WO2023153256A1 - 一体化成形体 - Google Patents

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WO2023153256A1
WO2023153256A1 PCT/JP2023/002838 JP2023002838W WO2023153256A1 WO 2023153256 A1 WO2023153256 A1 WO 2023153256A1 JP 2023002838 W JP2023002838 W JP 2023002838W WO 2023153256 A1 WO2023153256 A1 WO 2023153256A1
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WO
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laminate
resin
fibers
molded body
fiber
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PCT/JP2023/002838
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English (en)
French (fr)
Inventor
塩崎佳祐
中山裕之
Original Assignee
東レ株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/14—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a face layer formed of separate pieces of material which are juxtaposed side-by-side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer

Definitions

  • the present invention relates to an integrated molded body suitable for applications that require light weight, high strength, high rigidity, and thinness, such as parts and housings of personal computers, OA equipment, mobile phones, and the like.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a recessed portion having a sharp outline is formed by forming a slit on the design surface side of a sandwich structure having a core material and compressing the core material.
  • Patent Document 2 discloses a structure in which through-holes are provided in a planar molded body to impart designability as a punched pattern.
  • JP 2019-098634 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-253938
  • Patent Documents 1 and 2 in processing slits or through holes in a laminate constituting a sandwich structure or a planar molded body, when providing a plurality of slits or through holes, the laminate during processing In order to prevent burrs and fibers from falling out of the base material used in the manufacturing process, there was a problem that the slits or through-holes had to be provided at a certain distance.
  • the purpose of the present invention is to provide an integrally molded product with a high degree of designability by providing a shape with a higher degree of design freedom than such conventional technology.
  • the integrally molded body according to the present invention employs the following configuration. i.e. (1) An integrally molded body obtained by integrating a laminate including a prepreg having continuous fibers and a resin as a layer and a resin member, In the laminate, one surface in the thickness direction is the design surface side, and the surface opposite to the design surface side is the non-design surface side, The laminate has a through hole penetrating in the thickness direction, The resin member has a portion including a surface exposed from the through hole facing the design surface side surface layer of the laminate, and an overlap portion with the laminate that is joined to the non-design surface side surface layer of the laminate. An integrated molded body.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an integrally molded body 10 according to one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the integrally molded body 10 viewed along line AA' in FIG. 1
  • Schematic cross-sectional view in the thickness direction of the integrated molded body 10 seen along line AA' in FIG. is.
  • Integrated molded body 10 viewed along line AA' in FIG. 1 when resin member 40 is curved from the minimum thickness portion to the maximum thickness portion at overlapping portion 60. is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the .
  • 2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the integrally molded body 10 seen along line AA' in FIG. be.
  • FIG. B-B in FIG. 1 Schematic cross-sectional view in the thickness direction of the integrally molded body 10 seen along the line AA' in FIG. is. B-B in FIG. 1 when two types of frame members are arranged around the outer periphery of the laminate 20, and one of the frame members has a shape that is continuous with the resin member 40 in a partial direction in the in-plane direction.
  • ' is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the integrally molded body 10 viewed along line '.
  • 1 is a schematic perspective view of an integrally molded body 10 having through holes 30 in the plane of a laminate 20 according to the present invention; FIG.
  • the integrated molded body according to the present invention is formed by integrating a laminate and a resin member, and the laminate includes a prepreg containing continuous fibers and a resin as a layer, for example A laminate of prepregs may be mentioned.
  • a structure in which a core layer such as a foam molded article or a porous base material is sandwiched between prepregs as described later is also preferably used.
  • One side of the laminate in the thickness direction is the design side.
  • the surface of the laminate itself may be the design surface, or as described later, another substrate may be provided on the surface of the laminate to form the design surface.
  • the opposite side of the laminate in the thickness direction to the design surface side is the non-design surface, and the laminate has through holes penetrating to the non-design surface in the thickness direction as shown in FIG.
  • the resin member is a member that is integrated with the laminate, and an integrated example has an appearance from the design surface side as shown in FIG. 2 to 7, the resin member exists in the wall surface of the through hole in the laminate, and the part including the surface exposed from the design surface side surface layer of the laminate and the non-design surface side of the laminate It has an overlap portion that joins with the surface layer. A portion existing between the exposed surface and the overlapping portion is preferably bonded to the wall surface of the through hole.
  • the resin member contains a resin or a resin composition, may consist of only a resin or a resin composition, or may contain fibers, particles, or the like according to needs.
  • the integrally molded body 10 according to the present invention is an integrated structure, such as a structure in which a core layer 22 is provided as an inner layer as shown in FIG. It may be determined according to the application of the shape 10 and the required performance.
  • a plurality of through-holes 30 may be arranged in the plane of the laminate 20, and the advantages of the present invention can be favorably utilized.
  • the shape of the through hole 30 is not particularly limited, and may be determined according to the required design, application, and required shape, such as a circle, a polygon such as a triangle or a square, or an arc shape.
  • the corners of the through hole 30 when the integrally molded body is viewed from above are preferably rounded from the viewpoint of joining with the resin member, and the size of R is preferably 0.2 mm or more and 30 mm or less. From the viewpoint of processing productivity, it is more preferably 0.3 mm or more and 10 mm or less, and still more preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • each through-hole 30 preferably has a cross-sectional area of 1 to 1000 mm 2 , more preferably 100 to 900 mm 2 , and still more preferably 200 to 200 mm 2 . 800 mm2 .
  • the minimum width of the through hole 30 is not specified in any direction, and from the viewpoint of moldability with injection resin, it is preferably 1 mm or more, more preferably 5 to 100 mm, further preferably 10 mm to 50 mm.
  • the wall surface of the through hole in the laminate has a notch.
  • 5 and 6 show an example of an integrally molded body having a notch on the wall surface of the through hole.
  • the wall surface of the through hole 30 of the laminate 20 may have a notch 70 .
  • the through hole 30 has a notch 70 on the wall surface on the design surface side
  • the laminate 20 is sandwiched between the resin members 40, which makes it possible to improve the bonding strength.
  • the notch 70 is provided on the non-design side wall surface of the through hole 30 as shown in FIG. 6, the fluidity of the resin can be improved without increasing the height of the resin in the overlapping portion.
  • the surface of the portion including the exposed surface has an uneven portion. If the concave-convex portion 50 is provided in the thickness direction of the laminate 20 at a portion including the exposed surface on the design surface side of the resin member 40, it is possible to impart a high design property to the integrally molded product.
  • the uneven portion is provided with a design different from that of the surrounding portion, and that the uneven portion forms a character or a pattern.
  • the uneven portion forms a logo.
  • the maximum depth of the concave portion of the uneven portion is 0.1 mm or more and 10 mm or less from the design side surface.
  • the depth of the recesses of the irregularities is more preferably 0.2 mm or more and 3 mm or less from the viewpoint of the strength of the irregularities, and further preferably 0.3 mm or more and 1.5 mm or less from the viewpoint of design.
  • the depth of the deepest recess is taken as the depth of the recess.
  • the resin member 40 has a portion including an exposed surface from the design surface side of the laminate 20 and an overlap portion that is a joint portion with the non-design surface side surface of the laminate 20. . Moreover, as shown in FIG. 7, it is good also as a structure integrated with the frame material. In the embodiment shown in FIG. 7, the overlapping portion of the resin member 40 and the frame material are integrated at a part of the non-design surface (the portion shown on the left side in the drawing).
  • Continuous fibers refer to those in which the reinforcing fibers contained in the integrally molded body are arranged substantially continuously over the entire length or width of the integrally molded body.
  • discontinuous fibers refer to those in which reinforcing fibers are divided and arranged.
  • unidirectional fiber reinforced resin impregnated with resin in unidirectional fiber reinforced resin corresponds to continuous fiber
  • reinforcing fiber used for injection molding Contained pellet materials and the like correspond to discontinuous fibers
  • continuous fibers mean reinforcing fibers that are continuous over a length of at least 100 mm or more.
  • the continuous fibers are preferably continuous in at least one direction over a length of 100 mm or more.
  • carbon fibers are preferably used as the continuous fibers that make up the prepreg, and are hereinafter referred to as continuous carbon fibers.
  • continuous carbon fiber carbon fibers such as polyacrylonitrile (PAN) carbon fiber, rayon carbon fiber, lignin carbon fiber, pitch carbon fiber (graphite fiber including) is preferably used.
  • PAN polyacrylonitrile
  • rayon carbon fiber rayon carbon fiber
  • lignin carbon fiber lignin carbon fiber
  • pitch carbon fiber graphite fiber including
  • the continuous carbon fiber those having a tensile modulus of elasticity of preferably 200 to 1000 GPa from the viewpoint of the rigidity of the laminate 20, and more preferably 280 to 900 GPa from the viewpoint of handleability of the prepreg can be used. If the tensile modulus of the carbon fiber is less than 200 GPa, the rigidity of the sandwich structure may be inferior. becomes difficult. When the tensile modulus of the carbon fiber is within the above range, it is preferable in terms of further improving the rigidity of the sandwich structure and improving the manufacturability of the carbon fiber.
  • the tensile modulus of carbon fiber can be measured by a strand tensile test described in JIS R7301-1986.
  • the density of carbon fibers used for continuous carbon fibers is 1.6 g/cm 3 or more and 2.0 g/cm 3 or less in the case of polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fibers, and 1.8 g/cm 3 from the viewpoint of improving rigidity.
  • PAN polyacrylonitrile
  • the resin used for the prepreg is not particularly limited, and thermoplastic resins or thermosetting resins can be used.
  • a thermoplastic resin for example, the same type of resin as the thermoplastic resin used in the core layer 22, which will be described later, can be used.
  • Thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, phenol (resol type) resins, urea-melamine resins, polyimide resins, maleimide resins, and benzoxazine resins are preferably used as thermosetting resins. be able to. These may apply resin etc. which blended 2 or more types.
  • epoxy resins are particularly preferable from the viewpoint of mechanical properties of molded articles and heat resistance.
  • the epoxy resin is preferably contained as a main component of the resin used in order to exhibit its excellent mechanical properties, and specifically, it is preferably contained in an amount of 30% by mass or more based on the resin composition.
  • the fiber mass fiber content of the continuous carbon fibers contained in the prepreg is preferably 30 to 70% by mass from the viewpoint of the moldability and buckling characteristics of the laminate 20. If it is less than 30% by mass, it may be difficult to develop the buckling strength of the laminate 20 . If it exceeds 70% by mass, the resin may become insufficient, which may impair the design after molding. More preferably 62 to 68% by mass.
  • the thickness of each prepreg is preferably 0.05 to 1.00 mm. More preferably, it is 0.05 to 0.20 mm from the viewpoint of freedom of design. If the thickness of each prepreg is less than 0.05 mm, it may become difficult to handle during manufacturing and lamination.
  • two or more types of prepregs with different reinforcing fibers or resins may be used for lamination, and the configuration can be determined in consideration of the required properties, material availability, and cost. preferable.
  • the thickness of the laminate 20 is preferably 0.2 mm or more and 3.0 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less from the viewpoint of thinning and rigidity of the final product.
  • the laminate 20 may have a thickness difference within the plane.
  • the integrally molded body can be formed while suppressing a reduction in rigidity due to thinning. can be obtained.
  • the core layer 22 is preferably a foam molded product or a porous substrate. It is preferable that the foam molded article is made of a foam resin, and the porous substrate is a substrate made of discontinuous fibers and a thermoplastic resin.
  • thermosetting resin and thermoplastic resin can be used.
  • polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polyetherimide resin or polymethacrylimide resin is preferable.
  • a resin having an apparent density lower than that of the prepreg in order to ensure lightness and polyurethane resin, acrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyetherimide resin, or polymethacrylimide resin is particularly preferable.
