JP2006044261A - 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料ならびにそれを用いた一体化構造部材 - Google Patents

Abstract

【課題】別の部材と容易にかつ強固に接着させることのできる、連続強化繊維基材を用いたＲＴＭ成形による繊維強化複合材料の製造方法および連続強化繊維基材に関する
【解決手段】連続強化繊維基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性基材を配置する積層工程と、前記熱可塑性基材を溶融させ連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成させる予熱工程と、熱硬化性樹脂の注入・硬化反応させる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法である。また連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂の被膜が形成されている連続強化繊維基材であって、連続強化繊維基材から得られる成形品の表面に熱可塑性樹脂の層を形成させるための複合材料表層用連続強化繊維基材である。
【選択図】なし

Description

本発明は、強化繊維基材に未硬化マトリクス樹脂を含浸・硬化させてなる繊維強化複合材料の製造方法に関するものである。さらに本発明は繊維強化複合材料ならびにその繊維強化複合材料と別の部材とを接合させてなる一体化構造部材およびその製造方法に関するものである。

繊維強化複合材料は、成形性、薄肉、軽量、高剛性、生産性、経済性に優れ、電気・電子機器部品、自動車機器部品、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話、電話機、ファクシミリ、家電製品、玩具用品などの電気・電子機器の部品や筐体に頻繁に使用されている。

従来より薄肉、軽量、高剛性に優れた素材として、連続した強化繊維を用いた繊維強化複合材料がある。繊維強化複合材料の代表的な製造方法として、連続した強化繊維に未硬化の樹脂を含浸させた繊維強化プリプレグを積層配置して硬化させる方法があるが、複雑形状の成形品を量産性よく容易に生産するのには不向きであった。

また別の製造方法として、繊維基材を金型に賦形して未硬化の樹脂を注入し、基材に含浸させた後に硬化させる、いわゆるレジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）成形法がある。この成形方法は樹脂が未含浸の基材を賦形するため、比較的複雑な形状の成形品を作成することが可能である。しかし射出成形品や金属成形品などに比較すると、複雑形状への対応は困難である場合が多い。

そこで複雑な形状の成形品を得るため、繊維強化プラスチック板や金属板などを、他の成形品等と一体的に接合させる技術が求められている。特許文献１には、少なくとも表面の一部を熱可塑性樹脂で被覆した強化繊維基材を金型に充填し、熱硬化性樹脂を注入して成形する方法が記載されているが、これは基本的に繊維強化複合材料に靱性を付与することを目的としており、成形品の内部に熱可塑性樹脂が含まれるため、別の部材との接合などには別途接着剤が必要となる。一般に公知の接着剤を使用すると、接着工程に要する工数とリードタイムがコストの増大と生産性低下に繋がり、何より接着強度が十分に発現できず、高強度・高剛性という繊維強化複合材料の特徴を損なうことが問題である。また、ボルト、ネジなどの機械接合法では、別途機械加工工程が必要であるだけでなく、デザイン上の制約があり適用が限定されること、何より軽量性という繊維強化複合材料の特徴を損なう点で問題がある。
特開平８−３００３９５号公報

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消し、別の部材と容易にかつ強固に接着させることのできる、ＲＴＭ成形等に代表される、強化繊維基材に未硬化マトリクス樹脂を含浸・硬化する繊維強化複合材料の製造方法および連続強化繊維基材を得んとするものである。

本発明は係る課題を解決するために以下の手段を採るものである。すなわち、
（１）連続強化繊維基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性基材を配置する積層工程と、前記熱可塑性基材を溶融し連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成させ、同時に熱硬化性樹脂組成物の注入・硬化反応させる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
（２）連続強化繊維基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性基材を配置する積層工程と、前記熱可塑性基材を溶融させ連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成させる予熱工程と、熱硬化性樹脂の注入・硬化反応させる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
（３）連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されており、成形品表面に熱可塑性樹脂層の形成能を有する複合材料表層用連続強化繊維基材。
（４）前記連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が融着されている前記（３）記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（５）本明細書内に定義するガーレー秒数が１００〜１００００ｓの範囲にある前記（３）または（４）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（６）連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂の被膜が形成されており、成形品表面に熱可塑性樹脂層の形成能を有する複合材料表層用連続強化繊維基材。
（７）本明細書内に定義するドレープ性が５〜５０ｃｍの範囲である前記（３）〜（６）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（８）厚さ方向において、前記熱可塑性樹脂の被膜の入り込み面が凸凹をなす前記（６）または（７）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（９）前記熱可塑性樹脂の被膜の最大厚みＴｐｆが１０〜１０００μｍの範囲である前記（６）〜（８）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（１０）前記熱可塑性樹脂の被膜の平均厚みが０．０１〜１０００μｍである前記（６）〜（９）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（１１）前記連続強化繊維が炭素繊維である前記（３）〜（１０）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（１２）前記連続強化繊維基材が織物基材である前記（３）〜（１１）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（１３）連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されている複合材料表層用連続強化繊維基材上の熱可塑性樹脂を溶融させ、０．０１〜１０ＭＰａの圧力を付与して得た前記（６）〜（１２）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
（１４）前記（３）〜（１３）のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材を、熱可塑性樹脂の配置されてある側が最表面とし、所定枚数の連続強化繊維基材を配置する積層工程と、熱硬化性樹脂の注入及び硬化反応をさせる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
（１５）連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂の被膜が形成され、その厚さ方向において、前記熱可塑性樹脂の被膜の入り込み面が凸凹をなしており、かつ、前記熱可塑性樹脂の被膜の最大厚みＴｐｆが１０〜１０００μｍの範囲にある複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる前記（１）、（２）または（１４）のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
（１６）前記被膜の平均厚みが０．０１〜１０００μｍである複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる前記（１）、（２）、（１４）または（１５）のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
（１７）連続強化繊維が炭素繊維である複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる前記（１）、（２）および（１４）〜（１６）のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
（１８）連続強化繊維基材が織物基材である複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる前記（１）、（２）および（１４）〜（１７）のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
（１９）予熱工程を、０．０１〜１０ＭＰａの圧力を付与した状態で行う前記（２）記載の繊維強化複合材料の製造方法。
（２０）前記（１）、（２）、（１４）〜（１９）のいずれか記載の製造方法により得られる繊維強化複合材料であって、前記熱硬化性樹脂と前記熱可塑性樹脂との界面が凹凸形状をなしている繊維強化複合材料。
（２１）前記（２０）記載の繊維強化複合材料と、別の部材とが前記熱可塑性樹脂を介して接合されている一体化構造部材。
（２２）前記繊維強化複合材料と別の部材との接合面の垂直接着強度が２５℃において６ＭＰａ以上である前記（２１）記載の一体化構造部材。
（２３）電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、自動車または建材の、部品、部材または筐体ないし外板のいずれかに用いられる前記（２１）または（２２）のいずれかに記載の一体化構造部材。
（２４）前記（２１）〜（２３）のいずれかに記載の一体化構造部材における、繊維強化複合材料と別の部材との接合を、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、インサート射出成形、アウトサート射出成形からからなる群より選択される少なくとも１つの方法にて形成する一体化構造部材の製造方法。

