JP3906319B2 - 積層体、一体化成形品、および、それらの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群で強化された繊維強化樹脂製の積層体およびその製造方法に関する。本発明は、他の構造部材、とりわけ熱可塑性樹脂からなる構造部材に対し強固に一体化できる積層体に関する。本発明は、積層体と他の構造部材とが一体化されることにより形成された成形品を廃棄する際には、当該成形品を部品毎に容易に分解、分別でき、部品の再利用を可能にした積層体に関する。
本発明は、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群で強化された繊維強化樹脂製の積層体と他の構造部材とを一体化させることにより形成された電磁波シールド成形品に関する。
【０００２】
これらの一体化成形品は、電気・電子機器、オフィスオートメーション機器、家電機器、医療機器の部品、部材または筐体、ならびに、車両部材、航空機部材、建築部材などに好ましく用いられる。
【０００３】
【従来の技術】
多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群で強化された樹脂からなる成形体（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。熱硬化性樹脂をマトリックスとした成形体は、熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグのプレス成形や、レジントランスファーモールディング（ＲＴＭ）などの成形方法により成形体とすることにより、製造されている。
【０００４】
しかしながら、熱硬化性樹脂からなるＦＲＰは、複雑な形状を有する部品や構造体を単一の成形工程で製造するには不向きである。そのため、複雑な形状を有する部品や構造体は、当該ＦＲＰからなる複数の部材を作成し、次いで、それらの部材を一体化することにより製造されていた。
【０００５】
この一体化手法として、ボルト、リベット、ビスなどの機械的接合方法や、接着剤を使用する接合方法が用いられている。機械的接合方法では、接合部分を予め加工する加工工程を必要とするため、生産コストの低減がはかり難い問題があり、また、その外観からも、適用用途が限定される問題があった。接着剤を使用する接合方法では、接着剤の準備や接着剤の塗布作業を含む接着工程を必要とするため、生産コストの低減がはかり難い問題があり、また、接着強度の信頼性に十分な満足が得られない問題があった。
【０００６】
熱可塑性樹脂で形成される部材と熱硬化性樹脂からなるＦＲＰで形成される部材とを一体化する手法が、特許文献１に提案されている。この手法は、強化用の炭素繊維群と熱硬化性樹脂とからなるプリプレグシートの表面に熱可塑性樹脂フィルムを積層し、第１の積層体を形成する第１の工程と、次いで、得られた第１の積層体に、熱硬化性樹脂は硬化するが、フィルムは流動しない条件で熱圧を加え、熱可塑性樹脂フィルムが貼着された炭素繊維強化熱硬化性樹脂からなる第２の積層体を形成する第２の工程と、得られた第２の積層体を金型に入れ、第２の積層体の熱可塑性樹脂フィルムの表面に対し、熱可塑性樹脂を射出成形し、射出成形により形成された熱可塑性樹脂部材（芯部材）と第２の積層体（表面部材）とを接合させる第３の工程からなる。この手法によれば、熱可塑性樹脂からなる芯部材と表面部材とが、表面部材の熱可塑性樹脂フィルムを介して接合されるので、この接合部における接合の強さに、格別の問題はないものと云える。
【０００７】
しかし、表面部材における熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂フィルムとの接合部における接合の強さは、十分であるとは云えない問題がある。この後者の接合部は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との接合により形成されている、すなわち、異種材料間の接合により形成されているからである。
【０００８】
本発明は、この異種材料間の接合における接合の強さにおける従来の不安を低減した積層体を提供することを、その目的の一つとしている。
【０００９】
繊維強化樹脂（ＦＲＰ）は、種々の製品の形成材料として、広く用いられている。一方において、これらの製品の軽量化が要求されている。とりわけ、ノートパソコン、携帯電話、携帯情報端末に代表されるように携帯電子機器の普及が促進されるにつれて、薄型で軽量の製品が、市場で強く要望されている。これに伴い、製品を構成する筐体や内部部材が、薄肉性、軽量性を有するとともに、高剛性を有することが、要求されている。
【００１０】
この要求に対し、マグネシウム合金が活用されてはいる。高剛性の要求は、さらに高まっており、アルミニウム合金などのさらに剛性の高い金属材料の活用が検討されている。しかし、これらの金属材料では、複雑な形状の部材や製品を量産性よく容易に生産することが困難である。
【００１１】
特許文献２に、金属製の成形品と射出成形したリブとをエポキシ樹脂系の塗料で接着して一体化してなる筐体が、提案されている。特許文献３に、金属板と合成樹脂成形体とを一体化してなる電磁波シールド筐体が、提案されている。しかしながら、これらの筐体では、薄肉性と高剛性とを満足することができても、金属材料の比重が大きいために、結果的には、軽量性を満足するには至っていない。
【００１２】
異種の材料から形成された部材を一体化したこれらの製品では、製品のリサイクル性を考慮した場合、各部材の分離・分別が困難であり、異なる材料のコンタミネーションが発生し、それぞれの部材を再利用することが困難であったり、リサイクルに伴うコストアップが問題となる。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、他の構造部材との一体化が容易に実施でき、かつ、優れた接合強度を発現する積層体およびその製造方法を提供することを目的とする。この積層体を用いた一体化成形品は、優れた力学特性、軽量性、電磁波シールド性だけでなく、意匠性、リサイクル性を兼ね備え、電気・電子機器、携帯情報端末などの筐体や自動車、航空機などの輸送羽機器の構造材に好適に使用される。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−１３８３５４号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−２９８２７７号公報
【００１６】
【特許文献３】
特開平０６−０２９６８４号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
他の構造部材と容易に一体化でき、かつ、接合される部材間の優れた接着強度有する積層体を得ること。また、力学特性、軽量性に優れ、かつ、廃棄時には容易に解体ができる一体化成形品を得ること。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層体の態様：
本発明の積層体は、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群を積層の単位として、厚み方向に複数積層されてなる積層体であって、前記積層体がマトリックス樹脂と強化繊維群からなり、前記積層体の表面に位置している第１層が、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし、積層体の第２層側に位置する熱硬化性樹脂層と、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とし、積層体の表面側に位置する熱可塑性樹脂層の二層構造から成り、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層とが凹凸形状を有して一体化されており、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層の界面が第１層を構成する強化繊維群の中に存在し、前記強化繊維群の内の一群のフィラメントは、少なくとも前記熱硬化性樹脂層の樹脂に接し、前記強化繊維群の内の残りの群のフィラメントは、少なくとも前記熱可塑性樹脂層の樹脂に接してなり、かつ前記熱可塑性樹脂層において、前記フィラメントの接している領域の最大厚みが１０μｍ以上である。
【００１９】
本発明の積層体において、前記多数本の連続したフィラメントが、一方向に配列されていることが好ましい。
【００２０】
本発明の積層体において、前記熱硬化性樹脂層を形成する樹脂のガラス転移温度が、６０℃以上であることが好ましい。
【００２１】
本発明の積層体において、前記熱可塑性樹脂層において、前記連続したフィラメントが存在している領域の最大厚みが、１，０００μｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明の積層体において、前記熱可塑性樹脂層の表面積が、積層体の表面積の０．１乃至５０％であることが好ましい。
【００２３】
本発明の積層体において、前記熱可塑性樹脂層が位置する側とは反対側の積層体の面に、前記熱硬化性樹脂、前記熱可塑性樹脂、および、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群から形成されるのと同様の構造からなる層が形成されていても良い。
【００２４】
本発明の積層体において、後に定義される積層体試験片のＩＳＯ４５８７に基づく接着強度が、室温において、６ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明の積層体において、前記強化繊維群を構成する多数本の連続したフィラメントが炭素繊維であることが好ましい。
【００２６】
本発明の積層体において、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂であることが好ましい。
【００２７】
本発明の積層体において、前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、ＥＶＡ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＰＰＳ系樹脂の群より選択される少なくとも１種の樹脂であることが好ましい。
【００２８】
本発明の積層体の表面に位置している第１層において、表面に位置している熱可塑性樹脂層のマトリックス樹脂が、ポリアミド系樹脂からなり、前記第１層の前記熱可塑性樹脂層とポリアミド６樹脂と炭素繊維を繊維含有量３０重量％となるようにコンパウンドした射出成形品との後に定義される垂直接着強度が、温度４０℃雰囲気で、１０ＭＰａ以上であり、かつ、温度１４０℃雰囲気で、１０ＭＰａ未満であることが好ましい。
【００２９】
本発明の積層体の製造方法：
本発明の積層体の製造方法は、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群に硬化前の熱硬化性樹脂が含浸せしめられてなるプリプレグの表面に、熱可塑性樹脂からなる熱接着用基材が配置せしめられ、前記熱硬化性樹脂の硬化反応時に、もしくは、硬化反応前の予熱時に、前記熱接着用基材の熱可塑性樹脂を前記強化繊維群に含浸せしめてなる。
【００３０】
本発明の積層体の製造方法において、前記強化繊維群に熱可塑性樹脂を含浸させる際に、圧力０．１ＭＰａ以上の加圧力を作用せしめることが好ましい。
【００３１】
本発明の一体化成形品：
本発明の一体化成形品は、本発明の積層体からなる第１の部材と、別の構造部材からなる第２の部材とが、前記第１の部材における前記熱可塑性樹脂を介して結合されてなる。
本発明の一体化成形品において、前記第２の部材が、本発明の積層体からなる部材、熱可塑性樹脂からなる部材、金属材料からなる部材から選択される少なくとも１種の部材であることが好ましい。
【００３２】
本発明の一体化成形品の具体例として、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、医療機器の部品、部材または筐体があり、また、自動車、二輪車、自転車、航空機、建材用の部品、部材またはパネルがある。
【００３３】
本発明の一体化成形品の製造方法：
本発明の一体化成形品の製造方法は、本発明の積層体からなる第１の部材と、別の構造部材からなる第２の部材とが、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選択される少なくとも１つの一体化方法にて、一体化せしめられることからなる。
【００３４】
本発明における熱接着用基材：
本発明における熱接着用基材は、同種および／または異種の被着材を熱接着するための基材であって、明細書中に定義された積層体試験片のＩＳＯ４５８７に基づく接着強度（Ｓ）が、温度１００℃において、５．０ＭＰａ以上であり、かつ、温度２００℃において、１．０ＭＰａ以下である。
【００３５】
本発明における熱接着用基材において、温度ｔ（℃）のときの接着強度をＳ_ｔ（ＭＰａ）とし、温度（ｔ＋３０）（℃）のときの接着強度をＳ_{（ｔ＋３０）}（ＭＰａ）としたとき、Ｓ_ｔ≧３×Ｓ_{（ｔ＋３０）}なる関係を満足する温度ｔが、１００℃乃至２００℃であることが好ましい。
【００３６】
本発明における熱接着用基材において、前記基材が、共重合ポリアミド系樹脂からなることが好ましい。この共重合ポリアミド系樹脂が、３元共重合ポリアミド６／６６／６１０を構成成分として含むことが好ましい。
【００３７】
本発明における熱接着用基材において、前記基材が、不織布またはフィルムの形態を有し、目付が、１乃至１００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。
【００３８】
本発明における熱接着用基材は、本発明の積層体の製造方法における熱接着用基材として好ましく用いられる。
【００３９】
本発明における電磁波シールド成形品：
本発明における電磁波シールド成形品は、多数本の連続したフィラメントからなる導電性繊維群が配置された樹脂からなる第１の構造体と、熱可塑性樹脂からなる第２の構造体とが一体化されてなる成形品であって、前記第１の構造体のＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電磁波シールド性が、４０ｄＢ以上である。
【００４０】
本発明における電磁波シールド成形品において、前記第１の構造体が、強化繊維群を構成する多数本の連続したフィラメントが炭素繊維である本発明の積層体であることが好ましい。
【００４１】
本発明における電磁波シールド成形品において、前記第１の構造体のＡＳＴＭ−Ｄ７９０に基づく曲げ弾性率が、後に定義される試験片おいて、８ＧＰａ以上であることが好ましい。
【００４２】
本発明における電磁波シールド成形品において、前記第１の構造体の平均厚みが、１．６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４３】
本発明における電磁波シールド成形品において、成形品を外方から観察したときに、前記多数本の連続したフィラメントの配列状態に基づく模様が観察されることが好ましい。
【００４４】
本発明における電磁波シールド成形品において、前記第１の構造体における樹脂として、成形品の用途に応じ、熱硬化性樹脂、あるいは、熱可塑性樹脂が選択されることが好ましい。
【００４５】
本発明における電磁波シールド成形品において、前記第２の構造体の熱可塑性樹脂が、不連続な炭素繊維を含み、該炭素繊維の重量平均繊維長Ｌｗが、０．４ｍｍ以上で、かつ、重量平均繊維長Ｌｗと数平均繊維長Ｌｎとの比Ｌｗ／Ｌｎが、１．３乃至２．０であることが好ましい。
【００４６】
本発明における電磁波シールド成形品の具体例として、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、医療機器の部品、部材または筐体がある。また、前記筐体の天面部の少なくとも一部に、前記第１の構造体が位置し、前記筐体のフレーム、ボス、リブ、ヒンジ、ランナーおよびこれらを含む部材に、前記第２の構造体が位置してなる電磁波シールド成形品がある。
