CN110139747A - 一体化成型体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一体化成型体及其制造方法，所述一体化成型体是将其他结构体(C)接合于由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分而成的一体化成型体，夹层结构体至少在端部的一部分具有阶差部，该阶差部由主体部、边界面部和最薄壁部构成，所述主体部形成该阶差部中的高的面，边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，其他结构体(C)未与边界面接触而仅与最薄壁部的至少一部分接合。可得到轻质、高强度·高刚性且为薄壁、而且具有优异的设计面的一体化成型体。

Description

一体化成型体及其制造方法

技术领域

本发明涉及用作例如个人电脑、OA设备、移动电话等的部件、壳体部分、适合于要求轻质、高强度·高刚性及薄壁化、要求优异的设计面的用途的一体化成型体及其制造方法。

背景技术

当前，随着个人电脑、OA设备、AV设备、移动电话、固定电话、传真机、家电制品、玩具用品等电气·电子设备的便携化的发展，要求进一步小型、轻质化。为了实现该要求，需要在从外部对构成设备的部件(尤其是壳体)施加负荷的情况下避免壳体大幅度挠曲而与内部部件接触、引起破坏，因此，在实现高强度·高刚性化的同时还要求薄壁化。

此外，为了满足上述这样的要求，由芯层(包含增强纤维和树脂)与皮层(包含增强纤维和树脂)构成的夹层结构体与其他结构体接合而一体化成型、并进行小型轻质化而得到的成型结构体是已知的，但就这样的成型结构体而言，要求更进一步的薄壁化、接合的可靠性。

专利文献1中，记载了“结构为，在配置有具有夹层结构的层叠构件(II)和位于该层叠构件(II)的板端部周围的至少一部分的树脂构件(III)的复合成型品(I)中，在层叠构件(II)与树脂构件(III)的接合部处，树脂构件(III)相对于软质构件层(IIb)而言至少一部分形成凸形状”，公开了“能够实现轻质、高强度·高刚性、并且薄壁化”的效果。作为该软质构件层(IIb)，为了实现轻质化，可优选使用发泡材料、树脂片材等，使用发泡材料这样的压缩强度较低的层叠构件(II)的目的为更容易通过注射成型将树脂构件(III)形成凸形状、并且使层叠构件(II)进一步轻质化([0023]段)。但是，在该专利文献1的构成中，在通过将树脂构件(III)注射成型至软质构件层(IIb)的凹形状部位而成为凸形状从而与软质构件层(IIb)接合的构成中，仅在以线状态接触的区域具有接合强度，接触面积小，接合强度有限。另外，为了提高接合强度，必须使得形成凸形状的软质构件层(IIb)的层厚变厚，阻碍了薄壁化。

此外，专利文献2中，记载了“制造方法，其中，将纤维增强树脂A作为预成型体配置于模具内，在嵌件成型前，预先形成具有以彼此不同的角度倾斜成凹形的至少两个倾斜面的形状的侧面作为上述纤维增强树脂A的与树脂B接触的侧面，然后供给液态化的树脂B并将纤维增强树脂A嵌件成型”，由此，公开了“在两倾斜面之间，不易形成树脂B难以流入的封闭空间，树脂B能够流动至与纤维增强树脂A的整个侧面并良好地接触。结果，可确保纤维增强树脂A与树脂B的粘接性及其可靠性”的效果。但是，在该专利文献2的构成中，关于如何制成具有以彼此不同的角度倾斜成凹形的至少两个倾斜面的形状的侧面，并没有记载。的确，通过设置倾斜，在嵌件成型中树脂B会变得容易流入，但设置该倾斜的复杂形状的加工耗时费力。此外，由于设置两个不同角度的倾斜，因此无论如何都难以实现纤维增强树脂A的薄壁化。

此外，专利文献3中，记载了“结构为，具有芯材、和设置于芯材的两面的表皮材料的夹层结构体，芯材及表皮材料由短纤维无规地分散于基体树脂中而得到的纤维增强树脂形成，芯材中的增强纤维含有率为20～80wt％，表皮材料中的增强纤维含有率为30～80wt％，表皮材料的弯曲弹性模量必须为10GPa以上，芯材的表观密度为0.2～1.2g/cm³以上。优选为表皮材料的空隙率小于10vol％、芯材的空隙率为10～80vol％”，并公开了“夹层结构体的厚度的容许范围变宽、可得到轻质且高刚性的夹层结构体的效果”。就该空隙形成而言，在芯材用基体树脂熔融的状态下，解除由加热加压盘带来的加压。记载了由此熔融状态的芯材部分利用其增强纤维的回弹而膨胀并形成([0037]段)，此外，关于芯材与表皮材料的牢固粘接，记载了其是由芯材用毡状成型体中的增强纤维的一部分进入纤维增强成型体中的锚定效果现象所带来的([0041]段)。但是，在该专利文献3的构成中，为下述方法：使用对含有表皮材料用增强纤维和基体树脂的毡状成型体进行加热加压成型而得到的结构体夹持对含有芯材用增强纤维和基体树脂的毡状成型体进行加热加压成型而得到的结构体，从而得到轻质且高刚性的夹层状结构体，但对于该夹层状结构体与其他结构体进行接合并没有记载和教导。

此外，公开了使用使不连续纤维的形状的复原力呈现的方法的成型方法。专利文献4中，记载了“夹层结构体，其是由芯材(I)和纤维增强材料(II)(其配置于该芯材(I)的两面，且由连续的增强纤维(A)和基体树脂(B)形成)形成的夹层结构体(III)，上述芯材(I)具有空隙”，公开了“上述空隙由不连续的增强纤维和热塑性树脂形成，且是以该增强纤维的长丝彼此的交叉形成的空隙”，公开了通过该构成而带来“能够提供轻质性、薄壁性优异的夹层结构体，此外，能够将该夹层结构体与其他构件一体化”的效果。作为将该夹层结构体与其他构件一体化的方法，公开了介由粘接层将第1构件与第2构件接合，并记载了构成该粘接层的热塑性树脂通过含浸于构成纤维增强材料(II)的增强纤维束从而一体化。但是，在该专利文献4的构成中，作为将夹层结构体与其他构件一体化的方法，第1构件与第2构件介由粘接层而重叠，因此接合部分的厚度比周围厚。此外，对于在芯层设置空隙率不同的区域、形成壁厚不同的部位、以相同的厚度将夹层状结构体与其他结构体接合并没有教导等。

此外，专利文献5中，公开了利用芯层中的不连续纤维的形状复原力的成型方法。即，记载了“结构体的制造方法，其中，在芯层的至少一面配置由非膨胀性的纤维增强热塑性树脂形成的表皮材料而形成成型用基材，对该成型用基材进行加热而使其熔融，由此使芯层与表皮材料一体化，并且使芯层中的不连续纤维呈现芯层的形状复原力，以芯层成为规定的低密度的方式使芯层膨胀，之后，将成型用基材设置于成型模具内，进行加压成型”，由此，公开了下述效果：“通过使芯层为期望的低密度，实现结构体的轻质化，芯层成为期望的膨胀倍率，从而成为芯层的厚度比膨胀前的初始厚度适当增大的状态，由此实现结构体的高机械特性、尤其是伴随壁厚增大的高刚性”。但是，该专利文献5的构成中，通过使得与膨胀前的初始厚度相比，芯层的厚度适当地增大，从而能够得到高机械特性的结构体，但结构体自身的薄壁化有限。此外，对于利用呈现芯层的形状复原力的功能将夹层状结构体与其他结构体接合并没有教导等。

此外，为了消除上述现有技术的问题点，之前，本申请人提供了轻质、高强度·高刚性、并且具有与其他结构体的高接合强度、并能够薄壁化的一体化成型体及其制造方法(专利文献6)。专利文献6中，提供一体化成型体及其制造方法，其是将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的板端部的至少一部分作为接合部、并在上述接合部配置其他结构体(C)而成的一体化成型体，其中，上述夹层结构体中，具有上述接合部以外的主体部中的芯层的空隙率高于上述接合部中的芯层的空隙率的区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-038519号公报

专利文献2：日本特开2009-113244号公报

专利文献3：日本特开2012-000890号公报

专利文献4：国际公开2006/028107号公报

专利文献5：日本特开2013-198984号公报

专利文献6：日本特开2016-049649号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而判明了，仅就上述专利文献6所提供的技术而言，仍残留以下这样的问题点。即，尤其是将专利文献6的图4所示的一体化成型体进行成型的情况下，例如如图1所示，在将由芯层101和皮层102构成的夹层结构体103的板端部作为接合部104并于该接合部104配置其他结构体(C)105、由此将一体化成型体106成型的情况下，以夹层结构体103中接合部104以外的主体部107中的芯层101a的空隙率高于接合部104中的芯层101b的空隙率的方式对夹层结构体103进行赋型，在该状态下，将形成要接合的其他结构体(C)105的树脂R注射至模具108内。注射树脂R被供给至形成接合部104的整个区域，但判明了此时残留有下述这样的问题点：注射树脂R的热介由皮层102而传导至内部的芯层101，在芯层101中的空隙较多的区域中，冷却时的芯层的收缩量变大，由此成型的一体化成型体106的设计面109侧，可能产生由伴随芯层的收缩的缩痕带来的变形等不良情况、尤其是凹陷110。