本発明の製造方法によれば、ＲＴＭ成形等に代表される、強化繊維基材に未硬化マトリクス樹脂を含浸・硬化した繊維強化複合材料を用いて、別の部材と接合させた接着強度の高い一体化構造部材を容易に得ることができる。

以下に、本発明の繊維強化複合材料の製造方法および複合材料表層用連続強化繊維基材について、望ましい実施の形態とともに詳細に説明する。

図１は本発明の一実施態様に係る繊維強化複合材料の成形方法を示している。１は金型を示しており、上型１ａと下型１ｂとの型締めにより、内部に凹凸形状のキャビティ２が形成されている。このキャビティ２内には、繊維強化複合材料の成形に際し、連続強化繊維基材３や熱可塑性基材４が所定の形態で配置される。積層後に熱硬化性樹脂を注入口より注入し、所定の温度で硬化反応させる。連続強化繊維基材３の形態としては特に限定されず、多数本の強化繊維からなる強化繊維束、この繊維束から構成された織物、多数本の強化繊維が一方向に配列された強化繊維束（一方向性繊維束）、この一方向性繊維束から構成された一方向性織物など、それらを組み合わせたもの、複数層配置したものなどである。なかでも基材の生産性の観点から、織物、一方向性繊維束が好ましい。強化繊維群は、同一の形態の複数本の繊維束から構成されていても、あるいは、異なる形態の複数本の繊維束から構成されていても良い。一つの強化繊維群を構成する強化繊維数は、通常、３００〜４８，０００であるが、基材の製造を考慮すると、好ましくは、３００〜２４，０００であり、より好ましくは、１，０００〜１２，０００である。

ここで、強化繊維群は、少なくとも一方向に、１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上の長さにわたり連続した多数本の強化繊維から構成されている。強化繊維群は、繊維強化複合材料の長さ方向の全長さにわたりあるいは、繊維強化複合材料の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良い。

また使用される強化繊維群の繊維素材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、玄武岩繊維がある。これらは、単独または２種以上併用して用いられる。これらの繊維素材は、表面処理が施されているものであっても良い。表面処理としては、加熱や電気分解等による酸化処理、金属の被着処理、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などがある。これらの繊維素材の中には、導電性を有する繊維素材も含まれている。繊維素材としては、比重が小さく、高強度、高弾性率である炭素繊維が、好ましく使用される。

また熱可塑性基材を構成する熱可塑性樹脂としては、溶解度パラメーターδ（ＳＰ値）が８〜１６であることが好ましく、より好ましくは９〜１６、さらに好ましくは１０〜１５、とりわけ好ましくは１１〜１４である。上記範囲内とすることにより、熱可塑性樹脂の凝集力が大きく、本発明の目的の１つである接着強度を高める上で有効である。

かかる溶解度パラメーターδを達成しうる熱可塑性樹脂としては例えば、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合、エーテル結合、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基、芳香環、イミド環などの炭化水素骨格よりも極性の高い結合、官能基あるいは構造を持つものを挙げることができる。かかる熱可塑性樹脂組成物として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、スチレン系樹脂の他や、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、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（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、変性ポリプロピレン、これらの少なくとも２種類をブレンドした樹脂がある。

熱可塑性樹脂には、耐衝撃性向上のために、エラストマーもしくはゴム成分が添加されていても良いし、機能性を高める観点から、充填材や添加剤が添加されていても良い。例えば、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤である。とりわけ、無機物を添加する場合には、その分散サイズが小さい方が、強化繊維群への含浸の観点からより好ましい。特にナノオーダーの分散サイズを有するものは、少量添加で効果を発現できる点からさらに好ましい。

前記熱可塑性樹脂からなる基材の形態としては、不織布、織物、粒子、フィルムがあり、これらは単独または２種以上併用して用いることが好ましい。上記形態とすることにより、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が十分に含浸し、かつ繊維強化複合材料の表面を適切に覆うことができ、別の部材との強固な接着力を発現することができる。

前記不織布あるいは織物の空隙面積が０〜５０ｍｍ^２であることが好ましい。より好ましくは０〜４０ｍｍ^２、とりわけ好ましくは０〜３０ｍｍ^２である。空隙面積とは、不織布および織物における、熱可塑性基材を形成する繊維で囲まれ空隙部分の面積のことである。空隙面積は、光学顕微鏡やＳＥＭ観察から測定することができる。空隙面積を上記範囲とすることにより、成形時に注入した熱硬化性樹脂が表面ににじみ出すことなく、均一に熱可塑性樹脂で被膜された繊維強化複合材料を得ることができる。空隙面積の下限値は特に限定されることはなく、空隙面積が０ｍｍ^２であるフィルム形態であっても均一に熱可塑性樹脂で被膜された繊維強化複合材料を得ることができる。

前記粒子の平均粒子径は１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは７００μｍ以下、とりわけ好ましくは５００μｍ以下である。上記範囲内とすることにより、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が斑なく含浸し、かつ繊維強化複合材料の表面を適切に覆うことができる。