  • the exemplified resin species may contain an impact resistance improver such as an elastomer or rubber component, other fillers and additives within a range not impairing the object of the present invention. Examples of these include inorganic fillers, flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, and heat stabilizers. , release agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, blowing agents, foam control agents, or coupling agents.
  • a porous substrate When a porous substrate is used for the core layer 22, it is preferable to use a precursor made of discontinuous fibers and a thermoplastic resin that is expanded in the thickness direction by springback due to heating to form voids.
  • the pressure is released to release the residual stress of the discontinuous fibers.
  • Desired gaps can be formed in the core layer 22 by expanding the core layer 22 due to a restoring force that tends to return to its original state, that is, so-called springback.
  • the porosity can be kept low by suppressing the restoration action in a part of the region by means of a constant pressurizing means or the like.
  • the discontinuous fibers used in the core layer 22 include metal fibers such as aluminum fibers, brass fibers, and stainless steel fibers, glass fibers, polyacrylonitrile-based, rayon-based, lignin-based, and pitch-based carbon fibers and graphite fibers, and aromatic polyamides.
  • Fiber, organic fiber such as polyaramid fiber, PBO fiber, polyphenylene sulfide fiber, polyester fiber, acrylic fiber, nylon fiber, polyethylene fiber, silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, etc. is used. These are used alone or in combination of two or more. These fiber materials may be surface-treated.
  • Examples of the surface treatment include metal adhesion treatment, treatment with a coupling agent, treatment with a sizing agent, and adhesion treatment with additives.
  • carbon fibers including graphite fibers
  • PAN polyacrylonitrile
  • rayon-based carbon fibers rayon-based carbon fibers
  • lignin-based carbon fibers lignin-based carbon fibers
  • pitch-based carbon fibers are preferably used from the viewpoint of light weight and rigidity.
  • PAN polyacrylonitrile
  • PAN polyacrylonitrile
  • the discontinuous fibers constituting the core layer 22 have a fiber mass content of 5 to 75% by mass, and the thermoplastic resin have a mass content of 25 to 95% by mass.
  • the compounding ratio of the discontinuous fibers and the thermoplastic resin is one factor that specifies the porosity.
  • the resin component contained in the core layer 22 is removed and the mass of only the remaining discontinuous fibers is measured.
  • methods for removing the resin component contained in the core layer 22 include a dissolution method and a burning-off method.
  • the blending ratio in the core layer 22 is more preferably 7 to 70% by mass of discontinuous fibers and 30 to 93% by mass of thermoplastic resin, more preferably 20 to 50% by mass of discontinuous fibers and heat. 50 to 80% by weight of plastic resin, particularly preferably 25 to 40% by weight of discontinuous fibers and 30 to 75% by weight of thermoplastic resin. If the content of the discontinuous fibers is less than 5% by mass and the content of the thermoplastic resin is more than 95% by mass, the springback becomes difficult to occur, and the porosity cannot be increased. As a result, the bonding strength between the laminate 20 and the resin member 40 may also decrease. On the other hand, when the discontinuous fibers are more than 75% by mass and the thermoplastic resin is less than 25% by mass, the specific rigidity of the laminate 20 may decrease.
  • the number average fiber length of the discontinuous fibers forming the core layer 22 is preferably 0.5 to 50 mm.
  • the number average fiber length is more preferably 0.8 to 40 mm, still more preferably 1.5 to 20 mm, particularly preferably 3 to 10 mm. If the number average fiber length is shorter than 0.5 mm, it may be difficult to form voids of a certain size or larger.
  • the number-average fiber length is longer than 50 mm, it becomes difficult to randomly disperse the fibers from the fiber bundle when manufacturing the core layer 22, and the core layer 22 may not be able to generate sufficient springback. As a result, the bonding strength between the laminate 20 and the resin member 40 is lowered.
  • discontinuous fibers are directly extracted from a discontinuous fiber group and measured by microscopic observation. If the resin adheres to the discontinuous fiber group, the resin is dissolved from the discontinuous fiber group using a solvent that dissolves only the resin adhering to it, and the remaining discontinuous fiber is filtered out and measured by microscopic observation. method (dissolution method), or if there is no solvent to dissolve the resin, only the resin is burned off in a temperature range where the discontinuous fibers do not lose weight due to oxidation, and the discontinuous fibers are separated and measured by microscopic observation (burning off law), etc.
  • discontinuous fibers are randomly selected from the group of discontinuous fibers, and their lengths are measured to the nearest 1 ⁇ m with an optical microscope to determine the fiber length and its ratio.
  • the results obtained can be improved by appropriately selecting the conditions. No special difference is produced.
  • the dissolution method is preferred because the change in the mass of the discontinuous fibers is small.
  • discontinuous fibers For the formation of the core layer 22, it is preferable to use discontinuous fibers as a mat, and such a discontinuous fiber mat is produced, for example, by previously dispersing the discontinuous fibers in the form of fiber bundles and/or monofilaments.
  • Specific examples of the method for producing a discontinuous fiber mat include an airlaid method in which discontinuous fibers are dispersed and formed into a sheet by an air flow, and a carding method in which discontinuous fibers are formed while being mechanically combed and formed into a sheet. and a wet process by the Radrite method in which discontinuous fibers are agitated in water to make paper.
  • the discontinuous fiber mat is preferably produced by a wet method.
  • the mat composed of discontinuous fibers may be composed of single discontinuous fibers, or the discontinuous fibers may be mixed with a matrix resin component in the form of powder or fibers, or the discontinuous fibers may be mixed with an organic compound or an inorganic compound. Mixed or discontinuous reinforcing fibers may be sealed with a resin component.
  • thermoplastic resin used for the core layer 22 is not particularly limited, and any of the thermoplastic resins exemplified below can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PTT polytrimethylene terephthalate
  • PEN resin polyethylene naphthalate
  • polyester resin such as liquid crystal polyester resin
  • PE resin polyethylene
  • PP resin polypropylene
  • polyolefin resin such as polybutylene resin
  • polyarylene sulfide resin such as polyoxymethylene (POM) resin
  • PA polyamide
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PK polyketone
  • PEK polyether ketone
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEKK polyether ketone ketone
  • PEN polyether nitrile
  • fluorine resin such as polytetrafluoroethylene resin
  • crystalline resin such as liquid crystal
  • a plastic resin is mentioned.
  • polyolefin resin is preferable from the viewpoint of lightness of the laminate 20 to be obtained, and polyamide resin is preferable from the viewpoint of strength.
  • using a resin having a linear branch structure improves the rigidity of the porous base material.
  • amorphous resins such as polycarbonate resins, styrene resins, and modified polyphenylene ether resins are preferable from the viewpoint of surface appearance
  • polyarylene sulfide resins are preferable from the viewpoint of heat resistance
  • polystyrene resins are preferable from the viewpoint of continuous use temperature.
  • Ether ether ketone resins are preferably used.
  • the exemplified thermoplastic resins may contain impact resistance improvers such as elastomers or rubber components, other fillers and additives within the range that does not impair the purpose of the present invention.
  • impact resistance improvers such as elastomers or rubber components
  • these include inorganic fillers, flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, and heat stabilizers.
  • a precursor made of discontinuous fibers and a thermoplastic resin is shaped into a three-dimensional shape such as a wavy shape without springback as described above.
  • the amount of discontinuous fibers and the amount of thermoplastic resin can be reduced, making it possible to achieve further weight reduction.
  • the laminate 20 is formed by laminating at least two layers of prepreg made of continuous fibers and thermoplastic resin or thermosetting resin, and the total thickness is preferably 0.3 mm or more and 2.0 mm or less. Note that the total thickness indicates the thickness of the thickest portion of the laminate 20 . If the thickness is less than 0.3 mm, the integral molded body 10 may lack rigidity. If the thickness is more than 2.0 mm, there is a possibility that the lightness will be impaired. More preferably, it is 0.7 mm or more and 1.5 mm or less from the viewpoint of rigidity and lightness.
  • the stepped portion preferably has an inclined surface of 10° to 90° with respect to the in-plane direction of the first flat portion provided in the laminate 20 .
  • a continuous fiber woven fabric base material may be arranged further outside at least one of the outermost layers of the laminate 20 as a design surface.
  • a product with a high design property can be obtained.
  • the number of prepreg layers constituting the laminate 20, the type of carbon fiber, and the type of resin are appropriately combined according to the properties and cost required for the integrally molded body 10.
  • the continuous fiber woven fabric base material will be described.
  • the continuous fiber woven fabric base material is a base material in which continuous fiber bundles are used as warp and weft yarns, and two sets of yarns are crossed at right angles using a loom.
  • Fibers used for continuous fiber fabric substrates include metal fibers such as aluminum fibers, brass fibers, and stainless steel fibers, glass fibers, polyacrylonitrile-based, rayon-based, lignin-based, pitch-based carbon fibers and graphite fibers, and aromatic polyamides.
  • Fiber, organic fiber such as polyaramid fiber, PBO fiber, polyphenylene sulfide fiber, polyester fiber, acrylic fiber, nylon fiber, polyethylene fiber, silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, etc. There is These are used alone or in combination of two or more.
  • These fiber materials may be surface-treated. Examples of the surface treatment include metal adhesion treatment, treatment with a coupling agent, treatment with a sizing agent, and adhesion treatment with additives.
  • polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fiber rayon-based carbon fiber, lignin-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, etc.
  • PAN polyacrylonitrile
  • rayon-based carbon fiber rayon-based carbon fiber
  • lignin-based carbon fiber lignin-based carbon fiber
  • pitch-based carbon fiber etc.
  • carbon fibers including graphite fibers
  • PAN-based carbon fibers are desirable because of their excellent workability.
  • the continuous fibers are at least one fabric selected from plain weave, twill weave, satin weave and satin weave. Since the continuous fiber fabric base material has a characteristic fiber pattern, the characteristic fiber pattern can be emphasized. The shape pattern of the woven fabric can be made conspicuous, and a novel surface pattern can be developed.
  • the continuous fiber bundle used for such a base material is preferably 1K to 24K, and more preferably 1K to 6K from the viewpoint of the stability of the fiber pattern during processing. Generally, 1000 continuous fiber bundles are called 1K, 3000 continuous fiber bundles are called 3K, and 12000 continuous fiber bundles are called 12K.
  • a sheet molding compound made of a bundle-like aggregate of discontinuous reinforcing fibers and a resin on the outer side of at least one of the outermost layers of the laminate 20, and a marble-like appearance pattern is used.
  • SMC sheet molding compound
  • thermoplastic A resin layer can be provided and functions as an adhesive.
  • thermoplastic resin substrates acrylic, epoxy, styrene, nylon, and ester adhesives, thermoplastic resin films, non-woven fabrics, etc. can be used. Also, if the material is the same as that of the resin member 40, it is possible to increase the bonding strength.
  • the resin provided in the prepreg 21 or the outermost layer of the core layer 22 is not particularly limited as long as it is compatible with the adhesive agent used for the thermoplastic resin base material, even if it is not the same resin. It is preferable to select the optimum one depending on the type of resin that constitutes it.
  • the laminate 20 using the porous substrate has a thick region 25 of the porous substrate, as schematically shown in FIG. It is preferable that the porosity of the thin region 24, which is the bonding region with the resin member 40, is lower than the porosity.
  • the resin used for the resin member 40 is not particularly limited, and the aforementioned thermoplastic resin or thermosetting resin can be used.
  • a thermoplastic resin is preferable, and by forming a joint structure in which the thermoplastic resin of the resin member 40 and the thermoplastic resin base material are melt-fixed, a higher joint strength can be realized as the integrally molded body 10.
  • the melt-fixed joint structure is a joint structure in which mutual members are melted by heat and fixed by cooling.
  • PPS resin is preferred from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance
  • polycarbonate resin and styrene resin are preferred from the viewpoint of molded product appearance and dimensional stability
  • polyamide resin is preferred from the viewpoint of molded product strength and impact resistance. It is used more preferably.
