(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維からなるマットに熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が含浸されてなる繊維強化樹脂シートであって、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とは異なる熱可塑性樹脂から構成されるとともに、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の使用下限温度がともに樹脂の含浸温度を越えないものであり、前記マットは強化繊維の割合Ｖｆｍが２０体積％以下の不織布であり、前記シート中において熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる、繊維強化樹脂シート。
【請求項２】
前記不織布は、不連続性強化繊維が略モノフィラメント状に分散してなる、請求項１に記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項３】
前記不織布は、不連続性強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分散してなる、請求項１に記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項４】
前記シート中における強化繊維の面外角度θｚが５°以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂（Ａ）の可使温度域および前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の可使温度域が、少なくとも５℃以上の温度範囲を持って重複する、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項６】
前記マットを構成する強化繊維が炭素繊維である、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＰＰＳ系樹脂およびポリエーテルケトン系樹脂からなる群より選択される、請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、前記熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）のそれぞれが溶融ないし軟化する温度以上に加熱された状態で圧力を付与し、前記マットにそれぞれの樹脂を含浸せしめる、繊維強化樹脂シートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを積層単位として含むプリフォーム。
【請求項１０】
他の積層単位を含み、当該他の積層単位が強化繊維を含む基材である、請求項９に記載のプリフォーム。
【請求項１１】
他の積層単位を構成する強化繊維が炭素繊維である、請求項１０に記載のプリフォーム。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを含んでなる成形体であって、前記成形体中において熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる、成形体。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートまたは請求項９〜１１のいずれかに記載のプリフォームを、加熱および加圧を有する手段にて成形する、成形体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートまたは請求項１２に記載の成形体からなる第１の部材と、別の成形体からなる第２の部材とを接合してなる、一体化成形品。
【請求項１５】
請求項１４に記載の一体化成形品を製造する方法であって、前記第２の部材が射出成形による成形体であり、第２の部材をインサート射出成形またはアウトサート射出成形により第１の部材に接合する、一体化成形品の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の一体化成形品を製造する方法であって、前記第２の部材がプレス成形による成形体であり、第２の部材をプレス成形により第１の部材に接合する、一体化成形品の製造方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の成形体または請求項１４に記載の一体化成形品が、自動車内外装、電気・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、輸送用箱体として用いられる、実装部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強化繊維マットに熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが含浸してなるシート状中間基材であって、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが複雑に入り組んだ凹凸形状の界面層を形成することによる、異樹脂の強固な接合を有する繊維強化樹脂シート、前記要素を含んでなる成形体、一体化成形品、およびそれらの製造方法、ならびに実装部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、軽量性や力学特性に優れることから、各種産業用途に幅広く利用されている。中でも、熱可塑性樹脂を用いたＦＲＰは、上述した軽量性や力学特性に加え、高速成形による大量生産が可能であり、リサイクル性にも優れることから、近年、特に注目を集めている。