前記粒子の、隣り合う粒子の間隔が５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４ｍｍ以下、とりわけ好ましくは３ｍｍ以下である。隣り合う粒子の間隔とは、隣り合う粒子の間隔を１００個以上測定し、測定値の和を測定個数で除した値（ｍｍ）のことである。隣り合う粒子の間隔は、光学顕微鏡やＳＥＭ観察から測定することができる。隣り合う粒子の間隔を上記範囲とすることにより、成形時に注入した熱硬化性樹脂が表面ににじみ出すことなく、均一に熱可塑性樹脂で被膜された繊維強化複合材料を得ることができる。さらに前記熱可塑性基材の目付は１０〜５００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは２０〜４００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは４０〜２００ｇ／ｍ^２である。上記範囲内とすることにより、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が十分に含浸し、かつ繊維強化複合材料の表面を適切に覆うことができ、別の部材との強固な接着力を発現することができる。

また、使用される熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール（レゾール型）、ユリア・メラミン、ポリイミド、ウレタン、これらの共重合体、変性体などがある。特に、エポキシ樹脂は力学特性の観点から好ましい。

本発明の第１の製造方法は、熱可塑性基材４を連続強化繊維基材の表面５側の少なくとも一部分に配置する積層工程があり、次いで熱可塑性基材の溶融と熱硬化性樹脂の注入・硬化反応を同工程で行うことが重要である。熱硬化性樹脂の注入・硬化と熱可塑性基材の溶融を同時に行うことで、連続強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ表面に被膜を形成するため、別の部材と強固に接着可能な繊維強化複合材料が作成できる。
本発明の第２の製造方法は、熱可塑性基材４を連続強化繊維基材の表面５側の少なくとも一部分に配置する積層工程があり、次いで熱可塑性基材を溶融させ、連続強化繊維基材に熱可塑性樹脂の被膜を形成させる予熱工程を有し、次いで熱硬化性樹脂を注入・硬化する工程を有することが重要である。予熱工程にて連続強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ表面に被膜を形成するため、次いで熱硬化性樹脂を注入・硬化させることで別の部材と強固に接着可能な繊維強化複合材料が作成できる。

また、予熱工程では熱可塑性樹脂を連続強化繊維基材に効率よく含浸させるために、圧力を０．０１〜１０ＭＰａ付与した状態で行うのが好ましい。より好ましくは０．０３〜５ＭＰａである。圧力は金型を一時的に締めるなどの方法により付与することができる。

本発明の第１の複合材料表層用連続強化繊維基材は、連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されており、連続強化繊維基材から得られる成形品の表面に熱可塑性樹脂の層を形成することが重要である。熱可塑性樹脂の層を表面を有する複合材料を得ることで、別の部材との強固な接着が可能となる。また基材の取り扱い性の観点から、連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が融着していると好ましい。

本発明の第２の複合材料表層用連続強化繊維基材は、連続強化繊維基材から得られる成形品の表面に熱可塑性樹脂の層を形成させるための基材であって、連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分において、連続強化繊維からなる基材に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ表面に熱可塑性樹脂の被膜が形成されていることが重要である。連続強化繊維からなる基材に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ表面に熱可塑性樹脂の被膜が形成されていることにより、次いで強化繊維基材に未硬化マトリクス樹脂を含浸・硬化させることで、熱可塑性樹脂の表面を有する繊維強化複合材料を得ることができ、別の部材との強固な接着が可能となる。

第１の複合材料表層用連続強化繊維基材は、第２の複合材料表層用連続強化繊維基材の前駆体として好ましく用いることができる。

第１の複合材料表層用連続強化繊維基材から第２の複合材料表層用連続強化繊維基材を形成する好ましい方法として、例えば、第１の複合材料表層用連続強化繊維基材を加熱し、熱可塑性樹脂を溶融させ、圧力を０．０１〜１０ＭＰａ付与することで、連続強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ表面に被膜を形成することができる。

本発明の第３の製造方法は、連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されている連続強化繊維基材であって、連続強化繊維基材から得られる成形品の表面に熱可塑性樹脂の層を形成させるための複合材料表層用連続強化繊維基材を、前記複合材料表層用連続強化繊維基材の熱可塑性樹脂の配置されてある側が最表面となるよう配置し、続いて所定枚数の連続強化繊維基材を配置する積層工程と、熱硬化性樹脂の注入及び硬化反応させる硬化工程とを含むことで、別の部材と強固に接着可能な繊維強化複合材料を得ることができる。

図２に前記複合材料表層用連続強化繊維基材６の模式図を示す。連続強化繊維７に熱可塑性樹脂８が含浸し、表面に熱可塑性樹脂の被膜が予め形成されていることが重要である。ここで前記熱可塑性樹脂の被膜が存在している領域の最大厚みＴｐｆ−ｍａｘが、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、４０μｍ以上であることが更に好ましい。この最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、熱可塑性樹脂８の厚さ方向において、熱可塑性樹脂８の樹脂に接している一番外側（表面側）の強化繊維９ｂ−ｏｕｔと、熱可塑性樹脂８の樹脂の表面から連続強化繊維基材への入り込み厚さが最も大きい部位において、熱可塑性樹脂８の樹脂に接している一番内側の強化繊維９ｂ−ｉｎ−ｍａｘとの間の距離（Ｔｐｆ−ｍａｘ）と定義される。最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、連続強化繊維基材の断面をＳＥＭあるいはＴＥＭ写真において、測定することができる。最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、最大で、１，０００μｍあれば、本発明の効果が十分に達成される。

熱可塑性樹脂８の厚さ方向における、熱可塑性樹脂８の樹脂の表面から連続強化繊維基材へ入り込んだ部位において、入り込み面が凹凸であることが重要である。入り込み面が凹凸であることで、別の部材と強固に接着可能な繊維強化複合材料が作成できる。被膜の入り込み面は、連続強化繊維基材の断面をＳＥＭあるいはＴＥＭ写真において、測定することができる。

