピレンを構成単位として５０質量％以上含む重合体を含むことを意味する。
発泡体層の密度は、好ましくは０.２～０.７ｇ／ｃｃ、より好ましくは０.２５～０.４ｇ／ｃｃである。発泡体樹脂中の気泡は、独立気泡でも良いし、連通気泡でも良い。一般に、独立気泡の発泡体樹脂は強度が高い傾向にある。
発泡体層の発泡倍率は、好ましくは１.３～５倍、より好ましくは２～４倍である。
発泡体層は、リブ構造を含んでいても良く、より具体的には、発泡体層の一部に非発泡リブ構造を含んでいても良い。リブ構造は、例えば、発泡体の収縮や変形を抑制する作用を奏する。リブ構造の形態は特に制限されず、例えば格子状、ストライプ状、円柱状、リング状等の形態をとることができる。これらの形状は相互に重なった形態をとっても良い。リブ構造は、発泡体層の表面及び裏面の全面に格子状等の形状の断面方向のリブを形成した態様であっても良いし、表面又は裏面のどちらか一方の全面又は一部の面に格子状等の形状の断面方向のリブを形成した態様であっても良い。また、表面の構造と裏面の構造がつながっていてもかまわない。発泡体層の一部に非発泡リブ構造を形成する方法としては、例えば、発泡体層の一部に熱したナイフを接触させて、所望の位置を熱溶融させる方法がある。また、熱した棒状の金属を発泡体層に押し当てて、円柱状の形状を形成する方法や、熱したパイプ状の金属を発泡体層に押し当てて、リング状の形状を形成する方法を挙げることが出来る。
本発明の積層体の厚み（繊維強化樹脂物品及び発泡体層を含む全体の厚み）は、好ましくは２～１６ｍｍ、より好ましくは２～１０ｍｍである。
本発明の積層体の製造方法は特に限定されない。例えば、各層を順番に積層して、そのまま積層体として用いても良いし、接着剤を用いて各層の界面の一部又は全部を接着しても良いし、プレス機やアイロン等の機器を用いて加圧及び加熱して各層の界面の一部又は全部を融着しても良い。また、粘着テープを用いて各層の端部を固定しても良いし、樹脂製のピンを用いて各層の任意の部分に刺し込んで位置がずれないようにしても良い。特に、加圧及び加熱して各層の界面の一部又は全部を融着する方法が好ましい。
本発明の積層体は、三次元形状が付与された積層体であっても良い。三次元形状の具体的な形態は特に制限されず、その表面に平面形状以外の形状が付与された場合はこれに該当する。三次元形状を付与する方法の具体例としては、熱プレス法（例えばヒートアンドクール法、スタンピング法）、真空成型法が挙げられる。本発明の積層体は、発泡体シートを一方向性繊維強化樹脂シートのみで補強した従来の積層体と比較して、熱プレス等の加工法によって三次元形状を付与する際に割れ等の外観上の不具合が生じにくい。
本発明の繊維強化樹脂物品及びこれを含む積層体は、様々な分野で好適に利用できる。特に、電気部品、ＰＣ筐体、携帯カバー、自動車部品、家具、パーティション、スクリーンウォール、ドア、引き戸等の軽量でかつ比較的強度が要求される物品の用途において非常に有用である。さらに、建築材の壁紙、床材、化粧ボード等の意匠性が要求される物品の用途においても非常に有用である。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。実施例において用いた評価方法は以下の通りである。
＜引張試験＞
島津製作所製引張試験機ＡＧ－Ｘ １００ｋＮを使用し、引張速度０.４５ｍｍ／分、２３℃にて測定を行った。試験片の厚み以外はＪＩＳ Ｋ７１６４に準拠した条件で引張試験を行ない、ヤング率と引張強度を測定した。
島津製作所製引張試験機ＡＧ－Ｘ １００ｋＮを使用し、引張速度０.４５ｍｍ／分、２３℃にて測定を行った。試験片の厚み以外はＪＩＳ Ｋ７１６４に準拠した条件で引張試験を行ない、ヤング率と引張強度を測定した。
＜シート厚み＞
ミツトヨ社製デジマチック標準外側マイクロメータＭＤＥ－ＭＸを使用し、サンプルの１辺あたり３点、合計８点（隣合う２辺では１点を共有）測定し、平均値を厚みとした。
ミツトヨ社製デジマチック標準外側マイクロメータＭＤＥ－ＭＸを使用し、サンプルの１辺あたり３点、合計８点（隣合う２辺では１点を共有）測定し、平均値を厚みとした。
＜繊維体積分率Ｖｆ＞
サンプルのシートを５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に切り出し、質量Ｗｃ（ｇ）を測定した。この切り出したサンプルを４８０℃で１時間加熱し、樹脂を熱劣化させ取り除き、炭素繊維のみの質量Ｗｆ（ｇ）を測定し、次の式によって繊維堆積分率Ｖｆを求めた。
繊維体積分率Ｖｆ＝（Ｗｆ／Ｗｃ）×ρｃ／ρｆ
ここで、ρｃはサンプルの密度（ｇ／ｃｍ３）、ρｆはサンプルに用いられている炭素繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）である。
サンプルのシートを５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に切り出し、質量Ｗｃ（ｇ）を測定した。この切り出したサンプルを４８０℃で１時間加熱し、樹脂を熱劣化させ取り除き、炭素繊維のみの質量Ｗｆ（ｇ）を測定し、次の式によって繊維堆積分率Ｖｆを求めた。
繊維体積分率Ｖｆ＝（Ｗｆ／Ｗｃ）×ρｃ／ρｆ
ここで、ρｃはサンプルの密度（ｇ／ｃｍ３）、ρｆはサンプルに用いられている炭素繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）である。
＜実施例１＞
（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の作製）
国際公開第２０１６／１１４３５２号の実施例６に記載された方法で一方向性繊維強化樹脂シート（但し、厚みは１６２.４μｍ、繊維体積分率Ｖｆは０.５３）を作製し、これを切り出すことによって、２００ｍｍ×２００ｍｍの一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）を得た。この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量は８.９８ｇであった。
