JP2010046941A - 一体化成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの異なる材料が接合される接合部において、接合強度の優れた一体化成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、次いで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）を金型内部に挿入し、該被着部材（II）を射出成形することで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する工程などを有する、一体化成形品の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの異なる材料が接合される接合部において、接合強度の優れた一体化成形品を得るための製造方法に関する。詳しくは、本発明の製造方法は、端部に段差形状を有した繊維強化複合材料板に被着部材を接合させることで、とりわけ端部での接合性に優れた特性を有する一体化成形品を得る。

さらに、この製造方法を用いて得られた一体化成形体は、電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器または自動車部品、航空機部品、建材などに好ましく用いられる。

多数本の連続した強化繊維群で強化された熱硬化性樹脂より構成される成形体（ＦＲＰ）は、各種の部品や構造体を形成する部材として、広く用いられている。近年では、これらの熱硬化性樹脂からなるＦＲＰは軽量性および力学特性に優れることから様々な用途に使用されており、各用途に応じてＦＲＰと他の部材とを接合した部品や構造体が多く用いられるようになってきている。

特許文献１には、熱可塑性樹脂をコアとしたサンドイッチ構造を有する複合成形品が記載されており、該成形品の熱可塑性樹脂部に他の部材の少なくとも一部が凸形状を形成しており、嵌め合わせにより異種材料と優れた接合を発現することが可能である。このように、特許文献１に記載の成形品は機械的構造により優れた接合を発現する製造方法であるが、さらなる多種多様な用途への適用を想定して、積層板の端部断面における接合を強化することが強く望まれていた。
特開２００７−３８５１９号公報

本発明は、かかる従来技術の問題点の改善を試み、繊維強化複合材料板の端部と他の部材との端部における優れた接合強度を発現する、繊維強化複合材料板と他の部材からなる一体化成形品の製造方法を提供する事を目的とする。この製造方法を用いて得られた一体化成形品は、電気・電子機器、携帯情報端末などの筐体や自動車、航空機などの輸送機器の構造材に好適に使用される。

かかる問題点を解決するための本発明は、以下の構成からなる。すなわち、少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、少なくとも以下（i）〜（iv）のいずれかの工程を有することを特徴とする。
（i）該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、次いで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）を金型内部に挿入し、該被着部材（II）を射出成形することで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する。
（ii）該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、かつ該被着部材（II）の接合部に該段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部と該被着部材（II）の接合部とを嵌合させた後に、嵌合した箇所の少なくとも一部を熱溶着により接着させることで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する。
（iii）該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、かつ該被着部材（II）の接合部に該段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部と該被着部材（II）の接合部とを嵌合させた後に、嵌合した箇所の少なくとも一部を超音波溶着により接着させることで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する。
（iv）該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、次いで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を金型内部に挿入し、これらの材料をプレス成形することで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する。

本発明の一体化成形品の製造方法を用いることにより、他の部材との端部断面における優れた接合強度を有する一体化成形品を容易に得ることができる。

本発明の繊維強化複合材料板の端部断面の模式断面図の一例を図１に示す。なお、本発明で規定する強化繊維、マトリックス樹脂、熱可塑性樹脂等の界面に関する各パラメータの測定・評価は、評価・測定する領域内において、強化繊維群を形成する強化繊維２の径方向の断面積が、強化繊維２の最小断面積の１５０％以下である強化繊維２の断面が可視できる繊維強化複合材料板１の断面の画像で評価・測定されたものを前提として行っている。すなわち、作成した繊維強化複合材料板１の端部断面（成形した状態での端部断面）において、図２のような強化繊維２の断面積が強化繊維２の最小断面積の１５０％以下とならない場合には、切出し加工等によって、評価・観察を行う部分の強化繊維２が、図１のように測定・評価面において強化繊維２の最小断面積の１５０％以下の断面の強化繊維２を可視できる断面を端部断面とすることで、統一した測定・評価を行うこととする。本発明の場合では、以下に述べる評価方法５および６についてである。

また、繊維強化複合材料板（Ｉ）や部材（II）、一体化成形品の形状に関する各パラメータの測定・評価は、測定・評価を行う任意の位置を強化繊維２の配向方向に関係なく切断し、その断面の画像で観察・評価されたものを前提として行っている。本発明の場合では、以下に述べる評価方法１〜４および７についてである。

本発明に係る一体化成形品の製造方法において用いられる繊維強化複合材料板１は、その少なくとも一部に熱可塑性樹脂４を有しており、かつ、該繊維強化複合材料板１には、図３に示すように、端部に段差形状を設けることが重要である。そして、本発明に係る一体化成形品の製造方法の一態様においては、かかる段差形状を設けることに次いで、図４に示すように、前記繊維強化複合材料板を金型５の内部に挿入し、射出成形機６を使用して被着部材７を射出成形することで、該繊維強化複合材料板１と該被着部材７を接合することが重要である。

また、本発明に係る一体化成形品の製造方法の別の一態様においては、前記段差形状を設けるとともに、被着部材７を、図５に示すように前記繊維強化複合材料板１の端部１２の段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板１の端部１２と該被着部材７の接合部とを嵌合させた後に、嵌合した箇所の少なくとも一部を熱溶着により接着させることで、該繊維強化複合材料板１と該被着部材７を接合することが重要である。

また、本発明に係る一体化成形品の製造方法の別の一態様においては、前記段差形状を設けるとともに、被着部材７を、図５に示すように前記繊維強化複合材料板１の端部１２の段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板１の端部１２と該被着部材７の接合部とを嵌合させた後に、図６に示すように超音波を発生させる装置によって嵌合した箇所の少なくとも一部を超音波溶着により接合させることで、該繊維強化複合材料板１と該被着部材７を接合することが重要である。

また、本発明に係る一体化成形品の製造方法の別の一態様においては、前記段差形状を設けることに次いで、該繊維強化複合材料板１と被着部材７を図７で示すように金型内部に挿入し、これらの材料を、プレス成形機９を使用してプレス成形することで、該繊維強化複合材料板１と該被着部材７を接合することが重要である。