【００４７】
本発明における電磁波シールド成形品の製造方法：
本発明における電磁波シールド成形品の製造方法は、予め成形された第１の構造体が、金型にインサートされる第１の工程と、次いで、第２の構造体を形成する熱可塑性樹脂が、前記金型にインサートされた第１の構造体に対し射出され、前記第２の構造体が前記第１の構造体に一体化せしめられる第２の工程とからなる。
【００４８】
本発明における電磁波シールド成形品の製造方法において、予め成形された第１の構造体と、予め射出成形により成形された第２の構造体とが、超音波溶着にて一体化せしめられても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の積層体は、他の構造部材と容易に一体化でき、かつ、接合される部材間の優れた接着強度有する。また、本発明の積層体を用いた一体化成形品は、力学特性、軽量性に優れ、かつ、廃棄時には容易に解体ができ、パソコン、ディスプレイや携帯情報端末などの電気・電子機器の筐体として好適である。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明の積層体の態様：
図１に、積層体５が示される。積層体５は、下面４ａから上面４ｂに向かい、順次積層された５つの層からなる。すなわち、積層体５は、第１層１ａ、第２層２ａ、第３層３、第４層２ｂ、および、第５層１ｂからなる。
【００５１】
図２に、第１層１ａの一部の断面を拡大した図が示される。図２は、第１層１ａの一部の断面を走査型電子顕微鏡（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。
【００５２】
第１層１ａは、本発明の積層体Ａ１の一例である。積層体Ａ１（第１層１ａ）は、熱硬化性樹脂層１１と、熱可塑性樹脂層１２と、多数本の連続したフィラメント１３ａ、１３ｂからなる強化繊維群１３とから成る。熱硬化性樹脂層１１と熱可塑性樹脂層１２とが、これらの層１１、１２の界面１４において、凹凸形状を有して一体化されている。強化繊維群１３の内の一群のフィラメント１３ａは、少なくとも熱硬化性樹脂層１１の樹脂に接し、強化繊維群１３の内の残りの群のフィラメント１３ｂは、少なくとも熱可塑性樹脂層１２の樹脂に接している。熱可塑性樹脂層１２の前記界面１４とは反対側の面は、積層体Ａ１（第１層１ａ）の表面に位置している。
【００５３】
積層体Ａ１（第１層１ａ）は、多数本の連続したフィラメント１３ａ、１３ｂからなる強化繊維群１３に、硬化前の熱硬化性樹脂が含浸せしめられてなるプリプレグの表面に、熱可塑性樹脂からなる熱接着用基材が配置せしめられ、熱硬化性樹脂の硬化反応時に、もしくは、硬化反応前の予熱時に、熱接着用基材の熱可塑性樹脂を強化繊維群１３に含浸せしめることにより製造されたものである。
【００５４】
製造された積層体Ａ１（第１層１ａ）において、熱硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂層１１を形成し、熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂層１２を形成する。熱可塑性樹脂の強化繊維群１３への含浸、すなわち、強化繊維群１３を形成している多数本のフィラメント１３ａ、１３ｂの間への熱可塑性樹脂の浸透により、熱硬化性樹脂層１１と熱可塑性樹脂層１２との界面１４の凹凸形状が形成される。
【００５５】
前記プリプレグとして、必要に応じ、複数の強化繊維群１３からなり、これらの強化繊維群が、プリプレグの幅方向に配列され、あるいは、プリプレグの厚さ方向に積層されているプリプレグが用いられる。図２においては、プリプレグにおいて最外層に位置した強化繊維群１３が示されている。
【００５６】
積層体Ａ１の強化繊維群１３は、少なくとも一方向に、１０ｍｍ以上の長さに亘り連続した多数本のフィラメントから構成されている。強化繊維群１３は、積層体Ａ１の長さ方向の全長さに亘り、あるいは、積層体Ａ１の幅方向の全幅に亘り、連続している必要はなく、途中で分断されていても良い。
【００５７】
強化繊維群１３の形態の例としては、多数本のフィラメントからなるフィラメント束（繊維束）、この繊維束から構成されたクロス、多数本のフィラメントが一方向に配列されたフィラメント束（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クロスがある。プリプレグあるいは積層体の生産性の観点から、クロス、一方向性繊維束が好ましい。積層体Ａ１の強化繊維群は、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。必要に応じ、積層された強化繊維群の積層間に、他の基材が積層されてなるサンドイッチ形態が用いられる。
【００５８】
図１の積層体５は、上記した通り、５層からなる積層体である。第１層１ａと第５層１ｂとは、同じ構造を有する。第５層１ｂの表面４ｂが、第１層１ａの表面４ａに相当する。第２層２ａと第４層２ｂとは同じ構造を有する。これらの層２ａ、２ｂは、マトリックス樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）と強化繊維群（例えば、炭素繊維群）とから構成されている。第３層３は、同じく、マトリックス樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）と強化繊維群（例えば、炭素繊維群）とから構成されている。図１の積層体５においては、その全体の力学特性をコントロールするために、各層１ａ、２ａ、３、２ｂ、１ｂにおける強化繊維群の配列方向が変えられている。特に、積層体５の弾性率や強度を効率的に高める上で、強化繊維群として、一方向性繊維束を使用することが好ましい。積層体５が薄肉で、層数に制限がある場合は、積層体５の長尺方向を０度方向としたとき、最外積層１ａ、１ｂの強化繊維群の配列方向が、約４５度になるように積層することがより好ましい。
【００５９】
積層体５から形成される成形品に、クロス外観を付与するために、積層体５の最外積層の強化繊維群として、平織り、朱子織り、あるいは、綾織りなどのクロスを使用することが好ましい。
【００６０】
一つの強化繊維群を構成するフィラメント数は、通常、３００乃至４８，０００である。フィラメント数は、好ましくは、３００乃至１２，０００であり、より好ましくは、１，０００乃至６，０００である。この範囲のフィラメント数は、美しいクロス外観を呈する点からも好ましい。
【００６１】
従来、強化繊維群で強化された熱硬化性樹脂層の表面に熱可塑性樹脂層を被着せしめた積層体が、知られている。この従来の積層体は、表面に被着している熱可塑性樹脂を介して、他の被着体に接合される。この接合により、所望の成形品が製造されていた。
【００６２】
従来の積層体は、熱硬化性樹脂が硬化している強化繊維群で強化された熱硬化性樹脂層の表面に、接着剤を用いて熱可塑性樹脂層を被着することにより、製造されていた。あるいは、従来の積層体は、強化繊維群を含む未硬化の熱硬化性樹脂層の表面に、熱可塑性樹脂層を形成し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化時に、熱可塑性樹脂層を溶融せしめ、この溶融した熱可塑性樹脂が強化繊維群の配列を乱すことがない状態において、すなわち、溶融した熱可塑性樹脂が、強化繊維群中に進入することがない状態において、熱可塑性樹脂層を熱硬化性樹脂層の表面に被着させることにより製造されていた。従来の積層体は、その表面の熱可塑性樹脂層を介して他の被着体に接合され成形品を製造するのに用いられている。しかし、成形品によっては、外力の作用を受けるものがあり、その場合、熱可塑性樹脂層と被着体との接合部で破損が生じる場合もあるが、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層との接合部で破損が生じる場合があり、問題となっていた。
【００６３】
この問題は、本発明の積層体Ａ１により解決される。積層体Ａ１の特徴は、熱硬化性樹脂層の樹脂と熱可塑性樹脂層の樹脂との界面が、凹凸形状を有して一体化され、強化繊維群の内の一群のフィラメントは、少なくとも熱硬化性樹脂層の樹脂に接し、強化繊維群の内の残りの群のフィラメントは、少なくとも熱可塑性樹脂層の樹脂に接している成形体である点にある。この特徴は、強化繊維群のあるフィラメントは、その長手方向において、一部分では熱硬化性樹脂層の樹脂に接し、他の部分では熱可塑性樹脂層の樹脂に接している場合も含む。この特徴は、従来の積層体には、見ることが出来ない。
【００６４】
本発明の積層体Ａ１の構造と従来の積層体の構造とを検証する３種類の試験方法が、第３−７図を用いて説明される。
【００６５】
第１の試験方法は、積層体表層部分の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察に基づく。断面の観察は、必要に応じ、撮影した断面写真に基づいて行なわれても良い。観察する試験片は、積層体から切り出した表層部分を用いて作成された薄肉切片である。この作成に当たり、強化繊維群のフィラメントの一部が脱落する場合があるが、観察に影響がない範囲であれば、問題はない。試験片は、観察のコントラストを調整するために、必要に応じ、染色されても良い。
【００６６】
強化繊維群を構成するフィラメントは、通常、円形断面として観察される。フィラメントが脱落している場合は、通常、円形の脱落跡として観察される。強化繊維群を構成するフィラメントが位置する部分以外の部分において、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層とは、コントラストの異なる２つの領域として観察される。
【００６７】
本発明の積層体Ａ１の観察結果が、図３に示される。図３において、熱可塑性樹脂層２２の樹脂が、強化繊維群２３を構成する多数本のフィラメント２３ａ、２３ｂ間の間隙の中まで進入している状態が示され、更に、熱硬化性樹脂層２１と熱可塑性樹脂層２２との界面２４が凸凹形状を有している状態が示される。この多数本のフィラメントを含む凹凸形状の界面２４の存在により、熱硬化性樹脂層２１と熱可塑性樹脂層２２との強固な接合がもたらされる。
【００６８】
従来の積層体ＰＡの観察結果が、図４に示される。図４において、熱可塑性樹脂層３２の樹脂が、強化繊維群３３を構成する多数本のフィラメント３３ａ、３３ｂの中まで進入していない状態が示され、更に、熱硬化性樹脂層３１と熱可塑性樹脂層３２との界面３４が略直線形状を有している状態が示される。この界面３４の形状は、略直線形状であり、この界面３４には、多数本のフィラメントが実質的に位置していないため、従来の積層体ＰＡにおける熱硬化性樹脂層３１と熱可塑性樹脂層３２との接合力は、本発明の積層体Ａ１の場合に比べ、外部から作用する力に対し、はるかに弱い。
【００６９】
第２の試験方法は、積層体表層部分の熱可塑性樹脂を溶媒で抽出除去した状態の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察に基づく。断面の観察は、必要に応じ、断面写真に基づいて行われても良い。積層体を長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ程度にカットして試験片とする。この試験片において、熱可塑性樹脂層を、それを構成している樹脂の良溶媒で十分に洗浄して、熱可塑性樹脂を除去して、観察用の試験片が作成される。作成された試験片の断面をＳＥＭ（あるいは、ＴＥＭ）を用いて観察する。
【００７０】
本発明の積層体Ａ１の観察結果が、図５に示される。図５において、熱硬化性樹脂層４１は、強化繊維群４３を構成するフィラメント４３ａを有して存在するが、熱硬化性樹脂層４１と凹凸形状の界面４４を有して存在していた熱可塑性樹脂層は、試験片の作成時に溶媒により除去されているため、存在しない。界面４４の凹凸形状が観察されるとともに、熱可塑性樹脂層が存在していた位置に、強化繊維群４３を構成するフィラメント４３ｂが観察され、これらのフィラメント４３ｂの間に、空隙４５が観察される。これにより、積層体Ａ１の熱可塑性樹脂層に、強化繊維群４３を構成するフィラメント４３ｂが存在していることが証明される。
【００７１】
同様の試験片に基づく従来の積層体ＰＡの観察結果が、図６に示される。従来の積層体ＰＡにおいては、熱硬化性樹脂層５１中に位置する強化繊維群５３を構成するフィラメント５３ａ、５３ｂまで、熱可塑性樹脂層の樹脂が浸透していない。試験片の作成時に、熱可塑性樹脂層は除去され、熱硬化性樹脂層５１との界面５４が、実質的に直線形状を描いて観察され、この界面５４の熱可塑性樹脂層が存在していた側には、図５に示されるようなフィラメント４３ｂとそれらの間の空隙４５は、観察されない。
【００７２】
第３の試験方法は、積層体Ａ１に別の部材が被着体Ｂ１（図示せず）として接合され一体化された成形品Ｃ１（図示せず）において、一方から他方を強制的に剥離したときに得られる状態の観察に基づく。この試験方法は、一体化成形品Ｃ１を、積層体Ａ１と被着体Ｂ１との間で破壊するように、室温にて強制的に剥離させることにより行なわれる。剥離した被着体Ｂ１には、積層体Ａ１表層の一部が残査として付着する場合がある。この残査が、顕微鏡で観察される。
【００７３】
第３の試験方法を実施して得られた試験片の状態の一例が、図７に示される。図７において、被着体Ｂ１の端部に積層体Ａ１の表面が接合されていた接合部分６１が示され、この接合部分６１の一部に積層体Ａ１の表層部の一部の残査６２が観察される。この残査６２には、積層体Ａ１の表層に位置していた強化繊維群から脱落した複数のフィラメントが存在していることが観察される。一方、このような残査が被着体Ｂ１に付着しない場合や、残査の中にフィラメントが観察されない場合は、積層体において、表面の熱可塑性樹脂層の樹脂が強化繊維群の中まで浸透しておらず、このような積層体は、本発明の作用、効果を有さない。
【００７４】
本発明の積層体の構造的特徴は、前記の少なくとも１つの試験方法で検証することができる。
【００７５】
本発明の積層体Ａ１は、他の被着材Ｂ１との接着強度を高める目的で、熱可塑性樹脂層１２において、連続したフィラメント１３ｂが存在している領域の最大厚みＴｐｆが、１０μｍ以上であることが必要であり、２０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましい。この最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、熱可塑性樹脂層１２の厚さ方向において、熱可塑性樹脂層１２の樹脂に接している一番外側（表面側）のフィラメント１３ｂ−ｏｕｔと、熱可塑性樹脂層１２の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、熱可塑性樹脂層１２の樹脂に接している一番内側のフィラメント１３ｂ−ｉｎ−ｍａｘとの間の距離（Ｔｐｆ−ｍａｘ）と定義される。最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、第１の試験方法や第２の試験方法により得られる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。
【００７６】
最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎは、熱可塑性樹脂層１２の厚さ方向において、熱可塑性樹脂層１２の樹脂に接している一番外側（表面側）のフィラメント１３ｂ−ｏｕｔと、熱可塑性樹脂層１２の樹脂の表面からの入り込み厚さが最も小さい部位において、熱可塑性樹脂層１２の樹脂に接している一番内側のフィラメント１３ｂ−ｉｎ−ｍｉｎとの間の距離（Ｔｐｆ−ｍｉｎ）と定義される。
【００７７】