  • the resin that constitutes the resin member 40 may contain other fillers and additives depending on the required characteristics, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • inorganic fillers non-phosphorus flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, heat stabilizers.
  • release agents antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, foam control agents, coupling agents and the like.
  • a resin containing reinforcing fibers in order to reduce the weight of the integrally molded body 10 and increase its strength and rigidity.
  • reinforcing fibers include metal fibers such as aluminum fibers, brass fibers, and stainless steel fibers; carbon fibers and graphite fibers such as polyacrylonitrile-based, rayon-based, lignin-based, and pitch-based fibers; glass fibers; silicon carbide fibers; Inorganic fibers such as lyde fibers, and organic fibers such as aramid fibers, polyparaphenylenebenzobisoxazole (PBO) fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyester fibers, acrylic fibers, nylon fibers, and polyethylene fibers can be used.
  • PBO polyparaphenylenebenzobisoxazole
  • the fiber value of the reinforcing fiber is preferably a fiber length that does not hinder the formation of the required irregular shape, and is 0.05 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.1 mm or more and 8 mm or less, further preferably 0 .2 mm or more and 5 mm or less. These reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.
  • the frame material can be given a function as a radio wave transmitting member.
  • the thermal shrinkage rate of the resin itself can be suppressed, and deformation of the design surface due to shrinkage can be suppressed.
  • a part of the resin member is connected to the first frame member as shown in FIG. 7 and formed integrally. It is possible to
  • the resin that constitutes the resin member may contain other fillers and additives depending on the required properties and within a range that does not impair the purpose of the present invention.
  • fillers and additives similar to those contained in the resin member 40 may be used.
  • one or more frame members disposed on the outer peripheral portion of the laminate 20 and the resin member 40 are integrated.
  • a material used for the frame member it is preferable to use metal or resin. When metal is used, it is possible to obtain a frame material with excellent design and high rigidity. Moreover, from the viewpoint of productivity, it is preferable to use a resin, and any material that can be used as the resin member 40 described above can be used.
  • the same types of resin, reinforcing fibers, fillers, and additives as those described above for the resin member can be used.
  • the reinforcing fibers carbon fibers and glass fibers are preferable from the viewpoint of strength.
  • the frame member can be given a function as a radio wave transmission member.
  • carbon fiber the heat shrinkage rate of the resin itself can be suppressed, and low warpage can be achieved.
  • the reinforcing fibers used in the resin member, the first frame member, and the second frame member and the fiber mass content thereof are preferably discontinuous fibers of 1 to 60 mass%.
  • the fibers within the above range it is possible to increase the bonding strength and reduce the warp of the integrally molded body 10 . If it is less than 1% by mass, it may be difficult to ensure the strength of the integrally molded body 10, and if it exceeds 60% by mass, the filling of the resin may partially become insufficient in injection molding. From the viewpoint of moldability of the resin member, it is more preferably 5 to 55% by mass, still more preferably 8 to 50% by mass, and particularly preferably 12 to 45% by mass.
  • the resin member is provided with the overlapping portion 60 in all directions in the in-plane direction.
  • the minimum thickness Tb of the overlapping portion 60 is preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.3 mm or more and 2.0 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
  • Tb 0.2 mm or more
  • Tb 2.0 mm or less
  • the amount of resin during injection molding is reduced, and deformation of the joint region of the laminate 20 due to resin temperature can be made difficult to occur.
  • the portion having the minimum thickness Tb of the overlapping portion 60 is formed at the farthest place in the in-plane direction from the wall surface of the through hole 30 of the laminate 20 . By adopting such a configuration, it becomes easier to form an integrally molded body from the viewpoint of the fluidity of the resin.
  • the in-plane length (overlap length) from the through hole wall surface is preferably 1.0 mm or more and 100 mm or less, more preferably 1.0 mm or more and 100 mm or less, from the viewpoint of the bonding strength between the laminate and the resin member. It is preferably 2.0 mm or more and 50 mm or less, more preferably 3.0 mm or more and 20 mm or less.
  • the integrally molded body of the present invention has a total thickness of the laminate and the overlap portion in the joint region between the laminate and the overlap portion. is preferably thinner than the thickness of the laminate in the non-joining region with the overlapping portion.
  • the bonding area or the resin member It is preferable that the maximum thickness 26 be thinner than the thickness 27 of the thick portion 25 in the non-bonded region.
  • the ratio Tb/Ta between the maximum thickness Ta (mm) and the minimum thickness Tb (mm) of the overlapping portion 60 is preferably greater than 0 and less than 1, more preferably greater than 0 and 0.8 or less. It is preferably greater than 0 and more preferably 0.5 or less.
  • the shape of the resin member 40 constituted by the portions corresponding to the minimum thickness Tb and the maximum thickness Ta of the overlapping portion 60 does not have to be a uniform straight line.
  • the shape of the resin member 40 may be, for example, a shape that draws an arc as shown in FIG. good.
  • the overlap portion 60 is integrated with the frame member in all or part of the in-plane direction, so that the resin member 40 and the frame can be formed by a single injection molding.
  • a structure in which a part of the material or the frame material is integrated may be formed.
  • the resin member 40 may be convex in the thickness direction of the laminate 20 from the design surface. In this case, from the viewpoint of surface smoothness, it is preferable not to have a convex shape. 1 mm to 1.0 mm.
  • the resin can be given functions by the reinforcing fibers, and the types of reinforcing fibers used for the first frame material 80 and the second frame material 90 should be different. In this way, each characteristic can be effectively utilized. For example, by using carbon fiber for the first frame member 80 and glass fiber for the second frame member 90, a design with low warpage and excellent antenna performance is possible.
  • the frame material when resin is used for the frame material, the frame material has an insertion portion that enters the laminate 20 from the viewpoint of the joint strength of the integrally molded body 10. It is preferable to This is because the presence of the fitting portion makes it possible to further increase the bonding strength between the laminate 20 and the frame member due to the anchor effect.
  • the frame material is formed by injection molding, the frame material and the plane portion or the side surface portion of the prepreg layer of the laminate 20 are joined, and the frame material is pushed from the side portion of the laminate 20 into the core layer 22 by the injection molding pressure.
  • the region in the core layer 22 has a high porosity and has a structure in which the melted frame material easily enters.
  • the bonding strength due to the above-described anchor effect can be further increased.
  • recycled materials may be used according to the required characteristics and within the scope that does not impair the purpose of the present invention.
  • the materials described above can be effectively used for automobile interiors and exteriors, electronic device housings, bicycles, structural materials for sporting goods, aircraft interior materials, transportation boxes, and the like.
  • the integrally molded product of the present invention is preferably used as an electronic equipment housing. By using it as an electronic device housing, it is possible to effectively utilize the characteristics of products such as thinness, high rigidity, and high design.
  • Epoxy resin base resin: dicyandiamide/dichlorophenylmethylurea curing type epoxy resin
  • base resin dicyandiamide/dichlorophenylmethylurea curing type epoxy resin
  • (Material composition example 3) Preparation of unidirectional prepreg
  • the PAN-based carbon fiber bundles obtained in material composition example 1 are arranged in a sheet in one direction, and two epoxy resin films prepared in material composition example 2 are attached to the carbon fiber sheet.
  • the carbon fiber bundles were impregnated with the resin by heating and pressurizing to prepare a unidirectional prepreg having a carbon fiber mass content of 70% and a thickness of 0.15 mm.
  • Chopped carbon fiber bundle Cartridge cutter is used to cut PAN-based carbon fiber (“Torayca yarn” (registered trademark) manufactured by Toray Industries, Inc., variety T700SC), and chopped carbon fiber with a fiber length of 6 mm. Got a bunch.
  • Carbon fiber mat Surfactant manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., "sodium n-dodecylbenzenesulfonate" (product name) 100 liters of a 1.5% by mass aqueous solution was stirred, A pre-whipped dispersion was made. The chopped carbon fiber bundle obtained in Material Composition Example 5 was added to this dispersion, stirred, poured into a paper machine having a papermaking surface of 400 mm in length x 400 mm in width, dehydrated by suction, and heated to 150°C. After drying for 2 hours, a carbon fiber mat was obtained. The mat obtained was in a good dispersed state.
  • Material composition example 8 Porous base material The materials obtained in material composition examples 6 and 7 are used to laminate in the order of [polypropylene resin film/carbon fiber mat/polypropylene resin film] to form a porous substrate. A substrate was obtained.
  • the PAN-based carbon fiber bundles obtained in Material Composition Example 1 were arranged in a sheet in one direction, and impregnated with an epoxy resin composition having the same composition as in Material Composition Example 2.
  • the obtained resin-impregnated reinforcing fiber bundle was transported in the fiber direction and passed through a coating die for a wire coating method installed at the tip of a TEX-30 ⁇ twin-screw extruder manufactured by Japan Steel Works, Ltd.
  • the polycarbonate resin of Material Composition Example 10 is supplied from the main hopper of a TEX-30 ⁇ twin-screw extruder, melt-kneaded, and discharged into the die in a molten state so as to cover the periphery of the resin-impregnated reinforcing fiber bundle. placed consecutively. After cooling the obtained continuous molding material, it was cut with a cutter to obtain pellet-like CF-reinforced polycarbonate resin (fiber mass content: 20% by mass) having a length of 7 mm in the fiber orientation direction.
  • polyester resin substrate Polyester resin (“Hytrel” (registered trademark) manufactured by Toray-DuPont Co., Ltd.) was used to obtain a polyester resin film having a thickness of 0.05 mm. This was used as a thermoplastic resin substrate.
  • Example 1 Using the unidirectional prepreg prepared in Material Composition Example 3 and the thermoplastic resin substrate prepared in Material Composition Example 12, each adjusted to a size of 400 mm ⁇ 400 mm square, [unidirectional prepreg 0 ° / unidirectional prepreg 90 °/Unidirectional prepreg 0°/Unidirectional prepreg 90°/Unidirectional prepreg 0°/Thermoplastic resin substrate] and laminated in the order of 3 MPa ⁇ 5 minutes in a flat plate mold heated to 150 ° C. A laminate 20 was obtained by press molding.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm ⁇ 200 mm squares, and 20 mm ⁇ 10 mm square through-holes 30 were processed.
  • This laminate 20 is set in an injection mold, and the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9 is injection molded under the conditions of 150 MPa, a cylinder temperature of 320 ° C., a mold temperature of 120 ° C., and a resin outlet ⁇ 3 mm.
  • a resin member that includes a surface exposed from the design surface side of the laminate 20 in the hole 30, a portion bonded to the wall surface of the through hole 30, and an overlapping portion bonded to the non-design surface side of the laminate 20.
  • Example 2 Using the unidirectional prepreg prepared in Material Composition Example 3, the foam molded article prepared in Material Composition Example 4, and the thermoplastic resin base material prepared in Material Composition Example 12, each was adjusted to a size of 400 mm ⁇ 400 mm square, [Unidirectional prepreg 0°/unidirectional prepreg 90°/foam molded product/unidirectional prepreg 90°/unidirectional prepreg 0°/thermoplastic resin substrate] are laminated in this order, and a flat plate mold heated to 150°C. A laminate 20 was obtained by performing press molding under the conditions of 2 MPa x 5 minutes.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, and through holes 30 having the same dimensions and shape as in Example 1 were processed.
  • This laminate 20 is set in an injection mold, and the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9 is injection molded under the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0 .30 mm, Ta: 0.40 mm, minimum overlap length: 2.0 mm), and an integrally molded body 10 was manufactured.