かかる接合方法を行うことで、該繊維強化複合材料板１の端部１２において、前記被着部材７との接合性に優れた一体化成形品を容易に得ることができる。なお、前記繊維強化複合材料板１の少なくとも一部に形成する熱可塑性樹脂は、前記段差形状に形成されている箇所に予め設けられていることが好ましく、さらに、該熱可塑性樹脂が、前記段差形状の表面に存在することが好ましい。また、後加工によって、段差形状を形成する場合に、どのように加工しても前記繊維強化複合材料板１の少なくとも一部に形成する熱可塑性樹脂４が、前記段差形状に形成されている箇所に予め設けられるように、前記繊維強化複合材料１を構成するマトリックス樹脂３が熱可塑樹脂からなることが好ましい。ここで、前記繊維強化複合材料板１を構成するマトリックス樹脂としては、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（ＰＥＮｐ）、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、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、ウレタン樹脂の他や、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）、ポリメチルメタクリレート（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）、フェノール系樹脂およびフェノキシ樹脂が挙げられる。また、熱可塑性樹脂は、上記の樹脂の共重合体や変性体および／または２種類以上ブレンドした樹脂などであってもよい。これらの中でも、特定の目的に対して、下記の熱可塑性樹脂の１種または２種以上が、熱可塑性樹脂中に６０重量％以上含まれることが好ましい。成形品の強度および耐衝撃性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）とポリエステルが好ましく用いられる。また、耐熱性および耐薬品性の観点から、ポリアリーレンンスルフィド、中でもポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が好ましく用いられる。成形品外観および寸法安定性の観点から、ポリカーボネート（ＰＣ）やスチレン系樹脂が特に好ましく用いられる。成形性および軽量性の観点から、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、例えば、ポリプロピレン樹脂である。なかでも、成形品の強度の観点から、ポリアミド樹脂が特に好ましく用いられる。

また、熱可塑性樹脂には、耐衝撃性向上のために、他のエラストマーあるいはゴム成分を添加してもよいし、用途等に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で適宜、他の充填材や添加剤を含有しても良い。充填材や添加剤として、例えば、無機充填材、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、制泡剤およびカップリング剤などが挙げられる。

また、本発明の繊維強化複合材料板１を構成するマトリックス樹脂３としては、熱硬化性樹脂を用いても良い。前記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、ビスマレイミドおよびシアネートエステル等が挙げられ、これらの共重合体、変性体およびこれらの少なくとも２種をブレンドした樹脂も使用することができる。熱硬化性樹脂には、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。

前記マトリックス樹脂３を熱硬化性樹脂とした場合に、前記マトリックス樹脂３を熱可塑性樹脂とした場合と同様に、前記繊維強化複合材料板１をどのように加工しても段差形状の表面に熱可塑性樹脂４が存在し、段差形状における優れた接合強度が発現できることから、図８に示すように熱可塑性樹脂は該繊維強化複合材料板の全領域にわたって連続して層形状をなしていることが好ましい。なお、ここで言う「連続して」とは、断面において、前記熱可塑性樹脂４が板の全領域（幅または長さ方向）で途切れることなくつながっている状態を意味する。

ただし、観察・評価を行う端部１２断面の同一の（１つの）熱可塑性樹脂の層形状において、熱可塑性樹脂の不連続な部分の長さが１００μｍ以下であり、かつ、端部断面画像の繊維強化複合材料板（Ｉ）において、熱可塑性樹脂の不連続な部分の長さの総和が繊維強化複合材料板（Ｉ）の評価領域の幅と比較して３０％以下であれば、「連続して」いると判断して良いものとする。なお、ここで言う「不連続な部分の長さ」とは熱可塑性樹脂が途切れた部分において、一方の熱可塑性樹脂と他方の熱可塑性樹脂４の最も近い位置間の最短距離のこととする。

ここで、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部に形成される前記熱可塑性樹脂としては、前記繊維強化複合材料板を構成するマトリックス樹脂としての熱可塑性樹脂と同様に、目的に応じて上記熱可塑性樹脂群の中から選択することが可能である。

ここで、本発明で規定する「端部」について、図９に例示される繊維強化複合材料板１を用いて説明すると、繊維強化複合材料板１の一方の表面の端１１ａｌおよび他方の表面の端１１ｂｌを結ぶ面とする。このとき、前記繊維強化複合材料板１の一方の表面１０ａおよび他方の表面１０ｂを最短距離で結ぶものとし、一方の表面１０ａと他方の表面１０ｂが平行な場合、一方の表面の端１１ａｌと他方の表面の端１１ｂｌとを結ぶ面は、表面１０ａおよび１０ｂと垂直な面となる。

また、「段差形状」について、図９に例示される繊維強化複合材料板１を用いて説明すると、繊維強化複合材料板１の端部１２に形成される、前記１１ａｌと前記１１ｂｌを直線で結ぶ面と異なる角度の面を有する形状を形成した状態のことを意味し、１３ａと１３ｂを結ぶ面を段差１４とする。前記段差１４の形状について、特に限定されないが、図１０に示すように端部１２となる１１ａｌと１１ｂｌを結ぶ面に対してある角度をなすものでも良い。

また、図１１に示すように、本発明で用いられる繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に形成される段差形状が２つ以上設けられていることが好ましい。前記段差形状を増やすことによって、前記被着部材（II）との接合面積が増加すると共に、嵌合構造が複雑化されて嵌合力が向上する。段差の数については、特に制限されないが、接合強度と段差加工性の観点から、５つ程度あれば十分な接合強度と易加工性の両立が可能である。