また形成される被膜の平均厚みは、０．０１〜１，０００μｍであることが好ましく、０．１〜２００μｍであることがより好ましく、１〜５０μｍであることが更に好ましい。被膜の平均厚みは、図２に示される熱可塑性樹脂８の樹脂に接している一番外側（表面側）の強化繊維９ｂ−ｏｕｔと、被膜表面１０との距離で定義される。被膜の厚みが一定でない場合は、任意の数点において測定し、得られた測定値の平均値を被膜の平均厚みとする。平均厚みが、上記の好ましい範囲にあると、より確実に接着力を発現できる繊維強化複合材料となる。被膜の平均厚みは連続繊維強化基材の断面観察以外にも、繊維強化複合材料の断面観察でも評価することができる。

第３の製造方法において、生産性の観点から、予め連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂が含浸し、さらに熱可塑性樹脂の被膜を形成してなる第２の複合材料表層用連続強化繊維基材を用いることが好ましい。

また、第１〜３のいずれかの製造方法において、生産性の観点から、第２の複合材料表層用連続強化繊維基材を、熱可塑性樹脂の被膜が最表面となるよう配置する積層工程とすることも、好ましい製造方法である。

また前記被膜を形成している連続強化繊維基材は、そのガーレー秒数が１００〜１００００ｓの範囲にあることが好ましい。ガーレー秒数とは、Ｂ型ガーレー式電祖メーターを用いて、圧力６００ｍｍＨ_２Ｏ、温度２３℃の条件下で、直径２．５ｃｍの繊維強化基材面より１０ｍｌの空気が通過するのに要する時間と定義する。ガーレー秒数は繊維基材の繊維密度と相関する指標であり、これが短いことは繊維基材の繊維間の隙間が大きいことと対応し、長いことは繊維基材の繊維間の隙間が詰まっていることと対応する。つまり、１００ｓ以上であれば、繊維間の隙間が適度に詰まっている（開きすぎていない）ため熱可塑性樹脂が被膜を形成しやすく、１００００ｓ以下であれば、繊維間の隙間が適度に開いている（詰まりすぎていない）ため、繊維基材への熱可塑性樹脂の含浸が速やかに行えることから好ましい。かかる理由から、より好ましくは１２０〜７５００ｓ、とりわけ好ましいのは１５０〜５０００ｓである。上記範囲にあることで、成形時に注入した熱硬化性樹脂が表面ににじみ出すことなく、均一に熱可塑性樹脂で被膜された繊維強化複合材料を得ることができる。

また前記被膜を形成している連続強化繊維基材は、ドレープ性が５〜５０ｃｍの範囲にあることが好ましい。より好ましくは５〜４０ｃｍ、さらに好ましくは５〜３０ｃｍである。ドレープ性が上記範囲にあると、連続強化繊維基材の取り扱い性が良く、成形時の連続強化繊維基材の賦形性が良好なため成形性に優れる。かかるドレープ性の測定は、以下のように実施する。強化繊維基材を幅１ｃｍ、長さ１００ｃｍに切り出し、図４の測定用台座１５の上辺の測定開始点（１６）より強化繊維基材１７を１ｃｍ／秒の速さで長手方向に押し出していく。サンプルの先端が自重で撓み、斜辺（１８）に接したときの測定開始点からのサンプルの押し出し量（ｃｍ）をドレープ性とする。

本発明の一体化成形品は、上記製造方法により成形された繊維強化複合材料１１と別の部材を接合したものであるが、図３に、繊維強化複合材料と別の部材１２との接合部分の断面を拡大した図が示される。図３は走査型電子顕微鏡写真（SEM）を用いて撮影して得られた写真に基づき作成された図である。図３において、繊維強化複合材料１１は、多数の連続した強化繊維９ａ、９ｂと、熱硬化性樹脂８が主成分である。そして別の部材１２との接合部分において熱可塑性樹脂８を有しており、この熱可塑性樹脂８が一群の強化繊維５ｂを包含している。ここで、熱可塑性樹脂８は、熱硬化性樹脂１３とその界面１４で凸凹形状を有して一体化していることが好ましい。

また本発明の一体化成形体は、別の部材と接合させ一体化成形品とする際に、優れた接着効果を得るためには、繊維強化複合材料の表面に設けられている前記熱可塑性樹脂において別の部材と接合されることが好ましい。

本発明の一体化成形品において、別の部材としては、繊維強化複合材料との接合部において、熱接着性を有する素材からなるものであれば特に制限はない。

例えば、別の部材が、繊維強化複合材料と同一の構成を有する部材で、接合部に熱可塑性樹脂が配置されたものは力学特性に優れた一体化成形品を製造する観点から好ましい。

また、別の部材が、熱可塑性樹脂組成物から構成された部材であれば、より複雑な形状を成形できる観点から好ましい。使用される熱可塑性樹脂としては、特に制限はない。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、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（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体、変性体、および、これらの少なくとも２種類をブレンドした樹脂がある。 熱可塑性樹脂には、耐衝撃性向上のために、エラストマーもしくはゴム成分が添加されていても良い。とりわけ、耐熱性、耐薬品性の観点から、ＰＰＳ樹脂が、成形品外観、寸法安定性の観点から、ポリカーボネート樹脂やスチレン系樹脂が、成形品の強度、耐衝撃性の観点から、ポリアミド樹脂が好ましく用いられる。

また、熱可塑性樹脂には力学特性向上の観点から強化繊維が添加されていることがより好ましい。かかる強化繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維などの無機繊維がある。さらに、熱可塑性樹脂には機能性を高める観点から、充填材や添加剤が添加されていても良い。例えば、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤である。

さらに、別の部材が、金属材料からなる部材であれば、堅牢性を高める観点から好ましい。金属材料としては、アルミニウム、鉄、マグネシウム、チタン、銅およびこれらとの合金等に、熱接着性の表面処理を施した金属材料であっても良い。

本発明の一体化成形品の一体化方法は、特に制限されない。例えば、その製造方法は、繊維強化複合材料を構成している熱可塑性樹脂被膜の融点または軟化点以上の温度で、別の部材を接合させ、貼り付け、次いで冷却することからなる。