因此，本发明的课题在于，着眼于尤其是上述专利文献6所提供的技术中残留的问题点，在发挥专利文献6的技术的优点的同时，防止在将夹层结构体与除其以外的其他结构体一体化时、由来自注射树脂的传热所带来的缩痕等问题的产生，能够容易地实现优异的设计面的成型，提供轻质、高强度·高刚性、并且具有与其他结构体的高的接合强度、能够薄壁化的一体化成型体及其制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明涉及的一体化成型体采用以下的构成。

(1)一体化成型体，其特征在于，

其是将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部、并在上述接合部配置其他结构体(C)而成的一体化成型体，

上述夹层结构体至少在端部的一部分具有阶差部，该阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，所述主体部形成该阶差部中的高的面，所述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于上述主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，上述其他结构体(C)未与上述边界面接触而仅与上述最薄壁部的至少一部分接合。

(2)如(1)所述的一体化成型体，其中，上述边界面部的边界面相对于上述主体部的面内方向具有1～20°的角度。

(3)如(1)或(2)所述的一体化成型体，其中，在上述皮层与上述其他结构体(C)之间的至少一部分设置有接合层。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的一体化成型体，其中，在上述芯层与上述其他结构体(C)之间的至少一部分设置有接合层。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的一体化成型体，其中，形成上述主体部的区域中的上述芯层的空隙率为50％以上且80％以下，形成上述最薄壁部的区域中的上述芯层的空隙率为0％以上且小于50％。

(6)如(1)～(5)中任一项所述的一体化成型体，其中，在上述夹层结构体的整周范围形成有上述接合部。

(7)如(1)～(6)中任一项所述的一体化成型体，其中，上述接合部的从上述夹层结构体的端面起的长度Lb在3～30mm的范围内。

(8)如(1)～(7)中任一项所述的一体化成型体，其中，上述主体部的厚度Db在0.4～2mm的范围内，上述接合部的厚度Tc在0.1～1.7mm的范围内。

(9)如(8)所述的一体化成型体，其中，Db/Tc在1.1～20的范围内。

(10)如(1)～(9)中任一项所述的一体化成型体，其中，从上述主体部的上述边界面部侧端缘至仅与上述最薄壁部的至少一部分接合的上述其他结构体(C)为止的距离L在0.1～30mm的范围内。

(11)如(1)～(10)中任一项所述的一体化成型体，其中，上述夹层结构体在上述端部的一部分以外也具有其他阶差部、并配置有上述其他结构体(C)，上述其他阶差部由主体部、其他边界面部及其他最薄壁部构成，所述主体部形成该其他阶差部的两侧中的高的面，所述其他边界面部形成将该其他阶差部的两侧的高的面与位于该两侧的高的面之间的低的面连接的其他边界面，所述其他最薄壁部具有空隙率低于上述两侧的主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，上述其他结构体(C)未与上述其他边界面接触而仅与上述其他最薄壁部的至少一部分接合。

(12)如(1)～(11)中任一项所述的一体化成型体，其中，上述主体部的厚度、与仅包含介由上述接合部而接合的上述其他结构体(C)的部分的厚度具有相同的厚度。

(13)如(1)～(12)中任一项所述的一体化成型体，其中，上述芯层是通过由加热引起的回弹使包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层前体沿厚度方向膨胀从而形成空隙而成的。

(14)如(1)～(13)中任一项所述的一体化成型体，其中，构成上述芯层的不连续纤维在5～75重量％的范围内、热塑性树脂(A)在25～95重量％的范围内。

(15)如(1)～(14)中任一项所述的一体化成型体，其中，构成上述芯层的不连续纤维的数均纤维长度在0.5～50mm的范围内。

(16)如(1)～(15)中任一项所述的一体化成型体，其中，构成上述芯层的不连续纤维以包含500根以下的单纤维的纤维束的形式存在，并且上述纤维束无规地取向。

(17)如(16)所述的一体化成型体，其中，构成芯层的不连续纤维分散成单丝状，并且由不连续单纤维(a)以及与上述不连续单纤维(a)交叉的其他不连续单纤维(b)形成的二维取向角的平均值在10～80度的范围内。

此外，本发明涉及的一体化成型体的制造方法采用以下的构成。

(18)一体化成型体的制造方法，其特征在于，其是制造下述一体化成型体的方法，所述一体化成型体将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部，并在上述接合部接合其他结构体(C)，

所述制造方法至少包括以下的工序[1]～工序[5]。

工序[1]，准备芯层前体，其中，所述芯层前体是在由上述不连续纤维形成的网的至少一面配置上述热塑性树脂(A)层而得到的；

工序[2]，形成成型体前体，其中，在上述芯层前体的两面，配置使上述树脂(B)含浸于上述连续纤维而得到的皮层前体；

工序[3]，对上述成型体前体进行加热加压成型，使上述皮层前体固化或硬化而形成皮层、并且使上述芯层前体与上述皮层进行一体化；

工序[4]，夹层结构体赋型，其中，在使上述芯层前体中的上述不连续纤维的复原力呈现、在芯层内形成空隙而使上述夹层结构体膨胀为规定厚度时，抵接加压模具，由此在上述夹层结构体的至少端部的一部分形成阶差部，并使该阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，上述主体部形成该阶差部中的高的面，上述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，上述最薄壁部具有空隙率低于上述主体部中的芯层的空隙率的芯层；

工序[5]，在模具内配置上述已赋型的夹层结构体，针对模具内的上述接合部，将已熔融的其他结构体(C)的树脂以不与上述边界面接触而仅与上述最薄壁部的至少一部分接触的方式、以于模具内的中途将树脂的流动拦阻的状态进行注射，由此使上述夹层结构体与上述其他结构体(C)接合而一体化。

(19)如(18)所述的一体化成型体的制造方法，其中，在上述[4]夹层结构体赋型工序中，将含有不连续纤维和热塑性树脂(A)的上述芯层前体加热及加压至上述热塑性树脂(A)的软化点或熔点以上，然后解除加压，利用回弹使其膨胀，由此形成上述空隙。

(20)如(18)或(19)所述的一体化成型体的制造方法，其中，在上述[2]成型体前体的形成工序中，形成仅在上述芯层的至少一方的表面中的与主体部相当的区域配置皮层的皮层前体，利用加热加压使上述皮层前体固化或硬化而形成皮层，并且形成具备膨胀为规定厚度而具有空隙的芯层的上述主体部。

(21)如(18)～(20)中任一项所述的一体化成型体的制造方法，其中，在构成上述接合部的皮层或芯层上，配置热塑性树脂膜或无纺布、或者涂布粘接剂，然后将已熔融的其他结构体(C)的树脂进行注射成型，由此使上述夹层结构体与其他结构体(C)接合一体化。

发明的效果

根据本发明涉及的一体化成型体及其制造方法，通过形成下述结构，即，在夹层结构体的端部形成芯层的空隙率不同且厚度不同的部位从而设置阶差部、并在该阶差部的一部分接合其他结构体(C)，从而能够使一体化成型体形成薄壁，实现轻质、高强度·高刚性、以及与其他结构体的高接合强度，同时地，通过形成下述结构，即，使阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成、并且其他结构体(C)未与边界面接触而仅与上述最薄壁部的至少一部分接合，从而能够实质上阻止从构成其他结构体(C)的树脂向边界面部的传热，能够消除因该传热所带来的缩痕等引起的设计面侧的不良情况产生的可能性，能够更可靠且容易地得到期望的一体化成型体。

附图说明

[图1]为示出专利文献6中残留的问题点的一体化成型体成型时的概略部分截面图。

[图2]为本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体的概略立体图。

[图3]为沿着图2的A-A’线观察的一体化成型体的厚度方向上的概略截面图。

[图4]为示出与图1对比的本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体的制造方法的一个工序的概略部分截面图。

[图5]为用于对本发明的一部分参数进行说明的一体化成型体的厚度方向上的概略截面图。

[图6]为本发明的另一实施方式涉及的一体化成型体的厚度方向上的概略截面图。

[图7]为在本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体的皮层设置接合层时的概略截面图。

[图8]为在本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体的上下两面设置阶差部和接合层时的概略截面图。