本発明に係る製造方法は、前記繊維強化複合材料板１に設けられる段差の最小厚みが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。ここで定義される「段差の厚み」を図１１に例示される繊維強化複合材料板１を用いて説明すると、前記段差１４ａの端１３ａおよび１３ｂから隣り合う前記繊維強化複合材料板１の表面または、段差の端（１１ａ、１１ｂ、１３ｃ、１３ｄ）までの距離のことであり、これらの距離で最短距離を「段差の最小厚み」とした。段差の最小厚みについては、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上がさらに好ましく、１ｍｍ以上がより好ましい。

本発明では、段差の最小奥行きＬｎが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。本発明では、段差の最小奥行きＬｎを以下のように定義する。図１１に例示される繊維強化複合材料板１を用いて説明すると、前記繊維強化複合材料板１の段差１４ａの一方の端１３ａと他方の端１３ｂの間の前記繊維強化複合材料板１の一方の表面１０ａおよび他方の表面１０ｂに平行な直線距離のことを意味する。また、図１１に示すように段差が２つ以上ある場合は、全ての段差において最小の値を本発明に用いられる繊維強化複合材料板の段差の最小奥行きＬｎとする。図１１の場合は、Ｌａ＜Ｌｂであるため、繊維強化複合材料板の段差の最小奥行きＬｎはＬａの値となる。すなわち、このＬｎをこの値をこの値以上にすることで、前記繊維強化複合材料板１の端部１２において該繊維強化複合材料板１の板厚を維持した状態で端部１２の段差形状と被着部材７との接触面積を増加することができ、優れた接合強度を発現することが可能となるからである。段差の最小奥行きＬｎは、接着の観点から０．５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上である。前記段差の最小奥行きＬｎの上限は特に限定されないが、前記繊維強化複合材料板１の加工性の観点より３０ｍｍ以下とすることで端部１２の段差における十分な接合強度と加工性を両立することができる。

本発明の製造方法で用いる前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部の最大奥行きＬは、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の辺のうち、該奥行きＬ方向と平行な辺の長さに対して２０％以下の長さとすることが好ましい。前記端部の最大奥行きＬの割合は、特に限定されないが、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）と被着部材（II）との接合の観点から、５％程度とすることで端部１２の段差における十分な接合強度を発現しうる。

本発明の製造方法で用いる前記繊維強化複合材料板（Ｉ）は、図１２で示すように繊維強化樹脂材料層１５および樹脂層１６を積層して得られた積層体１７であることが好ましい。なお、かかる積層体１７は、必ずしも樹脂層１６を有している必要はなく、本発明の目的が効果的に達成されるよう、適宜樹脂層１６を配置すれば良い。各材料を積層した積層体１７を使用することで、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を容易に作成することができ、前記一体化成形品の使用用途・目的に応じて構成を変更することが可能である。さらに、積層の構成を変更することで、接合強度の発現に影響を与える樹脂層を作成者の意図に合わせて配置することが容易に可能となる。

また、本発明で用いる前記繊維強化複合材料板（Ｉ）は、前記段差形状を、前記繊維強化樹脂材料層１５または前記樹脂層と隣り合う、繊維強化材料層または樹脂層との層間で形成することが好ましい。この構成とすることで、各材料層を積層する段階で、該材料層のサイズを変更することで段差形状を形成させることが可能となり、容易に段差形状を有した前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を得ることが可能となる。

本発明で用いる前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に設けられる段差形状が、フライス加工またはＮＣ加工により形成されることが好ましい。これらの方法で加工することで、成形後の該繊維強化複合材料板（Ｉ）を希望の段差形状に精度良く加工することが可能である。これらの加工で、使用される加工機および加工工具は特に限定されないが、加工後の寸法精度が高く、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に欠損が生じないものが好ましい。

本発明の繊維強化複合材料板の板厚Ｔについては、０．３〜３０ｍｍであることが好ましく、電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器、自動車部品、航空機部品および建材のいずれかに用いられることを目的としているため、剛性・軽量化の両立を行なう観点から０．５〜３０ｍｍがより好ましく、０．８〜３０ｍｍがさらに好ましい。

また、本発明では、繊維強化複合材料板１が少なくとも表面層とコア層で形成されたサンドイッチ構造であることが軽量化の観点から好ましい。この一例の斜視図を図１３に示す。表面層は、繊維強化樹脂で構成され、コア層は、発泡材、ハニカム材、繊維シート、および樹脂シートからなる群から選択される少なくとも１種で構成されている。図１３に示すような表面層／コア層／表面層の３層によるサンドイッチ構造だけに限らず、表面層／コア層／内層／コア層／表面層と多層によって構成されても良い。内層としては、繊維強化樹脂、発泡材、ハニカム材、繊維シート、および樹脂シートからなる群から選択される少なくとも１種で構成されていることが好ましい。

本発明で用いられる前記被着部材（II）としては、特に力学特性の観点からは、強化繊維を含む繊維強化樹脂材料で構成されていることが好ましい。さらに、強化繊維を含むことで前記被着部材（II）の寸法安定性が向上し、前記一体化成形品の寸法精度も向上される。このような構成とすることで、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）からなる一体化成形品の強度が向上され、該一体化成形品を力学特性の必要な箇所での適用が可能となる。

また、これらの繊維強化複合材料板（Ｉ）や、被着部材(II)の好ましい態様である繊維強化樹脂材料で使用される強化繊維の繊維素材としては、例えば、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、ガラス繊維、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や黒鉛繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、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、ポリエチレン繊維などの有機繊維、および、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、ボロン繊維などがある。なかでも比重が小さく、高強度、高弾性率である炭素繊維が好ましく使用される。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、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挙げられる。

また、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成するマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂からなることが好ましい。このような構成とすることで、繊維強化複合材料板（Ｉ）の積層構成、加工方法、段差形状に影響されずに、前記熱可塑性樹脂が前記段差形状の形成されている箇所に必ず設けることが可能となり、段差形状での優れた接合強度を発現することができる。

前記マトリックス樹脂として用いられる前記熱可塑性樹脂としては、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部に形成される前記熱可塑性樹脂と同様に、目的に応じて上記熱可塑性樹脂群から選択することができる。