（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の作製）
国際公開第２０１６／１１４３５２号の実施例６に記載された方法で一方向性繊維強化樹脂シート（但し、厚みは１６２.４μｍ、繊維体積分率Ｖｆは０.５３）を作製し、これを切り出すことによって、２００ｍｍ×２００ｍｍの一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）を得た。この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量は８.９８ｇであった。
（チョップドシート（ＣＳ）の作製）
以上のようにして作製した一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同じものである一方向性繊維強化樹脂シートを、１２.５ｍｍ幅でスリットしてテープ状とし、これをさらに約１５ｍｍの長さで切断して多数のチョップドシート（ＣＳ）を得た。
以上のようにして作製した一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同じものである一方向性繊維強化樹脂シートを、１２.５ｍｍ幅でスリットしてテープ状とし、これをさらに約１５ｍｍの長さで切断して多数のチョップドシート（ＣＳ）を得た。
（繊維強化樹脂物品の作製）
以上の様にして作製した多数のチョップドシート（ＣＳ）４.４９ｇを、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に、できるだけ重ならないようにランダムに配置した（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝５０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約３２００個／ｍ２）。次いで、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に多数のチョップドシート（ＣＳ）が配置された物品を、２枚のステンレス板の間に挟み、１８５℃に加熱したプレス装置（東洋精機製作所製、ミニテストプレスＭＰ－ＷＣＨ）を用いて２ＭＰａの圧力を３分間かけた。その後、１５℃に調節したプレス装置に移動させて３０秒間２ＭＰａ、さらに３０秒間４ＭＰａの圧力をかけて冷却を行った。このようなプレス成形により、厚み２５５μｍの平滑な繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１３.４７ｇであり、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率（以下「質量比」と称す）は１.５であった。
以上の様にして作製した多数のチョップドシート（ＣＳ）４.４９ｇを、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に、できるだけ重ならないようにランダムに配置した（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝５０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約３２００個／ｍ２）。次いで、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に多数のチョップドシート（ＣＳ）が配置された物品を、２枚のステンレス板の間に挟み、１８５℃に加熱したプレス装置（東洋精機製作所製、ミニテストプレスＭＰ－ＷＣＨ）を用いて２ＭＰａの圧力を３分間かけた。その後、１５℃に調節したプレス装置に移動させて３０秒間２ＭＰａ、さらに３０秒間４ＭＰａの圧力をかけて冷却を行った。このようなプレス成形により、厚み２５５μｍの平滑な繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１３.４７ｇであり、一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率（以下「質量比」と称す）は１.５であった。
この繊維強化樹脂物品に対して０°方向、４５°方向及び９０°方向の引張試験を行ない、ヤング率と引張強度を測定した。ここで、０°方向とは一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し平行な方向であり、４５°方向とはその繊維方向に対し４５°の方向であり、９０°方向とはその繊維方向に対し直角な方向である。各々の試験片のサイズは、２５ｍｍ×１５０ｍｍとした。その結果、繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は６１.５３ＧＰａ、引張強度は５８７ＭＰａ、４５°方向のヤング率は５.４４ＧＰａ、引張強度は１０.９ＭＰａ、９０°方向のヤング率は４.０５ＧＰａ、引張強度は９.０ＭＰａであった。繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は大理石調であった。図２は、その外観の一部を斜め方向から撮影した写真である。
＜実施例２＞
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を５.３９ｇに変更したことと以外は、実施例１と同様にして平滑な繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝６０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約３８４０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは２５１μｍ、総質量は１４.３７ｇであり、質量比は１.６であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は６９.６４ＧＰａ、引張強度は６０９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は６.