[图9]为表示本发明中使用的构成芯层的不连续纤维的分散状态的示意图。

[图10]为示出本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体的制造方法的一例的概略构成图。

[图11]为示出本发明中在夹层结构体的端部以外也设置有其他阶差部和其他结构体(C)时的一例的、一体化成型体的厚度方向上的概略截面图。

[图12]为示出本发明中在夹层结构体的端部以外也设置有其他阶差部和其他结构体(C)时的另一例的、一体化成型体的厚度方向上的概略截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，本发明并不受这些附图的任何限制。

本发明涉及的一体化成型体的特征在于，其是将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部、并在上述接合部配置其他结构体(C)而成的一体化成型体，

上述夹层结构体至少在端部的一部分具有阶差部，该阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，所述主体部形成该阶差部中的高的面，所述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于上述主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，上述其他结构体(C)未与上述边界面接触而仅与上述最薄壁部的至少一部分接合。

图2示出本发明的一个实施方式涉及的一体化成型体，图3示出沿着图2的A-A’线观察的一体化成型体的厚度方向上的概略截面。在图2的由芯层3及皮层2构成的夹层结构体1中，芯层3由不连续纤维4和作为基体树脂的热塑性树脂(A)构成，芯层3中形成有一定大小的空隙5。在夹层结构体1的端部的至少一部分设置有接合部6，在该接合部6将构成其他结构体(C)7的树脂(C)(简便起见，有时将构成芯层的基体树脂称为热塑性树脂(A)、将构成皮层的基体树脂称为树脂(B)、将构成其他结构体(C)的基体树脂称为树脂(C)。)进行注射成型而接合，由此构成一体化成型体100。在夹层结构体1的端部的至少一部分设置阶差部11，该阶差部11由主体部8、边界面部9及最薄壁部10构成，所述主体部8形成该阶差部11中的高的面8a，所述边界面部9形成将阶差部11的高的面8a与低的面10a连接的边界面9a，所述最薄壁部10具有空隙率低于上述主体部8中的芯层3a的空隙率的芯层3b。上述其他结构体(C)7不与边界面9a接触而仅与上述最薄壁部10的至少一部分接合。在该一体化成型体100中，不管怎样，与仅在夹层结构体的侧面平坦部接合其他结构体(C)的情况相比，能够扩大其接合面积，可获得提高接合强度的效果。

在该实施方式涉及的一体化成型体100中，也如图3所示，仅在具有空隙率比主体部8中的芯层3a低(包括无空隙的情况)的芯层3b的最薄壁部10的至少一部分接合其他结构体(C)7，且图3的下表面侧形成为设计面。上述接合部6可以设置于夹层结构体1的整周范围，也可以仅设置于夹层结构体1的周向上的必要部位。根据一体化成型体100的用途确定即可。

对于制造方法的详细内容在后文中阐述，就上述一体化成型体100中的、其他结构体(C)7未与边界面9a接触而仅与最薄壁部10的至少一部分接合的结构而言，例如，如与图1对比地示出的图4所示那样形成。如图3所示赋型的夹层结构体1被配置于模具12内，构成其他结构体(C)7的树脂(C)被注射于该模具12内，但在模具12的内表面侧以与模具12一体、或与模具12分开的方式配置有拦阻部13，所述拦阻部13以使得注射的树脂R仅与最薄壁部10的侧面10b及上表面10a的一部分(端部侧的一部分)接触而接合、且不与边界面9a接触的方式进行拦阻。如此使树脂R以仅与最薄壁部10的一部分接合的方式进行注射，由此消除如前述的图1所示那样的问题(即注射树脂R的热被传导至边界面部9、主体部8内的芯层3，在芯层3中空隙较多的区域，冷却时的芯层的收缩量变大，在由此成型的一体化成型体的设计面侧可能产生由与芯层的收缩相伴随的缩痕引起的变形等不良情况)，从而能够可靠地得到期望的设计面。即，可得到其他结构体(C)7以高的接合强度进行接合、并且在设计面侧不产生不良情况的、能够实现薄型轻质化的一体化成型体100。最薄壁部10中，其芯层的空隙率低，从而强度提高，并且最薄壁部10薄壁化，因此也能够使其他结构体(C)7的厚度与主体部8的厚度一致，即，能够形成主体部8的厚度、与仅包含介由接合部6接合的其他结构体(C)7的部分的厚度具有相同的厚度的结构，能够使一体化成型体100的厚度在整体范围内均匀。或者，关于包含其他结构体(C)7的一体化成型体100的整体，也可形成规定范围内的厚度、形状。结果，能够使一体化成型体100整体薄型轻质化。

优选的是，作为形成上述这样的一体化成型体100的主体部8的区域中的芯层3的空隙率，为50％以上且80％以下，作为形成最薄壁部10的区域中的芯层3的空隙率，为0％以上且小于50％。通过在芯层中设置一定的空隙、并改变其空隙率，能够形成期望的厚度。形成主体部8的区域中的芯层3的空隙率优选为52～78％，更优选为58～75％，进一步优选为60～70％。空隙率小于50％时，难以确保主体部8的一定的高度，存在提高夹层结构体1与其他结构体(C)7的接合强度的效果弱的情况。空隙率大于80％时，存在夹层结构体1的强度不足的情况。此外，形成最薄壁部10的区域中的芯层3的空隙率优选为0～45％，更优选为0～40％，进一步优选为0～35％。若空隙率为50％以上，则存在下述情况：无法在与主体部8之间确保一定的高低差，提高夹层结构体1与其他结构体(C)的接合强度的效果弱。

与上述那样的一体化成型体100中的各形状有关的参数优选按照以下方式进行设定。图5中示出各形状参数，首先，优选边界面部9的边界面9a相对于主体部8的面内方向具有1～20°的角度θ。需要说明的是，角度θ为90°时，边界面部9的边界面9a自最薄壁部10垂直地竖立，但如后文所述，即使在这样的情况下本发明也成立。该角度θ(°)更优选为2～10°，进一步优选为3～8°。

此外，接合部6的从夹层结构体1的端面起的长度Lb优选在3～30mm的范围内。通过使长度Lb在特定的范围内，从而能够提高夹层结构体1的强度、薄壁化、与其他结构体(C)7的接合强度。Lb小于3mm时，存在与其他结构体(C)7的接合强度弱的情况。超过30mm时，夹层结构体1的主体部8所占的区域可能过度减少，存在夹层结构体1自身的刚性降低的情况。

此外，优选夹层结构体1的主体部8的厚度Db在0.4～2mm的范围内、接合部6的厚度Tc在0.1～1.7mm的范围内。此外，在Db与Tc的关系中，Db/Tc优选在1.1～20的范围内。Db小于0.4mm、或Db/Tc小于1.1时，存在夹层结构体1与其他结构体(C)7的接合强度弱的情况。Db超过2mm、或Db/Tc超过20时，存在妨碍夹层结构体1的薄壁化的情况。

此外，从主体部8的边界面部9侧端缘至仅与最薄壁部10的至少一部分接合的其他结构体(C)7为止的距离L优选在0.1～30mm的范围内。距离L小于0.1mm时，难以确保其他结构体(C)7与边界面部9的非接触状态，超过30mm时，形成于其他结构体(C)7与主体部8之间的空间部过长，在一体化成型体100的适用方面，可能产生不理想情况。

本发明涉及的一体化成型体中，例如如图6所示，也可以使前述的边界面部9的边界面9a相对于主体部8的面内方向而言的角度θ为90°，在该情况下，作为形成边界面部9的区域，实质上不出现，但如图示那样，确保其他结构体(C)7相对于边界面部9的非接触状态。针对关于该情况的角度θ以外的各形状的参数，使用与图5所用的标记相同的标记，并示于图6中。

此外，本发明中，例如如图7所示，可以在皮层2与其他结构体(C)7之间、或/及在芯层3与其他结构体(C)7之间的至少一部分设置接合层21。图7示出在皮层2上设置接合层的情况，针对使上述边界面部9的边界面9a相对于主体部8的面内方向而言的角度为90°的情况进行示例。为下述结构：预先在构成接合部6的皮层2上设置接合层21，然后形成其他结构体(C)7。此外，如图8所示，也可以在上下两面的皮层2上设置阶差部和接合层21。通过这样的结构，能够增强皮层2与其他结构体(C)7的接合力。

此处，作为接合层21，可以使用丙烯酸系、环氧系、苯乙烯系、尼龙系、酯系等粘接剂、热塑性树脂膜、无纺布等。此外，为了进一步提高粘接性，优选在皮层2或芯层3的最外表层设置热塑性树脂层作为接合层。使设置于皮层2或芯层3的最外层的接合层21为与其他结构体(C)7相同的材质时，也能够提高接合强度。设置于皮层2或芯层3的最外层的树脂与接合层中使用的粘接剂即使为不同的树脂，只要相容性良好，则没有特别限定，优选根据构成其他结构体(C)7的树脂的种类来选择最佳树脂。

