TW201443113A - 纖維強化樹脂片、一體化成形品及其等之製造方法 - Google Patents

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TW201443113A TW102148106A TW102148106A TW201443113A TW 201443113 A TW201443113 A TW 201443113A TW 102148106 A TW102148106 A TW 102148106A TW 102148106 A TW102148106 A TW 102148106A TW 201443113 A TW201443113 A TW 201443113A
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Abstract

本發明係提供一種纖維強化樹脂片及使用其之一體化成形品，其中，該纖維強化樹脂片係在由強化纖維所構成的不織布之一側，由浸滲熱塑性樹脂(A)而成，符合下列之(I)或(II)中任一條件：(I)在該不織布厚度方向之另一側，具有構成不織布之強化纖維所露出的區域；(II)在該不織布厚度方向之另一側，已浸滲熱塑性樹脂(B)，該不織布係強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下，在該片中，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。

Description

纖維強化樹脂片、一體化成形品及其等之製造方法
本發明係關於一種纖維強化樹脂片、一體化成形品及其等之製造方法。
由於由強化纖維與基質樹脂所構成的纖維強化塑膠(FRP)係具優越之輕量性或力學特性，已廣泛被利用於各種產業用途。其中，使用熱塑性樹脂之FPR，上述之輕量性或力學特性之外，也能藉快速成形而進行大量生產，也由於具優越之再生性，近年來特別備受矚目。
一般而言，在使用FRP的零件或構造物之製造，由於藉由使複數之構件一體化所製造，使得接合彼此之構件或材料的步驟成為必要。作為該接合手法，一般習知為螺栓、鉚釘、小公螺絲等之機械的接合方法或使用接著劑的接合方法。雖然機械的接合方法係泛用性高的手法，但有成為如下問題之情形：接合部分之加工成本或因螺栓等所造成的重量增加、因加工部之應力集中所造成的脆化。又，於使用接著劑的接合方法中，則有成為如下問題之情形：接著劑之塗布步驟為必要、接合強度之限度係視接著劑之強度而定、無法滿足接合部之信賴性等。
另一方面，作為使用熱塑性樹脂之FRP的特徵性接合方法，習知為熔黏接著。由於熱塑性樹脂係具有一旦加熱時將會熔融之性質，利用該性質而能高循環且低成本地接合，故針對熔黏接合，正積極地進行技術開發。然而，有互不相溶的熱塑性樹脂彼此並不進行熔黏接合而在不同的熱塑性樹脂之界面容易剝離的問題。相對於此，有揭示在使用熱硬化性樹脂的FRP與熱塑性樹脂的FRP之界面部形成微細之固定構造(anchoring structure)，使不同樹脂間的接著提高之技術及規定接著劑層強度之發明(專利文獻1、2、3、4、10、11)。其等專利文獻中所揭示的技術必須使用黏度低的熱硬化性樹脂。又，在其等專利文獻所揭示的技術中，由於熱硬化性樹脂側使用連續纖維，複雜形狀之成形為不可能的同時，也不進行再加工。還有，在其等專利文獻中所記載的微細之固定構造中，在不相溶的熱塑性樹脂彼此中，無法發揮充分的接著力。
另一方面，於專利文獻5中，揭示使由不同種類之熱塑性樹脂所構成的表皮材在由熱塑性樹脂所構成的基材中熔融一體化之技術。於專利文獻5所揭示的技術中，有不使用強化纖維而是作為成形品時之強度低的問題。
又，於專利文獻6及9中，揭示從由長纖維補強材而成之氈狀物兩側浸滲不同熱塑性樹脂而使一體化的複合材料。於其等專利文獻中，針對強化纖維之種類及其分散狀態則未被提及。
又，於專利文獻8中，揭示藉由獲得使聚烯烴樹脂浸滲入纖維基材雙面之複合片而使得與熱硬化性接著劑或膠泥(cement)的接著性提高之技術。於該專利文獻中所揭示的技術中，由於熱塑性樹脂受限於1種，故使藉由使用不同的熱塑性樹脂所得之多種被接著物的接著性受到限定。
還有，於專利文獻12及13中，揭示針對由纖維鬆開直到大致單纖維狀態之強化纖維與樹脂所構成的片，藉由加熱至樹脂熔點以上之溫度，使用受樹脂所限制的纖維將會起毛之現象，即所謂使其發生彈回(spring back)的多孔質片材，藉由產生於其表面的凹凸而使微細之固定構造形成於FRP之界面部，使樹脂彼此之接著提高之技術。於其等專利文獻中所揭示的技術中，據推測係由於熱塑性樹脂進入多孔質片材之孔中而接合片材彼此，關於固定之孔的形狀或構造之控制則未實施，為因應要求高度化之市場，針對接合性的提高，必須進一步改善。又，於其等專利文獻中所記載的微細之固定構造中，也有在不相溶的熱塑性樹脂彼此中，無法發揮充分的接著力之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-230238號公報
[專利文獻2]日本特開2008-50598號公報
[專利文獻3]日本特開2008-49702號公報
[專利文獻4]日本特開2006-205436號公報
[專利文獻5]日本特開2003-136553號公報
[專利文獻6]日本特開平6-262731號公報
[專利文獻7]日本特開平4-226346號公報
[專利文獻8]日本特開昭63-82743號公報
[專利文獻9]國際公開第2006/041771號
[專利文獻10]日本專利第3906319號公報
[專利文獻11]日本專利第4023515號公報
[專利文獻12]日本特開2002-104091號公報
[專利文獻13]日本特開平8-230114號公報
於此，本發明係解決上述技術之問題，目的在於提供一種纖維強化樹脂片及使用其之一體化成形品，其係即使於互不相溶的熱塑性樹脂間也能賦予具有牢固接合之一體化成形品，故能容易地與其他熱塑性樹脂材料一體化。
為了解決該問題，本發明係採用下列之任一構成。
(1)一種纖維強化樹脂片，其係在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側，由浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片，符合下列之(I)或(II)中任一條件：(I)在該不織布厚度方向之另一側，具有構成不織布之強化纖維所露出的區域； (II)在該不織布厚度方向之另一側，已浸滲熱塑性樹脂(B)，該不織布係強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下，在該片中，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
(2)如(1)之纖維強化樹脂片，其中在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片係符合該條件(I)。
(3)如(2)之纖維強化樹脂片，其中在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下。
(4)如(1)之纖維強化樹脂片，其中在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片係符合該條件(II)。
(5)如(4)之纖維強化樹脂片，其中熱塑性樹脂(A)之使用區域與熱塑性樹脂(B)之使用區域係具有至少5℃以上之溫度範圍的重複。
(6)如(1)至(5)中任一項之纖維強化樹脂片，其中該不織布係由使不連續性強化纖維分散成約略單絲狀而成。
(7)如(1)至(6)中任一項之纖維強化樹脂片，其中在該片中之強化纖維的面外角度θz為5°以上。
(8)如(1)至(7)中任一項之纖維強化樹脂片，其構成該不織布之強化纖維為碳纖維。
(9)一種一體化成形品，其係在利用如(2)或(3)之纖維強化樹脂片所構成的第1構件，藉由熱塑性樹脂(B)浸 滲入該纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域來接合利用熱塑性樹脂(B)所構成的其他成形物之第2構件而成。
(10)一種一體化成形品，其係由接合如(4)或(5)之纖維強化樹脂片、或由含有其而成之成形物的第1構件與其他成形物的第2構件而成。
(11)如(9)或(10)之一體化成形品，其中熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
(12)一種一體化成形品，其係在由強化纖維所構成的不織布中浸滲熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
(13)一種一體化成形品之製造方法，其係製造如(9)至(11)中任一項之一體化成形品之方法，該第2構件係藉射出成形所得之成形物，藉由嵌件內射出成形或嵌件外射出成形第2構件而接合至第1構件。
(14)一種一體化成形品之製造方法，其係製造如(9)至(11)中任一項之一體化成形品之方法，該第2構件係經加壓成形所得之成形物，藉由加壓成形第2構件而接合至第1構件。
(15)如(9)至(12)中任一項之一體化成形品，其可作為汽車內外裝飾、電器/電子機器殼體、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝飾材、運輸用箱體使用。
若根據本發明之纖維強化樹脂片，於原本接合困難的熱塑性樹脂彼此之接合，即使在特別是不同的樹脂間之接合中，也不使用黏固物或接著劑等之接合介質，能製造賦予牢固的接合強度之一體化成形品。又，於如此之一體化成形品中，能容易形成使用藉不同的熱塑性樹脂所得之成形材料的混合構造，藉由根據各自的樹脂特性的功能賦予而能作成附加價值高的一體化成形品。還有，由於本發明之一體化成形品係含有與其他構件可熔黏的被接著面而具優越之生產性，利用上述之效果而能良好地應用作為汽車構件、電器/電子機器殼體、飛機構件等之用途的構裝構件。
第1圖係顯示符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片剖面之一例的示意圖。
第2圖係顯示符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片剖面之一例的示意圖。
第3圖係顯示本發明之纖維強化樹脂片剖面放大之一例的示意圖。
第4圖係顯示在本發明所用之由強化纖維所構成的不織布之纖維束重量分率之一例的圖形。
第5圖係顯示在本發明所用之由強化纖維所構成的不織布之強化纖維分散狀態之一例的示意圖。
第6圖係顯示在本發明之成形物之一例的示意剖面 圖。
第7圖係顯示在本發明之成形物之另一例的示意剖面圖。
第8圖係顯示在本發明之成形物之另一例的示意剖面圖。
第9圖係顯示在本發明之一體化成形品的界面層剖面放大之一例的示意圖。
第10圖係顯示在本發明之實施例及比較例所用之壓縮剪切試驗片的斜視圖。
第11圖係顯示在本發明之實施例及比較例所用之拉伸剪切接著試驗片的斜視圖。
第12圖係顯示在本發明之實施例及比較例所得之一體化成形品的斜視圖。
第13圖係顯示在本發明之實施例及比較例所得之一體化成形品的斜視圖。
第14圖係顯示本發明之實施例的預成形品之一例的斜視圖。
第15圖係顯示本發明之實施例的預成形品之一例的斜視圖。
第16圖係顯示本發明之比較例的預成形品之一例的斜視圖。
[實施發明之形態]
本發明之纖維強化樹脂片係含有作為其構成要件之由強化纖維所構成的不織布(以下，也將由強化纖 維所構成的不織布稱為強化纖維不織布)。於此，所謂不織布係由纖維所構成的面狀物，強化纖維不織布為強化纖維氈之一種。於強化纖維不織布中，除了強化纖維之外，亦可含有粉末形狀或纖維形狀之樹脂成分。
本發明之纖維強化樹脂片，其係在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側，由浸滲熱塑性樹脂(A)而成，符合下列之任一條件：(I)在該不織布厚度方向之另一側，具有構成不織布之強化纖維所露出的區域；(II)在該不織布厚度方向之另一側，已浸滲熱塑性樹脂(B)，該不織布係強化纖維的體積比例為20體積%以下，在該片中，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
針對條件(I)而更詳加說明。在第1圖中，顯示符合在本發明之條件(I)的纖維強化樹脂片之一形態。所謂強化纖維之露出係意指未浸滲熱塑性樹脂之狀態(在第1圖之強化纖維2)。亦即，使構成不織布之強化纖維的狀態實質上成為相同，從由浸滲熱塑性樹脂(A)而成之層(在第1圖之3)所突起之形態。又，所謂強化纖維所露出的區域係意指存在所露出的強化纖維之空間。在此強化纖維所露出的區域之強化纖維與強化纖維之間的空隙中，熔融浸滲以其他熱塑性樹脂(B)所構成的成形材料而接合時，由於使所露出的強化纖維介於中間而使熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)固定住之界面層形成，使強化 纖維所露出的區域具有作為浸滲介質之功能。還有，於本發明中，由於強化纖維具有不織布之構造，故而容易浸滲一般被認為是高黏度之熱塑性樹脂。
接著，針對條件(II)而更詳加說明。於條件(II)中，在該不織布中，除了浸滲熱塑性樹脂(A)而成之厚度方向一側之外，也在厚度方向另一側浸滲熱塑性樹脂(B)。於第2圖中，係顯示在強化纖維不織布(在第2圖之強化纖維5)浸滲不同熱塑性樹脂之狀態(在第2圖之熱塑性樹脂(A)7、及熱塑性樹脂(B)6)。亦即，意指使構成不織布之強化纖維的狀態實質上成為相同，於不織布中浸滲熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)而形成界面層之形態。
於條件(II)中，從熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)的接合強度之觀點，強化纖維不織布必須使強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下，在該片中，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)必須由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。於此，於第2圖中，顯示符合本發明之條件(II)的纖維強化樹脂片之一形態。