積層体Ａ１において、熱硬化性樹脂層１１と熱可塑性樹脂層１２との界面１４は、図２に示されるように、一方向に引き揃えられた多数本のフィラメント１３ａ、１３ｂからなる強化繊維群１３の中に存在することが必要である。積層体５において、強化繊維群１３が、厚み方向に複数積層存在する場合、界面１４は、最外層の強化繊維群１３中に存在すれば、通常は、十分である。
【００７８】
本発明の積層体Ａ１の熱硬化性樹脂層１１を形成している樹脂は、力学特性に優れた積層体Ａ１を得るには、硬化反応したものが好ましく、そのガラス転移温度は、６０℃以上であることが好ましく、８０℃以上であることがより好ましく、１００℃以上であることがさらに好ましい。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による公知の測定方法により測定される。例えば、積層体Ａ１の熱硬化樹脂層１１を、強化繊維群１３を分離せずに切り出し、測定片を作成し、その測定片の吸熱ピークから、ガラス転移温度が、特定される。熱硬化性樹脂の硬化反応が進むにつれ、そのガラス転移温度は高温側にシフトし、それとともに吸熱ピークは小さくなる傾向がある。
【００７９】
本発明の積層体Ａ１は、他の被着材Ｂ１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、積層体Ａ１の表面に設けられている熱可塑性樹脂層１２と被着材Ｂ１とが、向かい会う状態で接合されることが必要である。積層体Ａ１の表面に設けられる熱可塑性樹脂層１２の面積Ｓは、接合が予定される被着体Ｂ１との接合力が確保可能な面積に応じて、決められる。面積Ｓは、必要以上に大きい必要はない。しかし、一体化成形品の製造におけるプロセス性の観点から、積層体Ａ１と被着体Ｂ１とが接する面の全面に熱可塑性樹脂層１２が存在するようにしても良い。
【００８０】
熱可塑性樹脂層１２が、積層体Ａ１の表面において部分的に形成される場合、積層体Ａ１の表面積に占める熱可塑性樹脂層１２の面積は、０．１乃至５０％であることが好ましく、１乃至４０％であることがより好ましく、１０乃至３０％でことが更に好ましい。さらに、積層体Ａ１のソリの観点から、図１に例示されるように、熱可塑性樹脂層１２は、積層体Ａ１の両面に形成されていてもよい。この場合、積層体Ａ１の積層構造が対称となるため、積層体Ａ１の寸法安定性は、良好になる。
【００８１】
本発明の積層体Ａ１は、室温状態では、他の被着材Ｂ１との積極的な接着力を有しないが、加熱などにより、熱可塑性樹脂層１２が溶融状態になると、他の被着材Ｂ１と容易に接着し、積層体Ａ１と被着材Ｂ１との一体化が可能となる。
【００８２】
本発明の積層体Ａ１のＩＳＯ４５８７に規定される接着強度ＡＳが、室温において、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。接着強度ＡＳ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。
【００８３】
接着強度ＡＳの測定を行うための試験片は、次に説明される手法により準備される。
試験片ＴＰ１の形状および寸法は、ＩＳＯ４５８７の規定に基づき、図８に示される。試験片ＴＰ１の長さＴＰ１Ｌは、１００ｍｍ、幅ＴＰ１Ｗは、２５ｍｍである。試験片ＴＰ１は、２本作成される。積層体Ａ１の形状から、これらの寸法からなる試験片の切り出しが困難な場合は、図８に示される形状を比例的に縮小した寸法からなる試験片で代用してもよい。
【００８４】
用意された２本の試験片ＴＰ１同士を、それぞれの熱可塑性樹脂層１２が接合部になるように向かい会わせる。この接合部ＢＰの長さＢＰＬは、１２．５ｍｍとする。熱可塑性樹脂層１２の樹脂が十分に溶融する温度まで、双方の試験片ＴＰ１を加熱して、両者を接着させ、クランプしながら冷却し、両者を接合させたものを引張試験片とする。この引張試験片を引張試験に供する。接合位置近傍（境界近傍）で破壊したことを確認し、その強力（ｋＮ）を接合部表面積で除した値が、接着強度（ＭＰａ）となる。引張試験片の作成において、双方の試験片ＴＰ１同士が接着できれば、その接合手段には、特に制限はない。接合手段が、振動溶着や超音波溶着などの接着方法であっても良い。クランプする方法にも、特に制限はない。接合面ＢＰを、０．１乃至１ＭＰａの圧力で、プレスする方法などを用いることができる。
【００８５】
図９に一体化成形品Ｃ２が示される。図９において、成形品Ｃ２は、天板１０１を形成する本発明の積層体Ａ２と枠体１０２を形成する構造部材Ｂ２とで形成されている。図９に示される成形品は、天板１０１（積層体Ａ２）が、枠体１０２（構造部材Ｂ２）の立ち壁部分の上面と一体化されてなり、例えば、パソコン筐体などの電磁波シールド成形品Ｃ２の一例である。
【００８６】
図９において、電磁波シールド成形品Ｃ２を構成する本発明の積層体Ａ２（天板１０１）は、熱硬化性樹脂からなるマトリックス樹脂と樹脂中に配置された導電性を有する連続した強化繊維群とからなり、かつ、積層体Ａ２（天板１０１）の表面の少なくとも一部分に、後に説明される熱可塑性樹脂層が形成されてなるものである（この表面は、積層体Ａ２（天板１０１）の下面に当たるため、図９には、この層は図示されていない）。
【００８７】
積層体Ａ２とは、力学特性を達成するために、配列方向が異なる強化繊維を含む樹脂層が複数層、厚み方向に積層されたものを云う。導電性を有する強化繊維は、積層体Ａ２において、少なくとも一方向に、１０ｍｍ以上の長さ配列されている。しかし、強化繊維は、必ずしも積層体Ａ２全体にわたって連続した繊維である必要はなく、途中で分断されていても良い。
【００８８】
導電性繊維の形態としては、フィラメント束、このフィラメント束から形成されたクロス、一方向性フィラメント束、この一方向性フィラメント束から形成された一方向性クロスなどがある。クロスあるいは一方向性フィラメント束が好適に使用される。強化繊維は、それぞれの繊維の形態の単独使用からなるものでも、あるいは、２種以上の形態の併用からなるものでも良い。
【００８９】
本発明の積層体Ａ２は、熱可塑性樹脂層を介して、他の部材、例えば、構造部材Ｂ２（枠体１０２）と接着して一体化され一体化成形品とされたときに、接着部における垂直接着強度が、４０℃において１０ＭＰａ以上であって、かつ、１４０℃にいて１０ＭＰａ未満である接着強度が得られるように設計されている。
【００９０】
一体化成形品は、その用途が主に発熱体を収納する筐体であることから、４０℃近辺がその通常の使用環境であり、その環境での使用に耐える接着強度という観点からして、４０℃雰囲気における垂直接着強度は、１０ＭＰａ以上であることが好ましく、１３ＭＰａ以上であることがより好ましく、１８ＭＰａ以上であることが更に好ましい。４０℃雰囲気における垂直接着強度が１０ＭＰａ未満では、パソコン使用時に、落下させるなどの強い衝撃を受けたとき、積層体Ａ２と構造部材Ｂ２との接合部で、一体化成形品Ｃ２が破壊する場合がある。４０℃雰囲気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。
【００９１】
さらに、本発明の積層体Ａ２は、１４０℃雰囲気における垂直接着強度が、４０℃雰囲気における垂直接着強度よりも大きく低下することに特徴がある。１４０℃雰囲気における垂直接着強度は、１０ＭＰａ未満であり、好ましくは５ＭＰａ以下、より好ましくは１ＭＰａ以下である。
【００９２】
通常、積層体Ａ２の熱硬化性樹脂としては、大気雰囲気下（常圧、５０％ＲＨ）におけるガラス転移点（Ｔｇ）が１３０乃至１５０℃の熱硬化性樹脂が使用される。これは、積層体Ａ２の主たる用途がパーソナルコンピュータであり、この用途の成形品が、１５０℃を越える温度環境で使用されることがないことによる。このことに注目して、本発明の積層体Ａ２の１４０℃雰囲気における垂直接着強度が１０ＭＰａ未満とされている。本発明の積層体Ａ２がこの要件を満足していることにより、積層体Ａ２と他の部材Ｂ２とが積層体Ａ２の表面に形成されている熱可塑性樹脂層を介して接合されて形成された成形品Ｃ２を廃棄処理する際、部品毎に、例えば、天板１０１と枠体１０２とに、１４０℃近辺の温度環境で、容易に分解でき、その結果、部品毎の分別作業も容易なせると云う作用、効果がもたらされる。これにより、部品の再利用も促進される。
【００９３】
垂直接着強度の測定方法は、図１０を用いて説明される。一体化成形品Ｃ２の積層体Ａ２と構造部材Ｂ２とが接着して一体化している部分から測定用の試験片ＴＰ２を切り出す。試験片ＴＰ２の上下端部を通常の引張試験装置の治具１１１ａ、１１１ｂに固定し、試験片ＴＰ２の接着面１１２に対し垂直（９０度）の方向（矢印１１３ａ、１１３ｂ）に引張試験を行う。接着面１１２が破断するときの最大荷重を接着面１１２の面積で割ることにより、引張強度（Ｔ）ＭＰａを求め、この値を垂直接着強度とする。実際に使用した引張試験装置は、“インストロン”（商標）５５６５型万能材料試験機（インストロン・ジャパン（株）製）であり、試験の際の引張速度は、１．２７ｍｍ／分とした。
【００９４】
引張試験は、雰囲気温度が調節可能な試験室において、４０℃および１４０℃の２点の雰囲気温度で行われた。試験開始前に、試験片ＴＰ２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維持する。試験片ＴＰ２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、引張試験を行うのがより好ましい。
【００９５】
成形品Ｃ２が、引張試験装置の治具１１１ａ、１１１ｂに把持できる場合は、成形品Ｃ２をそのまま治具１１１ａ、１１１ｂに挟み、引張試験を行う。把持できない場合は、成形体Ｃ２に、アクリル系接着剤（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１１１ａ、１１１ｂと接着させた。試験結果は、治具と成形品との接着部で破壊が起こらず、積層体Ａ２と構造部材Ｂ２との接合部分が引き剥がされる場合の値のみを採用する。治具と成形品の接着部が剥離する場合は、正確な接着強度値を求めることができないからである。
【００９６】
本発明の積層体Ａ１ならびに本発明の積層体Ａ２に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、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。
【００９７】
本発明の積層体Ａ１および本発明の積層体Ａ２に使用される熱硬化性樹脂としては、積層体Ａ１、Ａ２を用いて成形品Ｃ１、Ｃ２を成形したとき、成形品Ｃ１、Ｃ２に優れた剛性や強度が付与可能な熱硬化性樹脂が好ましい。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、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。耐衝撃性向上のために、熱硬化性樹脂には、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。特に、エポキシ樹脂は、成形品Ｃ１、Ｃ２の力学特性の観点から好ましい。
【００９８】
本発明の積層体Ａ１の熱可塑性樹脂層１２、および、本発明の積層体Ａ２の熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、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、スチレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）スチレン樹脂、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。必要に応じ、添加剤、充填材などが添加されていても良い。熱可塑性樹脂は、一体化される被着材Ｂ１、Ｂ２との接着性を考慮し、被着部の組成に近い樹脂から選択されることが望ましい。例えば、ポリアミド系樹脂からなる被着材Ｂ１、Ｂ２に積層体Ａ１、Ａ２が接着される場合は、積層体Ａ１、Ａ２の表面に設けられる熱可塑性樹脂層は、ポリアミド樹脂とすることが好ましい。
【００９９】
用いられる熱可塑性樹脂の融点または軟化点は、成形品の実用性、積層体を製造する際のプロセス性を考慮して、５０℃以上であることが好ましく、また、熱硬化性樹脂を硬化させる温度において溶融あるいは軟化していることが必要なため、３００℃以下が好ましい。熱可塑性樹脂の融点または軟化点は、１００℃乃至２５０℃でることがより好ましく、１２５乃至２２０℃であることが更に好ましい。融点は、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準拠して、ＤＳＣにより昇温速度１０℃／分で測定した値である。軟化点は、ＪＩＳ−Ｋ７２０６に準拠して、ピカッド軟化温度を測定した値である。
【０１００】
本発明の積層体Ａ１、および、本発明の積層体Ａ２における、連続した導電性強化繊維の含有率は、成形性、力学特性と電磁波シールド性を両立させるの観点から、５乃至７５体積％が好ましく、３０乃至７５体積％がより好ましく、５０乃至７０体積％が更に好ましい。
【０１０１】
一体化成形品Ｃ１、Ｃ２を構成する構造部材Ｂ１、Ｂ２は、積層体Ａ１、Ａ２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。アルミニウム、鉄、マグネシウム、チタン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。
【０１０２】
構造部材Ｂ１、Ｂ２は、強化繊維を含んだ熱可塑性樹脂からなることが好ましい。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。
【０１０３】
構造部材Ｂ１、Ｂ２に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、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。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。熱可塑性樹脂には、充填材や添加剤が添加されていても良い。添加剤の一つに導電性付与剤がある。導電性付与剤としては、例えば、カーボンブラック、アモルファスカーボン粉末、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、ピッチマイクロビーズ、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブがある。導電性付与剤は、成形品Ｃ１、Ｃ２がパーソナルコンピュータの筐体の場合、電磁波シールド性をより高める目的で好ましく使用される。
【０１０４】
本発明の積層体Ａ１、Ａ２を用いた一体化成形品Ｃ１、Ｃ２の製造方法は、特に制限されない。例えば、その製造方法は、積層体Ａ１、Ａ２を構成している熱可塑性樹脂層の融点または軟化点以上の温度で、構造部材Ｂ１、Ｂ２を接合させ、貼り付け、次いで冷却することからなる。
【０１０５】
積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２とを接合させる手順は、特に限定されない。例えば、（ｉ）積層体Ａ１、Ａ２を予め成形しておき、構造部材Ｂ１、Ｂ２の成形と同時に、両者を接合し、一体化させる手法、（ｉｉ）構造部材Ｂ１、Ｂ２を予め成形しておき、積層体Ａ１、Ａ２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、（ｉｉｉ）積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２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。
【０１０６】
一体化の手法として、積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２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。