本发明中，皮层2中使用的连续纤维是指至少沿单向在150mm以上、优选200mm以上的长度范围内连续的增强纤维。即，本发明中使用的不连续纤维是指长度小于150mm的纤维。

本发明中，对芯层3中使用的不连续纤维没有特别限制，例如，可举出铝、黄铜、不锈钢等金属纤维、聚丙烯腈(PAN)系、人造丝系、木质素系、沥青系碳纤维、石墨纤维、玻璃等绝缘性纤维、芳族聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、尼龙树脂、聚乙烯树脂等有机纤维、碳化硅、氮化硅等无机纤维。此外，也可以对这些纤维实施表面处理。作为表面处理，除了被覆金属作为导电体的处理外，还有基于偶联剂的处理、基于上浆剂的处理、基于集束剂的处理、添加剂的附着处理等。此外，这些增强纤维可以单独使用1种，也可以并用两种以上。其中，从轻质化效果的观点考虑，优选使用比强度、比刚性优异的PAN系、沥青系、人造丝系等碳纤维。此外，从提高得到的成型品的经济性的观点考虑，优选使用玻璃纤维，尤其从力学特性和经济性的均衡性考虑，优选并用碳纤维和玻璃纤维。此外，从提高得到的成型品的冲击吸收性、赋型性的观点考虑，优选使用芳族聚酰胺纤维，尤其从力学特性和冲击吸收性的均衡性考虑，优选并用碳纤维和芳族聚酰胺纤维。此外，从提高得到的成型品的导电性的观点考虑，也可以使用被覆有镍、铜、镱等金属的增强纤维。这些之中，可更优选使用强度和弹性模量等力学特性优异的PAN系碳纤维。

此外，本发明中，作为芯层3中使用的热塑性树脂(A)的种类，没有特别限制，也可以使用以下中示例的热塑性树脂中的任意树脂。例如，可举出选自下述中的热塑性树脂：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN树脂)、液晶聚酯树脂等聚酯树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚丁烯树脂等聚烯烃树脂、聚甲醛(POM)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂等聚亚芳基硫醚树脂、聚酮(PK)树脂、聚醚酮(PEK)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚醚酮酮(PEKK)树脂、聚醚腈(PEN)树脂、聚四氟乙烯树脂等氟系树脂、液晶聚合物(LCP)等结晶性树脂；苯乙烯系树脂、及聚碳酸酯(PC)树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、聚氯乙烯(PVC)树脂、聚苯醚(PPE)树脂、聚酰亚胺(PI)树脂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂、聚醚酰亚胺(PEI)树脂、聚砜(PSU)树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯(PAR)树脂等非晶性树脂；以及酚系树脂、苯氧基系树脂、及聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丁二烯系树脂、聚异戊二烯系树脂、氟系树脂、及丙烯腈系树脂等热塑性弹性体等；它们的共聚物及改性物等。其中，从得到的成型品的轻质性的观点考虑，优选聚烯烃树脂，从强度的观点考虑，优选聚酰胺树脂，从表面外观的观点考虑，优选聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、改性聚苯醚系树脂这样的非晶性树脂，从耐热性的观点考虑，优选聚亚芳基硫醚树脂，从连续使用温度的观点考虑，优选使用聚醚醚酮树脂。

示例的热塑性树脂可以在不损害本发明的目的的范围内含有弹性体或橡胶成分等耐冲击性提高剂、其他填充材料、添加剂。作为它们的例子，可举出无机填充材料、阻燃剂、导电性赋予剂、晶核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、防着色剂、热稳定剂、脱模剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、制泡剂、或偶联剂。

本发明中，皮层2中使用的连续纤维可以使用例如与前述的芯层3中使用的不连续纤维同样种类的增强纤维。

此外，就连续纤维的拉伸弹性模量而言，从夹层结构体的刚性的方面考虑，优选可使用360～1000GPa、更优选可使用500～800GPa的范围内的拉伸弹性模量。增强纤维的拉伸弹性模量小于360GPa时，存在夹层结构体的刚性差的情况，大于1000GPa时，必须提高增强纤维的结晶性，难以制造增强纤维。增强纤维的拉伸弹性模量在上述范围内时，从夹层结构体的刚性进一步提高、增强纤维的制造性提高的方面考虑是优选的。需要说明的是，增强纤维的拉伸弹性模量可以利用JIS R7601-1986中记载的线束拉伸试验进行测定。

本发明中，对皮层2中使用的树脂(B)没有特别限制，可以使用热塑性树脂或热固性树脂。为热塑性树脂的情况下，可以使用例如与前述的芯层3中使用的热塑性树脂(A)同样种类的树脂。此外，作为热固性树脂的示例，可优选使用不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛(Resole型)树脂、尿素·三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂等的热固性树脂等。它们也可以应用掺混了两种以上的树脂等。其中，尤其从成型体的力学特性、耐热性的观点考虑，优选环氧树脂。就环氧树脂而言，为了呈现其优异的力学特性，优选以使用的树脂的主成分的形式被包含，具体而言，优选每份树脂组合物中包含60重量％以上的环氧树脂。

本发明中，作为其他结构体(C)中使用的树脂，没有特别限制，可以使用前述的热塑性树脂或热固性树脂。尤其地，从耐热性、耐化学药品性的观点考虑，更优选使用PPS树脂，从成型品外观、尺寸稳定性的观点考虑，更优选使用聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂，从成型品的强度、耐冲击性的观点考虑，更优选使用聚酰胺树脂。

此外，为了实现一体化成型体的高强度·高刚性化，作为其他结构体(C)中使用的树脂(C)，也优选使用含有增强纤维的树脂。作为增强纤维，例如可以使用铝纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维等金属纤维、聚丙烯腈系、人造丝系、木质素系、沥青系等碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维等无机纤维、芳族聚酰胺纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维、聚苯硫醚纤维、聚酯纤维、丙烯酸系纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维等有机纤维等。这些增强纤维可以单独使用，此外，也可以并用两种以上。其中，从比强度、比刚性、轻质性的均衡性的观点考虑，优选碳纤维，从比强度·比弹性模量优异的方面考虑，优选至少包含聚丙烯腈系碳纤维。

此外，在构成其他结构体(C)的树脂(C)中，可以根据所要求的特性、在不损害本发明的目的的范围内含有其他填充材料、添加剂。例如，可举出无机填充材料、磷系以外的阻燃剂、导电性赋予剂、晶核剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、减振剂、抗菌剂、防虫剂、防臭剂、防着色剂、热稳定剂、脱模剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、颜料、染料、发泡剂、制泡剂、偶联剂等。

此外，本发明中，夹层结构体1优选为侧面部面积小于底面积的长方体形状。例如，在如个人电脑的壳体这样侧面部面积小于底面积的、所谓薄壁型长方体形状中，侧面部的面积窄，为了在该部分上接合其他结构体，需要强的接合强度。即使为这样的方式，通过采用本发明的接合结构、后述的接合方法，即使是窄面积的接合部，也能够以强的强度接合其他结构体。

此外，本发明中，优选的是，芯层3是通过由加热引起的回弹使包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层前体沿厚度方向膨胀从而形成空隙而成的。将含有构成芯层3的不连续纤维和热塑性树脂(A)的成型体加热及加压至树脂的软化点或熔点以上，然后解除加压，利用不连续纤维的残余应力释放时想要恢复至原状的复原力、即所谓的回弹而使其膨胀，由此能够在芯层3内形成期望的空隙。在该复原过程中，若在一部分的区域中利用一定的加压手段等抑制该复原作用，则能够将空隙率抑制在低的水平。

此外，本发明中，优选的是，构成芯层3的不连续纤维为5～75质量％、热塑性树脂(A)为25～95质量％。

芯层3的形成中，不连续纤维与热塑性树脂(A)的配合量比是将空隙率进行特定的一个要素。不连续纤维与热塑性树脂(A)的配合量比的求法没有特别限制，例如，可以通过将芯层3中包含的树脂成分除去、对残留的仅不连续纤维的重量进行测定而求出。作为将芯层3中包含的树脂成分除去的方法，可以示例溶解法、或烧除法等。重量的测定中，可以使用电子称、电子天平进行测定。可以使要测定的成型材料的大小为100mm×100mm见方，以测定数为n＝3进行，使用其平均值。就芯层3的配合量比而言，优选不连续纤维为7～70质量％、且热塑性树脂(A)为30～93质量％，更优选不连续纤维为20～50质量％、且热塑性树脂(A)为50～80质量％，进一步优选不连续纤维为25～40质量％、且热塑性树脂(A)为60～75质量％。不连续纤维少于5质量％、且热塑性树脂(A)多于95质量％时，难以引起回弹，因此无法提高空隙率，存在难以在芯层3中设置空隙率不同的区域的情况，结果，与其他结构体(C)7的接合强度也降低。另一方面，不连续纤维多于75质量％、且热塑性树脂(A)少于25质量％时，夹层结构体1的比刚性降低。