  • a resin member 40 Tb: 0 .30 mm, Ta: 0.40 mm, minimum overlap length: 2.0 mm
  • Example 3 Using the unidirectional prepreg prepared in Material Composition Example 3, the porous substrate prepared in Material Composition Example 8, and the thermoplastic resin substrate prepared in Material Composition Example 12, each was adjusted to a size of 400 mm ⁇ 400 mm square. , [unidirectional prepreg 0°/unidirectional prepreg 90°/porous substrate/unidirectional prepreg 90°/unidirectional prepreg 0°/thermoplastic resin substrate] in this order, and a flat plate heated to 150 ° C. Press molding was performed on the mold under conditions of 3 MPa ⁇ 5 minutes to form a laminate 20 precursor. After that, the precursor of the laminate 20 was heated at 180° C. and molded at 120° C. with a three-dimensional press die to obtain the laminate 20 .
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, and through holes 30 having the same dimensions and shape as in Example 1 were processed.
  • This laminate 20 is set in an injection mold, and the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9 is injection molded under the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0 .50 mm, Ta: 1.00 mm, minimum overlap length: 1.5 mm), and an integrally molded body 10 was manufactured.
  • a resin member 40 Tb: 0 .50 mm, Ta: 1.00 mm, minimum overlap length: 1.5 mm
  • Example 4 Using the same materials as in Example 2, each layer was adjusted to a size of 400 mm x 400 mm square, laminated in the same order as in Example 2, and press-molded under the same conditions as in Example 2 to obtain a laminate 20. .
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, and through holes 30 having the same dimensions and shape as in Example 1 were processed.
  • This laminate 20 is set in an injection mold, and the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9 is injection molded under the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0 .50 mm, Ta: 1.50 mm, minimum overlap length: 5.0 mm).
  • the same glass fiber reinforced polycarbonate resin was injected using another injection mold to form a frame member around the outer peripheral portion of the laminate 20, thereby manufacturing the integrated molded body 10.
  • FIG. As a result of carrying out the appearance evaluation, it was determined to be acceptable.
  • Example 5 Using the same materials as in Example 3, each layer was adjusted to a size of 400 mm x 400 mm square, laminated in the same order as in Example 3, press-molded and heated under the same conditions as in Example 3, and a laminate 20 was obtained. Obtained.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, and through holes 30 having the same dimensions and shape as in Example 1 were processed.
  • a second frame member is prepared in advance using the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9, the second frame member and the laminate 20 are set in an injection mold, and the CF of Material Composition Example 11 is Using a reinforced polycarbonate resin, injection molding was performed using the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0.70 mm, Ta: 0.80 mm, minimum overlap length: 8.0 mm) was formed around the through hole 30 . 0 mm) and the first frame member were integrally formed into a shape that is continuous in some orientations, and an integrally molded body 10 was manufactured. As a result of carrying out the appearance evaluation, it was determined to be acceptable.
  • Example 6 Using the same materials as in Example 3, each layer was adjusted to a size of 400 mm x 400 mm square, laminated in the same order as in Example 3, press-molded and heated under the same conditions as in Example 3, and a laminate 20 was obtained. Obtained.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, through-holes 30 having the same size and shape as in Example 1 were processed, and notches 70 were formed on the design surface side.
  • a second frame member is prepared in advance using the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9, the second frame member and the laminate 20 are set in an injection mold, and the glass of Material Composition Example 9 is Using fiber-reinforced polycarbonate, injection molding was performed using the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0.30 mm, Ta: 1.00 mm, minimum overlap length: 2.0 mm) was formed around the through hole 30 . 5 mm) and a frame material shape, and an integrally molded body 10 was manufactured. As a result of carrying out the appearance evaluation, it was determined to be acceptable.
  • Example 7 Using the same materials as in Example 3, each layer was adjusted to a size of 400 mm x 400 mm square, laminated in the same order as in Example 3, press-molded and heated under the same conditions as in Example 3, and a laminate 20 was obtained. Obtained.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, through-holes 30 having the same size and shape as in Example 1 were processed, and notches 70 were formed on the non-design surface side.
  • a second frame member is prepared in advance using the CF fiber-reinforced polycarbonate of Material Composition Example 11, the second frame member and the laminate 20 are set in an injection mold, and the glass of Material Composition Example 9 is Using fiber-reinforced polycarbonate, injection molding was performed using the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0.30 mm, Ta: 1.50 mm, minimum overlap length: 10.5 mm) was formed around the through hole 30 . 0 mm) and a frame material shape, and an integrally molded body 10 was manufactured. As a result of carrying out the appearance evaluation, it was determined to be acceptable.
  • each layer was adjusted to a size of 400 mm x 400 mm square, laminated in the same order as in Example 3, press-molded and heated under the same conditions as in Example 3, and a laminate 20 was obtained. Obtained.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm x 200 mm squares, and through holes 30 having the same dimensions and shape as in Example 1 were processed. After that, it is set in an injection mold, and the glass fiber reinforced polycarbonate of Material Composition Example 9 is injection-molded under the same conditions and equipment as in Example 1, and a resin member 40 (Tb: 0.00) is formed around the through-hole 30 .
  • 05 mm, Ta: 1.5 mm, overlap length: 0 mm (in all directions) was manufactured.
  • Example 2 (Comparative example 2) Using the same material as in Example 3, after adjusting the size of each to 400 mm x 400 mm square, they were laminated in the same order as in Example 3, and a press die in which uneven portions 50 were formed was used. A laminate 20 was obtained by performing press molding and heating under the same conditions as above.
  • the obtained laminate 20 was cut into 300 mm ⁇ 200 mm squares, and then set in an injection mold.
  • a frame member was formed by injection molding around the laminated body 20 to manufacture the integrally molded body 10 .