５３ＧＰａ、引張強度は１３.１ＭＰａ、９０°方向のヤング率は５.４２ＧＰａ、引張強度は７.９ＭＰａであった。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は大理石調であった。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を５.３９ｇに変更したことと以外は、実施例１と同様にして平滑な繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝６０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約３８４０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは２５１μｍ、総質量は１４.３７ｇであり、質量比は１.６であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は６９.６４ＧＰａ、引張強度は６０９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は６.５３ＧＰａ、引張強度は１３.１ＭＰａ、９０°方向のヤング率は５.４２ＧＰａ、引張強度は７.９ＭＰａであった。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は大理石調であった。
＜実施例３＞
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を８.０８ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にして平滑な繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝９０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約５７６０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは３１３μｍ、総質量は１７.０６ｇであり、質量比は１.９であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は６４.９４ＧＰａ、引張強度は５８８ＭＰａ、４５°方向のヤング率は２２.７ＧＰａ、引張強度は２４.３ＭＰａ、９０°方向のヤング率は４.７２ＧＰａ、引張強度は１１.３ＭＰａであった。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は大理石調であった。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を８.０８ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にして平滑な繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝９０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約５７６０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは３１３μｍ、総質量は１７.０６ｇであり、質量比は１.９であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は６４.９４ＧＰａ、引張強度は５８８ＭＰａ、４５°方向のヤング率は２２.７ＧＰａ、引張強度は２４.３ＭＰａ、９０°方向のヤング率は４.７２ＧＰａ、引張強度は１１.３ＭＰａであった。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は大理石調であった。
＜比較例１＞
実施例１で作製したものと同じ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）２枚を０°方向に積層し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行ない、厚み３２３μｍの平滑な繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１７.９６ｇであり、質量比は２.０であった。なお、比較例１における質量比は、下地となる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率である。実施例１と同じ引張試験を行なったところ、０°方向のヤング率は１０５.４２ＧＰａ、引張強度は１４９９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は５.０３ＧＰａ、引張強度は９.３ＭＰａ、９０°方向のヤング率は３.４３ＧＰａ、引張強度は５.６ＭＰａであり、実施例１の繊維強化樹脂物品と比較して４５°方向及び９０°方向の強度が低かった。また、この比較例１のような一方向性の繊維強化樹脂物品は、プレス成形により３次元形状を付与する場合は割れが発生する可能性が高い。
実施例１で作製したものと同じ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）２枚を０°方向に積層し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行ない、厚み３２３μｍの平滑な繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１７.９６ｇであり、質量比は２.０であった。なお、比較例１における質量比は、下地となる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率である。実施例１と同じ引張試験を行なったところ、０°方向のヤング率は１０５.４２ＧＰａ、引張強度は１４９９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は５.０３ＧＰａ、引張強度は９.３ＭＰａ、９０°方向のヤング率は３.４３ＧＰａ、引張強度は５.６ＭＰａであり、実施例１の繊維強化樹脂物品と比較して４５°方向及び９０°方向の強度が低かった。また、この比較例１のような一方向性の繊維強化樹脂物品は、プレス成形により３次元形状を付与する場合は割れが発生する可能性が高い。