【０１０７】
前記一体化手法（ｉ）の具体例としては、積層体Ａ１、Ａ２をプレス成形し、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、構造部材Ｂ１、Ｂ２を形成する材料を金型に射出成形する手法がある。
【０１０８】
前記一体化手法（ｉｉ）の具体例としては、構造部材Ｂ１、Ｂ２を射出成形し、必要に応じ所定のサイズに加工あるいは後処理し、次いでプレス金型にインサートし、その後、プレス金型を所定のプロセス温度として、積層体Ａ１、Ａ２を形成する未硬化の熱硬化性樹脂と多数本の連続したフィラメントからなる導電性繊維群とからなるプリプレグの表面に熱可塑性樹脂層が形成された基材をレイアップし、次いで熱可塑性樹脂の融点以上の温度で真空バック成形する手法がある。
【０１０９】
前記一体化手法（ｉｉｉ）の具体例としては、積層体Ａ１、Ａ２をプレス成形し、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た積層体Ａ１、Ａ２と、別途、射出成形にて構造部材Ｂ１、Ｂ２を予め成形し、それぞれを熱接着や超音波溶着などで前記一体化手法（ｉｉ）と同様にして一体化させる方法がある。
【０１１０】
一体化成形品Ｃ１、Ｃ２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（ｉｉｉ）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。
【０１１１】
かかる手法で一体化された成形品Ｃ１、Ｃ２によれば、従来の金属材料との一体化では実現できなかった成形品の軽量性が得られる。かかる一体化手法は、積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２との間において優れた接着力を発現し、熱硬化性樹脂との一体化で従来問題となっていた材料間の剥離問題をも解決するものである。
【０１１２】
成形品Ｃ１、Ｃ２の形態を維持するため、積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２との接合面の少なくとも一部に接着部位（接着層）が存在するが、接着部位（接着層）の面積は、接合面の面積の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、接合面の全面積と同じであることが更に好ましい。
【０１１３】
一体化成形品Ｃ１、Ｃ２は、積層体Ａ１、Ａ２と構造部材Ｂ１、Ｂ２とが一体化してなるものであるが、成形品Ｃ１、Ｃ２の形状には、特に制限はない。形状としては、曲面、リブ、ヒンジ、ボス、中空部を有するものであっても良い。成形品Ｃ１、Ｃ２には、メッキ、塗装、蒸着、インサート、スタンピング、レーザー照射などにより表面加飾の処理が施されていてもよい。
【０１１４】
かかる一体化成形品Ｃ１、Ｃ２の用途としては、電磁波シールド性が要求される分野における製品がある。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、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、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、インテークマニホールド、各種アーム、各種フレーム、各種ヒンジ、各種軸受、燃料ポンプ、ガソリンタンク、ＣＮＧタンク、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキ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、タービンベイン、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、フレーム、アームレスト、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、ラジエターサポート、スペアタイヤカバー、シートシェル、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、アンダーカバー、スカッフプレート、ピラートリム、プロペラシャフト、ホイール、フェンダー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、エアロパーツ、プラットフォーム、カウルルーバー、ルーフ、インストルメントパネル、スポイラーおよび各種モジュールなどの自動車、二輪車関連部品、部材および外板、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、リブなどの航空機関連部品、部材および外板、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、パネルなどの建材用途などの各種用途に有用である。
【０１１５】
上記の中でも、軽量かつ高剛性であって、複雑形状部を有し、かつ電磁波遮蔽能力が要求される、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または電子機器、ＯＡ機器、家電機器、医療機器の用途で好ましく用いられる。
【０１１６】
さらに、力学特性に優れた大型成形品に複雑形状部が容易に成形できることから、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。
【０１１７】
本発明の積層体から形成される電磁波シールド成形品は、優れた電磁波シールド性を有するため、電気、電子機器用の筐体として、あるいは、外部部材として好適であり、さらには、薄肉で広い投影面積を必要とするノート型パソコンや携帯情報端末などの筐体として好適である。かかる筐体として使用する場合、電磁波シールド性の観点から、積層体Ａ２が、成形品Ｃ２である筐体の天面の少なくとも一部を構成することが好ましく、天面の投影面積の５０％以上を構成することがさらに好ましく、天面の投影面積の７０％以上を構成することがとりわけ好ましい。
【０１１８】
本発明の積層体Ａ１、Ａ２の製造方法を、一体化成形品Ｃ１、Ｃ２の好ましい用途である電子機器筐体の製造方法を例にとり、第１１−１２図を用いて説明する。
【０１１９】
図１１に、例えば、図１に示される本発明の積層体５の製造方法の一例が示される。
【０１２０】
積層体Ａは、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維束６３に熱硬化性樹脂６１をマトリックス樹脂として含浸したプリプレグ６０を所定の大きさにカットし（工程７１）、それらを所定の角度で積層させ、例えば、５枚を、角度０度、＋４５度、９０度、−４５度、０度で積層させ、その表面の全部または一部分に、熱可塑性樹脂からなる熱接着用樹脂基材６２を配置する積層工程７２と、次に熱硬化性樹脂の硬化反応と並行して、もしくは硬化反応前の予熱にて、熱接着用樹脂基材６２の熱可塑性樹脂を溶融させるとともに加圧し、熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成させる加熱成形工程７３とにより製造される（積層体成型工程７０）。すなわち、硬化前の熱硬化性樹脂と強化繊維束からなるプリプレグ６０の表層に、熱可塑性樹脂６２を膜状に配置してから、熱可塑性樹脂６２の融点以上温度で、熱硬化性樹脂を硬化させるのであり、これにより、熱硬化性樹脂６１と熱可塑性樹脂６２とが、強化繊維束６３を介在させて、良く接着した状態の積層体Ａが得られる。この接着性が高い理由は、硬化過程にある熱硬化性樹脂に対し、溶融過程にある熱可塑性樹脂が、強化繊維束を形成している多数本のフィラメントの間を通り、浸透し、多数本のフィラメントを介して、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との界面が凹凸形状を描いて形成されることにある。したがって、熱硬化性樹脂を硬化させた後に、熱可塑性樹脂を溶融させて積層しても、本発明の積層体を得ることは困難である。
【０１２１】
積層体Ａの具体的な製造方法としては、特に限定されるものではなく、ハンドレイアップ成形法、スプレーアップ成形法、真空バック成形法、加圧成形法、オートクレーブ成形法、プレス成形法、トランスファー成形法などの熱硬化樹脂を使用した公知の成形方法やより簡易なプレス成形、スタンピング成形法などの熱可塑性樹脂を使用した公知の成形方法が用いられる。プロセス性、力学特性の観点から、真空バック成形法、プレス成形法、トランスファー成形法が、好適に用いられる。
【０１２２】
一体化成形品Ｃにおける積層体Ａと構造部材Ｂとの接着強度をより高めるために、強化繊維束６３のフィラメント間に溶融した熱可塑性樹脂６２を含浸させる際に、０．１ＭＰａ以上の加圧を用いることが好ましい。この加圧は、より好ましくは０．５ＭＰａ以上であり、更に好ましくは１ＭＰａ以上である。
【０１２３】
得られた積層体Ａから一体化成形品Ｃを製造するため、積層体Ａを、打ち抜き法などで、所定の大きさに切り出す後加工（工程７４）を行い、成形品Ｃの製造用の積層体Ａを用意する。
【０１２４】
次に、積層体Ａを射出成形用金型にインサートし（工程８１）、これにボス、リブ、ヒンジ、フレームなどの構造部材Ｂの形成材料である熱可塑性樹脂８３を射出し、アウトサート成形させる（工程８２）。この簡便な一体化工程８０により得られた成形品Ｃを、必要に応じて、補修する補修工程９１経て、製品９２とする（後処理工程９０）。得られた製品９２が、完成された一体化成形品Ｃである。
【０１２５】
図１２に、従来の積層体を使用した場合の一体化成形品ＰＣの製造方法が示される。熱硬化性樹脂と強化繊維束とからなるプリプレグを積層し、図１１に示される積層体成型工程７０と同じ成形方法にて積層体ＰＡを成形する。この積層体ＰＡには、図１１における熱可塑性樹脂６２は存在しない。得られた積層体ＰＡは、熱接着性を有しないために、一体化成形品ＰＣとするには、例えば、接着剤などによる一体化工程が必要となる。
【０１２６】
別途、ボス、リブ、ヒンジ、フレームなどの構造部材ＰＢが、成形される。この構造部材ＰＢは、例えば、熱可塑性樹脂１２１を射出成形する工程１２２を経て、成形される部材１２３として得られる（射出成形工程１２０）。得られた構造部材ＰＢは、必要に応じ、プライマー処理され（工程１３１）、積層体ＰＡが接着される部位に接着剤が塗布される（工程１３２）。接着剤が塗布された構造部材ＰＢに、積層体ＰＡが接着せしめられる（工程１３３）。両者の接着は、治具で固定されることにより行われる（工程１３４）。次いで、一体化製品ＰＣは、長時間乾燥せしめられる（工程１３５）。その後、治具から外され、製品１３６が、得られる（一体化工程１３０）。この製品１３６は、一体化成形品ＰＣであるが、必要に応じ、更に、補修工程１４１を経て、製品１４２となる（後処理工程１４０）。この製品１４２が、最終の一体化製品ＰＣとなる。このように、従来の積層体ＰＡの製造には、本発明の積層体Ａの製造に比べ、多大の労力と時間とコストを要する。得られる一体化成形品ＰＣの積層体ＰＡと構造部材ＰＢとの間の接着強度は、本発明により得られる一体化成形品の場合に比べ、劣る。
【０１２７】
本発明における熱接着用基材の態様：
本発明における熱接着用基材は、同種および／または異種の被着材を熱接着するための基材である。すなわち、熱接着用基材は、２つ以上の被着材を接着する際に用いられ、なんらかの加熱手段によって、被着材の界面に、熱接着用基材からなる接着層を形成する。
【０１２８】
熱接着用基材は、ＩＳＯ４５８７（ＪＩＳ規格Ｋ６８５０）に示される、接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法に基づく接着強度Ｓが、試験温度１００℃のとき、５．０ＭＰａ以上の値を有する。接着強度Ｓは、好ましくは７ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは８ＭＰａ以上である。
【０１２９】
試験温度は、前記垂直接着強度の場合と同様、熱接着用基材を用いて熱接着された部材の接着強度を測定する際の雰囲気温度を指す。試験片を恒温槽の中に配置して、雰囲気温度と同等になったことを確認した後、チャックに把持し引張試験が行われる。
【０１３０】
接着強度Ｓが、試験温度１００℃のとき、５．０ＭＰａ未満であると、接着した製品が、実用高温環境下において負荷を受けた場合に、応力で被着材が容易に剥離するなどの問題が生じる場合がある、
さらに、熱接着用基材の接着強度Ｓは、試験温度２００℃のとき、１．０ＭＰａ以下であり、好ましくは０．８ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは０．７ＭＰａ以下である。
接着強度Ｓが、試験温度２００℃のとき、１．０ＭＰａを越えると、被着材を容易に分離、解体を行う際の労力とコストが大きくなり、リサイクル時の分別が困難になったり、材料の分別精度が低下し、異種材料のコンタミネーションを起こす場合がある。
【０１３１】
接着強度Ｓの測定用試験片の調製方法について説明する。接着した試験片の形状は、ＩＳＯ４５８７に基づき、図８に示される寸法とする。強化繊維である一方向性炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグから、ＪＩＳ６８５０の接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法に準じた試験片を採取する。この採取した試験片を、０度／９０度／９０度／０度の方向に積層した第２の試験片を２組み用意する。その内の一方の第２の試験片の熱接着を行う接合面の部位に、熱接着用基材を配置する。その上に、他方の第２の試験片を重ね合わせ、ＩＳＯ４５８７に記載の形状のプリフォームを作成する。このプリフォームをプレス成形金型にセットし、必要に応じ、治具やスペーサーを使用して、この形状を維持させたまま、プレス成形を行う。このプレスは、加熱プレス成形機で、約５分間、１ＭＰａの圧力をかけて、予熱プレスし、引き続き、プリプレグに含浸している樹脂の硬化温度で、３０分間、１ＭＰａの圧力をかけて、硬化反応を完結させる。予熱温度は、熱接着用基材の主成分である熱可塑性樹脂が溶融する温度である。具体的には、予熱温度は、熱可塑性樹脂の融点または軟化点温度以上でそれよりも３０℃高い温度以下の範囲で選択されるのが望ましい。融点および軟化点の温度は、前記の測定法により測定される。
【０１３２】
使用するプリプレグとしては、特に制限されないが、エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）が炭素繊維束に含浸し、炭素繊維の含有量（Ｗｆ）が７０ｗｔ％、厚さが０．１１ｍｍのプリプレグ（東レ（株）製、トレカＵＤプリプレグ３０５３Ｓ−１２）が好ましく用いられる。これを用いたときの硬化温度は、１３０乃至１５０℃が適切である。得られた試験片は、接着強度Ｓの評価に供せられる。
【０１３３】
本発明における熱接着用基材は、同種および／または異種の被着材を、加熱による分解を容易にする目的で、その接着強度Ｓは、特定の温度依存性を有することが好ましい。すなわち、任意の試験温度ｔ（℃）のときの接着強度Ｓ_ｔと試験温度（ｔ＋３０）（℃）のときの接着強度Ｓ_{（ｔ＋３０）}とが、Ｓ_ｔ≧３ｘＳ_{（ｔ＋３０）}の関係を満足する試験温度ｔが、１００乃至２００℃の温度範囲に存在することが好ましい。この温度範囲は、１２０乃至１８０℃であることがより好ましく、１３０乃至１７０℃であることが更に好ましい。
【０１３４】