  • Appearance evaluation of the obtained integrally molded body 10 was carried out by the method described above. As a result, damage to the laminate 20 was observed around the uneven portion 50 forming part on the surface of the laminate 20, and it was determined to be unacceptable.
  • Table 1 summarizes the configuration and characteristics of the integrated molded bodies 10 obtained in the above examples and comparative examples.
  • the integrally molded product of the present invention can be effectively used for automobile interiors and exteriors, electronic device housings, bicycles, structural materials for sporting goods, aircraft interior materials, transportation boxes, and the like.

Landscapes

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Abstract

本発明は、従来技術に対し、より設計自由度の高い形状を付与することで、高い意匠性をもつ一体化成形体を提供することを課題とする。　上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、　連続繊維と樹脂とを有するプリプレグを層として含む積層体と樹脂部材とが一体化されてなる一体化成形体であって、　前記積層体は、厚み方向における一方の面が意匠面側であり、意匠面側の面と反対の面が非意匠面側であって、　前記積層体は、厚み方向に貫通された貫通穴を有し、　前記樹脂部材は、前記積層体の意匠面側表層に面する前記貫通穴からの露出面を含む部位と、前記積層体の非意匠面側表層と接合する、前記積層体とのオーバーラップ部位とを有する、一体化成形体である。

Description

一体化成形体
　本発明は、例えばパソコンやＯＡ機器、携帯電話等の部品や筐体部分として用いられる軽量、高強度・高剛性でかつ薄肉化が要求される用途に適した一体化成形体に関する。
　現在、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話、電話機、ファクシミリ、家電製品、玩具用品などの電子機器は高意匠化の要求が高まっている。その要求を達成するため、製品意匠面の設計自由度の向上が求められている。
　特許文献１には、コア材を有したサンドイッチ構造体の意匠面側にスリットを入れ、コア材を圧縮させることで、シャープな輪郭を有する凹上部を形成する構成が開示されている。
　特許文献２には、面状成形体に貫通孔を設けることで、打ち抜き模様として意匠性の付与をする構成が開示されている。
特開2019-098634号公報 特開2010-253938号公報
　しかしながら、特許文献１、特許文献２については、サンドイッチ構造体または面状成形体を構成する積層体にスリットまたは貫通孔を加工するにあたり、複数のスリットまたは貫通孔を設けるとき、加工時の積層体に用いられている基材のバリや繊維抜け抑制のため、スリットまたは貫通孔には一定の距離を設けなければならないという課題があった。
　本発明の目的は、このような従来技術に対し、より設計自由度の高い形状を付与することで、高い意匠性をもつ一体化成形体を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る一体化成形体は以下の構成を採用している。すなわち、
（１）連続繊維と樹脂とを有するプリプレグを層として含む積層体と樹脂部材とが一体化されてなる一体化成形体であって、
　前記積層体は、厚み方向における一方の面が意匠面側であり、意匠面側の面と反対の面が非意匠面側であって、
　前記積層体は、厚み方向に貫通された貫通穴を有し、
　前記樹脂部材は、前記積層体の意匠面側表層に面する前記貫通穴からの露出面を含む部位と、前記積層体の非意匠面側表層と接合する、前記積層体とのオーバーラップ部位とを有する、一体化成形体。
（２）前記オーバーラップ部位の最小厚みＴｂが０．２ｍｍ以上である、上記（１）に記載の一体化成形体。
（３）前記オーバーラップ部位の最小厚みＴｂとなる部分が、前記積層体の貫通穴の壁面から面内方向に最も遠い位置に形成される、上記（１）または（２）に記載の一体化成形体。
（４）前記オーバーラップ部位の最大厚みＴａ（ｍｍ）と最小厚みＴｂ（ｍｍ）との比Ｔｂ／Ｔａが０より大きく１より小さい、上記（３）に記載の一体化成形体。
（５）前記積層体と前記オーバーラップ部位との接合領域における前記積層体とオーバーラップ部位との合計の厚さが、前記オーバーラップ部位との非接合領域における積層体の厚さよりも薄い、上記（１）～（４）のいずれかに記載の一体化成形体。
（６）前記露出面を含む部位の表面に凹凸部を有する、上記（１）～（５）のいずれかに記載の一体化成形体。
（７）前記凹凸部の凹部の最大深さが意匠面側表面から０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、上記（６）に記載の一体化成形体。
（８）前記積層体の外周部に配置した１または２以上の枠材と前記樹脂部材とが一体化されている、上記（１）～（７）のいずれかに記載の一体化成形体。
（９）前記積層体における前記貫通穴の壁面に切り欠きを有する、上記（１）～（８）のいずれかに記載の一体化成形体。
（１０）前記凹凸部は、その周囲の部分と異なる意匠を設けられ、前記凹凸部が文字または模様を形成している、上記（６）～（９）のいずれかに記載の一体化成形体。
（１１）前記凹凸部がロゴを形成している、上記（１０）に記載の一体化成形体。
（１２）電子機器筐体として使用される、上記（１）～（１１）のいずれかに記載の一体化成形体。
　本発明によれば、表面の設計の自由度の高い一体化成形体を得ることが可能となり、例えば、樹脂部材の表面に設けた凹凸部に、電子機器筐体のロゴ等を形成して、より高い意匠性を示すものとできる。
本発明の一実施形態に係る一体化成形体１０の概略斜視図である。 図１のＡ－Ａ´線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 多孔質基材からなるコア層２２を設け、積層体２０に薄肉部２４を設けた場合の、図１のA－A’線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 オーバーラップ部位６０にて、樹脂部材４０の最小厚みとなる部分から最大厚みとなる部分までが曲面状に形成された場合の、図１のA－A’線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 積層体２０にて、貫通穴３０の意匠面側壁面に切り欠き７０を設けた場合の、図１のA－A’線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 積層体２０にて、貫通穴３０の非意匠面側壁面に切り欠き７０を設けた場合の、図１のA－A’線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 積層体２０外周部に２種の枠材を配置し、その中の１つの枠材が樹脂部材４０と面内方向における一部の方位において連続した形状とした場合の、図１のB－B’線に沿って見た一体化成形体１０の厚さ方向における概略断面図である。 本発明における、積層体２０面内に貫通穴３０を有する一体化成形体１０の概略斜視図である。
　以下、実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は図や実施例に何ら限定されるものではない。
　本発明に係る一体化成形体は、積層体と樹脂部材とが一体化されてなるものであって、積層体には、連続繊維と樹脂とを含むプリプレグが層を構成するものとして含まれ、例えばプリプレグを積層したものがあげられる。または、後述のようにプリプレグの間に発泡成形体または多孔質基材といったコア層が挟まれた構造のものも好ましく用いられる。
　上記積層体は、厚み方向における一方の面が意匠面側である。積層体の表面そのものが意匠面であってもよく、後述のように、積層体の表面にさらに別の基材を設けて意匠面としてもよい。積層体の意匠面側と厚み方向上の反対の側は非意匠面であって、前記積層体は、その厚み方向に図８に示すように、非意匠面まで貫通された貫通穴を有する。
　上記樹脂部材は、上記積層体に一体化される部材であって、一体化された例は意匠面側からの外観は図１に示す通りとなり、図１のＡ－Ａ´線に沿って見ると図２～７に示すとおりであるが、樹脂部材は積層体における貫通穴の壁面内に存在し、積層体の意匠面側表層から露出する面を含む部位と、積層体の非意匠面側表層と接合するオーバーラップ部位とを有する。露出する面とオーバーラップ部位との間に存在する部位は、好ましくは貫通穴の壁面に接合されている。樹脂部材は、樹脂または樹脂組成物を含むものであり、樹脂または樹脂組成物のみからなるものであってもよく、ニーズに応じて繊維、粒子等が含まれることがあってもよい。ただし、後述する凹凸部を露出面に設けることを妨げるもの、例えば一方向繊維が樹脂または樹脂組成物内に隙間なく配列された構成は好ましくない。樹脂として好ましく用いられる種類については、後述のとおりである。
　本発明に係る一体化成形体１０は、図２に示すように、積層体２０に設けられた貫通穴３０に樹脂部材４０が接合された構成からなる。積層体２０の構成は、後述する図３のように、内部層にコア層２２を設ける構成、また、後述する図７のように積層体２０外周部に枠材を配置する構成等、一体化成形体１０の用途、必要な性能に応じて決めればよい。
　貫通穴３０は、積層体２０の面内に複数配置されても良く、本発明の利点を良好に生かすことができる。また、貫通穴３０の形状は特に限定せず、円形、三角形や四角形などの多角形や弧形状等、要求される意匠性や用途、必要な形状に応じて決めればよい。また、一体化成形体を上面からみたときの貫通穴３０の角部は、樹脂部材との接合の観点から、丸みを有することが好ましく、Rのサイズとしては、０．２ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。加工の生産性の観点から、より好ましくは、０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。
　また、貫通穴３０の断面積に関しては、一体化成形体１０の剛性及び質量の観点から、１つの貫通穴３０あたり１～１０００ｍｍ２が好ましく、より好ましくは１００～９００ｍｍ２、さらに好ましいのは２００～８００ｍｍ２である。
　貫通穴３０の最小幅に関しては方向に指定はなく、射出樹脂での成形性の観点から、１ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは、５～１００ｍｍ、さらに好ましいのは１０ｍｍ～５０ｍｍである。
　本発明の一体化成形体において、前記積層体における前記貫通穴の壁面に切り欠きを有することが好ましい。貫通穴の壁面に切り欠きを有する一体化成形体の例を図５、図６に示す。図５及び図６に示すように、貫通穴３０の形状に関して、積層体２０の貫通穴３０の壁面に切り欠き７０がついていてもよい。図５のように貫通穴３０の意匠面側の壁面に切り欠き７０がついている場合、積層体２０を樹脂部材４０が挟み込む形となり、接合強度を向上させることが可能となる。また、図６のように貫通穴３０の非意匠面側壁面に切り欠き７０がついている場合、オーバーラップ部位の樹脂高さを増やさずに、樹脂の流動性を向上させることができる。
　本発明の一体化成形体において、前記露出面を含む部位の表面に凹凸部を有することが好ましい。樹脂部材４０の意匠面側の露出面を含む部位に、積層体２０の厚み方向に凹凸部５０を設ければ、一体化成形体に高い意匠性を付与することができる。
　本発明の一体化成形体において、前記凹凸部は、その周囲の部分と異なる意匠を設けられ、前記凹凸部が文字または模様を形成していることが好ましい。具体的には、凹凸部に色や模様、文字、光沢を付与するため、塗装やシールを貼り付ける等の加飾をすることで、高い意匠性を付与することができる。本発明の一体化成形体において、前記凹凸部がロゴを形成していることが好ましい。凹凸部がロゴを形成するように用いることで、より視認性の高い、ロゴを形成することが可能である。
　本発明の一体化成形体において、前記凹凸部の凹部の最大深さが意匠面側表面から０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。前記凹凸部の凹部の深さは、凹凸の強度の観点から０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましく、意匠性の観点から０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、複数の凹部が存在し、それらの凹部の深さが互いに異なる場合は、最も深いものの深さを凹部の深さとする。
　前記樹脂部材４０は、図２に示すように、積層体２０の意匠面側からの露出面を含む部位と、積層体２０の非意匠面側表面との接合部位であるオーバーラップ部位とを有する。また、図７に示すように枠材と一体化した構成としてもよい。図７に示す態様では、非意匠面における一部の包囲（図中の左側に示す部分）にて樹脂部材４０のオーバーラップ部位と枠材とが一体化している。
　ここで、連続繊維と不連続繊維について定義する。連続繊維とは、一体化成形体に含まれる強化繊維が一体化成形体の全長または全幅にわたって実質的に連続して配置された様態のものをいう。一方、不連続繊維とは強化繊維が分断されて配置された様態のものをいう。一般的に、一方向に引き揃えた強化繊維に樹脂を含浸させた一方向繊維強化樹脂では連続繊維に該当し、プレス成形に用いるＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）基材、射出成形に用いる強化繊維が含有したペレット材料などでは不連続繊維に該当し、連続繊維とは、少なくとも１００ｍｍ以上の長さにわたり連続した強化繊維を意味する。連続繊維は、少なくとも一方向に１００ｍｍ以上の長さにわたり連続していることが好ましい。
　プリプレグを構成する連続繊維として、本発明では、炭素繊維を用いることが好ましく、以下、連続炭素繊維という。連続炭素繊維としては、軽量化効果の観点から、比強度、比剛性に優れるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維（黒鉛繊維を含む）が好ましく用いられる。中でも本発明においては、コストの観点からポリアクリロニトリル（PAN）系炭素繊維と上記した他の炭素繊維とを併用することも好ましい。
　連続炭素繊維としては、積層体２０の剛性の点から、引張弾性率が好ましくは２００～１０００ＧＰａ、より好ましくは、プリプレグの取り扱い性の観点から２８０～９００ＧＰａの範囲内であるものが使用できる。炭素繊維の引張弾性率が２００ＧＰａよりも小さい場合は、サンドイッチ構造体の剛性が劣る場合があり、１０００ＧＰａよりも大きい場合は、炭素繊維の結晶性を高める必要があり、炭素繊維を製造するのが困難となる。炭素繊維の引張弾性率が前記範囲内であると、サンドイッチ構造体の更なる剛性向上、炭素繊維の製造性向上の点で好ましい。なお、炭素繊維の引張弾性率は、ＪＩＳ　Ｒ７３０１－１９８６に記載のストランド引張試験により測定することができる。
　連続炭素繊維に用いられる炭素繊維の密度としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維の場合は、１．６ｇ／ｃｍ３以上２．０ｇ／ｃｍ３以下、剛性向上の観点から１．８ｇ／ｃｍ３以上２．０ｇ／ｃｍ３以下、ピッチ系炭素繊維の場合は２．０ｇ／ｃｍ３以上２．５ｇ／ｃｍ３以下、コストの観点から更には２．０ｇ／ｃｍ３以上２．３ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