また、前記被着部材（II）に関しても、該被着部材（II）を構成する一部の熱可塑性樹脂が、上記熱可塑性樹脂群から選択されることが好ましい。さらに、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）のマトリックス樹脂を構成する熱可塑性樹脂と同様に、目的に応じて熱可塑性樹脂を選定することで、前記段差形状における優れた接合強度と共に目的に応じた効果を発現することができる。

また、本発明の繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成するマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂を用いても良い。前記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、ビスマレイミドおよびシアネートエステル等が挙げられ、これらの共重合体、変性体およびこれらの少なくとも２種をブレンドした樹脂も使用することができる。熱硬化性樹脂には、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。これらを用いることで、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の強度を向上させ、より力学特性の高い一体化成形品を得ることが可能となる。

繊維強化複合材料板（Ｉ）としては、該繊維強化複合材料板（Ｉ）および／または一体化成形品（III）の剛性の観点から、強化繊維が多く含まれていることが好ましく、強化繊維の重量含有量Ｗｆは、繊維強化複合材料板（Ｉ）に対して、５〜７５重量％が好ましく、より好ましくは４０〜７０重量％である。

また、被着部材（II）は、該被着部材（II）の熱可塑性樹脂を溶融させた状態で成形することにより形状を形成することも考慮すると、強化繊維は短繊維とし、熱可塑性樹脂中に均一に分散していることが好ましい。この場合の強化繊維の重量含有量Ｗｆは、成形性、強度および軽量性とのバランスの観点から、該被着部材（II）に対して、５〜７５重量％が好ましく、より好ましくは１０〜５０重量％である。

本発明で用いられる前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の段差形状の表面に熱可塑性樹脂が存在していることが好ましく、該熱可塑性樹脂の算出される割合において、２０％以上であることが好ましく、５０％以上がさらに好ましく、８０％以上がより好ましい。

本発明で用いられる繊維強化複合材料板１の少なくとも一部に形成する熱可塑性樹脂４と前記繊維強化複合材料板１を構成するマトリックス樹脂３とが、図１４に示すように凹凸形状を有して形成されていることが好ましい。

また、前記強化繊維２の少なくとも一部がマトリックス樹脂３に接し、該強化繊維２の残りは少なくとも熱可塑性樹脂４に接していることが好ましい。これは強化繊維２が、一部分ではマトリックス樹脂３に接し、他の部分では熱可塑性樹脂４に接しているような、いわゆる強化繊維２によるマトリックス樹脂３および熱可塑性樹脂４の串刺し状態である場合も含む。図１４に、上記した形態を説明するために、強化繊維２が配置された繊維強化複合材料板１の模式図を示す。なお、図１４には破線四角で囲んだ部分をモデル的に３次元化した図も並べて示しており、該３次元図では表現の都合上、強化繊維２と熱可塑性樹脂４のみを可視化して図示してある。マトリックス樹脂３は可視化しておらず、熱可塑性樹脂４より飛び出している強化繊維２の部位はマトリックス樹脂３に埋没している部位を示す。図１４に示す強化繊維２のうちの一つは熱可塑性樹脂４およびマトリックス樹脂３の両方に貫通する部位を有しており、このような状態である場合には、マトリックス樹脂３と熱可塑性樹脂４の界面が強化繊維２により強固に一体化されるために好ましい。

ここで、前記強化繊維２が埋没しているマトリックス樹脂３と熱可塑性樹脂４との界面が凹凸形状であることが接着を高めるうえで好ましく、これらの界面の凹凸形状の度合いを最大含浸深さＲとする。前記マトリックス樹脂３と熱可塑性樹脂４との界面波形状の度合いである最大含浸深さＲは、図１５に示す段差１４から最も遠い界面ｃ１と段差１４から最も近い界面ｃ２との差の絶対値｜ｃ１−ｃ２｜で表され、Ｒが１０μｍ以上あることが好ましい。より好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは４０μｍ以上である。Ｒの上限については特に制限はないが、２００μｍ程度もあれば優れた接着性を発現するうえでは十分である。

本発明の製造方法を用いて製造された一体化成形品の用途としては、パソコン、ディスプレー、携帯電話、携帯情報端末などの電気または電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器の用途で好ましく用いられる。

さらに、力学特性に優れた大型成形品に複雑形状などの他の部材を強固に接合できることから、自動車、二輪車、自転車、または航空機、建材用の部品、部材やパネル外板にも好適に用いられる。
これらの用途群を例示すると、以下のようになる。

＜電気・電子機器＞
本発明の製造方法を用いて製造された一体化成形品は、例えば、各種ギヤー、各種ケース、センサー、ＬＥＤランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント配線板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、ディスプレー、ＦＤＤキャリッジ、シャーシ、ＨＤＤ、ＭＯ、モーターブラッシュホルダー、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、ミュージックプレイヤー、液晶ディスプレー、プラズマディスプレー等の電気・電子機器製品、またはその部品、部材、筐体に好ましく用いられる。

＜オフィスオートメーション機器＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、例えば、電話、ファクシミリ、コピー機、タイプライター、ワードプロセッサー等の事務製品、またはその部材および筐体に好ましく用いられる。

＜家電機器＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、筐体、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、エアコン等の家電製品、またはその部材および筐体に好ましく用いられる。

＜医療機器＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、Ｘ線カセッテなどの医療機器製品またはその部品および部材に好ましく用いられる。

＜自動車部品＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、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、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係、排気系また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、エアクリーナーボックス、レゾネーター、インテークマニホールド、スタビライザー、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、ブレーキバット磨耗センサー、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、ウィンドウオッシャーノズル、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、バルクヘッド、フレーム、サブフレーム、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、ドライブシャフト、ホイール、ホイールカバー、フェンダー、ドアミラー、ルームミラー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、トランクフード、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、スポイラーおよび各種モジュール等の二輪車を含む自動車部品、または自動車部材および外板に好ましく用いられる。