於條件(II)中，強化纖維不織布係具有作為使熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)用以形成相互固定的界面層之浸滲溶劑的功能。一般而言，熱塑性樹脂大多為高黏度者，為熱硬化性樹脂之數十倍至數千倍以上。因而，於條件(II)中，強化纖維不織布必須為能容易浸滲熱塑性樹脂之構造，因此，必須使不織布之強化纖維的體積比例Vfm成為20體積%以下。
所謂不織布中之強化纖維的體積比例V fm係指不織布每單位體積中所含之強化纖維的體積含率。藉由使得在不織布之強化纖維的體積比例Vfm成為上述範圍，由於不織布中存在許多的空隙部而形成浸滲熱塑性樹脂時之流路，而能容易浸滲熱塑性樹脂。藉此，可對成形物或一體化成形品賦予優異的機械特性與信賴性。又，藉由使不織布中之流路複雜化，錯綜複雜地進行熱塑性樹脂之浸滲，促進具有在熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)之界面層的凹凸形狀的固定構造之形成。因此，所得之纖維強化樹脂片具有不同樹脂之牢固接合，能實現作為成形物或一體化成形品時之高的接合強度。
另一方面，在不織布之強化纖維的體積比例Vfm較20體積%為大之情形，使熱塑性樹脂之浸滲成為困難，且使賦予高的浸滲壓力或選擇低黏度的樹脂成為必要，於是大幅限制浸滲手段或樹脂種類之選擇項。尤其，由於高的浸滲壓力將會紊亂強化纖維之定向，而會有得不到在所要之構造的纖維強化樹脂片之情形。又，強化纖維樹脂片中形成未浸滲現象，在因此所得之成形物或一體化成形品的機械特性或信賴性將會受損。
在不織布之強化纖維的體積比例Vfm較佳為15體積%以下，更佳為10體積%以下。雖然在不織布之強化纖維的體積比例Vfm之下限值並無特別之限制，有鑒於作成不織布的操作性或纖維強化樹脂片時之成形性等之實用性，3體積%左右即已充分。
於條件(I)中，從接合其他成形材料時的接合 強度之觀點，且從纖維強化樹脂片操作性之觀點，在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm1較佳為20體積%以下。如此之體積比例Vfm1係指在強化纖維所露出的區域(不織布之部分區域)之每單位體積中所含之強化纖維的體積含率。藉由使如此之體積比例Vfm1成為上述範圍而在強化纖維所露出的區域中存在許多的空隙部，於製作一體化成形品時，由於形成浸滲構成作為被接著物之其他成形材料的熱塑性樹脂(B)時之流路，而能容易浸滲如此之熱塑性樹脂。還有，藉由使得在強化纖維所露出的區域中之強化纖維間的流路複雜化而在熱塑性樹脂彼此之界面層中形成源自所露出的強化纖維之固定構造。因此，由於不但將優異的機械特性與信賴性賦予所得之一體化成形品，而且也於不同的熱塑性樹脂中具有牢固的接合，於作成一體化成形品時，能在第1構件與第2構件之間實現高的接合強度。又，於條件(I)中，在不織布之強化纖維的體積比例Vfm也以相同於在條件(II)所說明的範圍為佳。
於條件(I)中，該體積比例Vfm1較20體積%為大之情形，於接合時使熱塑性樹脂(B)之浸滲成為困難，賦予高的浸滲壓力或選擇低黏度的樹脂將會變得必要，於是大幅限制浸滲手段或樹脂種類之選擇項。尤其，由於高的浸滲壓力將會紊亂強化纖維之定向，終究有得不到所要之構造中之一體化成形品之情形。又，於纖維強化樹脂片浸滲熱塑性樹脂(B)時，形成了未浸滲現象，而損害因此所得一體化成形品之機械特性或信賴性。
上述之體積比例Vfm1更佳為15體積%以下。有鑒於強化纖維不織布之操作性或作成纖維強化樹脂片時之成形性等之實用性，如此之體積比例Vfm1較佳的下限值，5體積%左右即足夠。
該體積比例Vfm係將強化纖維不織布作為被檢測物，能從其重量與容積而測定，該體積比例Vfm1係將在強化纖維不織布之強化纖維所露出的區域作為被檢測物，能從其重量與容積加以測定。針對使用纖維強化樹脂片，將強化纖維不織布作為被檢測物而離析，採取利用金屬篩夾持纖維強化樹脂片而使熱塑性樹脂成分燒掉而所殘留的不織布；或是於利用相同的金屬篩予以夾持之狀態下，採取將熱塑性樹脂浸滲入可溶之溶劑中，使樹脂成分溶解而所殘留的不織布。又，針對將強化纖維不織布中強化纖維所露出的區域作為被檢測物而離析，使用切刀或刮鬍刀等，採取從纖維強化樹脂片除去熱塑性樹脂成分所浸滲的部分而得之不織布部分，亦即強化纖維所露出的區域。接著，針對被檢測物而測定重量Wm與厚度tm。厚度tm係依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物之厚度測定方法」，20秒鐘賦予50kPa後所測定的值。還有，於測定時，被檢測物之形態保持困難之情形，可忽略金屬製篩的部分而進行厚度之測定，之後，只要減去金屬製篩部分之厚度即可。被檢測物之重量Wm係設為依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物之每單位面積的重量測定方法」所測定的值。被檢測物(強化纖維不織布或強化纖維所露出的區域)之容積係 使用從被檢測物之面積S與厚度tm所算出的值。從上述所測定的重量Wm、厚度tm，依照下式而算出在不織布之強化纖維的體積比例Vfm(體積%)、或在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm1(體積%)。於此，式中之ρf係強化纖維之密度(g/cm3)、S係被檢測物(強化纖維不織布或強化纖維所露出的區域)之切除面積(cm2)。
‧將強化纖維不織布作為被檢測物之情形：Vfm(體積%)=(Wm/ρf)/(S×tm)×100
‧將強化纖維所露出的區域作為被檢測物之情形：Vfm1(體積%)=(Wm/ρf)/(S×tm)×100
在本發明所用之不織布採用條件(I)之情形，也具有作為在構成纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(亦即，熱塑性樹脂(A))、與構成其他成形材料之熱塑性樹脂(亦即，熱塑性樹脂(B))之界面層的補強材之功能；採用條件(II)之情形，也具有作為在構成纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)之界面層的補強材之功能。於此，採用條件(I)之情形，纖維強化樹脂片係藉由強化纖維不織布與由在該不織布中所浸滲而成之熱塑性樹脂(A)構成，所謂採用條件(I)之情形的界面層係指在該纖維強化樹脂片，由強化纖維露出而成之區域側的面，亦即，於作成一體化成形品時，係指成為由接觸在纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)與構成其他成形材料之熱塑性樹脂(B)而成之面的部分。
符合上述之體積比例Vfm的不織布係因為具有起因於強化纖維之立體障礙的大體積，產生相對於不 織布厚度方向之纖維定向。因此，向纖維強化樹脂片之面內方向延伸的界面層與強化纖維形成一定的角度，提高強化纖維跨越界面層所配置的可能性。藉此，針對被負載的剪切載重，能有效產生纖維斷裂或界面剝離，於作成一體化成形品時，賦予在界面層之牢固接合。另一方面，該體積比例Vfm脫離上述範圍之情形，由於強化纖維係相對於界面層所存在的面內方向而約略平行地被配置，故無法有效活用補強效果而有損害在界面層之剪切強度。
作為能更有效顯現上述功能之形態，針對在纖維強化樹脂片中之強化纖維、或纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域之強化纖維，較佳使其面外角度θz成為5°以上。於此，所謂強化纖維之面外角度θz係相對於纖維強化樹脂片或構成纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域之厚度方向的強化纖維之傾斜程度，表示數值越大將會越向厚度方向傾斜，可為0至90°之範圍。亦即，藉由使強化纖維之面外角度θz成為如此之範圍內，能更有效地顯現在上述界面層的補強功能，故能藉界面層而賦予更牢固之接合。雖然強化纖維之面外角度θz的上限值並無特別之限制，但從作成纖維強化樹脂片時的操作性之觀點，較佳為15°以下，更佳為10°以下。
於此，強化纖維之面外角度θz能根據相對於纖維強化樹脂片D之面方向的垂直剖面觀察而測定。第3圖係顯示相對在所測定的纖維強化樹脂片之強化纖維面方向的垂直剖面(a)與其縱伸方向(b)。於第3圖(a)中，強 化纖維9、10之剖面係為了使測定簡便而近似橢圓形。於此，強化纖維9之剖面被觀察到橢圓縱橫比(=橢圓長軸/橢圓短軸)為小，相對於此，強化纖維10之剖面被觀察到橢圓縱橫比為大。另一方面，若依照第3圖(a)時，強化纖維9係相對於縱伸方向Y具有幾乎平行之傾斜，強化纖維10係相對於縱伸方向Y具有定量之傾斜。此情形下，針對在第3圖(a)之剖面的強化纖維10，使纖維強化樹脂片之面方向X與纖維主軸(在橢圓之長軸方向)α所成之角度θx與強化纖維之面外角度θz將會幾乎成為相等。另一方面，針對強化纖維9，角度θx與面外角度θz所示之角度具有大的乖離，不能說是角度θx有反映出面外角度θz。因而，從相對於纖維強化樹脂片或在纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域之面方向的垂直剖面上讀取面外角度θz之情形，針對纖維剖面之橢圓縱橫比為一定以上者，藉由抽出而能提高面外角度θz之檢測精確度。
於此，作為成為抽出對象之橢圓縱橫比的指標，單纖維之剖面形狀接近正圓，亦即在垂直於強化纖維長邊方向的剖面之纖維縱橫比為1.1以下之情形，能利用針對橢圓縱橫比為20以上之強化纖維而測定X方向與纖維主軸α所成之角度，並將該角度作為面外角度θz所採用之方法。另一方面，單纖維之剖面形狀為橢圓形或繭形等，於纖維縱橫比較1.1為大之情形下，具有更大的橢圓縱橫比之強化纖維受到矚目，較佳為測定面外角度者；可於纖維縱橫比為1.1以上小於1.8之情形下，選擇橢圓縱橫比為30以上；於纖維縱橫比為1.8以上小於2.5之情形 下，選擇橢圓縱橫比為40以上；於纖維縱橫比為2.5以上之情形下，選擇橢圓縱橫比為50以上之強化纖維，而測定面外角度θz。
於本發明中，強化纖維係如上所述，於其聚集體中必須具有許多的空隙部，在符合如此形態之前提下，也採取不織布之形態。還有，從能容易調整不織布之觀點，被切斷成既定長度之有限長度的不連續性強化纖維較佳為不連續性強化纖維。
於此，所謂不織布之形態係指強化纖維之絲束及/或單絲(以下，統稱絲束與單絲為細纖度絲束)分散成面狀之形態，可舉出短絲束氈、連續絲束氈、造紙氈、梳棉氈、氣壓氈等。所謂絲束係複數條之單纖維平行排列而聚集者，也稱為纖維束。在不織布之形態中，細纖度絲束處於分散狀態下，通常不具有規則性。藉由形成如此之不織布形態，由於具優越之賦形性，成形成複雜之形狀將會變得容易。又，由於不織布中之空隙將樹脂浸滲複雜化，故於作成一體化成形品時，熱塑性樹脂(A)及構成其他成形材料的熱塑性樹脂(B)形成更複雜之界面，而顯現優異的接著能力。
作為該不織布形態，更佳為不連續性強化纖維分散成約略單絲狀之不織布。於此，所謂分散成約略單絲狀係指構成不織布之不連續性強化纖維中，絲數少於100條之細纖度絲束含有50重量%以上。依此不連續性強化纖維分散成約略單絲狀，則強化纖維彼此之立體障礙變大，於作成一體化成形品時，使強化纖維與熱塑性 樹脂之固定構造成為牢固。還有，由於細纖度絲束之構成單元小，形成複雜且緻密之纖維網狀構造，根據源自其微細空隙，能緻密且錯綜複雜地作成一體化成形品時之在界面層的固定構造。因此，藉界面層而導致在一體化成形品之牢固的接合。還有，於絲束多的纖維束中，其端部往往成為破壞之起點，由於成為如此破壞之起點的地方變少，故可提高作為上述補強材之功能，形成補強效率及信賴性優異的界面層。從如此之觀點而言，較佳為不連續性強化纖維中，少於絲數100條之細纖度絲束存在70重量%以上。
構成不織布之不連續性強化纖維的絲狀態係藉下列舉出之方法所測定。利用金屬篩夾持纖維強化樹脂片而取出使熱塑性樹脂成分燒掉所殘留的不織布。針對所取出的該不織布，於測定重量Wm後，藉鑷子而全部抽出所辨識到的纖維束，針對其等全部之纖維束，以1/100mm之精確度測定長度Ls、以1/100mg之精確度測定重量Ws。經驗法則上，藉辨識而能抽出的纖維束係絲數50條左右為止，幾乎所抽出的纖維束係屬於絲數100條以上之區域，使片或剩餘部分少於100條。又，於其後所算出的絲數結果中，對於絲數成為少於100條之情形，從Ws之累算對象扣除。從第i號(i=1至n)所抽出的纖維束長度Lsi及重量Wsi，依照下式而算出在纖維束之絲數Fi。於此，式中之D係絲之纖度(mg/mm)。
‧Fi(條)=Wsi/(D×Lsi)
以上式所算出的Fi為根據而進行纖維束之挑選。第4 圖係在構成纖維強化樹脂片之不織布中，以絲數每50條之分層別觀察到的顯示各分層中所佔之重量分率的細項。於第4圖中，從絲數少的一側起，2分層(絲0至100條)之直方圖與全部直方圖總和之比率係相當於絲數少於100條之纖維束的重量分率Rw(wt%)。此係使用上述所實測的數值，依照下式而能算出。
‧Rw(重量%)={Wm-Σ(Wsi)}/Wm×100
還有，作為該不織布之形態，特佳的是不連續性強化纖維為單絲狀且隨機所分散的不織布。於此，所謂分散成單絲狀係指在纖維強化樹脂片中，針對任意所選出的不連續性纖維，其二次元接觸角為1度以上之單纖維的比例為80%以上，換言之，係指在構造要件中，2條以上之單纖維相接觸而平行的絲束少於20%。因而，於此至少針對構成纖維強化樹脂片之不織布的不連續性強化纖維，將以絲數100條以下之纖維束的重量分率Rw符合100%者成為對象。
於此，所謂二次元接觸角係定義為藉由在該不織布的不連續性強化纖維之單纖維、與該單纖維相接觸之單纖維所形成的角度，相接觸之單纖維彼此所形成的角度中之0度以上90度以下之銳角側角度。針對此二次元接觸角，利用圖面而進一步說明。第5圖(a)、(b)係在本發明之一實施形態，從面方向(a)及厚度方向(b)觀察在不織布纖維束之情形的示意圖。若以單纖維11作為基準時，在第5圖(a)中，單纖維11係觀察到與單纖維12至16相交叉；在第5圖(b)中，單纖維11並未與單纖維15及16 接觸。此情形下，就成為基準之單纖維11而言，成為二次元接觸角之評估對象係單纖維12至14，相接觸的2條單纖維所形成的2個角度中之0度以上90度以下之銳角側角度17。