此外，本发明中，构成芯层的不连续纤维的数均纤维长度优选为0.5～50mm。

通过使不连续纤维的数均纤维长度为特定的长度，从而能够使由芯层的回弹带来的空隙的生成确实地进行。数均纤维长度优选为0.8～40mm，更优选为1.5～20mm，进一步优选为3～10mm。数均纤维长度短于0.5mm时，存在难以形成一定大小以上的空隙的情况。另一方面，数均纤维长度长于50mm时，难以自纤维束无规地分散，芯层3无法产生充分的回弹，因此空隙的大小有限，与其他结构体(C)7的接合强度降低。

作为测定不连续纤维的纤维长度的方法，例如，有直接从不连续纤维组中抽出不连续纤维并利用显微镜观察进行测定的方法。在不连续纤维组上附着有树脂的情况下，有下述方法：使用仅溶解不连续纤维组中所含的树脂的溶剂，使不连续纤维组中的树脂溶解，将残留的不连续纤维滤出，利用显微镜观察进行测定的方法(溶解法)；在无溶解树脂的溶剂的情况下，在不连续纤维不发生氧化减量的温度范围内仅将树脂烧除，分离出不连续纤维，利用显微镜观察进行测定的方法(烧除法)；等等。可以从不连续纤维组中随机选出400根不连续纤维，利用光学显微镜对其长度进行测定，直至1μm单位，求出纤维长度及其比例。需要说明的是，在将直接从不连续纤维组抽出不连续纤维的方法、与利用烧除法、溶解法将不连续纤维抽出的方法进行比较的情况下，通过适当地选定条件，得到的结果不会产生特别的差异。在这些测定方法中，从不连续纤维的重量变化少的方面考虑，优选采用溶解法。

此外，本发明中，优选的是，构成芯层的不连续纤维以包含500根以下的单纤维的纤维束的形式存在，并且无规地取向。

此外，本发明中，优选的是，构成芯层的不连续纤维分散成单丝状，并且由不连续单纤维(a)和与上述不连续单纤维(a)交叉的其他不连续单纤维(b)所形成的二维取向角的平均值为10～80度。

通过使不连续纤维以包含500根以下的单纤维的纤维束的形式存在、并且无规地取向，从而构成芯层的不连续纤维能够彼此交叉地存在，因此能够获得大的回弹，能够形成一定大小以上的空隙。此处，所谓分散成单丝状，是指在夹层结构体的芯层中，对于任意选择的不连续纤维，其二维接触角为1度以上的单纤维的比例(以下，也称为纤维分散率)为80％以上，换言之，是指在构成要素中，2根以上的单纤维接触且平行的束小于20％。因此，此处，仅将至少包含不连续纤维的芯层中的长丝数100根以下的纤维束的重量分率相当于100％的情况作为对象。

此处，所谓二维接触角，是指由不连续单纤维和与该不连续单纤维接触的不连续单纤维所形成的角度，被定义为：相接触的不连续单纤维彼此形成的角度中，0度以上且90度以下的锐角侧的角度。针对该二维接触角，使用附图进一步进行说明。图9(a)、(b)为本发明中的一个实施方式，其是从面方向(a)及厚度方向(b)对夹层结构体的芯层中的不连续纤维进行观察时的示意图。以不连续单纤维14为基准时，图9(a)中观察到不连续单纤维14与不连续单纤维15～19相交，而图9(b)中，不连续单纤维14未与不连续单纤维18及19接触。在该情况下，对于成为基准的不连续单纤维14而言，作为二维接触角度的评价对象的是不连续单纤维15～17，是相接触的2根不连续单纤维所形成的两个角度中的、0度以上且90度以下的锐角侧的角度20。

作为测定二维接触角的方法，没有特别限制，例如，可以示例从夹层结构体1的芯层3表面对不连续纤维的取向进行观察的方法。在该情况下，通过对夹层结构体1的表面进行研磨而使芯层3的不连续纤维露出，更容易观察不连续纤维。此外，也可以示例下述方法：进行X射线CT透过观察而对不连续纤维的取向图像进行拍摄。在为X射线透过性高的不连续纤维的情况下，若预先在不连续纤维中混合示踪用的纤维、或者预先在不连续纤维上涂布示踪用的药剂，则容易观察不连续纤维，因此优选。此外，在利用上述方法难以进行测定的情况下，可以示例下述方法：使芯层3从夹层结构体1分离，然后利用加热炉等将芯层3置于高温下，使热塑性树脂成分烧掉，然后，使用光学显微镜或电子显微镜，从由取出的不连续纤维形成的毡对不连续纤维的取向进行观察。基于上述观察方法，按照以下的步骤测定纤维分散率。针对随机选择的不连续单纤维(图9中的不连续单纤维14)，测定其与相接触的全部不连续单纤维(图9中的不连续单纤维15～17)之间的二维接触角。针对100根不连续单纤维进行上述操作，根据测定了二维接触角的全部不连续单纤维的总根数、与二维接触角为1度以上的不连续单纤维的根数的比率，来计算比例。

此外，尤其优选构成芯层3的不连续纤维无规地分散。此处，所谓不连续纤维无规地分散，是指夹层结构体1中的任意选择的增强纤维的二维取向角的平均值为30～60度。该二维取向角是指由不连续单纤维和与该不连续单纤维交叉的不连续单纤维所形成的角度，定义为交叉的不连续单纤维彼此形成的角度中的、0度以上且90度以下的锐角侧的角度。针对该二维取向角，使用附图进一步进行说明。图9(a)、(b)中，以不连续单纤维14为基准时，不连续单纤维14与其他不连续单纤维15～19交叉。此处所谓交叉，是指在进行观察的二维平面中，观察到作为基准的不连续单纤维与其他不连续单纤维相交的状态，不连续单纤维14与不连续单纤维15～19并非必须接触，也包括投影观察时所观察到的相交状态。即，在对作为基准的不连续单纤维14进行观察时，不连续单纤维15～19均为二维取向角的评价对象，在图9(a)中，二维取向角为交叉的两根不连续单纤维所形成的两个角度中的、0度以上且90度以下的锐角侧的角度20。

作为测定二维取向角的方法，没有特别限制，例如，可以示例从构成要素的表面观察不连续纤维的取向的方法，可以采用与上述的二维接触角的测定方法同样的手段。二维取向角的平均值利用以下的步骤测定。针对随机选择的不连续单纤维(图9中的不连续单纤维14)，测定其与交叉的全部不连续单纤维(图9中的不连续单纤维15～19)的二维取向角的平均值。例如，在与某根不连续单纤维交叉的其他不连续单纤维为多根时，可以随机选择20根交叉的其他不连续单纤维进行测定，并使用测得的平均值来代替。针对上述测定，以其它不连续单纤维为基准重复总计5次，算出其平均值作为二维取向角的平均值。

通过使不连续纤维呈单丝状且无规地分散，从而相较于上述的不连续纤维呈纤维束状(其由500根以下的单纤维形成)分散的情况，能够使空隙更均匀地存在于芯层3中。例如即使以一定的大小形成有空隙，但空隙不均地存在时，在局部空隙多的区域，有夹层结构体1变弱的可能性。因此，从使夹层结构体1为高强度的观点考虑，优选使空隙在芯层3中以均匀地连续的状态存在。

从上述观点考虑，包含不连续纤维的芯层3的纤维分散率优选为90％以上，越接近100％越优选。此外，作为不连续纤维的二维取向角的平均值，优选为40～50度，越接近作为理想角度的45度越优选。

可适合用于具有空隙的芯层3或者成型体(其是使热塑性树脂(A)含浸于不连续纤维而成的)的不连续纤维的毡例如预先将不连续纤维呈纤维束状(由500根以下的单纤维形成)及/或单丝状分散而制造。作为不连续纤维毡的制造方法，具体而言，可以使用：利用空气流将不连续纤维进行分散片材化的气流成网法、对不连续纤维一边进行机械式刨梳一边形成而片材化的梳棉法等干式工艺；利用在水中搅拌不连续纤维而进行抄纸的Radright法的湿式工艺。作为使不连续纤维更接近单丝状的手段，在干式工艺中，可以示例设置开纤棒的方法、进一步使开纤棒振动的方法、以及使梳棉机的孔精细(超细状态)的方法、调节梳棉机的旋转速度的方法等，湿式工艺中，可以示例调节不连续纤维的搅拌条件的方法、将分散液的增强纤维浓度稀释化的方法、调节分散液的粘度的方法、在转移分散液时抑制涡流的方法等。特别地，不连续纤维毡优选以湿式法制造，通过增加投入纤维的浓度、或者调节分散液的流速(流量)和网带输送机的速度，从而能够容易地调节不连续纤维毡的增强纤维的比例。例如，对于分散液的流速而言，通过减慢网带输送机的速度，从而使得到的由不连续纤维形成的毡中的纤维的取向不易朝向牵拉方向，能够制造蓬松的由不连续纤维形成的毡。作为由不连续纤维形成的毡，可以由不连续纤维单体构成，也可以将不连续纤维与粉末形状、纤维形状的基体树脂成分混合，或者将不连续纤维与有机化合物、无机化合物混合，或者将不连续的增强纤维彼此用树脂成分填塞。