＜航空機部品＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、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、リブ等の航空機部品、または部材および外板に好ましく用いられる。

＜建材＞
また、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、防音パネル、断熱パネルに挙げられるパネル等の建材用部材または部品に好ましく用いられる。

＜その他＞
さらに、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、各種ラケット、ゴルフクラブシャフト、ヨット、ボード、スキー用品、釣り竿、自転車などのスポーツ関連部品、部材および人工衛星関連部品、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、部材および筐体等に好ましく用いられる。

すなわち、製造方法を用いて製造された一体化成形品は、上記電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器、自動車部品、航空機部品、または建材等に用いられることが好ましい。また、これらの中でも、軽量かつ高剛性が要求される、パソコン、ディスプレー、携帯電話、携帯情報端末などの電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、または医療機器の用途で好ましく用いられる。

さらに、上記用途の中でも、複雑形状が多い電子機器筐体に、本発明に係る製造方法を用いて製造された一体化成形品が用いられると、薄肉でフレーム部分との優れた接着性を十分に発揮できるという点で好ましい。従って、本発明に係る製造方法を用いて製造された一体化成形品は電子機器筐体に好ましく用いられ、中でも、前記繊維強化複合材料板と、前記フレーム部分とが端部の開口部に存在する熱可塑性樹脂を介して一体化された電子機器筐体により好ましく用いられる。

実施例および比較例に基づき、本発明をさらに詳細かつ具体的に説明する。なお、各項目の評価方法を記述する。

［端部断面観察用サンプルの作成方法］
製造された繊維強化複合材料板より、端部の開口部全体を含む１０ｍｍ角のサンプルを切り出し、その断面を湿式研磨し、端部断面観察用のサンプル１とした。

＜評価方法１：繊維強化複合材料板の板厚Ｔ＞
研磨したサンプル１の端部断面の板厚Ｔ×幅５００μｍの範囲を超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００（コントローラー部）／ＶＫ−９５１０（測定部）（（株）キーエンス製）を使用して拡大倍率４００倍で撮影した。本発明の実施例において、表面と他方の表面の距離を板厚Ｔとして測定した。

＜評価方法２：段差形状における段差の最小厚み＞
評価方法１と同様の範囲の画像において、図９で示される繊維強化複合材料板の段差１４の端１３ａおよび１２ｂ、繊維強化複合材料板１の表面の端１１ａと１１ｂを測定点とし、各測定点間距離を測定した。これらの最短距離が０．１ｍｍ以上であるか確認した。

＜評価方法３：段差の最小奥行きＬｎ＞
評価方法１で撮影した画像において、評価方法２で測定点とした各段差１４の一方の端と他方の端の間の前記繊維強化複合材料板１の一方の表面１０ａおよび他方の表面１０ｂに平行な直線距離を観察アプリケーションＶＫ−Ｈ１Ｖ９を使用して測定した。この段差の最小奥行きＬｎが、０．１ｍｍ以上であるか確認した。

＜評価方法４：端部の最大奥行きＬの割合＞
繊維強化複合材料板の全長が測定可能なノギスを使用して、各辺の長さを測長した。この長さと評価方法３で得られた端部の最大奥行きＬｎ、式（１）より、該端部の最大奥行きＬｎの割合を算出した。この割合が２０％以下であるか確認した。

＜評価方法５：段差表面に存在する熱可塑性樹脂量＞
製造された繊維強化複合材料板より、該繊維強化複合材料板の各辺について１０等分となる位置から１０ｍｍ角のサンプルを切り出し、サンプル１と同様の方法で端部断面観察用のサンプル２−ｎ（ｎ＝１〜１０）を得た。各サンプル２−ｎについて、前記段差の最小奥行きＬｎ_（ｎ）と段差上に熱可塑性樹脂の長さＬ_{ｔｐ（ｎ）}を測定した。前記Ｌｎ_（ｎ）とＬ_{ｔｐ（ｎ）}における（ｎ）は、切り出したサンプルに割り当てられた１〜１０までの値とし、サンプルの識別をするためのものである。これらの測定値と式（２）から各断面でのＬｎ_（ｎ）とＬ_{ｔｐ（ｎ）}に対する比率を算出した。

これらの１０個の熱可塑性樹脂量[％]より、平均値を算出し、その値を繊維強化複合材料板の端部断面に存在する熱可塑性樹脂量[％]とした。この平均値が２０％以上であるか確認した。

＜評価方法６：マトリックス樹脂と熱可塑性樹脂の界面の波形状の度合いＲ＞
評価方法１と同様の範囲の画像において、繊維強化複合材料板の表面から最も近い界面までの距離をｃ１、表面から最も遠い界面までの距離をｃ２として測定した。これらの測定値と式（３）からＲを算出した。

＜評価方法７：接合強度の測定＞
図１６示した繊維強化樹脂複合材料板１と被着部材７が一体化された成形品１８より、一体化された部分の端部が図１７で示されるＬａ＝４５ｍｍ、Ｌｂ＝７ｍｍ、ｂ＝１５ｍｍのサンプルを切出して、図１７に示す熱可塑性樹脂からなる部材(II)１２の点線部分を削り取り、図１７のような形状にしたサンプルを引張試験装置"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）の上下に取り付けたチャックで固定し、引張速度１．６ｍｍ／分で評価サンプル数ｎを５として評価を行った。図１６で示した一体化成形品１８は、本発明で得られる一体化成形品の一例であり、これ以外の形状の一体化成形品であっても、評価時に上記サンプル形状に切り出して評価を行った。