作為測定二次元接觸角之方法，並無特別之限制，例如，可舉出從纖維強化樹脂片之表面或纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域側之表面觀察強化纖維定向之方法；將利用與強化纖維的體積比例Vfm之測定時同樣之方法所取出的不織布，利用穿透光觀察強化纖維定向之方法；使用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察強化纖維定向之方法。還有，也可舉出X線CT穿透觀察纖維強化樹脂片而拍攝強化纖維定向影像之方法。於X線穿透性高的強化纖維之情形下，若預先將追蹤用纖維混入強化纖維中，或是預先將追蹤用藥劑塗布於強化纖維上時，由於容易觀察強化纖維，故較佳。基於該觀察方法，二次元接觸角係依下列順序而測定。對於隨機所選出的單纖維(在第5圖之單纖維11)，測定所接觸到的全部單纖維(在第5圖之單纖維12至16)之二次元接觸角。針對100條單纖維進行該測定，從測定二次元接觸角之全部單纖維總條數、與二次元接觸角為1度以上之單纖維總條數的比率而算出比例。
還有，所謂不連續性強化纖維隨機分散係指在纖維強化樹脂片中，任意所選出的不連續性強化纖維之二次元定向角的平均值為30至60度。所謂二次元定向角係定義為藉由在不連續性強化纖維之單纖維、與該單 纖維相交叉之單纖維所形成的角度，相交叉之單纖維彼此所形成的角度中之0度以上90度以下之銳角側角度。針對此二次元定向角，利用圖面而進一步說明。在第5圖(a)、(b)中，若以單纖維11作為基準時，單纖維11係與其他單纖維12至16相交叉。於此，所謂交叉係意指在所觀察到的二次元平面，作為基準之單纖維與其他單纖維交叉所觀察到的狀態，單纖維11與單纖維12至16未必接觸，於投影所觀察到的情形下，針對交叉所觀察到的狀態也無例外。亦即，針對成為基準之單纖維11所觀察到的情形，單纖維12至16之全部為二次元定向角之評估對象，在第5圖(a)中，二次元定向角係相交叉的2條單纖維所形成的2個角度中之0度以上90度以下之銳角側角度17。
於此，作為從纖維強化樹脂片測定二次元定向角之方法並無特別之限制，例如，可舉出從纖維強化樹脂片表面或纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域側之表面觀察強化纖維定向之方法，能採取相同於上述二次元接觸角測定方法的手段。二次元定向角的平均值係依照下列順序而測定。測定與對於隨機所選出的單纖維(在第5圖之單纖維11)呈交叉的全部單纖維(在第5圖之單纖維12至16)之二次元定向角的平均值。例如，與某單纖維交叉的其他單纖維為多數之情形，亦可代用隨機選出20條相交叉的其他單纖維所測定的平均值。針對該測定，以其他單纖維作為基準而重複合計5次，將其平均值作為二次元定向角的平均值而算出。
由於不連續性強化纖維為單絲狀且隨機分散 ，能將藉由使上述強化纖維分散成約略單絲狀之不織布所賦予的性能提高至最大限度，在界面層顯現極優異的接著性。又，能於纖維強化樹脂片及使用其之一體化成形品中賦予等向性，在該纖維強化樹脂片之操作上必須考量力學特性的方向性之外，由於在起因於力學特性方向性之界面層的內部應力小，而可賦予在界面層之優異的機械特性。從如此之觀點，作為強化纖維之二次元定向角的平均值較佳為40至50度，越接近理想角度之45度越好。
作為不連續性強化纖維的平均纖維長度Ln較佳為1至25mm之範圍。藉由使平均纖維長度Ln成為如此之範圍，能提高強化纖維之補強效率，可對纖維強化樹脂片起、自一體化成形品止的物品，賦予優異的機械特性或接合強度。又，使得在不織布強化纖維的面外角度之調整變得容易。平均纖維長度Ln係從使纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂成分燒掉所殘留的強化纖維，隨機選出400條，直到10μm單元而測定其長度，算出其等之數量平均而作為平均纖維長度Ln使用。
於本發明中，作為構成不織布之強化纖維，例如，可舉出鋁、黃銅、不鏽鋼等之金屬纖維；聚丙烯腈(PAN)系、嫘縈系、木質素(lignin)系、瀝青系之碳纖維；或石墨纖維、或玻璃等之絕緣性纖維；或芳醯胺(aramid)、PBO、聚苯硫醚、聚酯、壓克力、耐綸、聚乙烯等之有機纖維；或碳化矽、氮化矽等之無機纖維。又，亦可為在其等纖維已實施表面處理者。作為表面處理 ，除了作為導電體的被接著處理之外，也有藉耦合劑所進行的處理、藉膠料劑所進行的處理、藉束縛劑所進行的處理、添加劑的附著處理等。又，其等強化纖維可單獨使用1種，亦可併用2種以上。其中，從輕量化效果之觀點，較佳為使用比強度(specific strength)、比剛性(specific rigidity)優異的PAN系、瀝青系、嫘縈系等之碳纖維。又，從提高所得之成形品經濟性之觀點，較佳使用玻璃纖維，尤其從力學特性與經濟性均衡而言，較佳為併用碳纖維與玻璃纖維。還有，從提高所得之成形品的衝擊吸收性或賦形性之觀點，較佳為使用芳醯胺纖維，特佳維併用碳纖維與芳醯胺纖維。又，從提高所得之成形品的導電性之觀點，也能使用被覆鎳或銅或鐿等之金屬的強化纖維。其等之中，更佳的是能使用具優越之強度與彈性係數等力學特性的PAN系碳纖維。
作為在本發明所用之熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)，例如，可舉出「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等之聚酯；或聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等之聚烯烴；或聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等之聚芳香硫醚；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等之氟系樹脂、液晶聚合物(LCP)」等之結晶性樹脂；「苯乙烯系樹脂之外、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚 醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳香酯(PAR)」等之非結晶性樹脂；另外，苯酚系樹脂、苯氧樹脂，還有，聚苯乙烯系、聚烯烴烯系、聚胺甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、聚異戊二烯系、氟系樹脂、及丙烯腈等之熱塑性彈性體等；選自其等共聚物及改性物等之熱塑性樹脂。其中，從所得之成形品輕量化之觀點，較佳使用聚烯烴；從強度之觀點，較佳使用聚醯胺；從表面外觀之觀點，較佳使用如聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之非結晶性樹脂；從耐熱性之觀點，較佳使用聚芳硫醚；從連續使用溫度之觀點，較佳使用聚醚醚酮。
於不損害本發明目的之範圍內，該群中所例示之熱塑性樹脂亦可含有彈性體或橡膠成分等之耐衝擊性提高劑、其他填充材或添加劑。作為其等之例子，可舉出無機填充材、難燃劑、導電性賦予劑、結晶成核劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、制振劑、抗菌劑、防蟲劑、除臭劑、著色防止劑、熱安定劑、脫模劑、抗靜電劑、塑化劑、滑劑、著色劑、顏料、染料、發泡劑、去泡劑、或耦合劑。
符合條件(II)的本發明之強化纖維樹脂片係其纖維體積含率Vfs較佳為10至40體積%。於此，Vfs係指纖維強化樹脂片中所含之強化纖維的體積含率。從含有強化纖維樹脂片之成形物或一體化成形品的力學特性之觀點而言，較佳為將Vfs設為上述範圍。Vfs過高之情形下，無法利用熱塑性樹脂埋填不織布之空隙而有得不到權衡纖維量的力學特性之情形。
於本發明中，期望熱塑性樹脂(A)的使用溫度區域與熱塑性樹脂(B)的使用溫度區域具有至少5℃以上之溫度範圍的重複。亦即，於符合條件(II)的本發明之強化纖維樹脂片中，期望構成纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)的使用溫度區域與熱塑性樹脂(B)的使用溫度區域具有至少5℃以上之溫度範圍的重複；於使用符合條件(I)的本發明之強化纖維樹脂片的一體化成形品中，期望構成纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)的使用溫度區域與構成其他成形物的熱塑性樹脂(B)的使用溫度區域具有至少5℃以上之溫度範圍的重複。所謂熱塑性樹脂的使用溫度區域係指在從使用下限溫度至使用上限溫度之溫度區域中，熱塑性樹脂越能浸滲入強化纖維不織布中越會被熔融或軟化，且不會伴隨因加熱所造成的熱劣化或熱分解之實用上的溫度區域。於符合該關係性之纖維強化樹脂片中，在單一溫度條件下能製造之外，於藉此所得之一體化成形品中，也使得在單一溫度條件下之加工成為可能，並可藉此而使製造步驟削減或工作範圍(processing window)擴大。因而，所重複的溫度範圍係其寬度越寬越好，期望為15℃以上，更佳為30℃左右以上。
在熱塑性樹脂(A)的使用溫度區域，將使用下限溫度設為TA1、使用上限溫度設為TA2；於熱塑性樹脂(B)的使用溫度區域中，將使用下限溫度設為TB1、使用上限溫度設為TB2時，其等溫度能採用根據以下規格所得之值。使用下限溫度之TA1、TB1係於結晶性樹脂之情 形下，能將根據JIS K7120(1987)測得之熔點；於非結晶性樹脂之情形下，能將根據JIS K7206(1999)測得之Vicat軟化溫度加上100℃後之溫度分別作為TA1及TB1處理。又，使用上限溫度之TA2、TB2係在根據JIS K7120(1987)所測定的熱減量曲線中，能將從基線之重量確認1%減量之溫度(減量開始點)減去50℃之溫度作為實用上之使用上限溫度的TA2、TB2而處理。
作為製造本發明之纖維強化樹脂片之方法，例如，有預先製造先將強化纖維分散成絲束及/或單絲狀的不織布，使熱塑性樹脂(A)浸滲入其不織布中之方法。於製造符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片之情形下，進一步使熱塑性樹脂(B)浸滲入已浸滲熱塑性樹脂(A)之不織布中。作為強化纖維不織布之製造方法，可舉出習知技術如下：利用氣流而使強化纖維分散片化之空襲(air laid)法；或一面機械式削去強化纖維一面形成而使其片化之梳棉(carding)法等之乾式程序；於水中攪拌強化纖維而造紙的藉Radright法所進行的濕式程序。上述中，作為將強化纖維作成更接近單絲狀之手段，於乾式程序中可舉出設置鬆開纖維桿之方法或進一步使鬆開纖維桿振動之方法；進一步使梳棉機的孔細密化之方法；或調整梳棉機之旋轉速度之方法等。於濕式程序中，可舉出調整強化纖維的攪拌條件之方法；稀釋化分散液的強化纖維濃度之方法；調整分散液的黏度之方法；於使分散液移送時，抑制渦流之方法等。在本發明所用之強化纖維不織布特佳為利用濕式法製造，藉由增加所添加 纖維之濃度、或調整分散液之流速(流量)與篩輸送帶之速度而能容易調整強化纖維不織布之強化纖維的體積比例Vfm。例如，對於分散液之流速，藉由減慢篩輸送帶之速度而使所得之強化纖維不織布中之纖維定向變得難以朝向抽取方向，能製造體積大的強化纖維不織布。作為強化纖維不織布可由強化纖維單體構成，亦可混合強化纖維為粉末形狀或纖維形狀之基質樹脂成分、或是混合強化纖維為有機化合物或無機化合物而利用樹脂成分埋填強化纖維彼此。
藉由使用上述強化纖維不織布，在將熱塑性樹脂加熱至熔融或軟化之溫度以上的狀態下賦予壓力，使熱塑性樹脂(A)浸滲至強化纖維不織布之一側而獲得符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片。具體而言，可舉出將熱塑性樹脂(A)配置於強化纖維不織布厚度方向之一側的狀態下而使熱塑性樹脂(A)熔融浸滲之方法。
又，藉由使用該強化纖維不織布，在將熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)分別加熱至將會熔融或軟化的溫度以上之狀態下賦予壓力，使熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)浸滲至強化纖維不織布而獲得符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片。具體而言，可舉出從強化纖維不織布厚度方向之兩側，使熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)熔融浸滲之方法；同時進行含有熱塑性樹脂(A)之不織布、與含有熱塑性樹脂(B)之不織布各自的熔融浸滲而使其一體化之方法。
又，作為用以實現上述其等方法之設備，能 適合使用壓縮成形機、雙輸送帶加壓機、壓延卷筒。分批式之情形係前者，藉由作成並排加熱用與冷卻用之2機間歇式加壓系統而謀求生產性之提高。連續式之情形係後者，能容易地進行從卷筒至卷筒之加工，具優越之連續生產性。
藉由將熱塑性樹脂(B)浸滲入該纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域，使得由熱塑性樹脂(B)所構成的其他成形物之第2構件接合至由符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片所構成的第1構件而作成一體化成形品；或是使符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片或由含有其而成之成形物的第1構件與其他成形物的第2構件接合而作成一體化成形品；由於能有效活用如此纖維強化樹脂片之接合性，故較佳。