【０００３】
一般的にＦＲＰを用いた部品や構造体の製造においては、複数の部材を一体化することにより製造されるため、部材ないし材料同士を接合する工程が必要となる。この接合手法としては、ボルト、リベット、ビスなどの機械的接合方法や、接着剤を使用する接合方法が、一般に知られている。機械的接合方法は汎用性の高い手法だが、接合部分の加工コストやボルト等による重量増加、加工部の応力集中による脆弱化が課題となる場合がある。また、接着剤を使用する接合方法では、接着剤の塗布工程が必要であること、接合強度の限界が接着剤の強度に依存すること、接合部の信頼性に満足が得られないことなどが問題となる場合がある。
【０００４】
一方、熱可塑性樹脂を用いたＦＲＰに特徴的な接合手法として、溶着接合が知られている。熱可塑性樹脂は加熱すると溶融する性質を有し、この性質を利用してハイサイクルで低コストに接合が可能であることから、活発な技術開発が進められている。しかしながら、互いに相溶しない熱可塑性樹脂同士は溶着接合を行えず、異樹脂界面で容易に剥離してしまう。これに対し、熱硬化性樹脂を用いたＦＲＰと熱可塑性樹脂を用いたＦＲＰの界面部に微細なアンカリング構造を形成させ、異樹脂間の接着を向上させる技術が開示されている（特許文献１、２）。係る技術は粘度の低い熱硬化性樹脂を使用する事で達成される。また、熱硬化性樹脂側は連続繊維を用いているため、複雑形状の成形は不可能であると同時に、再加工も行えない。さらに、上記特許文献に記載される微細なアンカリング構造では、相溶しない熱可塑性樹脂同士には、十分な接着力を発揮できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９０６３１９号公報
【特許文献２】特許第４０２３５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上述した技術課題を解消し、互いに相溶しない熱可塑性樹脂間においても強固な接合を有し、他の熱可塑性樹脂材料と容易に一体化することのできる繊維強化樹脂シートならびに成形体を提供する。また、前記繊維強化樹脂シートまたはそのプリフォームを用いてなる成形体、一体化成形品ならびに実装部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の繊維強化シートは次のいずれかの構成を採用する。
（１）強化繊維からなるマットに熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が含浸されてなる繊維強化樹脂シートであって、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とは異なる熱可塑性樹脂から構成されるとともに、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の使用下限温度がともに樹脂の含浸温度を越えないものであり、前記マットは強化繊維の割合Ｖｆｍが２０体積％以下の不織布であり、前記シート中において熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる、繊維強化樹脂シート。
（２）前記不織布は、不連続性強化繊維が略モノフィラメント状に分散してなる、前記（１）に記載の繊維強化樹脂シート。
（３）前記不織布は、不連続性強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分散してなる、前記（１）に記載の繊維強化樹脂シート。
（４）前記シート中における強化繊維の面外角度θｚが５°以上である、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
（５）前記熱可塑性樹脂（Ａ）の可使温度域および前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の可使温度域が、少なくとも５℃以上の温度範囲を持って重複する、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
（６）前記マットを構成する強化繊維が炭素繊維である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
（７）前記熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＰＰＳ系樹脂およびポリエーテルケトン系樹脂からなる群より選択される、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シート。
【０００８】
また、前記課題を解決するために、本発明の繊維強化シートの製造方法は次の構成を採用する。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを製造する方法であって、前記熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）のそれぞれが溶融ないし軟化する温度以上に加熱された状態で圧力を付与し、前記マットにそれぞれの樹脂を含浸せしめる、繊維強化樹脂シートの製造方法。
【０００９】
また、前記課題を解決するために、本発明のプリフォームは次のいずれかの構成を採用する。
（９）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを積層単位として含むプリフォーム。
（１０）他の積層単位を含み、当該他の積層単位が強化繊維を含む基材である、前記８９）に記載のプリフォーム。