その接合における手順は、特に限定されない。例えば、（ｉ）繊維強化複合材料を予め成形しておき、別の部材の成形と同時に、両者を接合し、一体化させる手法、あるいは、（ii）繊維強化複合材料と別の部材とをそれぞれ別々に予め成形しておき、両者を接合し、一体化させる手法がある。

一体化の手法として、繊維強化複合材料と別の部材とを、機械的に嵌合させ、一体化する手法、両者をボルト、ネジ、リベットなどの機械的結合手段を用いて一体化する手法、両者を接着剤などの化学的結合手段を用いて一体化する手法もある。これらの一体化する手法は、必要に応じて、併用されても良い。

前記一体化手法（ｉ）の具体例としては、繊維強化複合材料を成形し、必要に応じ所定のサイズに加工あるいは後処理し、次いで射出成形金型にインサートし、その後、別の部材を形成する材料を金型に射出成形する手法がある。

前記一体化手法（ii）の具体例としては、繊維強化複合材料を成形し、必要に応じ所定のサイズに加工あるいは後処理して用意し、別途、別の部材を予め成形しておき、それぞれを熱溶着、振動溶着、超音波溶着などで一体化させる方法がある。また、いずれかの部材がレーザー透過性を有すると、レーザー溶着にて一体化することもできる。

上記、一体化手法の中でも、一体化成形品の量産性の観点から、前記一体化手法（ｉ）におけるインサート射出成形やアウトサート射出成形が好ましく使用される。形状安定性や接着部分の精密性の観点から、前記一体化手法（ii）が好ましく使用され、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着が好ましく使用できる。

さらに必要に応じ、前記一体化手法として、繊維強化複合材料と別の部材とを、機械的に嵌合させ一体化する手法、両者をボルト、ネジ、リベットなどの機械的結合手段を用いて一体化する手法、両者を接着剤などの化学的結合手段を用いて一体化する手法もある。これら一体化する手法は、必要に応じて、併用されても良い。

一体化成形品は、その用途が主に強度を必要とする分野であることから、その使用に耐える接着強度という観点からして、２５℃における垂直接着強度は、６ＭＰａ以上であることが好ましく、８ＭＰａ以上であることがより好ましく、１０ＭＰａ以上であることが更に好ましい。２５℃における垂直接着強度が６ＭＰａ未満では、落下させるなどの強い衝撃を受けたとき、繊維強化複合材料と別の部材との接合部で、一体化成形品が破壊する場合がある。２５℃における垂直接着強度の上限については、特に制限はないが、３０ＭＰａ以下であれば本発明の効果を十分に達成できる。

本発明の一体化成形品の用途としては、軽量で力学特性が要求される分野における製品がある。例えば、燃料タンク、インテークマニホールドなどの燃料パイプ、燃料ポンプ、インパネ、内装材、スポイラー、ピラー、ドアパネル、ボンネット、エンジンカバー、各種ビームや衝撃吸収材などの自動車部材、風車ブレードなどの構造体、カウル、自転車クランクなどの二輪車、自転車の部材、ランディングギアポッド、モノコック、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、リブなどの航空機関連部品、パラボラアンテナ、ノートパソコン、携帯電話、デジタルスチルカメラ、ＰＤＡ、ポータブルＭＤ、プラズマディスプレーなどの電気または電子機器の部品、部材および筐体、電話、ファクシミリ、ＶＴＲ、コピー機、テレビ、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器、電子レンジ、音響機器、掃除機、トイレタリー用品、レーザーディスク、コンパクトディスク、照明、冷蔵庫、エアコン、タイプライター、ワードプロセッサーなどに代表される家庭または事務製品部品、部材および筐体、パチンコ、スロットマシン、ゲーム機などの遊技または娯楽製品部品、部材および筐体、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などの光学機器、精密機械関連部品、部材および筐体、Ｘ線カセッテなどの医療用途、テニスラケット、ゴルフクラブヘッド、ボード、ヨットなどのスポーツ関連部品、建材用の部品やパネルなどがあげられる。

特に軽量・高剛性の要求のある電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、自動車または建材の、部品、部材または筐体に好適に使用される。

［評価・測定方法］
（１）ガーレー秒
ガーレーデンソメーター（東洋精機製作所製：Ｂ型ガーレー式電祖メーター）を用いて、圧力６００ｍｍＨ_２Ｏ、温度２３℃の条件下で、直径２．５ｃｍの繊維強化基材面より１０ｍｌの空気が通過するのに要する時間をガーレー秒として測定した。
（２）被膜の最大厚みＴｐｆ
強化繊維基材の断面をＴＥＭにて観察し、以下のように測定した。強化繊維基材に含浸している熱可塑性樹脂の厚さ方向において、熱可塑性樹脂（図２中８）の表面（図２中１０）からみて、熱可塑性樹脂に埋没している強化繊維のうち最も表面に近いもの（図２中９ｂ−ｏｕｔ）と、熱可塑性樹脂の表面からの入り込み厚さが最も大きい部位において、熱可塑性樹脂に埋没して・あるいは接している強化繊維のうち最も表面から離れたもの（図２中９ｂ−ｉｎ）との厚さ方向の距離をＴｐｆとして測定する。
（３）被膜の平均厚み
強化繊維基材の断面をＴＥＭにて観察し、以下のように測定した。強化繊維基材に含浸している熱可塑性樹脂の厚さ方向において、熱可塑性樹脂（図２中８）の表面（図２中１０）からみて、熱可塑性樹脂に埋没している強化繊維のうち最も表面に近いもの（図２中９ｂ−ｏｕｔ）と、熱可塑性樹脂（図２中８）の表面（図２中１０）との厚さ方向の距離を被膜の平均厚みとして測定する。
（４）ドレープ性
強化繊維基材を幅１ｃｍ、長さ１００ｃｍに切り出し、評価用サンプルとする。強化繊維基材の長さが足りない場合は、比例配分でサンプルの幅、長さを調節する。図４の測定用台座１５の上辺の測定開始点（図４中１６）より強化繊維基材１７を１ｃｍ／秒の速さで長手方向に押し出していく。サンプルの先端が自重で撓み、斜辺（図４中１８）に接したときの測定開始点からのサンプルの押し出し量（ｃｍ）をドレープ性とする。サンプルの幅を調節した場合は、サンプルの押し出し距離も調節幅に応じて比例配分して算出する。
（５）垂直接着強度
一体化構造部材から、繊維強化複合材料と別の部材が接合している部分より、垂直接着強度評価サンプル（図５）を１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで切り出した。