使用符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片之情形，在一體化成形品中之界面層的形態係使構成其他成形物之第2構件的熱塑性樹脂(B)熔融浸滲入纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域，在構成纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)之間進行固定所形成者；使用符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片之情形，在一體化成形品中之界面層的形態係源自纖維強化樹脂片者。因而，若根據本發明之一體化成形品，含有熱塑性樹脂(A)與以實質上相同熱塑性樹脂作為基質之分層、及熱塑性樹脂(B)與以實質上相同熱塑性樹脂作為基質之分層，可獲得由藉牢固之接合而使其等一體化而成之成形品。於此，所謂實質上相同係指構成該樹脂的成分之中共通地 含有佔50重量份以上之成分。若為與纖維強化樹脂片中所含之熱塑性樹脂相同的話，則更佳。
使用符合條件(II)之纖維強化樹脂片而製造一體化成形品之情形，首先，藉由使用纖維強化樹脂片且利用具有加熱及加壓之手段而成形，獲得成形物，將該成形物作為第1構件而接合其他成形物的第2構件。於此，構成第2構件之熱塑性樹脂必須對於第1構件充分地熔黏。因而，構成第2構件之熱塑性樹脂、與構成第1構件側之被接著面的熱塑性樹脂(A)或熱塑性樹脂(B)實質上為相同，較佳為相同。
以下，於此情形下，針對作為第1構件的成形物之一形態，利用第6、7、8圖加以說明。該成形物係如上所述，在以熱塑性樹脂(A)作為基質之分層與以熱塑性樹脂(B)作為基質之分層間，由形成已配置纖維強化樹脂片而使其一體化的構造而成。該各自的分層係可全部以相同強化纖維不織布構成，亦可利用不同的強化纖維不織布之纖維強化樹脂片、利用連續纖維所補強的纖維強化樹脂片、或未利用纖維補強之樹脂片。例如，如顯示於第6圖之成形物18，將根據由連續性強化纖維所構成的織物基材之成形材料使用於以熱塑性樹脂(A)作為基質之分層19，將根據由不連續性強化纖維所構成之不織布的成形材料用於以熱塑性樹脂(B)作為基質之分層20，進一步於其間，由使用符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片21而成。若根據該構造，由於以熱塑性樹脂(A)作為基質之分層擔負創意性與補強效果，以熱塑性樹脂(B) 作為基質之分層擔負用以形成複雜形狀之賦形性，成為已進行功能分離之混合構造。又，作為其他形態，如第7、8圖所示，也可舉出在含有以熱塑性樹脂(A)作為基質之分層24、25中含有強化纖維，將以熱塑性樹脂(B)作為基質之分層26、27作為非強化之樹脂層，使符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片28、29介於中間而使其一體化之構造。若根據此構造，可獲得具有有效於輕量化或低成本化之三明治構造(第7圖)或適合於外板構件或殼體等之創意性高的加飾表層構造(第8圖)之成形物22、23。又，藉由採用熱塑性樹脂中具有所要之特性的材料，也能賦予靜態特性、耐熱性、耐藥品性、耐吸水性、創意性等之功能。
於本發明之一體化成形品中，其構成係由含有該纖維強化樹脂片而成，於該一體化成形品中，纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(A)、與構成第2構件之熱塑性樹脂(B)或纖維強化樹脂片之熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層構成，由於使接合性成為更優異，故較佳。於此，針對在本發明之一體化成形品之熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)所形成的界面層，利用第9圖詳加說明。第9圖係根據相對於構成一體化成形品之纖維強化樹脂片30的面方向X之垂直剖面而放大熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)之界面層的圖形。於第9圖中，熱塑性樹脂(A)31與熱塑性樹脂(B)32浸滲入強化纖維不織布(未圖示)中，在纖維強化樹脂片厚度方向Z的約略中央，具有 向面方向X延伸的凹凸形狀之界面層33係使強化纖維不織布介於中間所形成。如此之界面層係在厚度方向Z具有複數之凹部與凸部，其中，將在凹陷最大的凹部34與突起最大的凸部35之Z方向的落差定義為dmax。還有，凹部34係在圖上觀察到獨立的島狀，也包含其而將滲入量最深的部分作為各自凹凸部之最端部。另一方面，在界面層的凹凸形狀之中，將在凹陷最小的凹部36與突起最大的凸部37之Z方向的落差定義為dmin。於此，dmax係成為在本發明所謂的最大高度Ry，dmax與dmin的平均值係定義為在本發明所謂的平均粗糙度Rz。
如此之界面層較佳形成具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀。藉由採取如此之形態，獲得具有熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)之牢固接合的一體化成形品。還有，在該形態之界面層，對於所採用的熱塑性樹脂之組合，亦可未設定特別的限制。亦即，藉由使在強化纖維不織布之纖維束介於中間，使不同種類的熱塑性樹脂形成錯綜複雜之固定構造，因而機械地接合不同熱塑性樹脂間，能忽視習知所考量的不同樹脂彼此之相溶性或親和性，就即使原本被認為難以共存的組合，亦能容易且牢固地接合之觀點而言，本發明具有特別的優勢性。若具有在如此界面層之最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上的話，由於充分達成本發明之效果，故較佳；此外，最大多至Ry 300μm、Rz 100μm的話，由於可確保本發明之效果，故較佳。
亦即，本發明之一體化成形品通常具有共通的特徵：無論使用符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片之情形，或使用符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片之情形，任一情形皆於強化纖維不織布浸滲熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)，熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層。
於如此之一體化成形品中，在熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)之界面層的最大高度Ry及平均粗糙度Rz可舉出根據一體化成形品之剖面觀察所測定之方法。準備使其一體化成形品之厚度方向的垂直剖面成為觀察面的方式所研磨的試料。藉由利用顯微鏡觀察該試料，於視野中能確認相當於第9圖之影像。由此，分別測定在上述所定義的凹凸界面中之凹陷最大的凹部與突起最大的凸部之垂直落差dmax、凹陷最小的凹部與突起最小的凸部之垂直落差dmin。針對不同的影像而進行10次該操作，所測定的dmax之中，能將最大的值設為在界面層之凹凸形狀的最大高度Ry(μm)。又，能將以N數(10次)除以所測定的dmax與dmin的總和之值設為在界面層之凹凸形狀的平均粗糙度Rz。
上述一體化成形品係使用符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片之情形，藉由將其纖維強化樹脂片作為第1構件，在第1構件之強化纖維所露出的區域與第2構件接觸的狀態下，利用具有加熱及加壓之手段成形第1構件與第2構件而獲得；使用符合條件(II)的本發明之 纖維強化樹脂片之情形，藉由將其纖維強化樹脂片或該成形物作為第1構件，熔黏接合第1構件與其他成形物的第2構件而獲得。於此，適合獲得一體化成形品，亦可預先積層構件彼此而作成積層物。如此之積層單元係於使用符合條件(I)的本發明之纖維強化樹脂片之情形下，在強化纖維所露出的區域與第2構件接觸的狀態下，含有至少1層即可；於使用符合條件(II)的本發明之纖維強化樹脂片之情形下，含有其纖維強化樹脂片至少1層即可。雖然針對其他積層單元並未被特別限制，藉由含有如上所述之其他積層單元的方式來進行，能根據該積層單元而賦予各種功能或特性。於該積層物中，本發明之纖維強化樹脂片之外，也能含有其他積層單元。如此積層單元的構造並未被特別限制，例如，可舉出利用連續性強化纖維所補強的UD預浸滲物、織物預浸滲物；利用不連續性強化纖維所補強的GMT、SMC、長纖維強化預浸滲物等之纖維強化成形基材；或是樹脂片、發泡物等之非纖維強化成形基材。其中，從所得之成形物的力學特性之觀點，較佳為纖維強化成形基材；從提高成形物的補強效果之觀點，較佳為連續纖維強化預浸滲物；使成形物中具有複雜形狀之情形，能較佳使用具優越之賦形性的不連續強化預浸滲物。
作為用以獲得一體化成形品或成形物而能使用之具有加熱及加壓的一般手段，可舉出加壓成形法。作為加壓成形法，有所謂的熱加壓成形：預先將預成形模具升溫至中間基材或積層物之成形溫度以上，將中間 基材或積層物配置於已加熱的成形模具內，合模後加壓，接著一面維持其狀態一面冷卻成形模具而獲得成形品之方法。又，有所謂的沖壓成形或加熱與冷卻成形等：將已加熱至成形溫度以上之中間基材或積層物配置於已保持低於中間基材或積層物之固化溫度的成形模具內，合模後加壓，接著一面維持其狀態一面冷卻中間基材或積層物而獲得成形品之方法。其等加壓成形方法之中，從加速成形循環而提高生產性之觀點，較佳為沖壓成形或加熱與冷卻成形。
作為使第1構件與第2構件接合之手段，並未被特別限定。例如，有(i)個別預先成形第1構件與第2構件而接合兩者之方法；(ii)預先成形第1構件，於成形第2構件的同時，也接合兩者之方法。作為該(i)之具體例係加壓成形第1構件、以加壓成形或射出成形第2構件而製作。也有藉由熱板熔黏、振動熔黏、超音波熔黏、雷射熔黏、電阻熔黏、感應加熱熔黏等之習知熔融手段而接合所製作的各自構件之方法。另一方面，作為該(ii)之具體例，可舉出加壓成形第1構件，接著嵌件內射出成形模具內，將形成第2構件之材料射出成形於模具內，利用處於熔融或軟化狀態下之材料的熱量而使第1構件之被接著面熔融或軟化而接合之方法。又，作為該(ii)之其他具體例，有藉由加壓成形第1構件，接著配置於加壓成形模具內，將形成第2構件之材料添加於加壓成形模具內，經加壓成形，利用與上述同樣的原理進行接合之方法。從一體化成形品量產性之觀點，較佳為(ii)之方法，作為射 出成形，較佳為使用嵌件內射出成形或嵌件外射出成形，及作為加壓成形，較佳為使用沖壓成形或加熱與冷卻成形。亦即，第2構件係藉射出成形所得之成形物，藉由嵌件內射出成形或嵌件外射出成形而將第2構件接合至第1構件之方法；或者是，第2構件係經加壓成形所得之成形物，藉由加壓成形而將第2構件接合至第1構件之方法；均係特別適用於製造本發明之一體化成形品之方法。
本發明之一體化成形品能作為構裝構件使用，作為構裝構件，例如，可舉出「電腦、顯示器、OA機器、行動電話、行動資訊終端、傳真機、光碟、行動MD、手提卡式收音機、PAD(個人數位助理(電子筆記本)等之行動資訊終端)、攝影機、數位攝影機、光學機器、音響、空調、照明機器、娛樂用品、玩具用品、其他家電產品等之殼體、承板、底盤、內部構件或其箱子」等之電器/電子機器零件；「支柱、面板、補強材」等之土木、建材用零件；「各種構件、各種框、各種絞鏈、各種臂、各種車軸、各種車輪用軸承、各種桿、螺旋槳軸、車輪、齒輪箱等之懸架、加速器、或方向盤零件」；「罩、屋頂、門、爐圍、行李蓋、側面板、後端面板、上方後面板、前閥體、底閥體、各種柱、各種構件、各種框、各種桿、各種支撐、各種導軌、各種絞鏈等之外板或閥體零件」；「緩衝器、緩衝器桿、槌、底蓋、引擎蓋、整流板、衰減器、旋轉罩散熱孔、航空零件等之外部零件」；「儀表面板、座位框、門飾板、柱飾板、把手、各種模組等之內部裝潢零件」；或「馬達零件、CNG 槽、油箱、燃料泵、進氣口、進氣歧管、化油器主體、化油器間隔物、各種配管、各種閥等之燃料系；排氣系、或吸氣系零件」等之汽車、二輪車用構造零件；「其他，交流發電機終端、交流發電機連接器、IC調節器、光控制用電位器基座、引擎冷卻水連接器、空調用恆溫器基座、暖氣機熱風流量控制閥、散熱器馬達用刷座、渦輪葉片、雨刷馬達相關零件、分配器、起動開關、起動繼電器、車窗洗淨器噴嘴、空調面板開關基板、燃料相關電磁閥用線圈、電池承板、AT托架、頭燈支座、踏板外殼、保險桿、喇叭終端、步進馬達轉子、燈插座、燈反射板、燈外殼、煞車活塞、噴嘴護板、備胎外罩、磁驅動閥、引擎油濾器、點火裝置外殼、拖磨板、儀表板」等之汽車、二輪車用零件；「起落架箱，小翼、衰減器、機端、梯子、電梯、減阻裝置、翼肋」等之飛機用零件。從力學特性之觀點，本發明之一體化成形品較佳使用於汽車內外裝飾、電器/電子機器殼體、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝飾材、運輸用箱體，其中，特別適用於由複數構件所構成的模組構件。
[實施例]
以下，藉實施例而進一步詳加說明本發明。
(1)在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm1
說明從具有強化纖維所露出的區域之纖維強化樹脂片而求出在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例之方法。
從纖維強化樹脂片，將刮鬍刀貼近浸滲熱塑性樹脂之末端與所露出的強化纖維之間，很小心地分離所露出的強化纖維部分，藉由利用不鏽鋼製篩將其夾住而作成試料。針對該試料，依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物之厚度測定方法」，測定20秒鐘賦予50kPa後之厚度，將從該厚度減去以相同條件預先所測定的不鏽鋼製篩厚度之值設為強化纖維所露出的區域之厚度tm1。又，從該試料卸下不鏽鋼製篩後，依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物的每單位面積之重量測定方法」而測定每單位面積之質量Wm。從所得之Wm1、tm1，依照下式而算出Vfm1。
‧Vfm1(體積%)=(Wm1/ρf1)/(S1×tm1)×100
ρf1：強化纖維之密度(g/cm3)
S1：試料之切除面積(cm2)