この時の最大破断荷重Ｐ、繊維強化複合材料板１の板厚Ｔと幅ｂと式（４）より成形品の接着強度を算出した。

評価は、母材破壊（被着部材（II）が破断）の場合を◎、５ＭＰａ以上を○、３ＭＰａ以上５ＭＰａ未満を△、３ＭＰａ未満を×とした。

（実施例１）
（実施例１−１：繊維強化複合材料板Ａ１）
熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂で、一方向に配列された多数本の炭素繊維からなる強化繊維群からなり、強化繊維の含有量が、重量割合（Ｗｆ）で６７％のプリプレグ（東レ（株）製トレカプリプレグＰ３０５２Ｓ−１２）から、所定の大きさ有する長方形のプリプレグシート１９を１０枚、共重合ポリアミド樹脂（東レ（株）製"アミラン"（登録商標）ＣＭ８０００、ポリアミド６／６６／６１０／６１２共重合体、融点１２８℃）製フィルム（厚み５０μｍ）を１枚切り出した。図１８において、これら１０枚のプリプレグシート１９と１枚のフィルム２０が、斜視図をもって示される。

長方形に切り出したシートの長辺の方向を０°として、繊維方向が、上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、１０枚のプリプレグシート１９と１枚のフィルム２０を、下から順次積層した（矢印Ａで示される）。

次に、プレス成形機にて、プリプレグシート１９とフィルム２０からなる積層体１７を、０．６ＭＰａの面圧をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。硬化終了後、室温で冷却し、平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料板を得た。

得られた繊維強化複合材料板の端部に、フライス加工機を使用して段差の最小厚みが０．６ｍｍ、奥行きＬが３ｍｍとなるように段差を形成させ、繊維強化複合材料板Ａ１を得た。
実施例で製造した繊維強化複合材料板を評価方法１〜６で評価した。結果は表１に示す。

（実施例１−２：成形品Ａ２）
図１６に示される成形品Ａ２を製造する。端部に段差を有する繊維強化複合材料板Ａ１を射出成形用金型（図示せず）にインサートした。マトリックス樹脂がポリアミド系樹脂からなり、炭素繊維含有率が重量割合（Ｗｆ）で２０％の長繊維ペレット（東レ（株）製ＴＬＰ１１４６Ｓ）を用意した。このペレットを用いて、図１６の被着部材７のような形状を有する射出成形材を射出成形にて形成させ、一体化成形品Ａ２を製造した。射出成形は、日本製鋼所（株）製Ｊ３５０ＥIII射出成形機を用いて行い、シリンダー温度は２８０℃とした。実施例で製造した一体化成形品を評価方法７で評価した。結果を表１に示す。

（実施例２）
（実施例２−１：繊維強化複合材料板Ｂ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じプリプレグシート１０枚と共重合ポリアミド製フィルム（厚み５０μｍ）１枚を下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料Ｂ１を製造した。

（実施例２−２：成形品Ｂ２）
図１９に示される成形品Ｂ２を製造する。端部に段差を有する繊維強化複合材料板Ｂ１とその段差に相対する形状を有した被着部材（II）を嵌合させて治具を用いて固定した。これらの各材料の接合部の上方から１８０℃の温風を５分ほどあて、成形品Ｂ２を製造した。

（実施例３）
（実施例３−１：繊維強化複合材料板Ｃ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じプリプレグシート１０枚と共重合ポリアミド製フィルム（厚み５０μｍ）１枚を下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料Ｃ１を製造した。

（実施例３−２：成形品Ｃ２）
図１９に示される成形品Ｃ２を製造する。端部に段差を有する繊維強化複合材料板Ｃ１とその段差に相対する形状を有した被着部材（II）を嵌合させて治具を用いて超音波溶着機上に固定した。これらの各材料の接合部の上方から図６に示すように超音波溶着機の圧子をあて、超音波を３０秒間発生させ、成形品Ｃ２を製造した。

（実施例４）
（実施例４−１：繊維強化複合材料板Ｄ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じプリプレグシート１０枚と共重合ポリアミド製フィルム（厚み５０μｍ）１枚を下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料Ｄ１を製造した。

（実施例４−２：成形品Ｄ２）
図１９に示される成形品Ｄ２を製造する。端部に段差を有する繊維強化複合材料板Ｃ１と被着部材（II）を金型内に挿入し、１．２ＭＰａの面圧をかけながら、２８０℃で５分間加熱をし、加圧した状態で冷却を開始し、金型内の材料の温度が５０℃になるまで加圧を続けて熱可塑性樹脂を固化させ、成形品Ｄ２を製造した。

（実施例５）
（実施例５−１：繊維強化複合材料板Ｅ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じプリプレグシート１０枚と共重合ポリアミド製フィルム（厚み５０μｍ）１枚を下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形を行い、得られた繊維強化複合材料板の端部に、ＮＣ加工機を使用して段差の最小厚みが０．６ｍｍ、奥行きＬが３ｍｍとなるように段差を形成させ、平均の厚みが１．２５ｍｍの繊維強化複合材料板Ｅ１を得た。

（実施例５−２：成形品Ｅ２）
前記実施例１−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｅ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｅ２を製造した。

（実施例６）
（実施例６−１：繊維強化複合材料板Ｆ１）
実施例１−１と同じプリプレグシート１９を使用し、所定の大きさＡを有する長方形のプリプレグシート１９を５枚と、所定の大きさＡよりひとまわり小さいサイズの大きさＢを有する長方形プリプレグシート１９を５枚、実施例１−１と同じフィルム（サイズはプリプレグシートＡと同じ）を１枚切り出した。

長方形に切り出したシートの長辺の方向を０°として、繊維方向が、上から[９０(Ａ)/０(Ａ)/９０(Ａ)/０(Ａ)/９０(Ａ)/フィルム(Ａ)/９０(Ｂ)/０(Ｂ)/９０(Ｂ)/０(Ｂ)/９０(Ｂ)]となるように、１０枚のプリプレグ１９と１枚のフィルム２０を、下から順次積層した（矢印Ａで示される）。

次に、プレス成形機にて、プリプレグシート１９とフィルム２０からなる積層体１７を、サイズの異なるプリプレグシート（Ａ）と（Ｂ）との厚みの差と同じ厚みのステンレス製のスペーサーを挟んだ状態で０．６ＭＰａの面圧をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。硬化終了後、室温で冷却し、端部に段差を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料板Ｆ１を製造した。