接着，参照附图，对本发明涉及的一体化成型体的制造方法进行说明。

本发明为一体化成型体的制造方法，其特征在于其是制造下述一体化成型体的方法，所述一体化成型体将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部，并在上述接合部接合其他结构体(C)，

所述制造方法至少包含以下的工序[1]～工序[5]。

工序[1]，准备芯层前体，其中，所述芯材前体是在由上述不连续纤维形成的网的至少一面配置上述热塑性树脂(A)层而得到的

工序[2]，形成成型体前体，其中，在上述芯层前体的两面，配置使上述树脂(B)含浸于上述连续纤维而得到的皮层前体

工序[3]，对上述成型体前体进行加热加压成型，使上述皮层前体固化或硬化而形成皮层、并且使上述芯层前体与上述皮层进行一体化

工序[4]，夹层结构体赋型，其中，在使上述芯层前体中的上述不连续纤维的复原力呈现、在芯层内形成空隙而使上述夹层结构体膨胀为规定厚度时，抵接加压模具，由此在上述夹层结构体的至少端部的一部分形成阶差部，并使该阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，所述主体部形成该阶差部中的高的面，所述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于上述主体部中的芯层的空隙率的芯层

工序[5]，在模具内配置上述已赋型的夹层结构体，针对模具内的上述接合部，将已熔融的其他结构体(C)的树脂以不与上述边界面接触而仅与上述最薄壁部的至少一部分接触的方式，以于模具内的中途将树脂的流动拦阻的状态进行注射，由此使上述夹层结构体与上述其他结构体(C)接合而一体化

使用图10[1]～[5]，对本发明的制造方法的一个工序例进行说明。

图10[1]示出了准备芯层前体33的工序[1]，所述芯层前体33是在由不连续纤维形成的网31的两面配置热塑性树脂(A)层32而得到的。从与其他基材层叠的操作性的观点考虑，热塑性树脂(A)层32优选为膜、无纺布。

图10[2]示出了形成成型体前体的工序[2]，其中，在芯层前体33的两面，配置使树脂(B)含浸于连续纤维而得到的皮层前体34。作为皮层前体34，优选为例如使包含热固性树脂、热塑性树脂的树脂(B)含浸于连续纤维而得到的预浸料坯。

图10[3]示出了工序[3]，其中，利用基于上模具35和下模具36的加热加压成型，使芯层前体33与皮层前体34一体化，将夹层结构体成型。该工序[3]中，在皮层前体34中使用的树脂(B)为热固性树脂的情况下，利用加热进行硬化或固化，但在热塑性树脂的情况下，需要在利用加热使其软化后冷却至热塑性树脂固化的温度。

此处，就使具有膜、无纺布的形态的热塑性树脂(A)层32含浸于由不连续纤维形成的网31内时的压力而言，优选为0.5～30MPa，可进一步优选为1～5MPa。压力小于0.5MPa时，存在热塑性树脂(A)层32未含浸于不连续纤维网31的情况，另外，大于30MPa时，芯层前体33的不连续纤维因热塑性树脂(A)层32而流动，由此存在不连续纤维网31破裂的情况。就含浸热塑性树脂(A)层32的膜、无纺布时的温度而言，热塑性树脂的情况下，优选为热塑性树脂的熔点或软化点以上的温度，更优选为熔点或软化点+10℃以上，可进一步优选为熔点或软化点+20℃以上。需要说明的是，就含浸热塑性树脂(A)层32的膜、无纺布时的温度而言，温度比热塑性树脂的熔点或软化点过高时，存在产生热塑性树脂的分解、劣化的情况，因此优选为热塑性树脂的熔点或软化点+150℃以下。

接着，对制作皮层34的工序进行说明。例如，树脂(B)为热固性树脂的情况下，准备含浸于连续纤维而得到的预浸料坯作为皮层前体。形成在工序[1]中得到的芯层前体33的至少一面配置有皮层前体34的层叠体，利用加热加压成型对该层叠体进行加热并赋予0.5～30MPa的压力时，皮层前体的树脂(B)固化，而能够制作皮层。此外，树脂(B)为热塑性树脂的情况下，可以使含浸于连续纤维而得到的预浸料坯作为皮层前体34，利用加热加压成型进行加热、并赋予0.5～30MPa的压力，由此使热塑性树脂软化，然后搬送至冷却用加压成型机中，加压至热塑性树脂固化的温度，由此能够制作皮层。此时，通过同时对芯层前体和皮层前体进行加热加压成型，从而芯层前体的不连续纤维网进入皮层内，借助基于不连续纤维网的锚定效果，能够得到芯层前体与皮层前体的一体化成型体。从最大限度地呈现夹层结构体的弯曲特性的观点考虑，优选芯层或芯层前体、与皮层牢固地密合。

上述的工序[3]中，作为用于制作芯层前体和皮层的设备，可优选使用加压成型机、双带加压机。分批式的情况下，优选使用前者，此外使用热塑性树脂的情况下，通过使其为并列有加热用和冷却用的2机以上的间歇式加压系统，从而能够提高生产率。连续式的情况下，优选使用后者，由于能够容易地进行连续的加工，因此连续生产率优异。

图10[4]A中示出了下述状态：在使芯层前体中的不连续纤维的复原力呈现而膨胀为规定厚度时，使夹层结构体的板端部的至少一部分的接合部、与赋予除接合部以外的主体部的形状的加压模具抵接。具体而言，为下述工序：将上模具35变更为具备与夹层结构体的主体部对应的模腔(区域)37的模具，再次进行加压成型而形成芯层。利用加压成型对芯层前体33进行加热时，因加压成型的加热，热塑性树脂(A)与不连续纤维的结合力变弱，然后，通过解除加压，增强纤维的残余应力释放，内部的不连续纤维毡回弹，形成厚度被调节为规定的膨胀倍率的具有空隙的芯层。此时，在夹层结构体的板端部中，改变与主体部对应的区域37以及与接合部对应的区域的高度，由此能够赋型为图10[4]B所示那样的、具有主体部与接合部的芯层的空隙率不同的区域的夹层结构体1。

然后，如图10[5]所示，通过将已熔融的树脂(C)注射成型于接合部6(其在夹层结构体1的端部的至少一部分形成)，从而可得到接合一体化有其他结构体(C)7的一体化成型体100。在将树脂(C)注射成型时，如图10[5]所示，将已熔融的其他结构体(C)7的树脂以不与边界面9a接触而仅与最薄壁部10的至少一部分接触的方式、以于模具内的中途将树脂的流动拦阻的状态进行注射。对于其他结构体(C)与夹层结构体的一体化方法没有特别限制，例如有：(1)将夹层结构体和其他结构体(C)各自预先成型、并将两者接合的方法；(2)预先将夹层结构体成型、在将其他结构体(C)成型的同时将两者接合的方法。作为上述(1)的具体例，对夹层结构体进行加压成型，利用注射成型来制作其他结构体(C)。有利用热板熔接、振动熔接、超声波熔接、激光熔接、电阻熔接、诱导加热熔接等已知的熔接手段将制作的各构件进行接合的方法。另一方面，作为上述(2)的具体例，有下述方法：对夹层结构体进行加压成型，接着插入注射成型模具中，将形成其他结构体(C)的材料注射成型至模具中，使其一体化。从一体化成型品的量产性的观点考虑，优选为(2)的方法，可优选使用内嵌(insert)注射成型、外嵌(outsert)注射成型。

此外，在[4]夹层结构体赋型工序中，芯层中形成的空隙优选通过下述方式形成：将含有不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层前体加热及加压至热塑性树脂(A)的软化点或熔点以上，然后解除加压，利用回弹使其膨胀。以这样的方式对芯层前体整体一次性加热加压、并解除加压，从而即使对于具有大面积的夹层结构体、接合部具有复杂的阶差部的情况而言，也能够一次性精度良好地将夹层结构体整体进行成型。

空隙率的控制可以通过芯层的厚度调节来进行。解除加压时，越增大芯层的厚度，则由回弹带来的膨胀量越增加，越能够增加芯层中形成的空隙率。具体而言，除了使上模具的模腔高度成为规定的芯层高度以外，在制品种类增加的情况下，也可以使用解除加压时对上模具与下模具的距离进行控制的方法。