(2)在不織布之強化纖維的體積比例Vfm說明從使用不織布之纖維強化樹脂片而求出在不織布之強化纖維的體積比例之方法。
將纖維強化樹脂片夾於2片不鏽鋼製篩(每2.5cm具有50個篩之平紋纖形狀)內，以纖維強化樹脂片不移動的方式來調整螺絲後加以固定。將其在空氣中500℃下加熱30分鐘而燒掉樹脂成分。還有，針對實施例8、9，對於使用1-氯萘而在250℃下6小時回流纖維強化樹脂片，抽出樹脂片之樹脂成分所殘留的片，同樣地進行燒掉之處理，燒掉殘留的樹脂成分。針對所得之不織布，於不鏽鋼製篩維持原狀態下，卸下螺絲而作成試料 。針對該試料，依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物之厚度測定方法」，測定20秒鐘賦予50kPa後之厚度，將從該厚度減去以相同條件預先所測定的不鏽鋼製篩厚度之值設為不織布之厚度tm。又，從該試料卸下不鏽鋼製篩後，依據在JIS R7602(1995)所規定的「碳纖維織物的每單位面積之重量測定方法」而測定每單位面積之質量Wm。從所得之Wm、tm，依照下式而算出在不織布之強化纖維的體積比例Vfm。
‧Vfm(體積%)=(Wm/ρf)/(S×tm)×100
ρf：強化纖維之密度(g/cm3)
S：試料之切除面積(cm2)
(3)熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之使用下限溫度(TA1、TB1)
進行如下方式，評估所用之熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)的熔點或軟化點。首先，針對熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)中之結晶性樹脂，依據在JIS K7121(1987)所規定的「塑膠之轉移溫度測定方法」，進行如下方式而測定熔點。使應測定的熱塑性樹脂(例如，具有薄膜或不織布之形狀)在爐內溫度50℃下所控制的真空乾燥機中乾燥24小時以上後，細碎地切斷而備好試料。針對該試料，使用示差掃描熱量測定裝置(NETZSCH公司製、DSC 200F3 Maia)而測定，獲得依照該規格所得熔點。
另一方面，針對熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)中之非結晶性樹脂，依據在JIS K7206(1999)所規定的「塑膠-熱塑性塑膠-Vicat軟化溫度(VST)試驗」之A50法 ，進行如下方式而測定軟化點。使應測定的熱塑性樹脂之丸粒在已控制於爐內溫度50℃下之真空乾燥機中乾燥24小時以上後，利用雙軸混煉機/射出機(DSM Xplore公司製、Micro Compounder 15、12ml射出成形機)而成形。從所得之成形片，切成厚度3.2mm、縱向及橫向的長度分別為12.5mm之正方形板，將其作為試料。針對該試料，使用熱變形溫度測定機(東洋精機製作所(股)製、S3-FH)進行測定，獲得依照該規格所得軟化點。
重複3次上述操作而算出所得之溫度的平均值，設為熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之熔點或軟化點。於此，熔點係將所得之溫度作為熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之使用下限溫度TA1、TB1(℃)處理；軟化點係將(軟化點+100℃)之溫度作為熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之使用下限溫度TA1、TB1(℃)處理。
(4)熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之使用上限溫度(TA2、TB2)
依據在JIS K7120(1987)所規定的「塑膠之熱重量測定方法」而測定纖維強化樹脂片中所浸滲的熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之減量開始溫度。使得用於纖維強化樹脂片製作之薄膜或不織布在已控制於爐內溫度50℃下所控制的真空乾燥機中乾燥24小時以上後，細碎地切斷而備好試料。使用熱重量測定裝置(Bruker公司製、TG-DTA 2020 SA)而測定該試料，取得依照該規格所得熱減量線。在所取得的熱減量線，將從基線之重量確認1%減量後之溫度設為在本實施例之減量開始溫度。重複 3次上述操作而算出所得之減量開始溫度的平均值，設為熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之減量開始溫度。然後，將從減量開始溫度減去50℃之溫度作為在熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)之實用上的使用上限溫度TA2、TB2(℃)處理。
(5)在纖維強化樹脂片之強化纖維的體積比例Vfs
測定纖維強化樹脂片之質量Ws後，在空氣中500℃下，加熱該纖維強化樹脂片30分鐘而燒掉熱塑性樹脂成分，測定所殘留的不連續強化纖維之質量Wf，依照下式而算出。
‧Vfs(體積%)=(Wf/ρf)/{Wf/ρf+(Ws-Wf)/ρr}×100
ρf：強化纖維之密度(g/cm3)
ρr：熱塑性樹脂之密度(g/cm3)。
(6)在一體化成形品之界面層的凹凸形狀(Ry、Rz)
從一體化成形品切成寬度25mm之小片，包藏於環氧樹脂內之後，以片厚度方向之垂直剖面成為觀察面的方式來研磨而製作試料。使用雷射顯微鏡(Keyence(股)製、VK-9510)，將該試料放大成200倍，針對隨機所選定的10處(相互的視野並不重複)進行拍攝。從拍攝的影像，依照樹脂之對比而確認熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)所形成的界面層。對比不鮮明之情形，藉影像處理而使濃淡明確化。依此而仍為確認困難之情形，或由浸滲於纖維強化樹脂片或第2構件內而成之熱塑性樹脂中，針對從 僅使TA1及TB1中任一低溫之熱塑性樹脂熔融或軟化的一體化成形品所製作的試料而再度進行拍攝，確認了界面層。針對上述所拍攝的10視野，分別測定在各自的視野中之凹凸界面中之凹陷最大的凹部與突出最大的凸部之垂直落差dmax、凹陷最小的凹部與突出最小的凸部之垂直落差dmin。依照其等各視野所得之10點的dmax之中，將最大的值設為在界面層之凹凸形狀的最大高度Ry(μm)。又，從上述所得之dmax及dmin，依照下式而算出在界面層之凹凸形狀的平均粗糙度Rz。
‧Rz(μm)=Σ(dimax+dimin)/2n
dimax：在各視野之最大垂直落差(i=1、2、…10)(μm)
dimin：在各視野之最小垂直落差(i=1、2、…10)(μm)
n：測定視野數
(7)在強化纖維不織布中之細纖度絲束的重量分率(Rw)
利用與上述(1)與(2)同樣之方法，從纖維強化樹脂片取出強化纖維不織布，測定重量Wm。接著，藉由鑷子而從強化纖維不織布取出可辨識的纖維束，針對第i號纖維束，以1/100mm之精確度測定纖維束的長度Lsi，以1/100mg之精確度測定纖維束的重量Wsi。針對存在強化纖維不織布中之全部的纖維束(n個)而重複其測定。從所得之纖維束的長度Lsi及重量Wsi，依照下式而算出在纖維束之絲數Fi。
‧Fi(條)=Wsi/(D×Lsi)
Fi：在纖維束之絲數的個別值(條)(i=1至n)
Wsi：纖維束之重量(mg)
Lsi：纖維束之長度(mm)
D：每1條絲之纖度(mg/mm)
以上述所算出的Fi為基礎，挑選絲數為100條以上之纖維束。從所挑選的纖維束之重量Wsi，依照下式而算出絲數少於100條之纖維束的重量分率Rw。
‧Rw(重量%)={Wm-Σ(Wsi)}/Wm×100
Wm：強化纖維不織布之重量(mg)
(8)強化纖維不織布之纖維分散率
利用與上述(1)或(2)同樣之方法，從纖維強化樹脂片取出強化纖維不織布。使用電子顯微鏡(Keyence(股)製、VHX-500)觀察所得之強化纖維不織布，隨機選定1條單纖維，測定接觸於該單纖維的其他單纖維之二次元接觸角。二次元接觸角係採用與相接觸的2條單纖維所成之2個角度中之0°以上90°以下的角度(銳角側)。二次元接觸角之測定係以接觸於所選定的單纖維之全部單纖維作為對象，針對100條單纖維而實施該測定。從所得之結果，由測定二次元接觸角之全部單纖維總條數與二次元接觸角為1度以上之單纖維條數而算出其比例，求出纖維分散率。
(9)強化纖維不織布之二次元定向角
利用與上述(1)或(2)同樣之方法，從纖維強化樹脂片取出強化纖維不織布。使用電子顯微鏡(Keyence(股)製、VHX-500)觀察所得之強化纖維不織布，隨機選定1條單纖維，藉影像觀察而測定交叉於該單纖維的其他單纖維 之二次元定向角。定向角係採用與相交叉的2條單纖維所成之2個角度中之0°以上90°以下的角度(銳角側)。所選定的每1條單纖維之二次元定向角的測定數係設為20次。合計選定5條單纖維而進行同樣的測定，將該平均值設為二次元定向角。
(10)在纖維強化樹脂片中之強化纖維的面外角度θz
從纖維強化樹脂片切成寬度25mm之小片，依包藏於環氧樹脂內之狀態，以片厚度方向之垂直剖面成為觀察面的方式來研磨而製作試料。使用雷射顯微鏡(Keyence(股)製、VK-9510)，將該試料放大成400倍而進行纖維剖面形狀之觀察。在泛用影像解析軟體上展現觀察影像，利用載入軟體中之程式而抽出在觀察影像中看得到的每個纖維剖面，設置內接該纖維剖面之橢圓、近似形狀(以下，稱為纖維橢圓)。還有，對於以纖維橢圓之長軸長度α/短軸長度β所表示的縱橫比為20以上之纖維橢圓，求出X軸方向與纖維橢圓之長軸方向所成之角度。針對纖維強化樹脂片之不同部位所抽出的觀察試料，藉由重複上述操作，針對合計600條強化纖維而測定面外角度，將其平均值作為纖維強化樹脂片之面外角度θz而求出。
(11)在成形物之界面層的剪切強度τ1、及偏異CV1
依據在JIS K7092(2005)所規定的「藉碳纖維強化塑膠之看起來不同的缺口壓縮所造成的層間剪切強度測定方法」，進行在成形物之界面層的剪切強度τ1之評估。 將在本試驗之壓縮剪切試驗片顯示於第10圖。試驗片38係在長度I之不同位置，從試驗片兩表面，插入到達厚度中間深度h1/2之寬度w的缺口39之形狀；在該中間深度h1/2之位置形成因熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)所造成的界面層。準備5條該試驗片，利用萬能試驗機(Instron公司製、萬能試驗機4201型)而進行壓縮試驗。將依照試驗所得之全部數據(n=5)的平均值設為在成形物之界面層的剪切強度τ1(MPa)。又，從剪切強度之個別值，依照下式而算出成為剪切強度偏異指標之CV值(CV1)。
‧CV1(%)={Σ(τ1i-τ1)2/n}1/2/τ1×100
τ1i：剪切強度之個別值(i=1、2、…5)(MPa)
τ1：平均剪切強度(MPa)
n：剪切強度之測定點數(個)
(12)在一體化成形品之接合部的剪切強度τ2
參考在JIS K6850(1999)所規定的「接著劑-剛性被接著材之拉伸剪切接著強度試驗法」而進行在一體化成形品之接合部的剪切強度τ2之評估。在本試驗之拉伸剪切接著試驗片係切割實施例所得之一體化成形品的平面部分而使用。將試驗片顯示於第11圖。試驗片40係在長度I之不同位置，從試驗片兩表面，插入到達厚度中間深度h1/2之寬度w的缺口41之形狀；在該中間深度h1/2之位置形成第1構件與第2構件之接合部。準備5條該試驗片，利用萬能試驗機(Instron公司製、萬能試驗機4201型)而進行拉伸試驗。將依照試驗所得之全部數據(n=5)的平均值設為在一體化成形品之接合部的剪切強度τ2(MPa)。
[強化纖維A]
從以聚丙烯腈作為主要成分之聚合物而進行紡絲、燒製處理，獲得總絲數12000條之連續碳纖維。進一步電解表面處理該連續碳纖維，在120℃之加熱空氣中乾燥而獲得強化纖維A。該強化纖維A之特性係如下所示。
密度：1.80g/cm3
單纖維徑：7μm
拉伸強度：4.9GPa
拉伸彈性係數：230GPa
[強化纖維B]
從以聚丙烯腈作為主要成分之聚合物而進行紡絲、燒製處理，獲得總絲數3000條之連續碳纖維。進一步電解表面處理該連續碳纖維，在120℃之加熱空氣中乾燥而獲得強化纖維B。該強化纖維B之特性係如下所示。
密度：1.76g/cm3
單纖維徑：7μm
拉伸強度：3.5GPa
拉伸彈性係數：230GPa
[樹脂片A]
使用由未改性聚丙烯樹脂(Prime Polymer(股)製、“Prime Polyro”(註冊商標)J106MG)90質量%、與酸改性聚丙烯樹脂(三井化學(股)製、“Admer”(註冊商標)QE800)10質量%所構成的母料分批，製作基重100g/m2之片。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[樹脂片B]
製作由聚醯胺6樹脂(Toray(股)製“Amilan”(註冊商標)CM1021T)所構成的基重124g/m2之樹脂膜。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[樹脂片C]
製作由耐綸66樹脂(Toray(股)製“Amilan”(註冊商標)CM3006)所構成的基重126g/m2之樹脂膜。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[樹脂片D]
製作由聚碳酸酯樹脂(三菱Engineering Plastic(股)製“Iupilon”(註冊商標)H-4000)所構成的基重132g/m2之樹脂膜。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[樹脂片E]
製作由聚苯硫醚樹脂(Toray(股)製“Torelina”(註冊商標)M2888)所構成的基重67g/m2之樹脂不織布。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[樹脂片F]
製作由改性聚苯醚樹脂(SABIC(股)製“NORYL”(註冊商標)PPX7110)所構成的基重100g/m2之片。將所得之樹脂片的特性顯示於表1。
[強化纖維不織布A]