（実施例６−２：成形品Ｆ２）
前記実施例１−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｆ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｆ２を製造した。

（実施例７）
（実施例７−１：繊維強化複合材料板Ｇ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/シート/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じプリプレグシート１０枚と共重合ポリアミド製シート（厚み４８０μｍ）１枚を下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２ｍｍの繊維強化複合材料Ｇ１を製造した。

（実施例７−２：成形品Ｇ２）
前記実施例１−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｇ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｇ２を製造した。

（実施例８）
（実施例８−１：繊維強化複合材料板Ｈ１）
マトリックス樹脂が共重合ポリアミド樹脂（東レ（株）製"アミラン"（登録商標）ＣＭ８０００、ポリアミド６／６６／６１０／６１２共重合体、融点１２８℃）で、一方向に配列された多数本の炭素繊維からなる強化繊維群からなり、強化繊維の含有量が、重量割合（Ｗｆ）で６７％の熱可塑プリプレグシート２１から、所定の大きさ有する長方形の熱可塑プリプレグシート２１を１０枚切り出した。図２０において、これら１０枚の熱可塑プリプレグシート２１が、斜視図をもって示される。

長方形に切り出したシートの長辺の方向を０°として、繊維方向が、上から[９０/０/９０/０/９０/９０/０/９０/０/９０]となるように、１０枚の熱可塑プリプレグシート２１を、下から順次積層した（矢印Ａで示される）。

次に、プレス成形機にて、熱可塑プリプレグシート２１からなる積層体１７を、０．６ＭＰａの面圧をかけながら、１５０℃で３０分間加熱し、加圧した状態で冷却を開始し、積層体の温度が５０℃になるまで加圧を続けて熱可塑性樹脂を固化させた。固化完了後、前記実施例１−１と同じ条件で加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２０ｍｍの繊維強化複合材料板Ｈ１を製造した。

（実施例８−２：成形品Ｈ２）
前記実施例８−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｈ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｈ２を製造した。

（比較例１）
（比較例１−１：繊維強化複合材料板Ｉ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じ１０枚のプリプレグシート１９と１枚のフィルム２０を、下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形し、平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料板Ｉ１を製造した。

（比較例１−２：成形品Ｉ２）
前記実施例１−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｉ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｉ２を製造した。

（比較例２）
（比較例２−１：繊維強化複合材料板Ｊ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じ１０枚のプリプレグシート１９と２枚のフィルム２０を、下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料Ｊ１を製造した。

（比較例２−２：成形品Ｊ２）
前記実施例１−２と同じ要領で、前記繊維強化複合材料板Ｊ１を射出成形用金型にインサートし、成形品Ｊ２を製造した。

（比較例３）
（比較例３−１：繊維強化複合材料板Ｋ１）
繊維方向が上から[９０/０/９０/０/９０/フィルム/９０/０/９０/０/９０]となるように、前記実施例１−１と同じ１０枚のプリプレグシート１９と２枚のフィルム２０を、下から順次積層した。前記実施例１−１と同じ条件で成形・加工を行い、端部に段差形状を有した平均の厚み１．２５ｍｍの繊維強化複合材料Ｋ１を製造した。

（比較例３−２：成形品Ｋ２）
図１９に示される成形品Ｋ２を製造する。端部に段差を有する繊維強化複合材料板Ｋ１とその段差に相対する形状を有した被着部材（II）を嵌合させ、成形品Ｋ２を製造した。

実施例１〜４では、いずれの接合方法においても、繊維強化複合材料板と被着部材とが端部の段差形状において接合性に優れていた。また繊維強化複合材料板の端部の段差形状をＮＣ加工機で加工した実施例５や繊維強化複合材料板を成形する段階で段差形状を予め形成させた実施例６においても、実施例１と同等の接合性に優れていた。また繊維強化複合材料板をサンドイッチ構造とした実施例７、繊維強化複合材料板のマトリックス樹脂を熱可塑性樹脂とした実施例８では、端部に存在する熱可塑性樹脂量が増加し、優れた接合性を発揮した。

一方比較例１では、段差形状が形成されていないことから、嵌合構造による接合がなされず被着部材（II）との接合性が不足するものであった。比較例２では、嵌合構造となっているが、段差形状の表面に熱可塑性樹脂が存在しておらず、被着部材（II）との接着がなされないために、接合性が不足していた。比較例３では、固化した被着部材（II）を嵌め合わせて一体化させたものであり、段差形状に存在する熱可塑性樹脂を介して接合しておらず、十分な接合性を得ることが出来なかった。

本発明の繊維強化複合材料板の断面の一例の模式斜視図である。（強化繊維の径方向の断面積が、強化繊維の最小断面積の１５０％以下） 本発明の繊維強化複合材料板の断面の一例の模式斜視図である。（強化繊維の径方向の断面積が、強化繊維の最小断面積の１５０％以上） 本発明の繊維強化複合材料板の段差形状の一例の模式斜視図である。 本発明の射出成形による一体化成形品の製造方法の一例である。 本発明の繊維強化複合材料板と繊維強化複合材料板の段差形状に相対する形状を形成した被着部材一例の模式斜視図である。 本発明の超音波溶着による一体化成形品の製造方法の一例の模式図である。 本発明のプレス成形による一体化成形品の製造方法の一例の模式図である。 本発明の繊維強化複合材料板に熱可塑性樹脂が連続した層で形成されている一例の模式断面図である。 本発明の繊維強化複合材料板の段差形状の一例の模式図である。 本発明の繊維強化複合材料板の段差形状の一例の模式図である。 本発明の繊維強化複合材料板の段差形状の一例の模式図である。 本発明の繊維強化樹脂材料層と樹脂層からなる積層体の一例の模式斜視図である。 本発明のサンドイッチ構造である繊維強化複合材料板の一例の模式斜視図である。 本発明の繊維強化複合材料板のマトリックス樹脂と熱可塑性樹脂の界面構造の一例の模式図である。 本発明の熱可塑性樹脂界面の波形状の度合いを説明する模式断面図である。 本発明の繊維強化複合材料板（Ｉ）と被着部材(II)が一体化された一様態の模式斜視図である。 本発明の成形品より切出した接着評価用サンプルの一態様の断面図である。 本発明の繊維強化樹脂材料層と樹脂層からなる積層体の一例の模式斜視図である。 本発明の一体化成形品の一例の模式斜視図である。 本発明の繊維強化樹脂材料層と樹脂層からなる積層体の一例の模式斜視図である。