（１１）他の積層単位を構成する強化繊維が炭素繊維である、前記（１０）に記載のプリフォーム。
【００１０】
また、前記課題を解決するために、本発明の成形体は次の構成を採用する。
（１２）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートを含んでなる成形体であって、前記成形体中において熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる、成形体。
【００１１】
また、前記課題を解決するために、本発明の成形体の製造方法は次の構成を採用する。
（１３）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートまたは前記（９）〜（１１）のいずれかに記載のプリフォームを、加熱および加圧を有する手段にて成形する、成形体の製造方法。
【００１２】
また、前記課題を解決するために、本発明の一体化成形品は次の構成を採用する。
（１４）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維強化樹脂シートまたは前記（１２）に記載の成形体からなる第１の部材と、別の成形体からなる第２の部材とを接合してなる、一体化成形品。
【００１３】
また、前記課題を解決するために、本発明の一体化成形品の製造方法は次のいずれかの構成を採用する。
（１５）前記（１４）に記載の一体化成形品を製造する方法であって、前記第２の部材が射出成形による成形体であり、第２の部材をインサート射出成形またはアウトサート射出成形により第１の部材に接合する、一体化成形品の製造方法。
（１６）前記（１４）に記載の一体化成形品を製造する方法であって、前記第２の部材がプレス成形による成形体であり、第２の部材をプレス成形により第１の部材に接合する、一体化成形品の製造方法。
【００１４】
さらに、前記課題を解決するために、本発明の実装部材は次の構成を採用する。
（１７）前記（１２）に記載の成形体または前記（１４）に記載の一体化成形品が、自動車内外装、電気・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、輸送用箱体として用いられる、実装部材。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の繊維強化樹脂シートによれば、本来接合が難しい熱可塑性の異樹脂間においても、ファスナーや接着剤、などの接合媒体を用いることなく、強固な接合を与えることができる。また、これを用いた成形体においては、異なる熱可塑性樹脂による成形材料を用いたハイブリッド構造を容易に形成でき、各々の樹脂特性に基づく機能付与により付加価値の高い成形体が与えられる。さらには、前記繊維強化樹脂シートないし成形体から与えられる一体化成形品は、他部材と溶着可能な被着面を含み、生産性に優れる。上述効果により、本発明の成形体ないし一体化成形品は、自動車部材、電気・電子機器筐体、航空機部材、などの用途における実装部材として好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の繊維強化樹脂シートの断面の一例を示す模式図。
【図２】本発明の繊維強化樹脂シートの界面層の一例を示す模式図。
【図３】本発明の成形体の一例を示す模式図。
【図４】本発明の成形体の一例を示す模式図。
【図５】本発明の成形体の一例を示す模式図。
【図６】本発明の実施例および比較例にて用いる圧縮せん断試験片を示す斜視図。
【図７】本発明の実施例および比較例にて用いる引張せん断接着試験片を示す斜視図。
【図８】本発明の実施例におけるプリフォームの一例を示す斜視図。
【図９】本発明の実施例におけるプリフォームの一例を示す斜視図。
【図１０】本発明の比較例におけるプリフォームの一例を示す斜視図。
【図１１】本発明の実施例および比較例にて得られる一体化成形品の斜視図。
【図１２】本発明の実施例および比較例にて得られる一体化成形品の斜視図。
【図１３】本発明で用いる強化繊維マットにおける繊維束の重量分率の一例を示すグラフ。
【図１４】本発明で用いる強化繊維マットにおける強化繊維の分散状態の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の繊維強化樹脂シートは、強化繊維からなるマット（以下、強化繊維マットとも称す）に熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が含浸されてなるシート状中間基材であって、前記強化繊維マットは強化繊維の割合Ｖｆｍが２０体積％以下の不織布であり、前記シート中において熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる。
【００１８】
以下、本発明の繊維強化樹脂シートの構成について詳しく説明する。
【００１９】
本発明の繊維強化樹脂シートは、その構成要素として強化繊維からなるマットを含む。ここで、マットとは、強化繊維から構成される面状体であって、強化繊維以外に粉末形状や繊維形状の樹脂成分を含んでもよい。
【００２０】
本発明における強化繊維マットは、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が互いにアンカリングした界面層を形成するための含浸媒体としての機能を持つ。熱可塑性樹脂は、一般的に粘度が高いものが多く、熱硬化性樹脂の数十倍から数千倍以上である。よって、強化繊維マットの構造は、熱可塑性樹脂を容易に含浸できることが必須である。
【００２１】