此处，进一步对接合部的制造方法进行说明。如图10[4]B所示，利用芯层前体的回弹，皮层也能够以沿着上模具的区域37的形状的方式变形，但除此以外的方法也能够形成接合部。

此外，作为用于对皮层前体、芯层前体进行加热的设备，可优选使用热风烘箱、IR(红外线)加热器。

此外，本发明中，优选的是，在夹层结构体的皮层或芯层上设置接合层，然后将已熔融的其他结构体的树脂(C)注射成型，并在形成于夹层结构体的周端部的、壁厚不同的部位，使注射成型树脂(C)固化或硬化，由此使其他结构体(C)接合一体化。在夹层结构体的皮层或芯层上设置接合层的方法有：在形成于夹层结构体的周端部侧面的、壁厚不同的部位涂布与其他结构体(C)相同材质的粘接剂的方法；在皮层或芯层的最外表层层叠与其他结构体(C)相同材质的膜、无纺布，通过加热加压成型将接合层与夹层结构体进行一体化的方法。从生产率优异的方面考虑，优选在皮层或芯层的最外表层层叠与其他结构体(C)相同材质的膜、无纺布、通过加热加压成型将接合层与夹层结构体进行一体化的方法。

如以上所述，在本发明涉及的一体化成型体中，将在夹层结构体的端部形成阶差部、并仅在其最薄壁部的至少一部分接合其他结构体(C)作为必要结构，但也可以在夹层结构体的端部以外的部位设置同样的结构部。例如，如图11那样在夹层结构体的端部以外也设置其他阶差部和其他结构体(C)的情况的一例的一体化成型体200的厚度方向上的概略截面图所示，在夹层结构体41的端部的至少一部分，形成了与图2、图3所示同样的阶差部42，并仅在其最薄壁部43的至少一部分接合其他结构体(C)44，但本例中，夹层结构体41在上述端部的一部分以外的任意部位也形成了其他阶差部45、并配置了与其他结构体(C)44不同的其他结构体(C)46)，该其他阶差部45由主体部47(其形成该其他阶差部45的两侧中的高的面47a)、其他边界面部48(其形成其他边界面48a，所述其他边界面48a将该其他阶差部45的两侧的高的面47a与位于该两侧的高的面47a之间的低的面49a连接)及其他最薄壁部49(其具有空隙率低于两侧的主体部47中的芯层50a的空隙率的芯层50b)构成，并且，其他结构体(C)46未与其他边界面48a接触而仅与其他最薄壁部49的至少一部分接合。图示例中，位于阶差部45两侧的其他边界面48a具有与图2、图3所示同样的倾斜角度，其他结构体(C)46接合于其他最薄壁部49的上侧芯层的上表面的一部分。

通过这样的方式，就本发明中的使其他结构体(C)不与边界面部的边界面接触而仅与最薄壁部的至少一部分接合的技术而言，也能够同样地在夹层结构体的端部以外的部位中开展。因此，在夹层结构体的端部以外的部位中，也能够实质性地阻止从构成其他结构体(C)的树脂向边界面部的传热，能够消除由该传热所带来的缩痕等引起的设计面侧的不良情况的产生的可能性，能够更可靠且容易地得到期望的一体化成型体。

此外，将上述本发明的技术开展至夹层结构体的端部以外的部位时，例如图12中进一步示出另一一体化成型体201的例子那样，在夹层结构体41的端部的一部分以外的任意部位形成的其他阶差部51的其他边界面部52(图示例中，一方的其他边界面部52)的其他边界面52a形成于从其他最薄壁部49的上表面(其他阶差部51中的低的面)垂直地立起的面上，其他结构体(C)53未与其他边界面48a及其他边界面52a接触而仅与其他最薄壁部49的至少一部分接合。图示例中，其他结构体(C)53被配置于从其他最薄壁部49的上表面(其他阶差部51中的低的面)的中央向一方侧偏移的位置。如此，只要采用其他结构体(C)53未与其他边界面48a及其他边界面52a接触的结构，则可以配置于任意的位置，其他阶差部45、51实质上也可以形成任意的形状，此外，关于要接合的其他结构体(C)46、53，实质上也可以形成任意的形状、尺寸。

在上述这样的夹层结构体的端部以外的部位中，同样也可以应用可在前述的夹层结构体的端部中应用的结构，例如：边界面部的边界面相对于主体部的面内方向具有1～20°的角度的结构；在皮层与其他结构体(C)之间的至少一部分设置有接合层的结构；形成主体部的区域中的芯层的空隙率为50％以上且80％以下、形成最薄壁部的区域中的芯层的空隙率为0％以上且小于50％的结构；主体部的厚度Db在0.4～2mm的范围内、其他结构体(C)的接合部的厚度Tc在0.1～1.7mm的范围内的结构；Db/Tc在1.1～20的范围内的结构、从主体部的边界面部侧端缘至仅与最薄壁部的至少一部分接合的其他结构体(C)为止的距离L在0.1～30mm的范围内的结构。

实施例

以下，利用实施例，对本发明的效果具体地进行说明，但下述的实施例并不对本发明作任何限制。以下叙述实施例中使用的测定方法。

(1)夹层结构体和其他结构体(C)的长度及角度

从一体化成型体中切取包含接合部的小片，包埋于环氧树脂中后，对一体化成型体的厚度方向的截面进行研磨，由此制作试样。使用激光显微镜((株)Keyence制，VK-9510)，对该试样进行拍摄，然后使用图像测量工具，对如图5所示接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部长度(Lb)、从边界面部端缘至其他结构体(C)为止的距离(L)、夹层结构体的边界面部角度(θ)进行测定。

(2)接合强度

以一体化成型体中接合部成为长度方向中央方式，在与一体化成型体的厚度方向垂直的面内，切取试验片，使其成为长度50mm、宽度25mm的尺寸，以支点间距离为试验片厚度的32倍、按照ASTM D790求出弯曲强度，将其作为接合强度。进而，按以下的基准对得到的接合强度进行评价。A、B为合格，C、D为不合格。

A：100MPa以上

B：60MPa以上且小于100MPa

C：40MPa以上且小于60MPa

D：小于40MPa或无法测定

(3)一体化成型体的设计面侧凹陷和外观

通过表面粗糙度计((株)东京精密制，SURFCOM480A)的波纹测定，对如图1所示那样的、与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧凹陷进行测定，并且以目视来确认外观。进而，按以下的基准对得到的凹陷量和外观进行评价。○为合格，△、×为不合格。

○：凹陷小于5μm并且以目视观察不到凹陷

△：凹陷为5μm以上且小于20μm

×：凹陷为20μm以上

(实施例1)

在制造如图10[4]B所示那样的、主体部与最薄壁部的芯层的空隙率不同的夹层结构体时，通过使用使边界面部带有4度的角度的上模具35，从而得到边界面部的角度(θ)为4度的夹层结构体。

将上述中得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后将已熔融的树脂(C)注射成型，制造图5的示意图所示的一体化成型体。一体化成型体的接合强度高，并得到与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧没有凹陷的良好外观。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(实施例2)

在制造如图10[4]B所示那样的、主体部与最薄壁部的芯层的空隙率不同的夹层结构体时，通过使用使边界面部带有90度的角度的上模具35，从而得到边界面部的角度(θ)为90度的夹层结构体。

将上述中得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后将已熔融的树脂(C)注射成型，制造图5的示意图所示的一体化成型体。一体化成型体的接合强度高，并得到与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧没有凹陷的良好外观。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(实施例3)

在制造如图10[4]B所示那样的、主体部与最薄壁部的芯层的空隙率不同的夹层结构体时，通过使用使边界面部带有2度的角度的上模具35，从而得到边界面部的角度(θ)为2度的夹层结构体。

将上述中得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后将已熔融的树脂(C)注射成型，制造图5的示意图所示的一体化成型体。一体化成型体的接合强度高，并得到与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧没有凹陷的良好外观。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(实施例4)

在制造图10[4]B所示那样的、主体部与最薄壁部的芯层的空隙率不同的夹层结构体时，通过使用使边界面部带有18度的角度的上模具35，从而得到边界面部的角度(θ)为18度的夹层结构体。

将上述中得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后将已熔融的树脂(C)注射成型，制造图5的示意图所示的一体化成型体。一体化成型体的接合强度高，并得到与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧没有凹陷的良好外观。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(参考实施例5)

与实施例1同样地制作夹层结构体。将得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后，在将已熔融的树脂(C)注射成型时，制造接合部的长度(Lb)为2mm这样短的、图5的示意图所示的一体化成型体。虽然得到了与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧没有凹陷的良好外观，但一体化成型体的接合强度低，未达到合格水平。结果判明了，为了使接合强度也为合格水平，根据与实施例3的比较，优选使接合部的长度(Lb)为3mm。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(比较例1)