利用卡匣式刀具，將強化纖維A切成6mm而獲得短強化纖維。製作40升之由水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧伸乙基月桂基醚(商品名))所構成的濃度0.1重量%之分散介質，將如此之分散介質倒入漉製裝置。漉製裝置係由附旋轉葉片攪拌機之上部漉製槽(容量30 升)、與下部之貯水槽(容量10升)構成，在漉製槽與貯水槽之間設置有多孔支撐體。首先，利用攪拌機，攪拌如此之分散介質直到發生空氣之微小氣泡為止。之後，藉由成為所要之基重的方式來將已調整重量之短強化纖維倒入已分散空氣微小氣泡的分散介質中後攪拌而獲得已分散強化纖維的漿體。接著，從貯水槽吸入漿體，使多孔支撐體介於中間，進行脫水而作成強化纖維漉製物。利用熱風乾燥機，在150℃、2小時之條件下使其乾燥而獲得基重100g/m2之強化纖維不織布A。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維不織布B]
除了將強化纖維不織布之基重作成200g/m2之外，也藉由與強化纖維不織布A同樣之方法而獲得強化纖維不織布B。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維不織布C]
除了將強化纖維不織布之基重作成50g/m2之外，也藉由與強化纖維不織布A同樣之方法而獲得強化纖維不織布C。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維不織布D]
利用卡匣式刀具，將強化纖維A切成25mm而獲得短強化纖維。使所得之短強化纖維從80cm高度自由落下，短碳纖維無規地分布而獲得強化纖維不織布D。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維織布E]
將強化纖維A平行地一致拉伸，以1.2條/cm之密度單 向配列而形成片狀之強化纖維群。強化纖維A係以1.2條/cm之密度配列於與該強化纖維群成正交的方向，使強化纖維A彼此交錯，使用織布機而形成平紋纖組織之二方向性織物。將該二方向性織物作為強化纖維織布E處理。將所得之強化纖維織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維不織布F]
將強化纖維A切成長度5mm，獲得短強化纖維。將短強化纖維倒入開棉機內，獲得幾乎不存在最初粗細之強化纖維束的棉狀強化纖維聚集物。將該強化纖維聚集物倒入具有直徑600mm之圓筒狀卷筒的梳棉裝置，形成由強化纖維所構成的片狀棉網。此時之圓筒狀卷筒的旋轉數為320rpm、落紗機的速度為13m/分鐘。重疊該棉網而獲得強化纖維不織布F。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-1。
[強化纖維不織布G]
除了減慢附旋轉葉片之攪拌機的攪拌、刻意降低纖維分散率之外，也與強化纖維不織布A同樣地進行而獲得強化纖維不織布G。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-2。
[強化纖維不織布H]
除了利用卡匣式刀具將強化纖維A切成12mm而獲得短強化纖維之外，也與強化纖維不織布A同樣地進行而獲得強化纖維不織布H。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-2。
[強化纖維不織布I]
除了利用卡匣式刀具將強化纖維B切成15mm而獲得短強化纖維、及分散介質中不使用界面活性劑且減慢附旋轉葉片之攪拌機的攪拌、刻意降低纖維分散率之外，也與強化纖維不織布A同樣地進行而獲得強化纖維不織布I。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-2。
[強化纖維織布J]
將已實施鬆開纖維加工之強化纖維A平行地一致拉伸，以1.4條/cm之密度單向配列而形成片狀之強化纖維群。藉由以3條/cm之密度而將輔助纖維(共聚合聚醯胺纖維、熔點140℃)配置於與該強化纖維群成正交的方向，利用遠紅外線加熱器加熱而形成保持片狀之單向性片。利用脫模紙夾住該單向性片，一面將1MPa之面壓賦予已加熱至180℃之雙輸送帶加壓機一面以1m/分鐘之速度使其通過，完全熔融該輔助纖維而獲得強化纖維群已堵塞孔之強化纖維織布J。將所得之強化纖維織布的特性顯示於表2-2。
[強化纖維不織布K]
除了將強化纖維A切成3mm而獲得短強化纖維，及將強化纖維不織布之基重作成100g/m2之外，也利用與強化纖維不織布A同樣之方法而獲得強化纖維不織布K。將所得之強化纖維不織布的特性顯示於表2-2。
[PP複合物]
使用雙軸擠出機(日本製鋼所(股)製、TEX-30α)而使強化纖維不織布A與用於樹脂片A之製作的母料分批複合物化，製造纖維含量30重量%之射出成形用丸粒(PP複 合物)。
[GMT]
利用與實施例1同樣之方法而成形玻璃纖維強化聚丙烯樹脂成形材料(GMT)(Quadrant公司製、“Unisheet”(註冊商標)P4038-BK31)，獲得已形成1.6mm之厚度的GMT。
(實施例1)
依照[樹脂片A/強化纖維不織布A/樹脂片A/強化纖維不織布A/樹脂片A/強化纖維不織布A/強化纖維不織布A]之順序而將強化纖維不織布A、作為熱塑性樹脂之樹脂片A配置於平面方向而製作積層物。將該積層物配置於已預熱至230℃之加壓成形用模具孔腔內，關閉模具，保持120秒鐘後，賦予3MPa之壓力而進一步保持60秒鐘後，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得顯示於第1圖之纖維強化樹脂片。以該纖維強化樹脂片之纖維露出面成為接合面的方式來將所得之纖維強化樹脂片作為第1構件嵌件內射出成形用模具內，使用PP複合物，射出成形第2構件而獲得顯示於第12圖之一體化成形品42。此時，射出成形機之圓筒溫度為200℃、模具溫度為60℃。將藉本實施例所得之一體化成形品顯示於第12圖。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例2)
除了取代樹脂片A而將樹脂片B作為熱塑性樹脂使用、將積層物之預熱溫度設為240℃之外，也與實施例1 同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例3)
除了取代樹脂片A而將樹脂片C作為熱塑性樹脂使用、將積層物之預熱溫度設為280℃之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例4)
除了取代樹脂片A而將樹脂片D作為熱塑性樹脂使用、將積層物之預熱溫度設為280℃之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例5)
除了取代樹脂片A而將樹脂片E作為熱塑性樹脂使用、將積層物之預熱溫度設為300℃之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例6)
除了取代樹脂片A而將樹脂片F作為熱塑性樹脂使用、將積層物之預熱溫度設為280℃之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例7)
除了取代強化纖維不織布A而將強化纖維不織布B作為強化纖維不織布使用之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例1同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例8)
除了取代強化纖維不織布A而將強化纖維不織布C作為強化纖維不織布使用之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步將所得之纖維強化樹脂片作為第1構件。另一方面，作為第2構件係將GMT配置於已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘。接著，以該纖維強化樹脂片之纖維露出面成為接合面的方式來配置於已預熱至120℃之加壓成形用模具內，於其上，重疊配置已預熱結束的GMT後關閉模具，於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘，獲得經加壓成形而接合第2構件的一體化成形品45。將藉本實施例所得之一體化成形品顯示於第13 圖。彙整所得之一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例9)
除了取代強化纖維不織布A而將強化纖維不織布D作為強化纖維不織布使用之外，也與實施例2同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例2同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例10)
除了依照[樹脂片B/強化纖維不織布B/樹脂片B/強化纖維不織布B/樹脂片B/強化纖維不織布B/強化纖維不織布B/強化纖維不織布B]之順序而將強化纖維不織布與樹脂片之積層物的構成配置於平面方向而製作積層物之外，也與實施例2同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例2同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表3-1。
(實施例11)
使其夾入2片強化纖維不織布F的方式來進行，在其單側配置1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片A，在另一側配置1片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片B而製作積層物。將該積層物配置於已預熱至230℃之加壓成形用模具孔腔內，關閉模具，保持120秒鐘後，賦予3MPa之壓力而進一步保持60秒鐘，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例12)
除了使用強化纖維不織布K取代強化纖維不織布F之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例13)
除了使用強化纖維不織布G取代強化纖維不織布F之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例14)
除了使用強化纖維不織布H取代強化纖維不織布F之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例15)
除了使用強化纖維不織布I取代強化纖維不織布F之外，也與實施例1同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例16)
除了使其夾入1片強化纖維不織布G的方式來進行在其單側配置1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片A、在另一側配置1片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片B而製作積層物之外，也與實施例11同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例17)
製作重疊1片強化纖維不織布G與1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片A的積層物A、與3組之重疊3片強化纖維 不織布G與3片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片C的積層物B之合計4組積層物。此時，加壓成形用模具係作成下模具為220℃、上模具為270℃之溫度下所保持的狀態。以樹脂片成為上側的方式，來將各自的該積層物B置入IR加熱器中，加熱直到樹脂片C之溫度到達280℃。積層物B到達既定溫度為止之期間，以樹脂片連接至模具的方式來將積層物A配置於下模具上，同時進行預熱。以樹脂片成為上側的方式來重疊配置已預熱結束之全部積層物B於模具孔腔內之積層物A上，關閉模具，而在3MPa之壓力下保持60秒鐘後，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例18)
使其夾入2片強化纖維不織布G的方式來進行，在其單側配置1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片C，在另一側配置2片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片E而製作積層物。將該積層物配置於已預熱至285℃之加壓成形用模具孔腔內，關閉模具，保持120秒鐘後，賦予3MPa之壓力而進一步保持60秒鐘，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(實施例19)
使其夾入2片強化纖維不織布G的方式來進行，在其單側配置1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片D，在另一側配置2片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片E而製作積層物。將該 積層物配置於已預熱至300℃之加壓成形用模具孔腔內，關閉模具，保持120秒鐘後，賦予3MPa之壓力而進一步保持60秒鐘，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表3-2。
(比較例1)
除了使用強化纖維織布E取代作為強化纖維不織布的強化纖維不織布A之外，也與實施例2同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例2同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表4-1。
(比較例2)