次いでサンプルを測定装置の治具（図６中２３ａ、２３ｂ）に固定した。測定装置としては“インストロン（登録商標）”５５６５型万能材料試験機（インストロン・ジャパン（株）製）を使用した。尚、サンプルの固定は、サンプルがインストロンのチャックに把持できるものはそのままチャックに挟み引張試験を行うが、把持できないものはサンプルに接着剤（スリーボンド１７８２、株式会社スリーボンド製）を塗布し、２３±５℃、５０±５％ＲＨで４時間放置して治具と接着させてもよい。

引張試験は、雰囲気温度が調節可能な試験室において、２５℃の雰囲気温度で行った。

試験開始前に、サンプルは、試験室内において、少なくとも５分間、引張試験の負荷がかからない状態を維持し、また、サンプルに熱電対を配置して、雰囲気温度と同等になったことを確認した後に、引張試験を行った。

引張試験は、引張速度１．２７ｍｍ／分にて、両者の接着面から９０°方向に引っ張って行い、その最大荷重を接着面積で除した値を垂直接着強度（単位：ＭＰａ）とした。また、試料数はｎ＝５とした。
（６）溶解度パラメータδ（ＳＰ値）の決定
本発明において、溶解度パラメータδ（ＳＰ値）は、フェダーズ（Fedors)の方法により決定される２５℃におけるポリマーの繰り返し単位の値を指す。該方法は文献１、２に記載されている。即ち、求める化合物の構造式において、原子および原子団の蒸発エネルギーとモル体積のデータより次式により決定される。
溶解度パラメータδ（ＳＰ値）＝（ΣΔｅi／ΣΔｖi）^1/2ただし、式中、ΔｅiおよびΔｖiは、それぞれ原子または原子団の蒸発エネルギーおよびモル体積を表す。求める化合物の構造式はＩＲ、ＮＭＲ、マススペクトルなどの通常の構造分析手法を用いて決定する。
R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14(2)，147(1974) 向井淳二及び金城徳幸著「技術者のための実学高分子」 （講談社，１９８１年１０月１日発行）第６６〜８７頁（７）連続強化繊維基材の目付および厚さ ＪＩＳ Ｒ ７６０２に記載の測定方法に従い、連続強化繊維基材の単位面積当たりの質量（以下目付と略す）および厚さ測定した。（８）不織布、織物の空隙面積 不織布、織物の表面を光学顕微鏡にて観察する。続いて得られた表面写真を画像処理により、２値化し、繊維部分（図７中２５）を白に、それ以外の部分を黒とする。繊維で囲まれ独立した黒い部分（図７中２６）の面積を一つの空隙面積とした。空隙面積は１００個以上測定し、測定値の和を測定個数で除した値を空隙面積（ｍｍ２）とした。（９）隣り合う粒子の間隔 熱可塑樹脂表面形成用連続強化繊維基材（図８中２７）の表面を光学顕微鏡にて観察する。続いて得られた表面写真から隣り合う粒子（図８中２８）間の長さ（図８中２９）を測定し、隣り合う粒子の間隔（ｍｍ）とした。隣り合う粒子の間隔は１００個以上測定し、測定値の和を測定個数で除した値を隣り合う粒子の間隔（ｍｍ）とした。（１０）マトリックス樹脂"エピコート（登録商標）"８２８（ジャパンエポキシレジン社製）９０重量部、"ＥＲＩＳＹＳ（登録商標）"ＧＥ−２０（ＣＶＣ社製）１０重量部、"アンカミン（登録商標）"２０４９（ＰＴＩジャパン社製）３２重量部を混合した樹脂を用いた。［実施例１］板状一体化構造部材 （繊維強化複合材料） 東レ（株）製"トレカ（登録商標）織物"ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材を金型内に６枚積層し、最表面に熱可塑性樹脂組成物として東レ（株）製、３元共重合ポリアミド樹脂ＣＭ４０００（ナイロン６／６６／６１０、融点１５０℃、溶解度パラメータδ（ＳＰ値）１３．３）のフィルム（目付６０ｇ／ｍ２）を成形体と同様の大きさにカットしたものを重ねて積層し、型締めを行った。次に、金型温度を１５５℃に加温した後、予め６０℃に加温したマトリックス樹脂を樹脂注入装置を用い、注入圧０．２ＭＰａで金型内に注入し、強化繊維基材に含浸させた。成形品厚みは強化繊維の体積含有量が６０％となるよう１．１ｍｍに調節した。含浸後、１５５℃の温度で２時間保持した後、３０℃の温度まで降温し、脱型して繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料は厚さ１．１ｍｍ、Ｔｐｆは３０μｍ、被膜の平均厚みは１０μｍであった。

（別の部材）
上記と同じ繊維強化複合材料を別の部材として使用した。

（一体化）
上記繊維強化複合材料および別の部材を、熱板にて１６０℃で３分間加熱後、熱可塑性樹脂組成物を有する面同士を接合面として張り合わせ、２０ＭＰａの圧力にて２分間保持して一体化し、板状の一体化構造部材とした。得られた一体化構造部材の垂直接着強度の評価を試みたところ、６ＭＰａにおいて、接合部分が剥離するよりも前に試料と治具との接着剤による固定部分が剥離したことから、６ＭＰａ以上であると評価された。
［実施例２］板状一体化構造部材
（繊維強化複合材料）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）織物”ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材を金型内に６枚積層し、最表面に熱可塑性樹脂組成物として東レ（株）製、３元共重合ポリアミド樹脂ＣＭ４０００（ナイロン６／６６／６１０、融点１５０℃、溶解度パラメータδ（ＳＰ値）１３．３）のフィルム（目付６０ｇ／ｍ^２）を成形体と同様の大きさにカットしたものを重ねて積層し、型締めを行った。次に、金型温度を１５５℃に加温して５分間保持した後、予め６０℃に加温したマトリックス樹脂を樹脂注入装置を用い、注入圧０．２ＭＰａで金型内に注入し、強化繊維基材に含浸させた。成形品厚みは強化繊維の体積含有量が６０％となるよう１．１ｍｍに調節した。含浸後、１５５℃の温度で２時間保持した後、３０℃の温度まで降温し、脱型して繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料は厚さ１．１ｍｍ、Ｔｐｆは４０μｍ、被膜の平均厚みは１０μｍであった。