与实施例1同样地制作夹层结构体。将得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后，在将已熔融的树脂(C)注射成型时，制造如图1所示那样其他结构体(C)接合直至边界面部的一体化成型体。虽然一体化成型体的接合强度高，但与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧的凹陷大。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

(比较例2)

与实施例4同样地制作夹层结构体。将得到的夹层结构体设置于注射成型模具内，进行合模，然后，在将已熔融的树脂(C)注射成型时，制造接合部的长度(Lb)为2mm这样短、并且如图1所示其他结构体(C)接合直至边界面部的一体化成型体。一体化成型体的接合强度低，未达到合格水平。此外，与接合于夹层结构体的其他结构体(C)的接合部附近的设计面侧凹陷也大。将一体化成型体的特性归纳示于表1。

产业上的可利用性

本发明涉及的一体化成型体及其制造方法能够适用于要求轻质、高强度·高刚性及薄壁化的所有用途中。

附图标记说明

1、41 夹层结构体

2 皮层

3 芯层

3a 空隙率高的芯层

3b 空隙率低的芯层

4 芯层内的纤维

5 空隙

6 接合部

7 其他结构体(C)

8 主体部

8a 阶差部的高的面

9、42 边界面部

9a 边界面

10、43 最薄壁部

10a 阶差部的低的面(最薄壁部的上表面)

10b 最薄壁部的侧面

11 阶差部

12 模具

13 拦阻部

14、15、16、17、18、19 不连续单纤维

20 二维接触角、二维取向角

21 接合层

31 不连续纤维网

32 热塑性树脂(A)

33 芯层前体

34 皮层前体

35 加压模具的上模具

36 加压模具的下模具

37 加压模具的间隙不同的区域

45、51 其他阶差部

46、53 其他结构体(C)

47 主体部

47a 其他阶差部的高的面

48、52 其他边界面部

48a、52a 其他边界面

49 其他最薄壁部

49a 其他阶差部的低的面(其他最薄壁部的上表面)

50a 空隙率高的芯层

50b 空隙率低的芯层

100、200、201 一体化成型体

Claims (21)

1.一体化成型体，其特征在于，

其是将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部、并在所述接合部配置其他结构体(C)而成的一体化成型体，

所述夹层结构体至少在端部的一部分具有阶差部，所述阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，所述主体部形成所述阶差部中的高的面，所述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于所述主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，所述其他结构体(C)未与所述边界面接触而仅与所述最薄壁部的至少一部分接合。

2.如权利要求1所述的一体化成型体，其中，所述边界面部的边界面相对于所述主体部的面内方向具有1～20°的角度。

3.如权利要求1或2所述的一体化成型体，其中，在所述皮层与所述其他结构体(C)之间的至少一部分设置有接合层。

4.如权利要求1～3中任一项所述的一体化成型体，其中，在所述芯层与所述其他结构体(C)之间的至少一部分设置有接合层。

5.如权利要求1～4中任一项所述的一体化成型体，其中，形成所述主体部的区域中的所述芯层的空隙率为50％以上且80％以下，形成所述最薄壁部的区域中的所述芯层的空隙率为0％以上且小于50％。

6.如权利要求1～5中任一项所述的一体化成型体，其中，在所述夹层结构体的整周范围形成有所述接合部。

7.如权利要求1～6中任一项所述的一体化成型体，其中，所述接合部的从所述夹层结构体的端面起的长度Lb在3～30mm的范围内。

8.如权利要求1～7中任一项所述的一体化成型体，其中，所述主体部的厚度Db在0.4～2mm的范围内，所述接合部的厚度Tc在0.1～1.7mm的范围内。

9.如权利要求8所述的一体化成型体，其中，Db/Tc在1.1～20的范围内。

10.如权利要求1～9中任一项所述的一体化成型体，其中，从所述主体部的所述边界面部侧端缘至仅与所述最薄壁部的至少一部分接合的所述其他结构体(C)为止的距离L在0.1～30mm的范围内。

11.如权利要求1～10中任一项所述的一体化成型体，其中，所述夹层结构体在所述端部的一部分以外也具有其他阶差部、并配置有所述其他结构体(C)，所述其他阶差部由主体部、其他边界面部及其他最薄壁部构成，所述主体部形成所述其他阶差部的两侧中的高的面，所述其他边界面部形成将所述其他阶差部的两侧的高的面与位于所述两侧的高的面之间的低的面连接的其他边界面，所述其他最薄壁部具有空隙率低于所述两侧的主体部中的芯层的空隙率的芯层，并且，所述其他结构体(C)未与所述其他边界面接触而仅与所述其他最薄壁部的至少一部分接合。

12.如权利要求1～11中任一项所述的一体化成型体，其中，所述主体部的厚度、与仅包含介由所述接合部而接合的所述其他结构体(C)的部分的厚度具有相同的厚度。

13.如权利要求1～12中任一项所述的一体化成型体，其中，所述芯层是通过由加热引起的回弹使包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层前体沿厚度方向膨胀从而形成空隙而成的。

14.如权利要求1～13中任一项所述的一体化成型体，其中，构成所述芯层的不连续纤维在5～75重量％的范围内、热塑性树脂(A)在25～95重量％的范围内。

15.如权利要求1～14中任一项所述的一体化成型体，其中，构成所述芯层的不连续纤维的数均纤维长度在0.5～50mm的范围内。

16.如权利要求1～15中任一项所述的一体化成型体，其中，构成所述芯层的不连续纤维以包含500根以下的单纤维的纤维束的形式存在，并且所述纤维束无规地取向。

17.如权利要求16所述的一体化成型体，其中，构成芯层的不连续纤维分散成单丝状，并且由不连续单纤维(a)以及与所述不连续单纤维(a)交叉的其他不连续单纤维(b)形成的二维取向角的平均值在10～80度的范围内。

18.一体化成型体的制造方法，其特征在于，其是制造下述一体化成型体的方法，所述一体化成型体将由包含不连续纤维和热塑性树脂(A)的芯层及包含连续纤维和树脂(B)的皮层构成的夹层结构体的至少端部的一部分作为接合部，并在所述接合部接合其他结构体(C)，

所述制造方法至少包括以下的工序[1]～工序[5]：

工序[1]，准备芯层前体，其中，所述芯层前体是在由所述不连续纤维形成的网的至少一面配置所述热塑性树脂(A)层而得到的；

工序[2]，形成成型体前体，其中，在所述芯层前体的两面，配置使所述树脂(B)含浸于所述连续纤维而得到的皮层前体；

工序[3]，对所述成型体前体进行加热加压成型，使所述皮层前体固化或硬化而形成皮层、并且使所述芯层前体与所述皮层进行一体化；

工序[4]，夹层结构体赋型，其中，在使所述芯层前体中的所述不连续纤维的复原力呈现、在芯层内形成空隙而使所述夹层结构体膨胀为规定厚度时，抵接加压模具，由此在所述夹层结构体的至少端部的一部分形成阶差部，并使所述阶差部由主体部、边界面部及最薄壁部构成，所述主体部形成所述阶差部中的高的面，所述边界面部形成将阶差部的高的面与低的面连接的边界面，所述最薄壁部具有空隙率低于所述主体部中的芯层的空隙率的芯层；

工序[5]，在模具内配置所述已赋型的夹层结构体，针对模具内的所述接合部，将已熔融的其他结构体(C)的树脂以不与所述边界面接触而仅与所述最薄壁部的至少一部分接触的方式、以于模具内的中途将树脂的流动拦阻的状态进行注射，由此使所述夹层结构体与所述其他结构体(C)接合而一体化。

19.如权利要求18所述的一体化成型体的制造方法，其中，在所述[4]夹层结构体赋型工序中，将含有不连续纤维和热塑性树脂(A)的所述芯层前体加热及加压至所述热塑性树脂(A)的软化点或熔点以上，然后解除加压，利用回弹使其膨胀，由此形成所述空隙。

20.如权利要求18或19所述的一体化成型体的制造方法，其中，在所述[2]成型体前体的形成工序中，形成仅在所述芯层的至少一方的表面中的与主体部相当的区域配置皮层的皮层前体，利用加热加压使所述皮层前体固化或硬化而形成皮层，并且形成具备膨胀为规定厚度而具有空隙的芯层的所述主体部。

21.如权利要求18～20中任一项所述的一体化成型体的制造方法，其中，在构成所述接合部的皮层或芯层上，配置热塑性树脂膜或无纺布、或者涂布粘接剂，然后将已熔融的其他结构体(C)的树脂进行注射成型，由此使所述夹层结构体与其他结构体(C)接合一体化。