除了依照[樹脂片B/強化纖維不織布A/樹脂片B/強化纖維不織布A/強化纖維不織布A/樹脂片B/強化纖維不織布A/樹脂片B]之順序而將強化纖維不織布與樹脂片之積層物的積層物的構成配置於平面方向而製作積層物之外，也與實施例2同樣地進行，經加熱、加壓而獲得在強化所露出的區域之強化纖維體積比例Vfm1為0體積%之纖維強化樹脂片，進一步利用與實施例2同樣之方法而獲得一體化成形品。彙整所得之纖維強化樹脂片(第1構件)及一體化成形品的特性而顯示於表4-1。
(比較例3)
除了使用3片強化纖維織布J取代強化纖維不織布F之外，也與實施例11同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(比較例4)
除了將所賦予的壓力設為10MPa之外，也與比較例3同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(比較例5)
除了使用3片強化纖維織布E取代強化纖維不織布F之外，也與實施例11同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(比較例6)
除了將所賦予的壓力設為10MPa之外，也與比較例5同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(比較例7)
除了使用強化纖維不織布D取代強化纖維不織布F之外，也與實施例11同樣地進行而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(比較例8)
重疊1片強化纖維不織布G與1片作為熱塑性樹脂(A)之樹脂片A，將其配置於已預熱至200℃之加壓成形用模具孔腔內，關閉模具，保持120秒鐘後，賦予3MPa之壓力而進一步保持60秒鐘，於保持壓力之狀態下，將孔腔溫度冷卻至50℃，開啟模具而獲得纖維強化樹脂片先質(A)。接著，重疊1片強化纖維不織布G與1片作為熱塑性樹脂(B)之樹脂片B，將其配置於已預熱至230℃之加壓成形用模具孔腔內，以下，利用相同要領而獲得纖維強化 樹脂片先質(B)。重疊所得之纖維強化樹脂片先質(A)及(B)，將其配置於已預熱至210℃之加壓成形用模具孔腔內，再度利用相同要領而獲得纖維強化樹脂片。將所得之纖維強化樹脂片的特性顯示於表4-2。
(參考例1至13)
除了在積層物之強化纖維氈及樹脂片之種類及片數不同、模具之設定溫度不同之外，也與實施例11同樣地進行而製作成形基材1至13。將在該各自成形基材的成形條件及特性顯示於表5。
(參考例14)
利用與實施例11同樣之方法而成形玻璃纖維強化聚丙烯樹脂成形材料(GMT)(Quadrant公司製、“Unisheet”(註冊商標)P4038-BK31)，獲得已形成1.6mm之厚度的板狀物。將所得之板狀物作為成形基材。將成形基材的特性顯示於表5。
(實施例20)
使用1片實施例11之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例6的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例7的成形基材而製作預成形品。將該預成形品配置於已保持於230℃之熱盤加熱型預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱2分鐘。接著，將從預熱裝置所取出的積層物配置於已預熱至120℃之模具孔腔內，關閉模具而獲得成形物。於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘後，開啟模具而獲得成形物。將藉本實施例所得之積層物顯示於第14圖。將所得之成形物的特性顯示於表 6-1。
(實施例21)
除了使用1片實施例12之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例8的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例9的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例12同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例22)
除了使用1片實施例13之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例1的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例2的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例23)
除了使用1片實施例14之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例10的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例11的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例24)
除了使用1片實施例15之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例12的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例13的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例25)
除了使用1片實施例18之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例1的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例2的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例26)
使用1片實施例18之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例3的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例5的成形基材而製作預成形品。將該預成形品配置於已保持於300℃之熱盤加熱型預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱2分鐘。接著，將從預熱裝置所取出的預成形品配置於已預熱至180℃之模具孔腔內而關閉模具，於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘後，關閉模具而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例27)
除了使用1片實施例19之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例4的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例5的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例26同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(實施例28)
使用2片實施例12之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之2片參考例2的成形基材、與作為積層單元(Y)之12 片樹脂片A而製作預成形品。將該預成形品配置於已保持於180℃之模具孔腔內，關閉模具，於賦予1MPa之壓力的狀態下保持240秒鐘後，將模具冷卻至50℃而取出成形物。此時，於模具完全密閉之狀態下，使孔腔之間隙成為4.5mm的方式來調整。將藉本實施例所得之預成形品顯示於第15圖。將所得之成形物的特性顯示於表6-1。
(比較例9)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例6的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例7的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。於此，將藉本比較例所得之預成形品顯示於第16圖。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例10)
除了使用作為積層單元(X)之2片參考例8的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例9的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例11)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例1的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例2的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例12)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例10的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例11的成形基材而製 作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例13)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例12的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例13的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例22同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例14)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例3的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例5的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例26同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例15)
除了使用作為積層單元(X)之4片參考例4的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例5的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例27同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例16)
除了使用作為積層單元(X)之8片參考例1的成形基材而製作預成形品之外，也與實施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(比較例17)
除了使用1片比較例6之纖維強化樹脂片、作為積層單元(X)之4片參考例1的成形基材、與作為積層單元(Y)之4片參考例2的成形基材而製作預成形品之外，也與實 施例20同樣地進行而獲得成形物。將所得之成形物的特性顯示於表6-2。
(實施例29)
除了使用1片實施例13之纖維強化樹脂片、1片參考例2之成形基材而製作預成形品、將該預成形品配置於已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內、一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘之外，也利用與實施例20同樣之方法而成形，獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。從所得之板狀成形物切成長度180mm、寬度70mm之長方形，將其作為第1構件。另一方面，作為第2構件之原料係使用雙軸擠出機(日本製鋼所(股)製、TEX-30α)而使強化纖維A與樹脂片A之製作的母料分批複合物化，製造纖維含量30重量%之射出成形用丸粒。接著，以纖維強化樹脂片側成為接合面的方式來將上述所製造的第1構件嵌件內射出成形用模具內，使用上述所調整的射出成形用丸粒，射出成形第2構件而獲得一體化成形品1。此時，射出成形機之圓筒溫度為200℃、模具溫度為60℃。將藉本實施例所得之一體化成形品顯示於第12圖。將所得之一體化成形品的特性顯示於表7。
(實施例30)
除了從實施例17之纖維強化樹脂片切成長度180mm、寬度70mm之長方形、將其作為第1構件之外，也與實施例30同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表7。
(比較例18)
使用2片參考例2之成形基材而製作預成形品。除了將該預成形品配置於已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內、一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘之外，也利用與實施例20同樣之方法而成形，獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。以後之順序係與實施例29同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表7。
(比較例19)