（別の部材）
上記と同じ繊維強化複合材料を別の部材として使用した。

（一体化）
上記繊維強化複合材料および別の部材を、熱板にて１６０℃で３分間加熱後、熱可塑性樹脂組成物を有する面同士を接合面として張り合わせ、２０ＭＰａの圧力にて２分間保持して一体化し、板状の一体化構造部材とした。得られた一体化構造部材の垂直接着強度の評価を試みたところ、６ＭＰａにおいて、接合部分が剥離するよりも前に試料と治具との接着剤による固定部分が剥離したことから、６ＭＰａ以上であると評価された。
［実施例３］電子機器筐体
（連続強化繊維基材）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）織物”ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材１枚に、熱可塑性樹脂として東レ（株）製、３元共重合ポリアミド樹脂ＣＭ４０００（ナイロン６／６６／６１０、融点１５０℃、溶解度パラメータδ（ＳＰ値）１３．３）のフィルム（目付６０ｇ／ｍ^２）を１枚積層し配置した。続いて１６０℃の温度で２分間、１ＭＰａの圧力でプレス成形し、片方の表面に熱可塑性樹脂が予め被膜した繊維強化基材を得た。この繊維強化基材のガーレー秒数は１０００ｓ、Ｔｐｆは５０μｍ、被膜の平均厚みは１０μｍ、ドレープ性は８ｃｍであった。

（繊維強化複合材料）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）織物”ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材を金型内に５枚積層し、上記強化繊維基材を、最表面に連続的に含浸した熱可塑性樹脂が配置されるように重ねて積層し、型締めを行った。次に、金型温度を１５５℃に加温した後、予め６０℃に加温したマトリックス樹脂を樹脂注入装置を用い、注入圧０．２ＭＰａで金型内に注入し、強化繊維基材に含浸させた。成形品厚みは強化繊維の体積含有量が６０％となるよう１．１ｍｍに調節した。含浸後、１５５℃の温度で２時間保持した後、３０℃の温度まで降温し、脱型して繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料は厚さ１．１ｍｍであった。

（別の部材・一体化）
上記繊維強化複合材料を射出成形用金型にインサートし、繊維強化複合材料の熱可塑性樹脂を有する面に対して、別の部材として、東レ（株）製長繊維ペレットＴＬＰ１１４６（ポリアミド樹脂マトリックス、炭素繊維含有量２０重量％）を射出成形にて成形、一体化し、図９に示すような電子機器筐体とした。射出成形機は日本製鋼所（株）製Ｊ３５０ＥIIIを使用し、射出成形は、スクリュー回転数６０ｒｐｍ、シリンダー温度２８０℃、射出速度９０ｍｍ／ｓｅｃ、射出圧力２００ＭＰａ、背圧０．５ＭＰａ、金型温度５５℃で行った。得られた一体化構造部材である電子機器筐体の垂直接着強度の評価を試みたところ、６ＭＰａにおいて、接合部分が剥離するよりも前に試料と治具との接着剤による固定部分が剥離したことから、６ＭＰａ以上であると評価された。
［実施例４］板状一体化構造部材
（連続強化繊維基材）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）織物”ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材Ａ１枚に、熱可塑性樹脂として東レ（株）製、３元共重合ポリアミド樹脂ＣＭ４０００（ナイロン６／６６／６１０、融点１５０℃、溶解度パラメータδ（ＳＰ値）１３．３）の粒子（平均粒子径２００μｍ）を８０ｇ／ｍ^２を散布、配置し、連続強化繊維基材Ｂを得た。続いて１６０℃の温度で２分間加熱し、熱可塑性樹脂が連続強化繊維基材に融着することで、取り扱い性に優れた連続強化繊維基材Ｃ（隣り合う粒子の間隔２ｍｍであった。続いて１６０℃の温度で２分間、１ＭＰａの圧力でプレス成形し、片方の表面に熱可塑性樹脂が予め被膜した繊維強化基材Ｄを得た。この繊維強化基材のガーレー秒数は７００ｓ、Ｔｐｆは７０μｍ、被膜の平均厚みは１５μｍ、ドレープ性は１８ｃｍであった。

（繊維強化複合材料）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）織物”ＣＯ６３４３（目付（Ｗ）２００ｇ／ｍ２、繊維強化基材の厚み（ｔ）０．２９ｍｍ）を所定の大きさにカットした強化繊維基材Ａを金型内に５枚積層し、上記強化繊維基材Ｄを、最表面に連続的に含浸した熱可塑性樹脂が配置されるように重ねて積層し、型締めを行った。次に、金型温度を１５５℃に加温した後、予め６０℃に加温したマトリックス樹脂を樹脂注入装置を用い、注入圧０．２ＭＰａで金型内に注入し、強化繊維基材に含浸させた。成形品厚みは強化繊維の体積含有量が６０％となるよう１．１ｍｍに調節した。含浸後、１５５℃の温度で２時間保持した後、３０℃の温度まで降温し、脱型して繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料は厚さ１．１ｍｍであった。