本発明における熱接着基材は、熱可塑性樹脂を基材の形状に加工したものである。用いられる熱可塑性樹脂は、特に制限されないが、温度依存性や室温で高い接着強度を得る目的から、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から選択される少なくとの１種の樹脂を構成成分として含む樹脂であることが好ましい。特に、ポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂は、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を主たる成分とする重合体であるが、熱接着用基材の成分として、そのホモポリマーまたはコポリマーも用いることができる。接着強度Ｓの温度依存性の観点から、共重合ポリアミド樹脂が、更に好ましい。
【０１３５】
有用なポリアミド樹脂の具体的な例としては、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６６／６、ポリアミド６／６６／６１０、ポリアミド６／６６／６１２、ポリアミド６／６６／６１０／６１２、ポリアミド６／６Ｉがある。これらの２種あるいはそれ以上を併用しても良い。中でも、３元共重合ポリアミド６／６６／６１０を構成成分として含む熱接着性基材は、望ましい態様である。
【０１３６】
熱可塑性樹脂には、難燃性が要求される部材への展開を目的として、難燃性成分が添加されていることが好ましい。難燃性成分として、ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物、窒素化合物、シリコーン化合物、フッ素化合物、フェノール化合物、金属水酸化物などの公知の難燃剤を使用することができる。環境負荷の観点から、ポリリン酸アンモニウム、ポリホスファゼン、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、ホスフィンオキシド、赤リンなどのリン化合物が、好ましく使用できる。熱可塑性樹脂には、要求される特性に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で、充填材、添加剤、他の熱可塑性樹脂などが含有されていても良い。
【０１３７】
添加剤としては、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、制泡剤、カップリング剤などが使用できる。
【０１３８】
本発明における熱接着用基材の形態としては、特に制限されないが、例えば、不織布形態、フィルム形態、シート形態がある。取り扱い性の観点から、不織布形態あるいはフィルム形態が好ましい。
【０１３９】
熱接着用基材が、複雑な形状を有する被着体との接着に用いられる場合は、熱接着用基材に賦型性が要求される。この場合、熱接着用基材は、不織布形態を有していることが好ましい。不織布は、使用される形態を考慮して、公知の製造方法で製造されたもので良い。
【０１４０】
被着材に、より均一に熱接着用基材を配置させる観点からは、熱接着用基材の形態は、フィルム形態であることが好ましい。フィルムの特性には、特に制限はなく、公知の方法で製造されたフィルムが使用される。フィルムの厚みは、複雑な形状への賦型性の観点から、０．０１乃至０．５ｍｍが好ましく、０．０３乃至０．２ｍｍがより好ましい。
【０１４１】
本発明における熱接着用基材の目付は、その取り扱い性の観点から、１乃至１００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、３乃至８０ｇ／ｍ^２であることがより好ましく、５乃至６０ｇ／ｍ^２であることが更に好ましい。
【０１４２】
本発明における熱接着用基材は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、金属材料、カーボン系材料、繊維、木材、紙などの幅広い材料から選択される被着材の接着に使用することができる。被着材の好ましい形態の一つは、多数本の連続した強化繊維群が層状に配置された熱硬化性樹脂からなる積層体である。この熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シアン酸エステル末端を有する樹脂、アリル末端を有する樹脂、アセチレン末端を有する樹脂、ナジック酸末端を有する樹脂、ベンゾシクロブテンを末端に有する樹脂がある。被着材の力学特性の観点から、エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
【０１４３】
使用される強化繊維としては、例えば、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、有機繊維、無機繊維、これらの繊維に導電体を被覆した繊維がある。これらの中で、被着材の軽量性と力学特性のバランスに優れる点で、炭素繊維が好ましく用いられる。
【０１４４】
本発明における熱接着用基材は、前記本発明の積層体の製造方法における熱接着用基材６２として、好ましく用いられる。
【０１４５】
本発明における電磁波シールド成形品：
図１３を用いて、本発明における電磁波シールド成形品Ｃ３が説明される。図１３において、電磁波シールド成形品Ｃ３は、多数本のフィラメントからなる連続した導電性繊維群が層状に配置された樹脂層からなる第１の構造体Ａ３と熱可塑性樹脂からなる第２の構造体Ｂ２とが一体化されてなる。
【０１４６】
第１の構造体Ａ３に使用される導電性繊維としては、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、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、黒鉛繊維など単独で導電性を有する繊維、および、これらに更に導電体が被覆された繊維がある。また、ガラス繊維などの絶縁性繊維、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、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維、および、シリコンカーバイド繊維、シリコンナイトライド繊維などの無機繊維に導電体が被覆された繊維がある。導電体の被覆方法としては、例えば、ニッケル、イッテルビウム、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属をメッキ法（電解、無電解）、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、イオンプレーティング法、蒸着法があり、これらにより、少なくとも１層の導電層が形成される。これらの導電性繊維は、単独で、あるいは、少なくとも２種を併用して用いられる。比強度、比剛性、軽量性のバランスの観点から、炭素繊維、とりわけ、安価な生産コストを実現できる点で、ポリアクリロニトリル系炭素繊維が、好ましく用いられる。
【０１４７】
第１の構造体Ａ３に用いられる樹脂成分としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。熱硬化性樹脂の場合は、成形品Ｃ３の剛性、強度に優れ、熱可塑性樹脂の場合は、成形品Ｃ３の衝撃強度、リサイクル性に優れる。
【０１４８】
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、ポリイミドがあり、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がある。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。
【０１４９】
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）、液晶ポリエステルなどのポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンなどのポリオレフィンや、スチレン系樹脂や、その他、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、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、フッ素系などの熱可塑エラストマーなどや、これらの共重合体、変性体、これらの少なくとも２種をブレンドした樹脂がある。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。
【０１５０】
第１の構造体Ａ３を構成する樹脂における導電性繊維の含有割合は、成形性、力学特性と電磁波シールド性の観点から、２０乃至９０体積％が好ましく、３０乃至８０体積％がより好ましい。
【０１５１】
第１の構造体Ａ３の形態としては、例えば、導電性繊維が層状に積層された積層体や、樹脂、不連続の繊維で強化された樹脂、金属、発泡体などのコア材と導電繊維とが層状に配置された表層材とのサンドイッチ材や、導電性繊維が層状に配置されたものをコア材とするサンドイッチ材があるが、前記本発明の積層体を第１の構造体Ａ３として用いることで、電磁波シールド成形品Ｃ３の製造が容易になり、好ましい。
【０１５２】
電磁波シールド成形品Ｃ３を電気、電子機器の筐体形状に適合させるため、第１の構造体Ａ３は、少なくとも一つの略平面部を有していることが望まれる。第１の構造体Ａ３の最大面積を司る面の５０％以上が略平面であることが望ましい。
【０１５３】
電気，電子機器の筐体を想定し、薄肉、軽量性の観点から、構造体Ａ３の平均厚みは、１．６ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍであることがより好ましく、１．０ｍｍ以下であることが更に好ましく、０．８ｍｍ以下であることがとりわけ好ましい。第１の構造体Ａ３の平均厚みは、上記略平面部における平均に分布した少なくとも５点における厚みの測定値の平均値である。平均厚みの測定に当たっては、リブ部、ヒンジ部、凹凸部など意図的に形状が付与されている部位は除かれる。
【０１５４】
第１の構造体Ａ３の投影面積は、電磁波シールド成形品Ｃ３に適合可能な大きさであれば、特に制限されないが、一体化した場合の電磁波シールド性をより高める観点から、所望とする電子機器筐体の天面の大きさに準ずる大きさであることが好ましい。ノートパソコン（ラップトップ）の筐体に使用することを想定した場合、第１の構造体Ａ３の投影面積は、２００ｃｍ^２以上であることが好ましく、４００ｃｍ^２以上であることがより好ましく、６００ｃｍ^２以上であることが更に好ましい。投影面積は、成形品Ｃ３の外形寸法から求められる成形品Ｃ３面の大きさを表す尺度である。
【０１５５】
本発明における電磁波シールド成形品Ｃ３は、優れた電磁波シールド性を有することから、第１の構造体Ａ３のＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電波シールド性が、４０ｄＢ以上である。この電波シールド性の値は、４５ｄＢ以上であることが好ましく、５０ｄＢ以上であることがより好ましい。
【０１５６】
ＫＥＣ法は、（財）関西電子工業振興センターが定める測定方法で、上下もしくは左右対称に分割したシールドボックスに試験片を挟み込んで、スペクトラムアナライザーにて電磁波の減衰度を測定するものである。試験に当たっては、第１の構造体Ａ３の一部から適当な面積の平板を切り出し、これを測定片として用いる。
【０１５７】
電磁波シールド成形品Ｃ３が、電気、電子機器の筐体に使用されることを想定すると、成形品Ｃ３の破損、撓み、変形から、それに実装される部材を保護する観点から、第１の構造体Ａ３を構成する少なくとも一つの略平面部のＡＳＴＭ−Ｄ７９０に基づく曲げ弾性率が、８ＧＰａ以上であることが好ましく、１０ＧＰａ以上であることがより好ましく、１２ＧＰａ以上であることが更に好ましい。一般に、電気、電子機器の筐体は、内部に収納される衝撃、荷重、電気的短絡に対しデリケートな電子回路や破損し易い部材などを保護するためのものであり、過酷な荷重下に晒されることが想定される。このような用途では、破損は言うに及ばず、荷重による撓みや変形ですら内部の電子回路や部材に対して致命的なダメージを与える場合がある。
【０１５８】
第１の構造体Ａ３の曲げ弾性率は、配置される導電性繊維（強化繊維）の配置方向により異なる値を有することがあるが、ここで云う曲げ弾性率は、これらの内で最小値を示すものを意味する。具体的には、曲げ弾性率測定用の試験片は、第１の構造体Ａ３の略平面部から、第１の構造体Ａ３の長手方向を基準にして、０度、４５度、９０度、１３５度のように、異なる角度において切り出した、少なくとも４本、好ましくは６本の試験片として用意される。これらの試験片は、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に基づく曲げ弾性率の測定に供される。試験片の切り出しは、リブ部、ヒンジ部、凹凸部など意図的に形状が付されている部位を避けて行われるのが好ましい。試験片にこれらの意図的な形状部位が含まれている場合、試験片の厚みの測定は、この部位を除いて行われる。これらの試験片において得られる曲げ弾性率の内の最小値が、ここで云う曲げ弾性率として採用される。
【０１５９】
電磁波シールド成形品Ｃ３を構成する第２の構造体Ｂ３に使用される熱可塑性樹脂としては、第１の構造体Ａ３に使用される熱可塑性樹脂と同じものを用いることができる。用いる熱可塑性樹脂は、不連続の強化繊維を含むことが好ましい。
【０１６０】
ここで使用される強化繊維としては、特に制限されないが、前記本発明の積層体Ａにおいて使用される強化繊維と同じものを用いることができる。第２の構造体Ｂ２に含まれる強化繊維は、導電性繊維であることが好ましい。この導電性繊維としては、得られる電磁波シールド成形品Ｃ３の軽量性と力学特性の観点から、炭素繊維が好ましい。強化繊維は、少なくとも２種の強化繊維から構成されていても良い。
【０１６１】
第２の構造体Ｂ２において、熱可塑性樹脂に強化繊維が均一に分散されていることが好ましく、成形性、強度、軽量性とのバランスの観点から、熱可塑性樹脂と強化繊維との割合は、熱可塑性樹脂が、好ましくは２５乃至９５重量％、より好ましくは３５乃至８５重量％であり、強化繊維が、好ましくは５乃至７５重量％、より好ましくは１５乃至６５重量％である。
【０１６２】
不連続の強化繊維の繊維長は、長い程、強度、剛性の向上効果が高く、特に衝撃強度の著しい向上効果が得られることは、良く知られている。不連続の強化繊維を含む樹脂においては、樹脂中に含まれている不連続の強化繊維の長さは、全て同一の長さではなく、異なる長さの分布をもっている。このような状態の強化繊維の繊維長を表すのに、数平均繊維長Ｌｎや重量平均繊維長Ｌｗが用いられる。
【０１６３】
数平均繊維長Ｌｎは、測定数に対する繊維長の単純な平均値であり、短い繊維長を有する繊維の寄与を敏感に反映する。繊維長に基づく補強効果は、繊維長が長い程、補強効果が大きい。繊維長の長い繊維と繊維長の短い繊維とがもたらす効果に相違があるので、これらを同列に扱うことは、好ましくない。繊維長が長い繊維が果たす補強効果を重視する場合、重量平均繊維長Ｌｗを考慮すると良い。成形品Ｃ３の機械的特性を判定する際、第２の構造体Ｂ２に含まれている不連続の強化繊維の重量平均繊維長Ｌｗを考察することが好ましいと云える。
【０１６４】
重量平均繊維長Ｌｗと数平均繊維長Ｌｎとの比Ｌｗ／Ｌｎにより、繊維長の分布を知ることができる。Ｌｗ／Ｌｎの値が１より大きい程、繊維長の長い繊維が多く含まれていることになる。第２の構造体Ｂ３における不連続の強化繊維は、繊維長の長いものであることが好ましく、繊維長の長い繊維がより多く含まれていることがより好ましい。
【０１６５】
第２の構造体Ｂ３の不連続の強化繊維は、重量平均繊維長Ｌｗが、０．４ｍｍ以上で、かつ、重量平均繊維長Ｌｗと数平均繊維長Ｌｎとの比Ｌｗ／Ｌｎが、１．３乃至２．０であることが好ましい。重量平均繊維長Ｌｗが、０．４乃至１．０ｍｍであることがより好ましい。
【０１６６】
数平均繊維長Ｌｎ、重量平均繊維長Ｌｗ、および、比Ｌｗ／Ｌｎは、次の手法により求められる。すなわち、第２の構造体Ｂ３の一部を長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍの大きさで切り出し、測定片を作成する。作成された試験片を、熱可塑性樹脂が可溶な溶剤に２４時間浸漬し、樹脂成分を溶解させる。樹脂成分が溶解された試験片を、顕微鏡にて、１０乃至１００倍の倍率のもとで観察する。この観察において、視野内の強化繊維の中の任意の４００本について、繊維長を測定する。測定されたここの繊維長をＬｉとし、数平均繊維長Ｌｎと重量平均繊維長Ｌｗとを、次の式に基づき、算出する。