符号の説明

１ 繊維強化複合材料板（Ｉ）
２ 強化繊維
３ マトリックス樹脂
４ 熱可塑性樹脂
５ 金型
６ 射出成形機
７ 被着部材（II）
８ 超音波溶着機
９ プレス成形機
１０ａ 繊維強化複合材料板（Ｉ）の一方の表面
１０ｂ 繊維強化複合材料板（Ｉ）の他方の表面
１１ａ 繊維強化複合材料板（Ｉ）の一方の表面の端
１１ｂ 繊維強化複合材料板（Ｉ）の他方の表面の端
１２ 端部
１３ａ 段差の一方の端
１３ｂ 段差の他方の端
１４ 段差
１５ 繊維強化樹脂材料層
１６ 樹脂層
１７ 積層体
１８ 一体化成形品
１９ プリプレグシート
２０ フィルム
２１ 熱可塑プリプレグシート

Claims (26)

1. 少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、次いで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）を金型内部に挿入し、該被着部材（II）を射出成形することで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する工程を有する、一体化成形品の製造方法。
2. 少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、かつ該被着部材（II）の接合部に該段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部と該被着部材（II）の接合部とを嵌合させた後に、嵌合した箇所の少なくとも一部を熱溶着により接着させることで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する工程を有する、一体化成形品の製造方法。
3. 少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、かつ該被着部材（II）の接合部に該段差形状に相対する形状を形成し、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部と該被着部材（II）の接合部とを嵌合させた後に、嵌合した箇所の少なくとも一部を超音波溶着により接着させることで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する工程を有する、一体化成形品の製造方法。
4. 少なくとも一部に熱可塑性樹脂を有する繊維強化複合材料板（Ｉ）と、被着部材（II）を接合させて一体化成形品（III）を製造する方法において、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の端部に段差形状を設け、次いで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を金型内部に挿入し、これらの材料をプレス成形することで、該繊維強化複合材料板（Ｉ）と該被着部材（II）を接合する工程を有する、一体化成形品の製造方法。
5. 繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部を形成する熱可塑性樹脂が、前記段差形状が形成されている箇所に予め設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
6. 前記段差形状における段差の最小厚みを０．１ｍｍ以上とする、請求項１〜５のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
7. 前記段差形状における段差の最小奥行きＬｎを０．１ｍｍ以上とする、請求項１〜６のいずれかに記載の一体化成形の製造方法。
8. 前記段差形状における端部の最大奥行きＬを、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の辺のうち、該奥行き方向と平行な辺の長さに対して２０％以下の長さとする、請求項１〜７のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
9. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）が、繊維強化樹脂材料層および／または樹脂層を積層して得られた積層体である、請求項１〜８のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
10. 前記段差形状を、前記繊維強化樹脂材料層または前記樹脂層と、隣り合う繊維強化材料層または樹脂層との層間で形成する、請求項９に記載の一体化成形品の製造方法。
11. 前記段差形状を、該繊維強化複合材料板（Ｉ）の成形後に、フライス加工、またはＮＣ加工により形成する、請求項１〜１０のいずれかに記載の一体化成形品の接合方法。
12. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の板厚Ｔが０．３〜３０ｍｍである、請求項１〜１１のいずれかに記載の一体化成形品の接合方法。
13. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）が、少なくとも表面層とコア層で形成されたサンドイッチ構造を有し、前記表面層は、繊維強化樹脂で構成されており、前記コア層は、発泡材、ハニカム材、繊維シート、および樹脂シートからなる群から選択される少なくとも１種で構成されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
14. 前記被着部材（II）が繊維強化樹脂材料で構成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
15. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成する強化繊維が炭素繊維である、請求項１〜１４のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
16. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成するマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂からなる、請求項１〜１５のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
17. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部を形成する熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、およびポリアリーレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂である、請求項１〜１６のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
18. 前記被着部材（II）が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、およびポリアリーレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含んで構成されている、請求項１〜１７のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
19. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成するマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂からなる、請求項１〜１８のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
20. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）に含まれる強化繊維の重量含有量Ｗｆが、５〜７５重量％である、請求項１〜１９のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
21. 前記被着部材（II）に含まれる強化繊維の重量含有量Ｗｆが、５〜７５重量％である、請求項１４〜２０のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
22. 前記段差形状における、段差形状の表面に存在する熱可塑性樹脂の面積／段差形状の表面積で算出される熱可塑性樹脂の比率が２０％以上である、請求項１〜２１のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
23. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部を形成する熱可塑性樹脂と前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成するマトリックス樹脂とが凹凸形状を有して形成される、請求項１〜２２のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
24. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）の少なくとも一部を形成する熱可塑性樹脂が、前記繊維強化複合材料板（Ｉ）を構成する強化繊維束に含浸し、その最大含浸深さＲが１０μｍ以上である、請求項１〜２３のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
25. 前記繊維強化複合材料板（Ｉ）に前記段差形状が２つ以上設けられている、請求項１〜２４のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。
26. 前記一体化成形品（III）が、電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器、自動車部品、航空機部品および建材のいずれかに用いられる、請求項１〜２５のいずれかに記載の一体化成形品の製造方法。