　プリプレグに用いられる樹脂としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂の場合、例えば後述するコア層２２で用いられる熱可塑性樹脂と同様の種類の樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール（レゾール型）樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などの熱硬化性樹脂などを好ましく用いることができる。これらは、２種以上をブレンドした樹脂などを適用してもよい。この中でも、特に、エポキシ樹脂は、成形体の力学特性や、耐熱性の観点から好ましい。エポキシ樹脂は、その優れた力学特性を発現するために、使用する樹脂の主成分として含まれるのが好ましく、具体的には樹脂組成物当たり３０質量％以上含まれることが好ましい。
　プリプレグに含まれる連続炭素繊維の繊維質量維含有率は、積層体２０の成形性、座屈特性の観点から、３０～７０質量％であることが好ましい。３０質量％未満であると積層体２０の座屈強度の発現が困難となる場合がある。７０質量％を超えると樹脂が不足することで成形後の意匠性を損なう場合がある。より好ましくは６２～６８質量％である。
　プリプレグ個々の厚みに関しては、積層体２０の厚みの観点から、０．０５～１．００ｍｍであることが好ましい。さらに好ましくは、設計の自由度の観点から、０．０５～０．２０ｍｍであることが好ましい。プリプレグ個々の厚みが０．０５ｍｍよりも薄い場合は、製造時、積層時の取り扱い性が困難になる場合がある。
　また、積層体２０を構成するに際して、強化繊維または樹脂の異なる2種類以上のプリプレグを用いて積層してもよく、要求される特性や材料の供給性、コストを考慮して構成を決めることが好ましい。
　積層体２０の厚みに関して、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、最終製品の薄肉化、剛性の観点から０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。
　また、積層体２０は図３に示すように、面内で厚み差を付与しても良い。図３に示すように、積層体２０の薄肉部２４と厚肉部２５を設け、薄肉部２４と樹脂部材４０と接合することで、薄厚み化による剛性低下を抑制しつつ、一体化成形体を得ることが可能となる。
　本発明において、積層体２０の軽量化及び高剛性化の観点から、図３に示すように、プリプレグ２１がコア層２２の両側に配置されたサンドイッチ構造体であることが好ましい。
　コア層２２としては、発泡成形体または多孔質基材が好ましい。発泡成形体は発泡体樹脂から構成され、多孔質基材は不連続繊維と熱可塑性樹脂から構成される基材であることが好ましい。
　コア層２２に発泡成形体を用いる場合の樹脂の種類としては、上記に記載の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂を用いることができる。中でも、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリエーテルイミド樹脂又はポリメタクリルイミド樹脂が好適に使用できる。具体的には、軽量性を確保するためにプリプレグより見かけ密度が小さい樹脂を用いることが好ましく、特に、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂又はポリメタクリルイミド樹脂が好ましく使用できる。例示した樹脂種については、本発明の目的を損なわない範囲で、エラストマーあるいはゴム成分などの耐衝撃性向上剤、他の充填材や添加剤を含有してもよい。これらの例としては、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。
　コア層２２に多孔質基材を用いる場合、不連続繊維と熱可塑性樹脂とからなる前駆体を加熱によるスプリングバックにより厚さ方向に膨張させて空隙を形成させたものを用いることが好ましい。つまり、コア層２２を構成する不連続繊維と熱可塑性樹脂とを含有する成形体を樹脂の軟化点または融点以上に加熱及び加圧した後、加圧を解除し、不連続繊維の残留応力解放時に元に戻ろうとする復元力、いわゆるスプリングバックにより膨張させることにより、コア層２２内に所望の空隙を形成することができる。その復元過程において、一部の領域で一定の加圧手段等によりその復元作用を抑えると、空隙率を低く抑えることができる。
　コア層２２に用いられる不連続繊維に関しては、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維や黒鉛繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維、および、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維などが用いられる。これらは、単独または２種以上併用して用いられる。これらの繊維素材は、表面処理が施されているものであっても良い。表面処理としては、金属の被着処理、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などが挙げられる。上記繊維の中でも、軽量、剛性の観点からポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維（黒鉛繊維を含む）が好ましく用いられる。中でも本発明においては、生産性に優れるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維がさらに好ましい。
　コア層２２について、構成する不連続繊維の繊維質量含有率は５～７５質量％、熱可塑性樹脂の質量含有率が２５～９５質量％であることが好ましい。
　コア層２２の形成において、不連続繊維と熱可塑性樹脂の配合量比は、空隙率を特定する一つの要素である。成形品からの不連続繊維と熱可塑性樹脂の配合量比の求め方に特に制限はないが、例えば、コア層２２に含まれる樹脂成分を除去し、残った不連続繊維のみの質量を測定することで求めることができる。コア層２２に含まれる樹脂成分を除去する方法として、溶解法、あるいは焼き飛ばし法などを例示することができる。質量の測定には、電子はかり、電子天秤を用いることができる。測定する成形材料の大きさを１００ｍｍ×１００ｍｍ角とし、測定数はｎ＝３で行い、その平均値を用いることができる。
　コア層２２における上記配合量比は、より好ましくは、不連続繊維が７～７０質量％に対し熱可塑性樹脂が３０～９３質量％、さらに好ましくは不連続繊維が２０～５０質量％に対し熱可塑性樹脂が５０～８０質量％、特に好ましくは不連続繊維が２５～４０質量％に対し熱可塑性樹脂が３０～７５質量％である。不連続繊維が５質量％よりも少なく、熱可塑性樹脂が９５質量％よりも多いと、スプリングバックが起きにくくなるため空隙率を高めることができず、コア層２２に空隙率が異なる領域を設けにくくなる場合があり、その結果、積層体２０と樹脂部材４０との接合強度も低下することがある。一方、不連続繊維が７５質量％よりも多く、熱可塑性樹脂が２５質量％よりも少ないと、積層体２０の比剛性が低下することがある。
　本発明において、コア層２２を構成する不連続繊維の数平均繊維長は、０．５～５０ｍｍであることが好ましい。不連続繊維の数平均繊維長を上記長さとすることで、コア層２２のスプリングバックによる空隙の生成を確実なものとすることができる。数平均繊維長は、より好ましくは０．８～４０ｍｍ、さらに好ましくは１．５～２０ｍｍ、特に好ましくは３～１０ｍｍである。数平均繊維長が０．５ｍｍよりも短いと、一定大きさ以上の空隙形成が困難となる場合がある。一方、数平均繊維長が５０ｍｍよりも長いと、コア層２２の製造時に繊維束からランダム分散させることが困難となり、コア層２２が十分なスプリングバックを生じることができなくなる場合があるため、空隙の大きさが限定的となり、その結果、積層体２０と樹脂部材４０との接合強度が低下する。
　不連続繊維の繊維長を測定する方法としては、例えば、不連続繊維群から直接不連続繊維を摘出して顕微鏡観察により測定する方法がある。不連続繊維群に樹脂が付着している場合には、不連続繊維群から、それに付着する樹脂のみを溶解する溶剤を用いて樹脂を溶解させ、残った不連続繊維を濾別して顕微鏡観察により測定する方法（溶解法）や、樹脂を溶解する溶剤がない場合には、不連続繊維が酸化減量しない温度範囲において樹脂のみを焼き飛ばし、不連続繊維を分別して顕微鏡観察により測定する方法（焼き飛ばし法）などがある。不連続繊維群から不連続繊維を無作為に４００本選び出し、その長さを１μｍ単位まで光学顕微鏡にて測定し、繊維長とその割合を求めることができる。なお、不連続繊維群から直接不連続繊維を摘出する方法と、焼き飛ばし法や溶解法で不連続繊維を摘出する方法とを比較した場合、条件を適切に選定することで、得られる結果に特別な差異を生じることはない。これらの測定方法の中で溶解法を採用するのが、不連続繊維の質量変化が少ない点で好ましい。
　コア層２２の形成のため、不連続繊維をマットとして用いることが好ましく、かかる不連続繊維マットは、例えば、不連続繊維を予め繊維束状および／またはモノフィラメント状に分散して製造される。不連続繊維マットの製造方法としては、具体的には、不連続繊維を空気流にて分散シート化するエアレイド法や不連続繊維を機械的にくし削りながら形成してシート化するカーディング法などの乾式プロセス、不連続繊維を水中にて攪拌して抄紙するラドライト法による湿式プロセスを用いることができる。
　不連続繊維をよりモノフィラメント状に近づける手段としては、乾式プロセスにおいては、開繊バーを設ける方法や、さらにその開繊バーを振動させる方法、またはカードの目をファイン（極細状態）にする方法や、カードの回転速度を調整する方法などが例示でき、これらを組み合わせることも可能で、湿式プロセスにおいては、不連続繊維の攪拌条件を調整する方法、分散液の強化繊維濃度を希薄化する方法、分散液の粘度を調整する方法、分散液を移送させる際に渦流を抑制する方法などが例示できる。
　特に、不連続繊維マットは、湿式法で製造されることが好ましく、投入繊維の濃度を増やしたり、分散液の流速（流量）とメッシュコンベアの速度を調整したりすることで、不連続繊維マットの強化繊維の割合を容易に調整することができる。例えば、分散液の流速に対して、メッシュコンベアの速度を遅くすることで、得られる不連続繊維からなるマット中の繊維の配向が引き取り方向に向き難くなり、嵩高い不連続繊維からなるマットを製造可能である。不連続繊維からなるマットとしては、不連続繊維単体から構成されていてもよく、不連続繊維が粉末形状や繊維形状のマトリックス樹脂成分と混合されていたり、不連続繊維が有機化合物や無機化合物と混合されていたり、不連続の強化繊維同士が樹脂成分で目止めされていてもよい。
　コア層２２に用いられる熱可塑性樹脂の種類としては特に制限はなく、以下に例示される熱可塑性樹脂のいずれの樹脂も用いることができる。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ樹脂）、液晶ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂や、ポリエチレン（ＰＥ樹脂）、ポリプロピレン（ＰＰ樹脂）、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリケトン（ＰＫ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）樹脂、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などのフッ素系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの結晶性樹脂、スチレン系樹脂の他、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＵ）樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂などの非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系樹脂等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体および変性体等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、得られる積層体２０の軽量性の観点からはポリオレフィン樹脂が好ましく、強度の観点からはポリアミド樹脂が好ましく、また直鎖分岐構造をもつ樹脂を用いることでも多孔質基材として剛性が向上する。他にも、表面外観の観点からポリカーボネート樹脂やスチレン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂のような非晶性樹脂が好ましく、耐熱性の観点からポリアリーレンスルフィド樹脂が好ましく、連続使用温度の観点からポリエーテルエーテルケトン樹脂が好ましく用いられる。
　例示された熱可塑性樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、エラストマーあるいはゴム成分などの耐衝撃性向上剤、他の充填材や添加剤を含有してもよい。これらの例としては、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。
　本発明において、コア層２２に多孔質基材を用いる場合、上述のようにスプリングバックさせずに不連続繊維と熱可塑樹脂とからなる前駆体を波型形状等の３次元形状に賦形してコア層２２として用いることで、不連続繊維及び熱可塑樹脂量を減らすことができ、より軽量化を実現することが可能となる。
　本発明において、積層体２０は、少なくとも連続繊維及び熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなるプリプレグが少なくとも2層積層され、総厚みは、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。なお、総厚みとは積層体２０の最も厚い部分の厚みを示す。０．３ｍｍより薄くなると、一体化成形体１０としての剛性不足の可能性がある。２．０ｍｍより厚くなると軽量性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、剛性、軽量性の観点から０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
　また、コア層２２が多孔質基材である積層体２０に関しては、図３のように面内方向に上記総厚み範囲内で第１の平坦部と、より周縁部に近い第２の平坦部で構成される段差部を設定してもよく、段差部は、積層体２０に設けた第１の平坦部の面内方向に対して、１０°～９０°の傾斜面を有することが好ましい。段差部を有する構成とすることで、樹脂部材４０及び枠材の厚みを変えることなく、樹脂部材４０及び枠材との接合部厚みを増やすことができ、射出成形時の流動性向上の観点から接合強度の向上及び一体化成形体１０の薄肉化の両立を実現できる。
　本発明において、積層体２０の最外層の少なくとも一方の更に外側に連続繊維織物基材を配置して意匠面としても良い。意匠面側に織物模様を配置することで意匠性の高い製品を得ることができる。また、一体化成形体１０に求められる特性やコストに応じて、積層体２０を構成するプリプレグの積層数、炭素繊維の種類、樹脂の種類を適切に組み合わせた構成とすることが好ましい。
　上記連続繊維織物基材について説明する。連続繊維織物基材とは、連続繊維が束になった連続繊維束を経糸、緯糸とし、織機を用い2組の糸を直角に交差させた基材である。