【０１６７】
数平均繊維長Ｌｎ＝（ΣＬｉ）／（Ｎ）
ここで、Ｎは、測定本数（４００本）
重量平均繊維長Ｌｗ＝（ΣＬｉ^２）／（ΣＬｉ）
重量平均繊維長Ｌｗが、０．４ｍｍ以上で、かつ、比Ｌｗ／Ｌｎが、１．３乃至２．０となる強化繊維を含む第２の構造体Ｂ２の成形に、例えば、ＪＰ６３−３７６９４Ｂに開示されている長繊維ペレットが用いられる。この長繊維ペレットは、ペレットの長さに実質的に等しい長さを有し、ペレットの長さ方向に配列された強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる。ＪＵ６０−６２９１２Ａに開示されているコーディドペレットを用いることもできる。このコーディドペレットは、連続した強化繊維束の周囲を熱可塑性樹脂で被覆した後、所定の長さに切断して製造されたものである。第２の構造体Ｂ２の成形は、長さ１乃至２０ｍｍのチョップド繊維と樹脂からなるペレットとを混合し、射出成形することにより行うこともでき、この成形手法が好ましい。
【０１６８】
長繊維ペレットから成形された成形品は、短繊維ペレットから成形された成形品と比べ、成形品中に、強化繊維が長い状態で存在し、かつ、繊維長の長い繊維が多く存在するため、機械特性に優れている。長繊維ペレットの長さが、１乃至２０ｍｍであれば、長繊維による補強効果と成形に用いられる押し出し機のスクリューなどへの繊維のカミコミの防止効果とが得られ、好ましい。長繊維ペレットの長さは、３乃至１０ｍｍであることがより好ましい。
【０１６９】
第２の構造体Ｂ３を構成する熱可塑性樹脂には、要求される特性に応じ、充填剤や添加剤が含まれていても良い。充填剤あるいは添加剤としては、無機充填剤、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、発泡剤、カップリング剤などがある。
【０１７０】
帯電性付与剤としては、例えば、カーボンブラック、アモルファスカーボン粉末、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、ピッチマイクロビーズ、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブがある。これらは、電磁波シールド成形品Ｃ３の電磁波シールド効果をより高める目的で、好ましく使用される。
【０１７１】
本発明における電磁波シールド成形品Ｃ３は、第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３とが一体化されてなる。第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３とを一体化させる手法は、特に制限されない。一つの手法としては、第１の構造体Ａ３を予め成形しておき、第２の構造体Ｂ３の成形と同時に、両者を一体化させる手法がある。他の手法としては、第２の構造体Ｂ３を予め成形しておき、第１の構造体Ａ３の成形と同時に、両者を一体化させる手法がある。更に他の手法としては、予め第１の構造体Ａ３と予め第２の構造体Ｂ３とを別個に成形し、次いで、両者を一体化させる手法がある。両者を一体化させる手段としては、接着、融着、嵌合、嵌め込みなどがある。特に好ましい一体化方法は、予め成形した第１の構造体Ａ３を金型にインサートし、次いで、第２の構造体Ｂ３を成形する熱可塑性樹脂を射出することで、第２の構造体Ｂ３を第１の構造体Ａ３に一体化する方法である。別の好ましい一体化方法は、予め成形した第１の構造体Ａ３と予め成形した第２の構造体Ｂ３とを、超音波溶着にて一体化する方法である。このとき用いる第１の構造体Ａ３を、前記本発明の積層体Ａとすることで、優れた接着強度を得ることができる。
【０１７２】
更に他の一体化方法としては、予め射出成形され、後処理された第２の構造体Ｂ３を、プレス金型にインサートし、次いで、第１の構造体Ａ３を形成する連続した導電性繊維の基材に樹脂が含浸されたプリプレグをレイアップし、真空バッグ成形することで、第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３とを一体化する方法がある。
【０１７３】
更に他の一体化方法としては、予めプレス成形にて成形され、後処理された第１の構造体Ａ３と、予め射出成形にて成形され、後処理された第２の構造体Ｂ３とを、良く知られている接着剤を用いて接合することで一体化する方法がある。
【０１７４】
第１の構造体Ａ３の製造方法は、特に限定されない。第１の構造体Ａ３の製造方法としては、例えば、ハンドレイアップ成形法、スプレーアップ成形法、真空バッグ成形法、加圧成形法、オートクレーブ成形法、プレス成形法、トランスファー成形法などの熱硬化性樹脂を使用する良く知られた方法がある。プロセス性、力学特性の観点から、真空バッグ成形法、プレス成形法、トランスファー成形法が、好ましく用いられる。
【０１７５】
第２の構造体Ｂ３の製造方法は、特に限定されない。第２の構造体Ｂ３の製造方法としては、射出成形法、押出成形法、プレス成形法など良く知られた方法がある。射出成形法は、生産性が高く、かつ、リブ部、図１３に示すヒンジ部１５１、ボス部１５２を有する複雑な形状の第２の構造体Ｂ３を容易に量産できることから、好適に使用される。
【０１７６】
第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３との一体化により製造される電磁波シールド成形品Ｃ３は、一体化後も、その一体化構造が維持される必要があることから、第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３との接合面の少なくとも一部に接着層を有していることが好ましい。接合面の面積の５０％以上の面積に、接着層を有していることがより好ましく、接合面の面積の７０％以上の面積に、接着層を有していることが更に好ましく、接合面の全面に、接着層を有していることがとりわけ好ましい。
【０１７７】
接着層の素材は、第１の構造体Ａ３あるいは第２の構造体Ｂ３を構成している素材と異なる成分からなるものでも良く、類似の成分からなるものでも良い。接着層の素材は、第２の構造体Ｂ３との接着強度の観点から、これを構成する熱可塑性樹脂と同類の樹脂からなることが好ましい。
【０１７８】
電磁波シールド成形品Ｃ３の形状は、特に制限されない。電磁波シールド成形品Ｃ３は、曲面、リブ、ヒンジ、ボス、中空部を有していても良い。電磁波シールド成形品Ｃ３は、メッキ、塗装、蒸着、インサート、スタンピング、レーザー照射などにより、その表面に装飾処理がなされていても良い。特に、第１の構造体Ａ３中の強化繊維が描く模様が、外方から観察したとき、観察可能とすることにより、電磁波シールド成形品Ｃ３の意匠的効果が創出される。
【０１７９】
電磁波シールド成形品Ｃ３の用途としては、前記本発明の積層体Ａについて例示した用途がある。好適な用途としては、パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、ディジタルスチルカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品など電気、電子機器の筐体、ならびに、トレイやシャーシーなどの内部部材やそのケース、機構部品、自動車や航空機の電装部材、内部部品などがある。
【０１８０】
電磁波シールド成形品Ｃ３は、その優れた電磁波シールド性から、電気、電子機器用の筐体や外部部材として好適に用いられ、薄肉で広い投影面積を必要とするノート型パソコンや携帯情報端末などの筐体として好適に用いられる。電磁波シールド成形品Ｃ３をこのような筐体として用いる場合、電磁波シールド性の観点から、筐体の天面の少なくとも一部が、第１の構造体Ａ３により形成されていることが好ましく、天面の投影面積の５０％以上が第１の構造体Ａ３により形成されていることがより好ましく、天面の投影面積の７０％以上が第１の構造体Ａ３により形成されていることが更に好ましい。電磁波シールド成形品Ｃ３の内部に複雑な形状部を必要とする場合は、フレーム、ボス、リブ、ヒンジ、ランナー、ならびに、これらを含む部材を、第２の構造体Ｂ３に形成しておくことが好ましい。
【０１８１】
【実施例】
実施例および比較例に基づき、本発明が更に具体的に説明される。実施例および比較例中に示される配合割合（％）は、別途特定している場合を除き、全て重量％に基づく値である。
【０１８２】
実施例−１：積層体および一体化成形品：
実施例１−１：積層体Ａ４
マトリックス樹脂がエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）で、一方向に配列された多数本の炭素フィラメントからなる強化繊維群からなり、強化繊維群の含有量が、重量割合（Ｗｆ）で７０％、体積割合（Ｖｆ）で６１％のプリプレグ（東レ（株）製トレカプリプレグＰ６０５３−１２）から、所定の大きさを有する長方形のプリプレグシートを６枚切り出した。図１４において、これら６枚のシート１６１−１６６が、斜視図をもって示される。それぞれのシートは、両端面において折り曲げられ、凹形状に加工されている。
【０１８３】
プレス成形機の雌金型（図示せず）に、長方形の長辺の方向を０°として、繊維方向が、上から４５°、−４５°、９０°、９０°、−４５°、４５°となるように、６枚のプリプレグ１６１−１６６を、下から順次積層した（矢印１６０で示される）。
【０１８４】
一方、後述の実施例３−１にておいて説明される熱接着用基材から、所定の幅を有する熱接着用基材テープを作成した。熱接着用基材テープ１７１を２枚重ね、プリプレグシート１６６の上面の外周約２０ｍｍの幅および折り曲げられた端面に、積層した（矢印１７０で示される）。
【０１８５】
次に、雄金型（図示せず）をセットして、プレス成形を行った。プレス成形機にて、１６０℃で５分間予熱して、熱接着用基材１７１を溶融させた後、６ＭＰａの圧力をかけながら、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、脱型して、平均の厚み０．７ｍｍの積層体Ａ４を製造した。
【０１８６】
製造された積層体Ａ４の熱接着用基材１７１が積層されている部分から、１０ｍｍＸ１０ｍｍの正方形の試験片を切り出し、メチルアルコールで３０分間超音波洗浄を行い、熱接着用基材１７１の熱可塑性樹脂を除去した。得られた試験片をＳＥＭにて観察した。試験片の表面には、繊維束がむき出されている状態が観察された。さらに、試験片の断面には、積層体Ａ４の表面方向に空隙を有する繊維群の層と、積層体Ａ４の内部方向に空隙を有しない繊維群の層の二層構造が観察された。この二層構造は、図５に示されている。熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層との界面４４は、凸凹形状を有していることが認められた。空隙４５を有する繊維群４３ｂの層が、熱可塑性樹脂層のうちの連続したフィラメントが配置されている領域である。この領域において、フィラメント４３ｂが存在している領域の最大厚みＴｐｆと最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎとを測定した。最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎは、３０μｍ、最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、５０μｍであった。
【０１８７】
得られた積層体Ａ４の熱接着用基材テープが積層されていない部分を切り出し、熱硬化性樹脂層の樹脂のガラス転移温度を、パーキンエルマー社製ＤＳＣにて測定した。測定されたガラス転移温度は、１３０℃であった。
【０１８８】
得られた積層体Ａ４の長方形の底面から、長方形の長辺方向を０°として、０°、４５°、９０°、１３５°方向の曲げ弾性率を測定するため、それぞれの角度で、試験片を切り出した。測定された曲げ弾性率は、４５°方向、すなわち、最外層の繊維方向、で最大となり、その値は１１６ＧＰａであった。測定された曲げ弾性率は、１３５°方向、すなわち、最外層の繊維の９０°方向、で最小となり、その値は２５ＧＰａであった。
【０１８９】
得られた積層体Ａ４から、ＩＳＯ４５８７の被着材に準ずる形状の積層板を切り出した。積層体Ａ４の熱接着用基材テープが積層されている部分同士を接合させるように合わせて、６ＭＰａの圧力をかけながら、１８０℃で５分間プレスして、試験片を作成した。得られた試験片を用いて、室温での接着強度を測定した。接着強度は、２０ＭＰａであった。強度試験後の試験片の接着面を観察したところ、積層体Ａ４から剥離されたフィラメントの付着が観察された。
【０１９０】
実施例１−２：一体化成形品Ｃ５
図１５に示される一体化成形品Ｃ５を製造する。積層体（１−１）を積層体Ａ５として用い、この積層体Ａ５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ＴＬＰ１１４６）を用意した。このペレットを用いて、インサートされている積層体Ａ５に対し、外周フレーム部分、ボス、ヒンジ部を有する被着部材Ｂ５を射出成形にて形成させ、一体化成形品Ｃ５を製造した。インサートした積層体Ａ５には、予め、被着部材Ｂ５との接合面に当たる部分に、後述の実施例３−１にておいて説明される熱接着用基材から得られる熱接着用基材テープを貼着しておいた。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。
【０１９１】
実施例１−３：積層体Ａ６
まず、ポリアミド１２樹脂（宇部興産（株）製、融点１８０℃）のペレットを熱プレスし、厚み７０μｍのフィルム状の熱接着用基材を作成した。次に、実施例１−１に説明したのと同じ要領で、プリプレグを積層し、最後に積層したプリプレグの上から、作成された熱接着用基材を、積層体全体に１枚積層した。
【０１９２】
次に、ホットプレートにて、１９０℃で５分間予熱して、熱接着用基材を溶融させた後、プレス成形機にて、３ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、平均の厚み０．８ｍｍの積層体Ａ６を製造した。
【０１９３】
得られた積層体Ａ６を、蟻酸を使用して、熱可塑性樹脂を除去して、熱可塑性樹脂層のうちの連続したフィラメントが配置されている領域の厚みを測定した。最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎは、２０μｍ、最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、３０μｍであった。熱硬化性樹脂層の樹脂のガラス転移温度は、１３４℃であった。
【０１９４】
積層体Ａ６の曲げ弾性率は、１３５°方向で最小となり、そのときの値は、２６ＧＰａであった。
【０１９５】
実施例１−１の場合と同じ要領で、６ＭＰａの圧力をかけながら、１９５℃で５分間プレスして、試験片を作成した。この試験片を用いて、ＩＳＯ４５８７に準ずる、室温での接着強度を測定したところ、１４ＭＰａであった。接着強度試験後の試験片の接着面を観察すると、積層体Ａ６から剥離されたフィラメントの付着が観察された。
【０１９６】
実施例１−４：一体化成形品Ｃ７
実施例１−２の場合と同じ要領で、積層体Ａ６を金型にインサートして、一体化成形品Ｃ７を製造した。
【０１９７】
実施例１−５：積層体Ａ７