＜比較例２＞
実施例１で作製したものと同じ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１枚を０°方向、他の１枚を９０°方向にして積層し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行なって、厚み３１４μｍの繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１７.９６ｇ、質量比は２.０であった。なお、比較例２における質量比は、下地となる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率である。得られた繊維強化樹脂物品は、０°方向と９０°方向の収縮率の違いによって大きくカールしてしまった。実施例１と同じ引張試験を行なったところ、０°方向（下側の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し平行な方向）のヤング率は５７.８４ＧＰａ、引張強度は６９９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は４.９２ＧＰａ、引張強度は３６.５ＭＰａ、９０°方向（下側の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し直角な方向）のヤング率は５０.０ＧＰａ、引張強度は６０４ＭＰａであった。また、この比較例２のような二方向性（０°及びと９０°方向）の繊維強化樹脂物品は形状追従性が劣り、プレス成形により３次元形状を付与する場合は割れやしわが発生する可能性がある。
実施例１で作製したものと同じ一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１枚を０°方向、他の１枚を９０°方向にして積層し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行なって、厚み３１４μｍの繊維強化樹脂物品を得た。繊維強化樹脂物品の総質量は１７.９６ｇ、質量比は２.０であった。なお、比較例２における質量比は、下地となる一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の質量に対する繊維強化樹脂物品の総質量の比率である。得られた繊維強化樹脂物品は、０°方向と９０°方向の収縮率の違いによって大きくカールしてしまった。実施例１と同じ引張試験を行なったところ、０°方向（下側の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し平行な方向）のヤング率は５７.８４ＧＰａ、引張強度は６９９ＭＰａ、４５°方向のヤング率は４.９２ＧＰａ、引張強度は３６.５ＭＰａ、９０°方向（下側の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向に対し直角な方向）のヤング率は５０.０ＧＰａ、引張強度は６０４ＭＰａであった。また、この比較例２のような二方向性（０°及びと９０°方向）の繊維強化樹脂物品は形状追従性が劣り、プレス成形により３次元形状を付与する場合は割れやしわが発生する可能性がある。
＜比較例３＞
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を２.７０ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝３０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約１９２０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは２１０μｍ、総質量は１１.６７ｇであり、質量比は１.３であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は５８.５０ＧＰａ、引張強度は５１６ＭＰａ、４５°方向のヤング率は４.７０ＧＰａ、引張強度は８.２ＭＰａ、９０°方向のヤング率は２.７８ＧＰａ、引張強度は４.５ＭＰａであり、実施例に比べて劣っていた。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は隙間が大きく、まだら状態で大理石調とは言えないものであった。図３は、その外観の一部を斜め方向から撮影した写真である。
一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の上に配置するチョップドシート（ＣＳ）の質量を２.７０ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂物品を作製し、引張試験を行なった（一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）１００質量部に対するチョップドシート（ＣＳ）の割合＝３０質量部、チョップドシート（ＣＳ）の単位面積当たりの個数＝約１９２０個／ｍ２）。繊維強化樹脂物品の厚みは２１０μｍ、総質量は１１.６７ｇであり、質量比は１.３であった。繊維強化樹脂物品の０°方向のヤング率は５８.５０ＧＰａ、引張強度は５１６ＭＰａ、４５°方向のヤング率は４.７０ＧＰａ、引張強度は８.２ＭＰａ、９０°方向のヤング率は２.７８ＧＰａ、引張強度は４.５ＭＰａであり、実施例に比べて劣っていた。また、繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の外観は隙間が大きく、まだら状態で大理石調とは言えないものであった。図３は、その外観の一部を斜め方向から撮影した写真である。
＜比較例４＞