　連続繊維織物基材に用いられる繊維には、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維や黒鉛繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維、および、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維などがある。これらは、単独または２種以上併用して用いられる。これらの繊維素材は、表面処理が施されているものであっても良い。表面処理としては、金属の被着処理、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などが挙げられる。
　連続繊維織物基材として炭素繊維を用いる場合、軽量化効果の観点から、比強度、比剛性に優れるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維（黒鉛繊維を含む）が好ましく用いられる。中でも、加工性に優れるＰＡＮ系の炭素繊維が望ましい。
　連続繊維織物基材について、連続繊維が平織り、綾織、繻子織及び朱子織から選択される少なくとも１つの織物であることが好ましい。連続繊維織物基材は繊維模様に特徴があることから、その特徴ある繊維模様を際立たせることができ、最外層（意匠面側）の更に外側に連続繊維織物基材を用いることにより、連続繊維の織物の形状模様を目立たせて、斬新な表面模様を発現させることができる。かかる基材に用いられる連続繊維束については、１Ｋから２４Ｋが好ましく、加工時の繊維模様の安定性の観点から、１Ｋから６Ｋがより好ましい。なお、一般的に、１０００本のまとまった連続繊維束を１Kと呼び、３０００本の場合は３K、１２０００本の場合は１２Kと呼ぶ。
　本発明において、積層体２０の最外層の少なくとも一方の更に外側に、不連続の強化繊維の束状集合体と樹脂とからなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を用いることも好ましく、大理石調の外観模様を目立たせることができ、斬新な表面模様を発現させることができる。
　本発明においては、積層体２０におけるプリプレグ２１と樹脂部材４０との間、または／およびコア層２２と樹脂部材４０との間の少なくとも一部に熱可塑性樹脂基材を配置することで、熱可塑性樹脂層を設けることができ、接着剤として機能する。
　かかる熱可塑性樹脂基材としては、アクリル系、エポキシ系、スチレン系、ナイロン系、エステル系などの接着剤や、熱可塑性樹脂フィルム、不織布等を用いることができる。また、材質については、樹脂部材４０と同材質にすれば、接合強度を高めることも可能である。プリプレグ２１またはコア層２２の最外層に設ける樹脂は、熱可塑性樹脂基材に用いる接着剤と同一樹脂でなくとも、相溶性が良いものであれば特に限定されるものではなく、樹脂部材４０を構成する樹脂の種類によって最適なものを選定することが好ましい。
　本発明においては、多孔質基材を用いた積層体２０は、一体化成形体１０の剛性及び薄肉性の観点から、図３の模式的に示すように、多孔質基材の厚肉領域２５の空隙率に対して、樹脂部材４０との接合領域である薄肉領域２４の空隙率がより低くなることが好ましい。
　本発明において、樹脂部材４０に使用される樹脂としては特に制限はなく、前述した熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。中でも熱可塑性樹脂が好ましく、樹脂部材４０の熱可塑性樹脂と前述の熱可塑性樹脂基材を溶融固着した接合構造とすることで、一体化成形体１０としてより高い接合強度を実現することができる。溶融固着した接合構造とは、熱により相互の部材が溶融し、冷却して固着した状態の接合構造である。とりわけ、耐熱性、耐薬品性の観点からはＰＰＳ樹脂が、成形品外観、寸法安定性の観点からは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はポリアミド樹脂がより好ましく用いられる。
　さらに、樹脂部材４０を構成する樹脂には、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他の充填材や添加剤を含有してもよい。例えば、無機充填材、リン系以外の難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤などが挙げられる。
　樹脂部材４０に関して、一体化成形体１０の軽量化、高強度・高剛性化を図るために、強化繊維を含有させた樹脂を用いることも好ましい。かかる強化繊維としては、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、ピッチ系等の炭素繊維や黒鉛繊維、ガラス繊維、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や、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維等が使用できる。強化繊維の繊維値としては、要求される凹凸形状の形成を阻害しない繊維長さであることが好ましく、０．０５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは、０．１ｍｍ以上８ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。これらの強化繊維は単独で用いても、また、２種以上併用してもよい。
　中でも、ガラス繊維を用いることで、枠材に電波透過部材としての機能を付与することができる。また、炭素繊維を用いることで、樹脂自体の熱収縮率を押さえ、収縮による意匠面の変形抑制を図ることができる。また、下述の第１の枠材、第２の枠材の同様の構成とすることで、例えば図７のような、樹脂部材の一部を第１の枠材と連続させ、一体として形成することが可能である。
　さらに、樹脂部材を構成する樹脂は、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、他の充填材や添加剤を含有してもよい。例えば、樹脂部材４０に含有されるのと同様の充填材や添加剤が挙げられる。
　本発明の一体化成形体１０において、積層体２０の外周部に配置した１または２以上の枠材と前記樹脂部材４０とが一体化されていることが好ましい。枠材に使用される材質としては、金属または樹脂を用いることが好ましい。金属を用いる場合、意匠性、高剛性に優れた枠材を得ることができる。また、生産性の面からは樹脂を用いることが好ましく、上述している樹脂部材４０として用いられ得る材料を使用することができる。
　第１、第２の枠材に樹脂を用いる場合、樹脂部材について上述した樹脂の種類及び強化繊維、充填剤、添加剤と同様のものを使用することができる。強化繊維に関して、中でも、強度の観点から炭素繊維及びガラス繊維であることが好ましい。ガラス繊維を用いることで、枠材に電波透過部材としての機能を付与することができる。また、炭素繊維を用いることで、樹脂自体の熱収縮率を押さえ、低反り化を図ることができる。
　樹脂部材及び第１の枠材、第２の枠材に用いられる強化繊維およびその繊維質量含有率については、１～６０質量％の不連続繊維であることが好ましい。上記繊維を上記の範囲で用いることで、接合強度を高めるとともに、一体化成形体１０の反り低減を図ることができる。１質量％未満であると、一体化成形体１０の強度確保が困難になる場合があり、６０質量％を超えると、射出成形において、樹脂の充填が一部不十分になる場合がある。樹脂部材の成形性の観点から、より好ましくは５～５５質量％、さらに好ましく８～５０質量％、特に好ましくは１２～４５質量％である。
　上述のオーバーラップ部位６０について、樹脂部材は、面内方向全方位にオーバーラップ部位６０が設けられることが好ましい。
　オーバーラップ部位６０の最小厚みTｂは０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。Ｔｂを０．２ｍｍ以上とすることにより、射出成形の際に充填不良が発生しにくくなる。Ｔｂを２．０ｍｍ以下とすることにより、射出成形時の樹脂量が減り、樹脂温度による積層体２０の接合領域の変形を生じにくくすることができる。また、オーバーラップ部位６０の最小厚みＴｂとなる部分が、積層体２０の貫通穴３０の壁面から面内方向に最も遠い場所に形成されることが好ましい。かかる構成を採用することにより、樹脂の流動性の観点から一体化成形体を形成しやすくなる。
　オーバーラップ部位６０について、貫通穴壁面部からの面内方向の長さ（オーバーラップ長さ）は、積層体と樹脂部材の接合強度の観点から、１．０ｍｍ以上１００ｍｍ以内が好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ以上５０ｍｍ以内、さらに好ましくは３．０ｍｍ以上２０ｍｍ以内であることが好ましい。
　オーバーラップ部位６０の最大厚みＴａは、特に制限はないものの、本発明の一体化成形体は、前記積層体と前記オーバーラップ部位との接合領域における前記積層体とオーバーラップ部位との合計の厚さが、前記オーバーラップ部位との非接合領域における積層体の厚さよりも薄いことが好ましい。かかる構成を採用することにより、電子製品として用いた際に他部品と一体化成形体が干渉し難くなり、製品設計の観点から好ましい一体化成形体が得られやすくなる。図３を用いて具体的に説明すると、積層体２０に薄肉部２４と厚肉部２５とがあって、薄肉部２４においてオーバーラップ部位６０との接合領域を有する場合、接合領域もしくは樹脂部材の最大厚み２６が、非接合領域における厚肉部２５の厚み２７よりも薄くなることが好ましい。
　また、オーバーラップ部位６０の最大厚みＴａ（ｍｍ）と最小厚みＴｂ（ｍｍ）との比Ｔｂ／Ｔａは、０より大きく１より小さいことが好ましく、０より大きく０．８以下であることがより好ましく、０より大きく０．５以下であることがさらに好ましい。上記比Ｔｂ／Ｔａを１より小さくすることにより、最大厚み部分で一体化成形体の強度を保ちやすくすることができると共に、最小厚み部分の射出成形に必要な圧力等は小さくできることから、積層体にかかる圧力等の負荷がより少なくなり、外観不良の発生を防止しやすくすることができる。
　加えて、オーバーラップ部位６０の最小厚みＴｂと最大厚みＴａに該当する部分により構成される樹脂部材４０の形状は、均一な直線でなくてもよい。樹脂部材４０の形状は、例えば、図４に示すように弧を描くような形や、最小厚みＴｂと最大厚みＴａの厚み範囲を越えない範囲で用途に応じて凹凸部を形成していてもよい。
　また、樹脂部材４０の形成の際、オーバーラップ部位６０において枠材と面内方向における全部または一部の方位において一体化した構造とすることで、一回の射出成形にて樹脂部材４０及び枠材もしくは枠材の一部を一体化した構造を形成してもよい。
　樹脂部材４０の意匠面側露出面の凹凸部５０の形状に関しては、樹脂部材４０が意匠面よりも積層体２０厚み方向に凸の形状であってもよいが、電子機器筐体等に用いた場合、表面平滑性の観点から、凸の形状とならない方が好ましく、凹凸部５０の高低差としては、０．１ｍｍ～１０ｍｍが好ましく、一体化成形体１０の厚みの観点から、さらに好ましくは０．１ｍｍ～１．０ｍｍである。
　また、枠材の構成においては、図７に示すように、第１の枠材８０と第２の枠材９０とを別々に用意し、予め第２の枠材９０を積層体２０の外周部に設置し、第１の枠材８０を射出成形することも、一体化成形体１０の低反り化を実現するうえで有効な手段である。
　枠材に樹脂を用いる場合、上述の通り、強化繊維によって樹脂に機能を付与することができ、第１の枠材８０と第２の枠材９０に用いる強化繊維の種類を異なるものとすることで、それぞれの特性を有効に活用することができる。例えば、第１の枠材８０に炭素繊維、第２の枠材９０にガラス繊維を用いることで、低反りかつアンテナ性能にも優れた設計が可能となる。
　コア層２２として発泡成形体を有する積層体２０について、その枠材に樹脂を用いる場合、一体化成形体１０の接合強度の観点から、枠材の一部に積層体２０に入り込む嵌入部を有する構成とすることが好ましい。嵌入部を有することで、積層体２０と枠材とがアンカー効果により接合強度をより高めることが可能となるためである。枠材を射出成形にて形成させると、枠材と積層体２０のプリプレグ層の平面部又は側面部とが接合するとともに、枠材が射出成形圧力により積層体２０の側面部からコア層２２内の一部の領域に入り込むようにすることができる。これは、コア層２２内の領域は空孔率が高く、溶融した枠材が入り込みやすい構造となっているからである。また、コア層２２に上記多孔質基材を用いることで、上記アンカー効果による接合強度をより高めることができる。
　上述した各材料に関して、環境負荷低減の観点から、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、リサイクル材を使用してもよい。
　上述した各材料に関して、自動車内外装、電子機器筐体、自転車、スポーツ用品用構造材、航空機内装材、輸送用箱体等に有効に使用することができる。中でも、本発明の一体化成形体は、電子機器筐体として使用されることが好ましい。電子機器筐体として使用されることにより、製品の薄肉化、高剛性、高意匠といった特性を有効に活用することができる。
　以上に記した数値範囲の上限及び下限は、特に断りがない限り、任意に組み合わせることができる。
　以下、実施例によって、本発明の一体化成形体およびその製造方法について具体的に説明するが、下記の実施例は本発明を制限するものではない。
　（１）外観評価
　屋内蛍光灯環境下において、実施例・比較例で得られた一体化成形体１０の樹脂部材４０の露出面周辺を目視により検査し、変形、色ムラが視認できる場合は不合格、できない場合は合格とした。
　（材料組成例１）ＰＡＮ系炭素繊維束の調整
　ポリアクリロニトリルを主成分とする重合体から紡糸、焼成処理を行い、総フィラメント数１２０００本（１２Ｋ）の炭素繊維連続束を得た。この炭素繊維連続束に浸漬法によりサイジング剤を付与し、加熱空気中で乾燥しＰＡＮ系炭素繊維束を得た。このＰＡＮ系炭素繊維束の特性は次の通りであった。
単繊維径；７μｍ
単位長さ当たりの質量：０．８３ｇ／ｍ
密度：１．８ｇ／ｃｍ３
引張強度：４．０ＧＰａ
引張弾性率：２３５ＧＰａ
　（材料組成例２）エポキシ樹脂フィルムの調整
　エポキシ樹脂（ベースレジン：ジシアンジアミド／ジクロロフェニルメチルウレア硬化系エポキシ樹脂）を、ナイフコーターを用いて離型紙上に塗布してエポキシ樹脂フィルムを得た。
　（材料組成例３）一方向プリプレグの調整
　材料組成例１で得たＰＡＮ系炭素繊維束をシート状に一方向に配列させ、材料組成例２で作製したエポキシ樹脂フィルム２枚を当該炭素繊維シートの両面から重ね、加熱加圧により樹脂を炭素繊維束に含浸させ、炭素繊維の質量含有率が７０％、厚み０．１５ｍｍの一方向プリプレグを作製した。
　（材料組成例４）発泡成形体
　無架橋低発泡ポリプロピレンシート“エフセル”（登録商標）（２倍発泡）（古河気工業（株）製）を使用した。
　（材料組成例５）チョップド炭素繊維束
　カートリッジカッターを用いて、ＰＡＮ系炭素繊維（東レ（株）社製“トレカ糸”（登録商標）、品種Ｔ７００ＳＣ）をカットし、繊維長６ｍｍのチョップド炭素繊維束を得た。
　（材料組成例６）炭素繊維マット
　界面活性剤（和光純薬工業（株）社製、「ｎ－ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム」（製品名））の１．５質量％水溶液１００リットルを攪拌し、予め泡立てた分散液を作製した。この分散液に、材料組成例５で得られたチョップド炭素繊維束を投入し、撹拌後、長さ４００ｍｍ×幅４００ｍｍの抄紙面を有する抄紙機に流し込み、吸引により脱水後、１５０℃の温度で２時間乾燥し、炭素繊維マットを得た。得られたマットは良好な分散状態であった。
　（材料組成例７）ポリプロピレン樹脂フィルム
　無変性ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）社製、“プライムポリプロ”（登録商標）Ｊ１０５Ｇ、融点１６０℃）を９０質量％と、酸変性ポリプロピレン樹脂（三井化学（株）社製、“アドマー”（登録商標）ＱＥ５１０、融点１６０℃）を１０質量％とをドライブレンドしドライブレンド樹脂を得た。上記ドライブレンド樹脂を用いポリプロピレン樹脂フィルムを得た。
　（材料組成例８）多孔質基材
　材料組成例６と材料組成例７とで得られた材料を用いて、［ポリプロピレン樹脂フィルム／炭素繊維マット／ポリプロピレン樹脂フィルム］の順序で積層して多孔質基材を得た。