使用2片參考例3之成形基材而製作預成形品。將該預成形品配置於已保持於280℃之熱盤加熱模具預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘。接著，將從預熱裝置所取出的預成形品配置於已預熱至150℃之模具孔腔內，關閉模具，於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘後，開啟模具而獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。以後之順序係與實施例29同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表7。
(比較例20)
除了使用2片參考例1之成形基材而製作預成形品之外，也利用與實施例29同樣之方法而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表8。
(實施例31)
使用1片實施例13之纖維強化樹脂片、與1片參考例2之成形基材而製作預成形品。除了將該預成形品配置於 已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內、一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘之外，也利用與實施例20同樣之方法而成形，獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。從所得之板狀成形物切成長度250mm、寬度160mm之長方形，將其作為第1構件。另一方面，作為第2構件係將參考例14之成形基材配置於已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘。接著，以樹脂片A側成為上面的方式來將第1構件配置於已預熱至120℃之加壓成形用模具內，於其上，重疊配置已預熱結束的成形基材後關閉模具，於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘，獲得藉加壓成形而接合第2構件的一體化成形品。將藉本實施例所得之預成形品顯示於第13圖。將所得之一體化成形品的特性顯示於表8。
(實施例32)
除了從實施例17之纖維強化樹脂片切成長度250mm、寬度160mm之長方形而將其作為第1構件之外，也與實施例31同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表8。
(比較例21)
使用2片參考例2之成形基材而製作預成形品。除了將該預成形品配置於已保持於230℃之熱盤加熱模具預熱裝置內、一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘之外，也利用與實施例20同樣之方法而成形，獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。以後之順序係 與實施例31同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表8。
(比較例22)
使用2片參考例3之成形基材而製作預成形品。將該預成形品配置於已保持於280℃之熱盤加熱模具預熱裝置內，一面賦予0.1MPa之壓力一面預熱1分鐘。接著，將從預熱裝置所取出的預成形品配置於已預熱至150℃之模具孔腔內，關閉模具，於賦予15MPa之壓力的狀態下保持120秒鐘後，開啟模具而獲得長度300mm、寬度300mm、厚度1.1mm之板狀成形物。以後之順序係與實施例31同樣地進行而獲得一體化成形品。將所得之一體化成形品的特性顯示於表8。
於實施例1至8中，無論任一例皆能獲得在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm1為適當範圍且使各種樹脂片浸滲入單面內之纖維強化樹脂片。還有，從該纖維強化樹脂片所得之一體化成形品係藉由在強化纖維所露出的強化纖維而能獲得具有足夠的接合強度且實用上無問題之一體化成形品。此係由於促進不同樹脂在強化纖維不織布中之空隙部的複雜浸滲，使得在界面層之最大高度Ry、平均粗糙度Rz成長直到足夠的尺寸而形成理想的界面層之外，由於強化纖維之面外角度θz也處於適合之形態，因而與第2構件中之熱塑性樹脂形成良好之界面層。尤其，於實施例1、2、7、8中，由於作為被接著物之第2構件的熱塑性樹脂與強化纖維片之熱塑性樹脂的使用溫度係在重複的適當範圍內實施一體化成形，因而能使得在界面層之最大高度Ry、平均 粗糙度Rz成長直到更佳的尺寸，顯現出更優異的接合強度。在實施例9，由於強化纖維係以束狀存在，又，在實施例10，由於在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm1多，與實施例2作一比較，歸因於構成第2構件的熱塑性樹脂對該強化纖維之浸滲量較少，因而在與被接著物之接合面的最大高度(Ry)及平均粗糙度(Rz)顯示較低的值，接合強度並非低的值，作為一體化成形品能維持形狀。
另一方面，在實施例3至6，由於構成第1構件與第2構件之熱塑性樹脂的使用溫度具有差距，使界面層之凹凸量變小，因所露出的強化纖維不織布之補強效果，一體化成形品之接合強度成為經得起實用者。
但是，在比較例1，由於強化纖維係於束狀且連續之狀態下存在，使構成第2構件之熱塑性樹脂不會充分浸滲，接合強度為不足。又，在比較例3，雖然使用強化纖維不織布，但由於該強化纖維不會露出而無藉接合部分之強化纖維所導致的固定構造，一體化成形品之接合強度為不足。
在實施例11至19，由於任一例皆使用強化纖維的體積比例Vfm低的不織布，可發揮作為浸滲介質之功能，且無未浸滲，或是僅含有微少的未浸滲，可獲得纖維強化樹脂片。又，不織布中之空隙部促進不同樹脂的複雜浸滲，使得在界面層之最大高度Ry、平均粗糙度Rz成長直到足夠的尺寸。其中，使用強化纖維不織布K、G、H的實施例12、13、14中，已形成極為理想的界面 層，還有，強化纖維之面外角度θz也處於適合之形態。另一方面，在比較例3至7，由於在所用之不織布中的強化纖維之體積比例Vfm在任一例皆高，無法使熱塑性樹脂充分浸滲而成為含有大量的未浸滲之結果。於比較例4、6，將壓力設定成較通常為高而嘗試浸滲，不但沒有解決未浸滲，而且強化纖維之定向發生紊亂。其中，唯一不織布形態為比較例7，由於絲束尺寸為大，無法滿足地減低在不織布中之強化纖維的體積比例Vfm，於是絲束內殘留未浸滲。還有，在比較例3至7，由於浸滲為不足，還未達到形成界面層，任一例皆無法量測。又，於比較例8，由於浸滲溫度低於TB1，熱塑性樹脂(B)未充分熔融，無法以充分之尺寸形成在界面層之最大高度Ry、平均粗糙度Rz。
實施例20至28也在成形物中形成根據上述實施例11至19之纖維強化樹脂片的界面層。歸因於此，在成為不同樹脂界面接合狀態指標之剪切強度τ1，顯示不遜色於藉比較例15之單一樹脂所得之成形物的剪切強度τ1的特性。又，能確認表現強度之偏異(CV1)亦小，在信賴性也優異的性能。可知由於使用實施例15之實施例24係在界面層之強化纖維的補強效率較其他為差，雖然在剪切強度τ1稍微變差，儘管如此，仍可獲得接近基質樹脂之剪切強度之值，不會有因不同樹脂界面之剝離所造成的破壞。在實施例26、27，雖應用接著性低的PPS樹脂，但任一例皆發現高的剪切強度，顯示界面之固定構造的有效性。在實施例18，獲得藉熱塑性樹脂單體之內核 與參考例2之成形基材所構成的三明治構造物，於此，也於由不同樹脂所構成的內核與表層之間，確認源自纖維強化樹脂片之界面層能牢固地形成。
比較例9至15，於由不同樹脂所構成的成形基材之間未插入纖維強化樹脂片，任一例皆未能在界面層形成充分之固定構造。因此，剪切強度τ1為低，與比較製造例16作一比較，成為一半以下之值。雖然比較例12達成最大高度Ry，但平均粗糙度Rz為不足，結果，由於剪切強度τ1之表現具有不均，平均值也偏低。於比較例17，作為纖維強化樹脂片，由於插入在界面層之最大高度Ry、平均粗糙度Rz之尺寸為不足的比較例8，在成形物也反映此現象，未能形成固定構造。因此，成為剪切強度τ1也低的結果。
實施例29、30係由於因纖維強化樹脂片所賦予的被接著面而能容易地製作藉嵌件內射出成形所得之一體化成形品。又，在第1構件，由於具有由相同於射出成形材料之樹脂所構成的被接著面，因而接合部之接著性也等同於實施例1，即使於破壞時，第1構件中之界面層也不會剝離。在比較例18、19，由於第1構件並未形成被接著面，無法與第2構件完全接合，於試驗片之切割時發生剝離。
實施例31、32也與上述相同，能容易製作藉沖壓成形所得之一體化成形品，接合部之強度也足夠。雖然比較例21、22勉強可獲得一體化成形品，但以些微的載重，接合部即剝離，終究未達經得起實用之水準。
[產業上之可利用性]
若根據本發明之纖維強化樹脂片或由使用其而成之一體化成形品，對於所適用的熱塑性樹脂之組合，並無特別之限制，能容易獲得不同樹脂的混合物。因此，能適合使用於汽車內外裝飾、電器/電子機器殼體、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝飾材、運輸用箱體等之廣泛的用途。
【符號説明】
1、4、8、21、28、29、30、51‧‧‧纖維強化樹脂片
2、5、9、10、11、12、13、14、15、16‧‧‧強化纖維(單纖維)
3‧‧‧由在纖維強化樹脂片浸滲熱塑性樹脂(A)而成之層
6‧‧‧由在纖維強化樹脂片浸滲熱塑性樹脂(B)而成之層
7‧‧‧由在纖維強化樹脂片浸滲熱塑性樹脂(A)而成之層
17‧‧‧二次元接觸角、二次元定向角
18、22、23‧‧‧成形物
19、24、25‧‧‧以熱塑性樹脂(A)作為基質之分層
20、26、27‧‧‧以熱塑性樹脂(B)作為基質之分層
31‧‧‧熱塑性樹脂(A)
32‧‧‧熱塑性樹脂(B)
33‧‧‧纖維強化樹脂片之界面層
34‧‧‧在界面層之最大凹陷的凹部
35‧‧‧在界面層之最大突起的凸部
36‧‧‧在界面層之最小凹陷的凹部
37‧‧‧在界面層之最小突起的凸部
38‧‧‧提供剪切強度τ1評估之試驗片
40‧‧‧提供剪切強度τ2評估之試驗片
39、41‧‧‧缺口
42、45‧‧‧一體化成形品
43、46‧‧‧第1構件
44、47‧‧‧第2構件
48、52、56‧‧‧預成形品
49、57‧‧‧積層單元(X)
50、54、58‧‧‧積層單元(Y)
dmax‧‧‧在凹陷最大的凹部34與突起最大的凸部35之Z方向的落差
dmin‧‧‧在凹陷最小的凹部36與突起最小的凸部37之Z方向的落差
h1/2‧‧‧厚度中間深度
I‧‧‧長度
w‧‧‧寬度
θx‧‧‧使纖維強化樹脂片之面方向X與纖 維主軸α所成之角度
θz‧‧‧強化纖維之面外角度
30‧‧‧纖維強化樹脂片
31‧‧‧熱塑性樹脂(A)
32‧‧‧熱塑性樹脂(B)
33‧‧‧纖維強化樹脂片之界面層
34‧‧‧在界面層之最大凹陷的凹部
35‧‧‧在界面層之最大突起的凸部
36‧‧‧在界面層之最小凹陷的凹部
37‧‧‧在界面層之最小突起的凸部
dmax‧‧‧在凹陷最大的凹部34與突起最大的凸部35之Z方向的落差
dmin‧‧‧在凹陷最小的凹部36與突起最小的凸部37之Z方向的落差

Claims (15)

  1. 一種纖維強化樹脂片，其係在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側，由浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片，符合下列之(I)或(II)中任一條件：(I)在該不織布厚度方向之另一側，具有構成不織布之強化纖維所露出的區域；(II)在該不織布厚度方向之另一側，已浸滲熱塑性樹脂(B)，該不織布係強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下，在該片中，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
  2. 如請求項1之纖維強化樹脂片，其中在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片係符合該條件(I)。
  3. 如請求項2之纖維強化樹脂片，其中在強化纖維所露出的區域之強化纖維的體積比例Vfm為20體積%以下。
  4. 如請求項1之纖維強化樹脂片，其中在由強化纖維所構成的不織布厚度方向之一側浸滲熱塑性樹脂(A)而成之纖維強化樹脂片係符合該條件(II)。
  5. 如請求項4之纖維強化樹脂片，其中熱塑性樹脂(A)之使用區域與熱塑性樹脂(B)之使用區域係具有至少5℃以上之溫度範圍的重複。
  6. 如請求項1至5中任一項之纖維強化樹脂片，其中該不織布係由使不連續性強化纖維分散成約略單絲狀而成。
  7. 如請求項1至6中任一項之纖維強化樹脂片，其中在該片中之強化纖維的面外角度θz為5°以上。
  8. 如請求項1至7中任一項之纖維強化樹脂片，其構成該不織布之強化纖維為碳纖維。
  9. 一種一體化成形品，其係在利用如請求項2或3之纖維強化樹脂片所構成的第1構件，藉由熱塑性樹脂(B)浸滲入該纖維強化樹脂片之強化纖維所露出的區域來接合利用熱塑性樹脂(B)所構成的其他成形物之第2構件而成。
  10. 一種一體化成形品，其係由接合如請求項4或5之纖維強化樹脂片、或由含有其而成之成形物的第1構件與其他成形物的第2構件而成。
  11. 如請求項9或10之一體化成形品，其中熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
  12. 一種一體化成形品，其係在由強化纖維所構成的不織布中浸滲熱塑性樹脂(A)及熱塑性樹脂(B)，熱塑性樹脂(A)與熱塑性樹脂(B)係由具有最大高度Ry 50μm以上、平均粗糙度Rz 30μm以上之凹凸形狀而形成界面層所構成。
  13. 一種一體化成形品之製造方法，其係製造如請求項9至11中任一項之一體化成形品之方法，該第2構件係藉射出成形所得之成形物，藉由嵌件內射出成形或嵌件外射出成形第2構件而接合至第1構件。
  14. 一種一體化成形品之製造方法，其係製造如請求項9至11中任一項之一體化成形品之方法，該第2構件係經加壓成形所得之成形物，藉由加壓成形第2構件而接合至第1構件。
  15. 如請求項9至12中任一項之一體化成形品，其可作為汽車內外裝飾、電器/電子機器殼體、自行車、運動用品用構造材、飛機內裝飾材、運輸用箱體使用。
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