実施例１−１の場合と同じ要領で、積層体Ａ７を製造した。ただし、プリプレグを積層する前に、熱接着用基材として、ポリアミド６フィルム（東レ合成フィルム（株）製レイファンＮＯ１４０１、厚み５０μｍ、融点２１０℃）を雌型の積層面の全面に予め配置した。次に、マトリックス樹脂がエポキシ樹脂であり、一方向に配列された炭素繊維群の含有量が重量割合（Ｗｆ）で６０％の織物プリプレグ（東レ（株）製トレカプリプレグＦ６３４３Ｂ−０５Ｐ）を、０°／９０°となるように配置した。さらに、マトリックス樹脂がエポキシ樹脂で、一方向に配列された炭素繊維群の含有量が重量割合（Ｗｆ）で６０％の一方向性プリプレグ（東レ（株）製トレカプリプレグＰ６０５３−１２）を４５°、−４５°、−４５°、４５°となるように４枚積層し、再度、前記織物プリプレグ（Ｆ６３４３Ｂ−０５Ｐ）を、（０°／９０°）となるように積層した。最後に、積層したプリプレグの上に、熱接着用基材として、再度、ポリアミド６フィルム（レイファンＮＯ１４０１）を、積層体全体に積層した。
【０１９８】
次に、プレス成形の前に、ホットプレートにて、２２５℃で３分間予熱して、熱接着用基材を溶融させた後、プレス成形機にて、６ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、平均の厚み０．９ｍｍの積層体Ａ７を製造した。
【０１９９】
得られた積層体Ａ７を、実施例１−３の場合と同じ要領で、熱可塑性樹脂層のうちの連続したフィラメントが配置されている領域の厚みを測定した。最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎは、１０μｍ、最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、４０μｍであった。
【０２００】
熱可塑性樹脂層の両表面を切削除去した後、熱硬化性樹脂層の樹脂のガラス転移温度を測定した。測定されたガラス転移温度は、１３２℃であった。
【０２０１】
得られた積層体Ａ７の長方形の底面から、長方形の長辺方向を０°として、０°、２２．５°、４５°、９０°、１１２．５°、１３５°方向の曲げ弾性率を測定するため、それぞれの角度で、試験片を切り出した。測定された積層体Ａ７の曲げ弾性率は、２２．５°方向で最小となり、そのときの値は、２０ＧＰａであった。
【０２０２】
実施例１−１の場合と同じ要領で、６ＭＰａの圧力をかけながら、２２５℃で５分間プレスして、試験片を作成した。作成された試験片を用いて、ＩＳＯ４５８７に準ずる、室温での接着強度を測定したところ、１６ＭＰａであった。接着強度試験後の試験片の接着面を観察したところ、積層体Ａ７から剥離されたフィラメントの付着が観察された。
【０２０３】
実施例１−６：一体化成形品Ｃ８
実施例１−２の場合と同じ要領で、積層体Ａ７を金型にインサートして、一体化成形品Ｃ８を製造した。
【０２０４】
また、前記長繊維ペレット（東レ（株）製ＴＬＰ１１４６）を射出成形して、図１５に示される被着材Ｂ５と同様な被着材Ｂ８を作成した。得られた一体化成形品Ｃ８に、被着材Ｂ８を、超音波溶着により、接合した。超音波溶着には、精電舎電子工業（株）製超音波溶着機ＳＯＮＯＰＥＴΣ−１２００Ｓ／Ｒを用いて、周波数は、１９ｋＨｚ、加圧力は、１ｋＮとした。
【０２０５】
実施例１−７：積層体Ａ９
前記実施例１−１の場合と同じ要領で、プリプレグを積層し、最後に積層したプリプレグの上に、熱接着用基材として、ポリカーボネートフィルム（バイエル（株）製ポリカーボネートフィルム、厚み５０μｍ）を、積層体Ａ９全体に１枚積層した。
【０２０６】
次に、ホットプレートにて、２６０℃で３分間予熱して、熱接着用基材を溶融させた後、プレス成形機にて、６ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、平均厚み０．７ｍｍの積層体Ａ９を製造した。
【０２０７】
得られた積層体Ａ９を、塩化メチレンを使用して、熱可塑性樹脂を除去して、熱可塑性樹脂層のうちの連続したフィラメントが配置されている領域の厚みを測定した。最小厚みＴｐｆ−ｍｉｎは、１０μｍ、最大厚みＴｐｆ−ｍａｘは、２０μｍであった。
【０２０８】
熱可塑性樹脂層の両表面を切削除去した後、熱硬化性樹脂層の樹脂のガラス転移温度を測定した。測定されたガラス転移温度は、１３４℃であった。
【０２０９】
測定された積層体Ａ９の曲げ弾性率は、１３５°方向で最小となり、そのときの値は、２５ＧＰａであった。
【０２１０】
実施例１−１の場合と同じ要領で、６ＭＰａの圧力をかけながら、２６０℃で３分間プレスして、試験片を作成した。作成された試験片を用いて、ＩＳＯ４５８７に準ずる、室温での接着強度を測定したところ、１１ＭＰａであった。接着試験後の試験片の接着面を観察すると、積層体Ａ９から剥離されたフィラメントの付着が観察された。
【０２１１】
実施例１−８：一体化成形品Ｃ１０
ポリカーボネート樹脂（日本ＧＥＰ（株）製ポリカーボネート樹脂レキサン１２１Ｒ）と、チョップド炭素繊維（東レ（株）製チョップド炭素繊維ＴＳ−１２）を、２軸押出機（日本製鋼所（株）製２軸押出機ＴＥＸ−３０α）を用いて、コンパウンドし、繊維含有量３０重量％の射出成形用ペレットを用意した。
【０２１２】
前記積層体Ａ９を射出成形用金型にインサートして、用意した射出成形用ペレットを用いて、一体化成形品Ｃ１０を製造した。
【０２１３】
実施例１−２、実施例１−４、実施例１−６、および、実施例１−８の一体化成形品は、優れた剛性を有する積層体と、複雑形状の成形に有利な射出成形部材からなる構造部材とが強固に結合しており、ノートパソコンなどの電気・電子機器の筐体に好適であることが判明した。さらに、積層体の強化繊維が描く模様が、外方から観察でき、商品価値が一層高まることが確認された。
【０２１４】
比較例１−１：積層体ＰＡ１
熱接着性基材を積層せずに、前記実施例１−１の場合と同じ要領で、プリプレグを積層した。
【０２１５】
次に、６ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、プレス成形を行い、平均の厚み０．７ｍｍの積層体ＰＡ１を製造した。
【０２１６】
得られた積層体ＰＡ１は、熱可塑性樹脂層が成形品ＰＣ１の表面に形成されていないために、他の部材ＰＢ１との熱接着性を有しない。ＩＳＯ４５８７の被着材に準ずる形状の積層板を切り出し、接合部を、２液型エポキシ接着剤（タカダ化学品製（株）製スワンボンド４０００）を用いて、２５℃、１ＭＰａの圧力で、２４時間で、接合させ、試験片を作成した。得られた試験片を用いて、室温での接着強度を測定した。測定された接着強度は、４ＭＰａであった。
【０２１７】
比較例１−２：一体化成形品ＰＣ２
前記実施例１−２の場合と同じ要領で、比較例１−１の積層体ＰＡ１を射出成形用金型にインサートして、長繊維ペレット（東レ（株）製長繊維ペレットＴＬＰ１１４６）を用いて、外周フレーム部分、ボス、および、ヒンジ部を射出成形にて形成した。しかし、脱型後直ちに、積層体ＰＡ１と射出成形部材ＰＢ１とが剥離して、接着強度試験に供すことができなかった。
【０２１８】
比較例１−３：積層体ＰＡ３
前記実施例１−５において、予熱することなしに、６ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、プレス成形を行い、平均の厚み０．９ｍｍの積層体ＰＡ３を製造した。
【０２１９】
得られた積層体ＰＡ３を、実施例１−３の場合と同じ要領で、蟻酸による洗浄を行ったが、空隙を有する繊維群の層が見られなかった。断面をＳＥＭにて観察すると、熱可塑性樹脂層には、連続したフィラメントが配置されていないことが分かった。この状態は、図６に示される状態と同じであることが確認された。
【０２２０】
熱可塑性樹脂層の両表面を切削除去した後、熱硬化性樹脂層の樹脂のガラス転移温度を測定測定した。測定されたガラス転移温度は、１３０℃であった。
【０２２１】
実施例１−１の場合と同じ要領で、６ＭＰａの圧力をかけながら、２２５℃で５分間プレスして、試験片を作成した。作成された試験片を用いて、ＩＳＯ４５８７に準ずる、室温での接着強度を測定した。測定された接着強度は、０．６ＭＰａであり、容易に剥離することが判明した。
【０２２２】
比較例１−４：一体化成形品ＰＣ４
前記実施例１−６の場合と同じ要領で、得られる積層体ＰＡ４を金型にインサートして、一体化成形品ＰＣ４を製造した。
【０２２３】
得られた一体化成形品ＰＣ４から、積層体ＰＡ４と射出成形部分ＰＢ４との間の垂直接着強度測定試験を行った。積層体ＰＡ４と射出成形部分ＰＢ４との界面付近で、すぐに分解し、垂直接着強度は、１ＭＰａ以下であることが判明した。分解後の、射出成形部品ＰＢ４の接着面を観察しても、積層体ＰＡ４から剥離されたフィラメントの付着は、観察されなかった。
【０２２４】
比較例１−２、および、比較例１−４の一体化成形品は、積層体と射出成形部材との接着強度が十分でなく、製品とした場合に、剥離問題を起こす場合がある。このため、比較例の積層体からは、実施例の積層体のような生産性、量産性に優れた容易な方法で、一体化成形品を製造することが困難であることが確認された。
【０２２５】
実施例２：積層体および一体化成形品
図９に示された電気・電子機器用モデル筐体Ｃ２の斜視図を用いて実施例を説明する。
【０２２６】
参考例２−１：射出成形材料
ポリアミド６樹脂（東レ（株）製ポリアミド６樹脂ＣＭ１００１）と、チョップド炭素繊維（東レ（株）製チョップド炭素繊維ＴＳ−１２）を、日本製鋼所（株）製２軸押出機ＴＥＸ−３０αを用いて、コンパウンドし、繊維含有量３０重量％の射出成形用ペレットを製造した。
【０２２７】
実施例２−１：積層体Ａ２１
マトリックス樹脂がエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）であり、炭素繊維の含有率が、重量割合（Ｗｆ）で６３％のプリプレグ（東レ（株）製トレカプリプレグ３０５１Ｓ−１２）を所定の大きさにカットし、長さ３５０ｍｍ×幅３００ｍｍの積層体を製造した。
【０２２８】
プレス成形用金型に、カットされた長方形のプリプレグの長辺方向を０°として、繊維方向が上から４５°、−４５°、９０°、９０°、−４５°、４５°となるように、６枚のプリプレグを積層した。最後に積層したプリプレグの上に、後述する実施例３−１における熱接着用基材を２枚積層した。
【０２２９】
次に、プレス成形機にて、１６０℃で５分間予熱して、熱接着用基材を溶融させた後、６ＭＰａの圧力をかけながら、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、厚み０．７ｍｍの積層体を製造した。製造された積層体の断面をＳＥＭ観察すると、表面には、熱可塑性樹脂が溶融して膜状に付着しており、その膜厚は、１０μｍであった。製造された積層体を打ち抜き、図９に示す積層体Ａ２（天板）形状に加工したものを積層体Ａ２１とする。
【０２３０】
実施例２−２：一体化成形品Ｃ２２
実施例２−１で製造された積層体Ａ２１を積層体Ａ２２とし、これを射出成形用金型にインサートして、前記参考例２−１で調製した射出成形用ペレットを用いて、図９に示す構造部材Ｂ２と同様の構造部材Ｂ２２を射出成形する。得られた一体化成形品Ｃ２２において、積層体Ａ２２と構造部材Ｂ２２とが強固に一体接合されていた。この一体化成形品Ｃ２２は、筐体として利用される。
【０２３１】
製造された一体化成形品Ｃ２２の積層体Ａ２２と構造部材Ｂ２２とが結合している部分から、１０ｍｍＸ１０ｍｍの試験片を切り出し、垂直接着強度試験に供した。治具と試験片を接着剤（前記スリーボンド１７８２）にて接着させ、垂直接着強度試験を行った。試験結果は、４０℃雰囲気では、積層体と射出成形部材の間で破壊は起こらず、治具と積層体を固定している接着剤部分で剥離が生じた。１４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、４ＭＰａであった。
【０２３２】
実施例２−３：積層体Ａ２３
前記実施例２−１の場合と同じ要領で、平織りの炭素繊維織物（東レ（株）製トレカ織物ＣＯ６３４３）にエポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維量５７体積％のプリプレグを用いて、積層体Ａ２３を製造した。積層構成として、長方形の長辺方向を０°として、繊維方向が０°／９０°となるように、４枚のプリプレグを積層し、さらに最後に積層したプリプレグの上に、熱接着用基材として、ポリアミド系不織布（呉羽化学社（株）製ポリアミド系不織布ダイナックＬＮＳ−００５０、目付５０ｇ／ｍ２、融点１３５℃）を積層した。
【０２３３】
次いで、真空バッグ成形し、１４０℃で１時間加熱して硬化させ、厚さ０．９ｍｍの積層体Ａ２３を製造した。製造された積層体Ａ２３の表面には、不織布が溶融して膜状に付着しており、その膜厚は２５μｍであった。得られた積層体Ａ２２を打ち抜き、図９に示す積層体Ａ２の形状に加工したものを、積層体Ａ２３（天板）とする。
【０２３４】
実施例２−４：一体化成形品Ｃ２４
前記実施例２−２の場合と同じ要領で、積層体Ａ２３を積層体Ａ２４として、金型にインサートし、構造部材Ｂ２４を射出成形する。得られた一体化成形品Ｃ２４における、積層体Ａ２４と構造部材Ｂ２４との垂直接着強度を、強制的にチャックに把持する方法で測定した結果、４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、２１ＭＰａであり、さらに１４０℃雰囲気では，垂直接着強度は、２ＭＰａであった。
【０２３５】
実施例２−５：積層体Ａ２５
前記実施例２−３の場合と同じ要領で、平織りの炭素繊維織物（東レ（株）製トレカ織物ＣＯ６３４３）に、１８０℃硬化型エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維量５７体積％のプリプレグを用いて、積層体Ａ２５を製造した。熱接着用基材として、ポリアミドフィルム（東レ合成フィルム（株）製ポリアミドフィルム、タイプ１４０１、厚み８０μｍ、融点２１５℃）を１枚積層した。
【０２３６】
次いで、真空バッグ成形し、２２０℃で５分間予熱して、熱接着用基材を溶融させた後、１８０℃で４５分で、熱硬化性樹脂を硬化させ、厚さ０．９ｍｍの積層体Ａ２５を製造した。製造された積層体Ａ２５の表面には、不織布が溶融して膜状に付着しており、その膜厚は６５μｍであった。得られた積層体Ａ２５を打ち抜き、図９に示す積層体Ａ２の形状に加工したものを積層体Ａ２５（天板）とする。
【０２３７】
実施例２−６：一体化成形品Ｃ２６
前記実施例２−２の場合と同じ要領で、積層体Ａ２５を積層体Ａ２６として、金型にインサートし、構造部材Ｂ２６を射出成形する。得られた一体化成形品Ｃ２６における、積層体Ａ２６と構造部材Ｂ２６との垂直接着強度を、実施例２−４の場合と同様の方法で測定した結果、４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、１５ＭＰａであり、さらに１４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、８ＭＰａであった。
【０２３８】
比較例２−１：積層体ＰＡ２１
熱接着用基材を積層せずに、前記実施例２−１の場合と同じ要領で実施し、積層体ＰＡ２１を製造した。
【０２３９】
比較例２−２：一体化成形品ＰＣ２２
実施例２−２の場合と同じ要領で、比較例２−１の積層体ＰＡ２１を積層体ＰＡ２２として、金型にインサートし、構造部材ＰＢ２２を射出成形した。得られた一体化成形品ＰＣ２２における、積層体ＰＡ２２と構造部材ＰＢ２２との垂直接着強度を、実施例２−２の場合と同様の方法で測定した結果、４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、０．２ＭＰａであり、さらに１４０℃雰囲気では、垂直接着強度は、０．１ＭＰａであった。
【０２４０】
実施例２−２、実施例２−４、および実施例２−６の一体化成形品は、優れた剛性を有する積層体と、複雑形状の成形に有利な射出成形部材とが強固に結合しており、ノートパソコンなどの電気・電子機器の筐体に好適であることが判明した。さらに、高い雰囲気温度では、接着強度が大きく低下しており、積層体の分解が容易であり、リサイクル性の観点から、商品価値が一層高いことが認識された。
【０２４１】