（別の部材）
上記と同じ繊維強化複合材料を別の部材として使用した。

（一体化）
上記繊維強化複合材料および別の部材を、熱板にて１６０℃で３分間加熱後、熱可塑性樹脂組成物を有する面同士を接合面として張り合わせ、２０ＭＰａの圧力にて２分間保持して一体化し、板状の一体化構造部材とした。得られた一体化構造部材の垂直接着強度の評価を試みたところ、６ＭＰａにおいて、接合部分が剥離するよりも前に試料と治具との接着剤による固定部分が剥離したことから、６ＭＰａ以上であると評価された。

本発明の繊維強化複合材料を作成する金型の一実施態様図示である。 本発明の被膜を有する複合材料表層用連続強化繊維基材の模式図である。 本発明の一体化成形品の断面模式図である。 本発明におけるドレープ性評価冶具の模式図である。 垂直接着強度評価サンプルの模式図である。 垂直接着強度評価用冶具の模式図である。 本発明における不織布の空隙部分の模式図である。 本発明の熱可塑性樹脂が粒子からなる、第２の熱可塑樹脂表面形成用連続強化繊維基材の模式図である。 本発明の実施例にかかる電子機器筐体の斜視図である。

符号の説明

１ａ：上型
１ｂ：下型
２：キャビティ
３：連続強化繊維基材
４：熱可塑性基材
５：表面
６：被膜を有する連続繊維強化基材
７：連続強化繊維
８：熱可塑性樹脂
９ａ：強化繊維
９ｂ：強化繊維
９ｂ−ｏｕｔ：熱可塑性樹脂８の樹脂に接している一番外側（表面側）の強化繊維
９ｂーｉｎ−ｍａｘ：熱可塑性樹脂８の樹脂に接している一番内側の強化繊維
１０：被膜表面
１１：繊維強化複合材料
１２：別の部材
１３：熱硬化性樹脂
１４：熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の界面
１５：測定用台座
１６：測定開始点
１７：強化繊維基材
１８：測定用台座の斜辺
１９：垂直接着強度評価用サンプル
２０：繊維強化複合材料
２１：別の部材
２２：接着面
２３ａ：引張冶具
２３ｂ：引張冶具
２４ａ：引張方向矢印
２４ｂ：引張方向矢印
２５：繊維部分
２６：繊維で囲まれ独立した部分
２７：連続強化繊維基材
２８：熱可塑性樹脂からなる粒子
２９：繊維強化複合材料
３０：別の部材

Claims (24)

1. 連続強化繊維基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性基材を配置する積層工程と、前記熱可塑性基材を溶融し連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成させ、同時に熱硬化性樹脂組成物の注入・硬化反応させる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
2. 連続強化繊維基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性基材を配置する積層工程と、前記熱可塑性基材を溶融させ連続強化繊維基材表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成させる予熱工程と、熱硬化性樹脂の注入・硬化反応させる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
3. 連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されており、成形品表面に熱可塑性樹脂層の形成能を有する複合材料表層用連続強化繊維基材。
4. 前記連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が融着されている請求項３記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
5. 本明細書内に定義するガーレー秒数が１００〜１００００ｓの範囲にある請求項３または４のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
6. 連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂の被膜が形成されており、成形品表面に熱可塑性樹脂層の形成能を有する複合材料表層用連続強化繊維基材。
7. 本明細書内に定義するドレープ性が５〜５０ｃｍの範囲である請求項３〜６のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
8. 厚さ方向において、前記熱可塑性樹脂の被膜の入り込み面が凸凹をなす請求項６または７のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
9. 前記熱可塑性樹脂の被膜の最大厚みＴｐｆが１０〜１０００μｍの範囲である請求項６〜８のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
10. 前記熱可塑性樹脂の被膜の平均厚みが０．０１〜１０００μｍである請求項６〜９のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
11. 前記連続強化繊維が炭素繊維である請求項３〜１０のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
12. 前記連続強化繊維基材が織物基材である請求項３〜１１のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
13. 連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂が配置されている複合材料表層用連続強化繊維基材上の熱可塑性樹脂を溶融させ、０．０１〜１０ＭＰａの圧力を付与して得た請求項６〜１２のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材。
14. 請求項３〜１３のいずれかに記載の複合材料表層用連続強化繊維基材を、熱可塑性樹脂の配置されてある側が最表面とし、所定枚数の連続強化繊維基材を配置する積層工程と、熱硬化性樹脂の注入及び硬化反応をさせる硬化工程とを含む繊維強化複合材料の製造方法。
15. 連続強化繊維からなる基材の表面の少なくとも一部分に熱可塑性樹脂の被膜が形成され、その厚さ方向において、前記熱可塑性樹脂の被膜の入り込み面が凸凹をなしており、かつ、前記熱可塑性樹脂の被膜の最大厚みＴｐｆが１０〜１０００μｍの範囲にある複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる請求項１、２または１４のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
16. 前記被膜の平均厚みが０．０１〜１０００μｍである複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる請求項１、２、１４または１５のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
17. 連続強化繊維が炭素繊維である複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる請求項１、２および１４〜１６のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
18. 連続強化繊維基材が織物基材である複合材料表層用連続強化繊維基材を用いる請求項１、２および１４〜１７のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
19. 予熱工程を、０．０１〜１０ＭＰａの圧力を付与した状態で行う請求項２記載の繊維強化複合材料の製造方法。
20. 請求項１、２、１４〜１９のいずれか記載の製造方法により得られる繊維強化複合材料であって、前記熱硬化性樹脂と前記熱可塑性樹脂との界面が凹凸形状をなしている繊維強化複合材料。
21. 請求項２０記載の繊維強化複合材料と、別の部材とが前記熱可塑性樹脂を介して接合されている一体化構造部材。
22. 前記繊維強化複合材料と別の部材との接合面の垂直接着強度が２５℃において６ＭＰａ以上である請求項２１記載の一体化構造部材。
23. 電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、自動車または建材の、部品、部材または筐体ないし外板のいずれかに用いられる請求項２１または２２のいずれかに記載の一体化構造部材。
24. 請求項２１〜２３のいずれかに記載の一体化構造部材における、繊維強化複合材料と別の部材との接合を、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、インサート射出成形、アウトサート射出成形からからなる群より選択される少なくとも１つの方法にて形成する一体化構造部材の製造方法。

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