　（材料組成例９）ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂
　ガラス繊維強化ポリカーボネートのコンパウンドペレット（“Ｐａｎｌｉｔｅ”（登録商標）ＧＸＶ－３５４５ＷＩ（帝人化成（株）製））を使用した。
　（材料組成例１０）ポリカーボネート樹脂
ポリカーボネート樹脂（帝人化成（株）製、「“パンライト”（登録商標）Ｌ－１２２５Ｌ」）を用いた。
　（材料組成例１１）ペレット状のＣＦ強化ポリカーボネート樹脂
　材料組成例１で得たＰＡＮ系炭素繊維束をシート状に一方向に配列させ、材料組成例２と同じ組成のエポキシ樹脂組成物を含浸して得られた樹脂含浸強化繊維束を繊維方向に搬送し、日本製鋼所（株）ＴＥＸ－３０α型２軸押出機の先端に設置された電線被覆法用のコーティングダイ中に通した。材料組成例１０のポリカーボネート樹脂をＴＥＸ－３０α型２軸押出機のメインホッパーから供給して溶融混練し、溶融した状態で前記ダイ内に吐出させ、樹脂含浸強化繊維束の周囲を被覆するように連続的に配置した。得られた連続状の成形材料を冷却後、カッターで切断して、繊維配向方向長さ７ｍｍのペレット状のＣＦ強化ポリカーボネート樹脂（繊維質量含有率２０質量％）を得た。
　（材料組成例１２）熱可塑性樹脂基材
　ポリエステル樹脂（東レ・デュポン（株）社製“ハイトレル”（登録商標））を用い、厚み０．０５ｍｍのポリエステル樹脂フィルムを得た。これを熱可塑性樹脂基材として使用した。
　（実施例１）
　材料組成例３で準備した一方向プリプレグと材料組成例１２で準備した熱可塑性樹脂基材を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、［一方向プリプレグ　０°／一方向プリプレグ　９０°／一方向プリプレグ　０°／一方向プリプレグ　９０°／一方向プリプレグ　０°／熱可塑性樹脂基材］の順序で積層し、１５０℃に加熱された平板金型にて３ＭＰａ×５分の条件でプレス成形を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、２０ｍｍ×１０ｍｍ角の貫通穴３０を加工した。かかる積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを、１５０ＭＰａ、シリンダー温度３２０℃、金型温度１２０℃、樹脂吐出口Φ３ｍｍの条件で射出成形して、貫通穴３０内に、積層体２０の意匠面側から露出する面を含み、貫通穴３０の壁面と接合する部位と、積層体２０の非意匠面側と接合するオーバーラップする部位とを含む樹脂部材４０（Ｔｂ：０．１０ｍｍ、Ｔａ：０．２０ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：３．０ｍｍ）を形成し、一体化成形体１０を製造した。最後に一体化成形体１０の意匠面側の凹部と凹み部以外にそれぞれ異なる色味の塗装を実施した。得られた一体化成形体１０について上述した方法で外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例２）
　材料組成例３で準備した一方向プリプレグと材料組成例４で準備した発泡成形体と材料組成例１２で準備した熱可塑性樹脂基材を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、［一方向プリプレグ　０°／一方向プリプレグ　９０°／発泡成形体／一方向プリプレグ　９０°／一方向プリプレグ　０°／熱可塑性樹脂基材］の順序で積層し、１５０℃に加熱された平板金型にて２ＭＰａ×５分の条件でプレス成形を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工した。かかる積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．３０ｍｍ、Ｔａ：０．４０ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：２．０ｍｍ）を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例３）
　材料組成例３で準備した一方向プリプレグと材料組成例８で準備した多孔質基材と材料組成例１２で準備した熱可塑性樹脂基材を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、［一方向プリプレグ　０°／一方向プリプレグ　９０°／多孔質基材／一方向プリプレグ　９０°／一方向プリプレグ　０°／熱可塑性樹脂基材］の順序で積層し、１５０℃に加熱された平板金型に３ＭＰａ×５分の条件でプレス成形を行い、積層体２０前駆体を形成した。その後、１８０℃で積層体２０前駆体を加熱し、１２０℃の３次元形状に設けたプレス金型にて成形を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工した。かかる積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．５０ｍｍ、Ｔａ：１．００ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：１．５ｍｍ）を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例４）
　実施例２と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例２と同じ順序で積層し、実施例２と同じ条件でプレス成形を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工した。かかる積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．５０ｍｍ、Ｔａ：１．５０ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：５．０ｍｍ）を形成した。その後、同じガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂を、別の射出金型を用いて射出して積層体２０外周部に枠材を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例５）
　実施例３と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例３と同じ順序で積層し、実施例３と同じ条件でプレス成形、加熱を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工した。その後、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて事前に第２の枠材を作成して、第２の枠材と積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例１１のＣＦ強化ポリカーボネート樹脂を用いて、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．７０ｍｍ、Ｔａ：０．８０ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：８．０ｍｍ）及び第１の枠材を一部の方位にて連続する形状として一体形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例６）
　実施例３と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例３と同じ順序で積層し、実施例３と同じ条件でプレス成形、加熱を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工し、その意匠面側に切り欠き７０を形成した。その後、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて事前に第２の枠材を作成して、第２の枠材と積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．３０ｍｍ、Ｔａ：１．００ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：２．５ｍｍ）及び枠材形状を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（実施例７）
　実施例３と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例３と同じ順序で積層し、実施例３と同じ条件でプレス成形、加熱を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工し、その非意匠面側に切り欠き７０を形成した。その後、材料組成例１１のＣＦ繊維強化ポリカーボネートを用いて事前に第２の枠材を作成して、第２の枠材と積層体２０を射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．３０ｍｍ、Ｔａ：１．５０ｍｍ、最小オーバーラップ長さ：１０．０ｍｍ）及び枠材形状を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、合格判定であった。
　（比較例１）
　実施例３と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例３と同じ順序で積層し、実施例３と同じ条件でプレス成形、加熱を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、実施例１と同じ寸法・形状の貫通穴３０を加工した。その後、射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて、実施例１と同じ条件・装置で射出成形して、貫通穴３０周辺に樹脂部材４０（Ｔｂ：０．０５ｍｍ、Ｔａ：１．５ｍｍ、オーバーラップ長さ：（全方位について）０ｍｍ）を形成し、一体化成形体１０を製造した。外観評価を実施した結果、樹脂部材４０に非意匠面側表層と接合するためのオーバーラップ部位がないことから、接合強度不足により、積層体２０から外れてしまい、一体化成形体１０が得られない結果であった。
　（比較例２）
　実施例３と同じ材料を用いて、それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の大きさに調整後、実施例３と同じ順序で積層し、凹凸部５０が賦形されたプレス金型を使用し、実施例３と同じ条件でプレス成形、加熱を行い、積層体２０を得た。
　続いて、得られた積層体２０を３００ｍｍ×２００ｍｍ角にカットし、その後、射出金型内にセットし、材料組成例９のガラス繊維強化ポリカーボネートを用いて、実施例１と同じ条件・装置で積層体２０の周囲に射出成形して、枠材を形成し、一体化成形体１０を製造した。得られた一体化成形体１０を上述した方法で外観評価を実施した結果、積層体２０表面の凹凸部５０形成部周辺に積層体２０の破損が見られ、不合格判定であった。
　上記実施例、比較例にて得られた一体化成形体１０の構成、特性をまとめて表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明の一体化成形体は、自動車内外装、電子機器筐体、自転車、スポーツ用品用構造材、航空機内装材、輸送用箱体等に有効に使用できる。
１０　一体化成形体
２０　積層体
２１　スキン層（意匠面側）
２２　コア層
２３　スキン層（非意匠面側）
２４　積層体の薄肉部
２５　積層体の厚肉部
２６　接合領域もしくは樹脂部材の最厚部
２７　厚肉部２５の厚み
３０　貫通穴
３１　貫通穴の幅
４０　樹脂部材
５０　凹凸部
６０　オーバーラップ部
７０　積層体貫通穴壁面の切り欠き
８０　第１の枠材
９０　第２の枠材
１００　意匠面
１１０　非意匠面

Claims (12)

  1. 　連続繊維と樹脂とを有するプリプレグを層として含む積層体と樹脂部材とが一体化されてなる一体化成形体であって、
    　前記積層体は、厚み方向における一方の面が意匠面側であり、意匠面側の面と反対の面が非意匠面側であって、
    　前記積層体は、厚み方向に貫通された貫通穴を有し、
    　前記樹脂部材は、前記積層体の意匠面側表層に面する前記貫通穴からの露出面を含む部位と、前記積層体の非意匠面側表層と接合する、前記積層体とのオーバーラップ部位とを有する、一体化成形体。
  2. 　前記オーバーラップ部位の最小厚みＴｂが０．２ｍｍ以上である、請求項１に記載の一体化成形体。
  3. 　前記オーバーラップ部位の最小厚みＴｂとなる部分が、前記積層体の貫通穴の壁面から面内方向に最も遠い位置に形成される、請求項１または２に記載の一体化成形体。
  4. 　前記オーバーラップ部位の最大厚みＴａ（ｍｍ）と最小厚みＴｂ（ｍｍ）との比Ｔｂ／Ｔａが０より大きく１より小さい、請求項３に記載の一体化成形体。
  5. 　前記積層体と前記オーバーラップ部位との接合領域における前記積層体とオーバーラップ部位との合計の厚さが、前記オーバーラップ部位との非接合領域における積層体の厚さよりも薄い、請求項１または２に記載の一体化成形体。
  6. 　前記露出面を含む部位の表面に凹凸部を有する、請求項１または２に記載の一体化成形体。
  7. 　前記凹凸部の凹部の最大深さが意匠面側表面から０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項６に記載の一体化成形体。
  8. 　前記積層体の外周部に配置した１または２以上の枠材と前記樹脂部材とが一体化されている、請求項１または２に記載の一体化成形体。
  9. 　前記積層体における前記貫通穴の壁面に切り欠きを有する、請求項１または２に記載の一体化成形体。
  10. 　前記凹凸部は、その周囲の部分と異なる意匠を設けられ、前記凹凸部が文字または模様を形成している、請求項６に記載の一体化成形体。
  11. 　前記凹凸部がロゴを形成している、請求項１０に記載の一体化成形体。
  12. 　電子機器筐体として使用される、請求項１または２に記載の一体化成形体。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010044029A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Denso Corp 表示部材、およびその表示部材の製造方法、ならびにその表示部材を用いた表示装置
JP2020041851A (ja) * 2018-09-07 2020-03-19 矢崎総業株式会社 樹脂装飾部品及び文字板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244555A (ja) * 1993-02-18 1994-09-02 Matsushita Electric Works Ltd 多層積層板の製造方法
JP4965324B2 (ja) * 2007-04-24 2012-07-04 ポリマテック株式会社 加飾シート、加飾成形体及び加飾キーシート並びに加飾シートの製造方法
JP2017065025A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 和幸技研株式会社 複合成形体
JP6576899B2 (ja) * 2016-10-21 2019-09-18 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 加飾層／樹脂積層構造ハウジング及びその製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010044029A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Denso Corp 表示部材、およびその表示部材の製造方法、ならびにその表示部材を用いた表示装置
JP2020041851A (ja) * 2018-09-07 2020-03-19 矢崎総業株式会社 樹脂装飾部品及び文字板

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