比較例２−１の積層体は、熱接着力を有さず、一体化成形品としても実用的な製品とはならなかった。
【０２４２】
比較例２−２の一体化成形品は、積層体と射出成形部材との接着強度が十分でなく、製品とした場合に、剥離問題を起こす場合がある。このため、比較例の積層体は、実施例の積層体の場合のように、容易な方法で一体化成形品を製造することには向かないことが確認された。
【０２４３】
実施例３：熱接着用基材
実施例３−１
３元共重合ポリアミド樹脂（東レ（株）製、３元共重合ポリアミド樹脂ＣＭ４０００、ポリアミド６／６６／６１０、融点１５０℃）のペレットを用い、メルトブロー法にて、幅１，０００ｍｍの不織布状の基材を製造した。この熱接着用基材の目付は、３０ｇ／ｍ^２であった。
【０２４４】
これを熱接着用基材として用い、予熱プレス温度を１６０℃として、ＩＳＯ４５８７に基づく接着強度Ｓの評価を行った。
【０２４５】
比較例３−１
熱接着用基材として、ポリプロピレン樹脂（チッソ（株）製ポリプロピレン樹脂、融点１７０℃）を用いて、同様に不織布状の基材を製造した。これを熱接着用基材として用い、予熱プレスを１８０℃として、実施例３−１と同様の方法で、接着強度Ｓの評価を行った。
【０２４６】
比較例３−２
熱接着用基材として、ポリアミド６樹脂（東レ（株）製、ポリアミド６樹脂、融点２１５℃）を用いて、同様に不織布状の基材を製造した。これを熱接着用基材として用い、予熱プレスを２２０℃として、実施例３−１と同様の方法で、接着強度Ｓの評価を行った。
【０２４７】
これらの評価結果が、表１に示される。
【０２４８】
【表１】

【０２４９】
表１は、次のことを示している。すなわち、実施例３−１の熱接着用基材は、１３０℃以下の温度では優れた接着強度を示し、かつ、１６０℃以上の温度では容易に分離でき、リサイクル性に好適である。一方、比較例３−１の熱接着用基材は、１００℃での接着強度が不十分であり、実用上問題である。さらに、比較例３−２の熱接着用基材は、２００℃においても、容易には分離できないため、リサイクル性には対応できない場合がある。
【０２５０】
実施例４：電磁波シールド成形品Ｃ４１
実施例４−１
前記実施例２−２によって、本発明における電磁波シールド成形品Ｃ４１の一形態が説明できる。この電磁波シールド成形品Ｃ４１は、図１３における第１の構造体Ａ３と、熱可塑性樹脂からなる第２の構造体Ｂ３とが一体化されてなる。さらに、第１の構造体Ａ３のＫＥＣ法による電波シールド性は、５０ｄＢ以上である。
【０２５１】
実施例４−２
前記比較例２−１によって得られた積層体を第１の構造体Ａ３とする。次に、実施例２−２で使用した金型を使用し、積層体をインサートするかわりに、スペーサーを配置して、参考例２−１の射出成形用ペレットを、射出成形し、第２の構造体Ｂ３を作成した。
【０２５２】
得られた第１の構造体Ａ３と第２の構造体Ｂ３とを、接合面をアルコールにて洗浄した後、前記スリーボンド（株）製２液型接着材３９２１／３９２６を用いて接着し、一体化成形品Ｃ３を製造した。接着後は、常温で２４時間放置した。
【０２５３】
第１の構造体Ａ３のＫＥＣ法による電波シールド性は、５０ｄＢ以上であった。
【０２５４】
実施例４−３
図１６に、天面１８１が二層構造を有する第１の構造体Ａ４３とこれに接合される第２の構造体Ｂ４３とからなる電磁波シールド成形品Ｃ４３の分解斜視図が示される。
【０２５５】
前記東レ（株）製トレカ織物ＣＯ６３４３にエポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維量５７体積％のプリプレグを単独で、プレス成形機にて、６ＭＰａの圧力をかけながら、１５０℃で３０分間加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる。硬化終了後、室温で冷却し、厚み０．２ｍｍの第１の構造体Ａ４３を製造した。
【０２５６】
次に、長繊維ペレット（東レ（株）製長繊維ペレットＴＬＰ１１４６）を射出成形して、第２の構造体Ｂ４３を作成した。
【０２５７】
得られた第１の構造体Ａ４３と第２の構造体Ｂ４３とを、接合面をアルコールにて洗浄した後、前記スリーボンド（株）製２液型接着材３９２１／３９２６を用いて接着し、一体化成形品Ｃ４３を製造した。接着後は、常温で２４時間放置した。
【０２５８】
得られた成形品Ｃ４３の天面１８１は二層構造を有しており、その厚みは、１．４ｍｍ、電波シールド性は、５０ｄＢ以上であった。曲げ弾性率を測定するため、天面長手方向を０°として、０°、４５°、９０°方向について、それぞれの角度で、試験片を切り出した。ただし、ボス、リブ、ヒンジ、ウェルドを含む部分は除外した。試験片を用いて測定された曲げ弾性率は、４５°方向で最小となり、その値は、１５ＧＰａであった。
【０２５９】
第２の構造体Ｂ４３の一部から、３ｍｍ×３ｍｍの大きさの試験片を切り出し、溶剤（蟻酸）約１００ｍｌに２４時間浸漬して樹脂成分を溶解させた。その後、ペーパーフィルターを用いて強化繊維成分を濾過し、フィルター残渣を顕微鏡にて観察して、無作為に抽出した４００本の強化繊維の繊維長（ｍｍ）を測定した。重量平均繊維長Ｌｗは、０．４８ｍｍで、かつ、重量平均繊維長Ｌｗと数平均繊維長Ｌｎの比（Ｌｗ／Ｌｎ）は、１．８であった。
【０２６０】
比較例４−１
参考例１で調整した熱可塑性樹脂を使用し、モデル筐体を射出成形した。製造した成形品の天面の厚みは、１．２ｍｍ、電波シールド性は、２３ｄＢであった。曲げ弾性率を測定するため、天面長手方向を０°として、０°、３０°、６０°、９０°方向について、それぞれの角度で、試験片を切り出した。ただし、ボス、リブ、ヒンジ、ウェルドを含む部分は除外した。試験片を用い測定された曲げ弾性率は、４５°方向で最小となり、その値は、６ＧＰａであった。
【０２６１】
実施例４−１、実施例４−２、および、実施例４−３の一体化成形品は、優れた電磁波シールド性と剛性を有する構造体と、複雑形状の成形に有利な射出成形から形成される構造体からなり、ノートパソコンなどの電気・電子機器の筐体に好適であることが確認された。
【０２６２】
一方、比較例４−１の一体化成形品では、電磁波シールド性、剛性が不十分であり、電気・電子機器に実装した場合に、電磁波障害、内部の電子回路の保護など、近年の電気・電子機器の筐体用途などの厳しい要求に応えるには不十分であることが判明した。
【０２６３】
【産業上の利用の可能性】
本発明の積層体は、他の構造部材と容易に一体化でき、かつ、接合される部材間の優れた接着強度有する。本発明の積層体を用いた一体化成形品は、力学特性、軽量性に優れ、かつ、廃棄時には容易に解体ができる。さらに、本発明における電磁波シールド成形品は、優れた電磁波シールド性だけでなく、薄型、軽量、高剛性を有しており、パソコン、ディスプレイや携帯情報端末などの電気・電子機器の筐体として好適である。本発明における熱接着用基材は、優れた接着強度を有し、積層体と他の部材とを一体化する際の接着材料として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の積層体の一態様の模式斜視図である。
【図２】は、図１の積層体の表層部の一部の拡大断面図である。
【図３】は、本発明の積層体の実施例の構造の第１の検証試験により得られる試験片の模式断面図である。
【図４】は、積層体の比較実施例の構造の第１の検証試験により得られる試験片の模式断面図である。
【図５】は、本発明の積層体の実施例の構造の第２の検証試験により得られる試験片の模式断面図である。
【図６】は、積層体の比較実施例の構造の第２の検証試験により得られる試験片の模式断面図である。
【図７】は、本発明の積層体の実施例の構造の第３の検証試験により得られる試験片の模式斜視図である。
【図８】は、積層体のＩＳＯ４５８７による接着強度試験をする際の試験片の調整の仕方を説明する斜視図である。
【図９】は、本発明の一体化成形品の一実施例としての電気・電子機器用の筐体のモデルの斜視図である。
【図１０】は、積層体の垂直接着強度を測定するための試験機の要部の模式正面図である。
【図１１】は、本発明の一体化成形品の製造工程を説明するためのフロー図である。
【図１２】は、従来の一体化成形品の製造工程を説明するためのフロー図である。
【図１３】は、本発明の一体化成形品の他の実施例としての電気・電子機器の筐体のモデルの分解斜視図である。
【図１４】は、本発明の積層体の他の実施例の分解斜視図である。
【図１５】は、本発明の一体化成形品の更に他の実施例としての電気・電子機器の筐体のモデルの斜視図である。
【図１６】は、本発明の一体化成形品の更に他の実施例としての電気・電子機器の筐体のモデルの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ａ 積層体５の第１層
１ｂ 積層体５の第５層
２ａ 積層体５の第２層
２ｂ 積層体５の第４層
３ 積層体５の第３層
４ａ 積層体５の下面
４ｂ 積層体５の上面
５ 積層体
１１ 熱硬化性樹脂層
１２ 熱可塑性樹脂層
１３ 強化繊維群
１４ 熱硬化性樹脂層１１、熱可塑性樹脂層１２の界面
２１ 熱硬化性樹脂層
２２ 熱可塑性樹脂層
２３ 強化繊維群
２４ 熱硬化性樹脂層２１と熱可塑性樹脂層２２との界面
３１ 熱硬化性樹脂層
３２ 熱可塑性樹脂層
３３ 強化繊維群
３４ 熱硬化性樹脂層３１と熱可塑性樹脂層３２との界面
４１ 熱硬化性樹脂層
４３ 強化繊維群
４４ 熱硬化性樹脂層４１と除去された熱可塑性樹脂層との界面であった面
４５ フィラメント４３ｂの間の空隙
５１ 熱硬化性樹脂層
５３ 強化繊維群
５４ 界面
６１ 被着体Ｂ１の端部に積層体Ａ１の表面が接合されていた接合部分
６２ 積層体Ａ１の表層部の一部の残査
１０１ 天板
１０２ 枠体
１１１ａ 引張試験装置の治具
１１１ｂ 引張試験装置の治具
１１２ 試験片ＴＰ２の接着面
６１ 熱硬化性樹脂
６２ 熱可塑性樹脂
６３ 強化繊維束
６０ プリプレグ
７０ 積層体成型工程
７１ プリプレグカット工程
７２ 積層工程
７３ 加熱成形工程
７４ 所定の大きさに切り出す後加工工程
８０ 一体化工程
８１ 積層体Ａを射出成形用金型にインサートする工程
８２ 熱可塑性樹脂８３を射出し、アウトサート成形させる工程
８３ 熱可塑性樹脂
９０ 後処理工程
９１ 補修工程
９２ 製品
１２０ 射出成形工程
１２１ 熱可塑性樹脂
１２２ 熱可塑性樹脂１２１を射出成形する工程
１２３ 成形される部材
１３０ 一体化工程
１３１ プライマー処理工程
１３２ 接着剤塗布工程
１３３ 構造部材ＰＢに、積層体ＰＡが接着せしめられる工程
１３４ 治具固定工程
１３５ 乾燥工程
１３６ 製品
１４０ 後処理工程
１４１ 補修工程
１４２ 製品
１５１ ヒンジ部
１５２ ボス部
１６１−１６６ プリプレグシート
１７１ 熱接着用基材
１８１ 天面
Ａ１ 本発明の積層体（第１層１ａ）
Ｂ１ 被着体
Ａ２ 本発明の積層体
Ｂ２ 構造部材
Ｃ２ 一体化成形品
Ｃ３ 電磁波シールド成形品
Ａ３ 第１の構造体
Ｂ３ 第２の構造体
Ａ４ 積層体
Ａ５ 積層体
Ｂ５ 被着部材
Ｃ５ 一体化成形品
Ａ４３ 第１の構造体
Ｂ４３ 第２の構造体
Ｃ４３ 電磁波シールド成形品
ＰＡ 従来の積層体
ＰＢ 構造部材
ＰＣ 一体化成形品
ＴＰ２ 垂直接着強度の測定用の試験片

Claims (17)

1. 多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群を積層の単位として、厚み方向に複数積層されてなる積層体であって、前記積層体がマトリックス樹脂と強化繊維群からなり、前記積層体の表面に位置している第１層が、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし、積層体の第２層側に位置する熱硬化性樹脂層と、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とし、積層体の表面側に位置する熱可塑性樹脂層の二層構造から成り、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層とが凹凸形状を有して一体化されており、前記熱硬化性樹脂層と前記熱可塑性樹脂層の界面が第１層を構成する強化繊維群の中に存在し、前記強化繊維群の内の一群のフィラメントは、少なくとも前記熱硬化性樹脂に接し、前記強化繊維群の内の残りの群のフィラメントは、少なくとも前記熱可塑性樹脂に接してなり、かつ前記熱可塑性樹脂層において、前記フィラメントの接している領域の最大厚みが１０μｍ以上である積層体。
2. 前記多数本の連続したフィラメントが、一方向に配列されている請求項１に記載の積層体。
3. 前記熱硬化性樹脂層を形成する樹脂のガラス転移温度が、６０℃以上である請求項１に記載の積層体。
4. 前記熱可塑性樹脂層において、前記フィラメントの接している領域の最大厚みが、１，０００μｍ以下である請求項１に記載の積層体。
5. 前記熱可塑性樹脂層の表面積が、積層体の表面積の０．１乃至５０％である請求項１に記載の積層体。
6. 前記熱可塑性樹脂層が位置する側とは反対側の積層体の面に、前記熱硬化性樹脂、前記熱可塑性樹脂、および、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群から形成されるのと同様の構造からなる層が形成されている請求項１に記載の積層体。
7. 明細書中に定義された積層体試験片のＩＳＯ４５８７に基づく接着強度が、室温において、６ＭＰａ以上である請求項１に記載の積層体。
8. 前記積層体の表面に位置している第１層において、表面に位置している熱可塑性樹脂層のマトリックス樹脂が、ポリアミド系樹脂からなり、前記第１層の前記熱可塑性樹脂層とポリアミド６樹脂と炭素繊維を繊維含有量３０重量％となるようにコンパウンドした射出成形品との明細書中に定義された垂直接着強度が、温度４０℃雰囲気で、１０ＭＰａ以上であり、かつ、温度１４０℃雰囲気で、１０ＭＰａ未満である、請求項１に記載の積層体。
9. 前記強化繊維群を構成する多数本の連続したフィラメントが炭素繊維である請求項１に記載の積層体。
10. 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂である請求項１に記載の積層体。
11. 多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群に硬化前の熱硬化性樹脂が含浸せしめられてなるプリプレグの表面に、熱可塑性樹脂からなる熱接着用基材が配置せしめられ、前記熱硬化性樹脂の硬化反応時に、もしくは、硬化反応前の予熱時に、前記熱接着用基材の熱可塑性樹脂を前記強化繊維群に含浸せしめてなる請求項１に記載の積層体を得る積層体の製造方法。
12. 前記強化繊維群に熱可塑性樹脂を含浸させる際に、圧力０．１ＭＰａ以上の加圧力を作用せしめてなる請求項１１に記載の積層体の製造方法。
13. 請求項１に記載の積層体からなる第１の部材と、別の構造部材からなる第２の部材とが，前記第１の部材における前記熱可塑性樹脂を介して結合されてなる一体化成形品。
14. 前記第２の部材が、請求項１に記載の積層体からなる部材、熱可塑性樹脂からなる部材、金属材料からなる部材から選択される少なくとも１種の部材である請求項１３に記載の一体化成形品。
15. 請求項１に記載の積層体からなる第１の部材と、別の構造部材からなる第２の部材とが、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選択される少なくとも１つの一体化方法にて、一体化せしめられる請求項１３に記載の一体化成形品の製造方法。
16. 一体化成形品が、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、医療機器の部品、部材または筐体である請求項１３に記載の一体化成形品。
17. 一体化成形品が、自動車、二輪車、自転車、航空機、建材用の部品、部材またはパネルである請求項１３に記載の一体化成形品。

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