実施例１で作製したものと同じ多数のチョップドシート（ＣＳ）１７.９６ｇを、ステンレス板の上に、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズで、できるだけ２層を超える重なりができないようにランダムに配置し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行なって、厚み３２１μｍの繊維強化樹脂物品（ランダムシート）を得た。しかし、繊維強化樹脂物品のところどころに穴が生じ、均一なシートは得られなかった。図４は、その外観の一部を斜め方向から撮影した写真である。
実施例１で作製したものと同じ多数のチョップドシート（ＣＳ）１７.９６ｇを、ステンレス板の上に、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズで、できるだけ２層を超える重なりができないようにランダムに配置し、実施例１と同じ条件でプレス成形を行なって、厚み３２１μｍの繊維強化樹脂物品（ランダムシート）を得た。しかし、繊維強化樹脂物品のところどころに穴が生じ、均一なシートは得られなかった。図４は、その外観の一部を斜め方向から撮影した写真である。
以上の実施例１～３及び比較例１～４の各結果を表１にまとめて記載する。
＜実施例４＞
（繊維強化樹脂物品の作製）
実施例１と同じ厚み２５５μｍの繊維強化樹脂物品を２枚作製した。
（繊維強化樹脂物品の作製）
実施例１と同じ厚み２５５μｍの繊維強化樹脂物品を２枚作製した。
（積層体の作製）
厚み５ｍｍのポリプロピレン製発泡シート（三井化学東セロ株式会社製、商品名パロニア、密度＝０.３ｇ/ｃｃ、発泡倍率＝３倍）を、２００ｍｍ×２００ｍｍの形状に切り出した。そして、繊維強化樹脂物品／発泡シート／繊維強化樹脂物品の順で積層した。この積層工程においては、各々の繊維強化樹脂物品の発泡体シートに接する面（内側面）は一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の面とし、その面とは対向する面（外側面）はチョップドシート（ＣＳ）側の面とした。また、各々の繊維強化樹脂物品の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向は、同じ方向（０°方向）にした。
厚み５ｍｍのポリプロピレン製発泡シート（三井化学東セロ株式会社製、商品名パロニア、密度＝０.３ｇ/ｃｃ、発泡倍率＝３倍）を、２００ｍｍ×２００ｍｍの形状に切り出した。そして、繊維強化樹脂物品／発泡シート／繊維強化樹脂物品の順で積層した。この積層工程においては、各々の繊維強化樹脂物品の発泡体シートに接する面（内側面）は一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の面とし、その面とは対向する面（外側面）はチョップドシート（ＣＳ）側の面とした。また、各々の繊維強化樹脂物品の一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の繊維方向は、同じ方向（０°方向）にした。
そして、各々の繊維強化樹脂物品の外側面に離型フィルムを配置し、これを２００℃に加熱したプレス装置（株式会社東洋精機製作所社製、装置名ミニテストプレスＭＰ－ＷＣＬ）に入れ、圧力０.８ＭＰａで１分間加圧した。次いで、これを４０℃の冷却水で冷却したプレス装置（株式会社東洋精機製作所社製、装置名ミニテストプレスＭＰ－ＷＣ）に移し、圧力０.２ＭＰａで１０分間冷却した。その後これを取り出し、離型フィルムを剥がし、繊維強化樹脂物品（ＣＳ／ＵＤＳ）／発泡体層／繊維強化樹脂物品（ＵＤＳ／ＣＳ）の積層構成を有する厚み５ｍｍの積層体（サンドウィッチパネル）を得た。この積層体の両外側面は繊維強化樹脂物品のチョップドシート（ＣＳ）側の面であり、その外観は大理石調であった。
本発明の繊維強化樹脂物品は、様々な分野で好適に利用できる。特に、電気部品、ＰＣ筐体、携帯カバー、自動車部品、家具、パーティション、スクリーンウォール、ドア、引き戸等の軽量でかつ比較的強度が要求される物品の用途において非常に有用である。さらに、建築材の壁紙、床材、化粧ボード等の意匠性が要求される物品の用途においても非常に有用である。
１ 一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）
２ チョップドシート（ＣＳ）
２ チョップドシート（ＣＳ）
Claims (5)
- 一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）の少なくとも一方の面に、この一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と同一又は異なる一方向性繊維強化樹脂シートの小片であるチョップドシート（ＣＳ）を複数分散配置する工程と、
前記配置する工程で得られた配置後の物品を加熱及び加圧する工程とを有する繊維強化樹脂物品の製造方法。 - 前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及び前記チョップドシート（ＣＳ）がいずれも、熱可塑性樹脂を含む、請求項１に記載の繊維強化樹脂物品の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂がいずれも、ポリプロピレン系樹脂およびポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂である請求項２に記載の繊維強化樹脂物品の製造方法。
- 前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）と前記チョップドシート（ＣＳ）が、同じ種類の樹脂を含む請求項１に記載の繊維強化樹脂物品の製造方法。
- 前記一方向性繊維強化樹脂シート（ＵＤＳ）及び前記チョップドシート（ＣＳ）がいずれも、炭素繊維およびガラス繊維からなる群から選択される少なくとも一種の繊維を含む請求項１に記載の繊維強化樹脂物品の製造方法。
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