上記を勘案し、本発明における強化繊維マットは、強化繊維の割合Ｖｆｍが２０体積％以下である。ここで、強化繊維の割合Ｖｆｍとは、強化繊維マットの単位体積あたりに含まれる強化繊維の体積含有率のことを指す。強化繊維の割合Ｖｆｍを上記範囲とすることで、強化繊維マット中に多くの空隙部が存在し、熱可塑性樹脂を含浸する際の流路が形成されるため、熱可塑性樹脂を容易に含浸することができる。これによって、成形体ないし一体化成形品に優れた機械特性と信頼性が付与される。また、マット中の流路が複雑化することで、熱可塑性樹脂の含浸が入り組んで進行し、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の界面層における凹凸形状を有するアンカリング構造の形成を促進する。そのため、得られる繊維強化樹脂シートは異樹脂の強固な接合を有しており、成形体ないし一体化成形品とした際の高い接合強度を実現することができる。
【００２２】
一方、強化繊維の割合Ｖｆｍが２０体積％より大きい場合、熱可塑性樹脂の含浸が困難となり、高い含浸圧力の付与や低粘度な樹脂の選択が必要となり、含浸手段や樹脂種の選択肢を大きく制限することになる。特に、高い含浸圧力は強化繊維のアライメントを乱すため、そもそも所望の構造にある繊維強化樹脂シートが得られない場合がある。また、強化繊維樹脂シート中に未含浸が形成され、これによる成形体ないし一体化成形品における機械特性や信頼性が損なわれる。
【００２３】
強化繊維の割合Ｖｆｍとして、好ましくは１５体積％以下であって、より好ましくは１０体積％以下である。強化繊維の割合Ｖｆｍの下限値は特に制限はないが、強化繊維マットの取扱性や繊維強化樹脂シートにした際の成形性、などの実用性を鑑みて３体積％以上がよい。
【００２４】
強化繊維の割合Ｖｆｍは、強化繊維マットの重量と容積から測定する方法を例示できる。繊維強化樹脂シートを金属メッシュで狭持して熱可塑性樹脂成分を焼失させて残った強化繊維マット、あるいは、同じく金属製メッシュで狭持された状態で、熱可塑性樹脂が可溶な溶剤に浸漬して樹脂成分を溶解させて残った強化繊維マットから、厚みを測定する。強化繊維マットの厚みｔｍは、ＪＩＳ  Ｒ７６０２（１９９５）に規定される「炭素繊維織物の厚さ測定方法」に準拠し、５０ｋＰａを２０秒間付与したのちに測定される値とする。なお、測定に際して、強化繊維マットの形態保持が難しい場合は、金属製メッシュ越しに厚みの測定をおこない、その後、金属メッシュ分の厚みを差し引けばよい。強化繊維マットの重量Ｗｍは、ＪＩＳ  Ｒ７６０２（１９９５）に規定される「炭素繊維織物の単位面積当たりの重量測定方法」に準拠して測定される値とする。強化繊維マットの容積は、重量測定に供した強化繊維マットの面積と厚みから算出した値を用いる。上記にて測定される重量Ｗｍ、厚みｔｍから、次式により強化繊維の割合Ｖｆｍ（体積％）を算出する。ここで、式中のρｆは強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）、Ｓは強化繊維マットの切り出し面積（ｃｍ２）である。
・  Ｖｆｍ（体積％）＝（Ｗｍ／ρｆ）／（Ｓ×ｔｍ）×１００
【００２５】
本発明における強化繊維マットは、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の界面層における補強材としての機能も有する。上述した強化繊維の割合Ｖｆｍを満足する強化繊維マットは、強化繊維の立体障害に原因する嵩高さを持つゆえ、強化繊維マットの厚み方向に対する繊維配向が生まれる。そのため、繊維強化樹脂シートの面内方向に拡がる界面層と強化繊維とが一定の角度を形成し、強化繊維が界面層を跨って配置される確率が高まる。これにより、付加されるせん断荷重に対し、繊維破断や界面剥離を効果的に生じさせることができ、界面層における強固な接合を与える。一方、強化繊維の割合Ｖｆｍが上述した範囲を外れる場合、強化繊維が界面層の存在する面内方向に対して略並行に配置されるため、補強効果を有効に活用できず、界面層でのせん断強度が損なわれる。
【００２６】
上述した機能をより効果的に発現できる態様として、繊維強化樹脂シート中における強化繊維の面外角度θｚを５°以上とすることが望ましい。ここで、強化繊維の面外角度θｚとは、繊維強化樹脂シートの厚さ方向に対する強化繊維の傾き度合いであって、値が大きいほど厚み方向に立って傾いていることを示し、０〜９０°の範囲で与えられる。すなわち、強化繊維の面外角度θｚを係る範囲内とすることで、上述した界面層における補強機能をより効果的に発生でき、界面層のより強固な接合が与えられる。強化繊維の面外角度θｚの上限値は特に制限ないが、繊維強化樹脂シートとした際の繊維体積含有率を鑑みて、１５°以下であることが好ましく、より好ましくは１０°以下である。
【００２７】
強化繊維の面外角度θｚは、繊維強化樹脂シート１の面方向に対する垂直断面の観察に基づき測定する方法が、例示できる。図１は、繊維強化樹脂シートの面方向に対する垂直断面（ａ）とその奥行き方向（ｂ）を示すものである。図１（ａ）において、強化繊維２、３の断面は、測定を簡便にするため、楕円形状に近似されている。ここで、強化繊維２の断面は、楕円アスペクト比（＝楕円長軸／楕円短軸）が小さく見られ、対して強化繊維３の断面は、楕円アスペクト比が大きく見られる。一方、図１（ｂ）によると、強化繊維２は、奥行き方向Ｙに対してほぼ平行な傾きを持ち、強化繊維３は、奥行き方向Ｙに対して一定量の傾きを持っている。この場合、図１（ａ）における断面２の強化繊維については、繊維強化樹脂シートの面方向Ｘと繊維主軸（楕円における長軸方向）αとがなす角度θｘが、強化繊維の面外角度θｚとほぼ等しくなる。一方、強化繊維２については、角度θｘと面外角度θｚの示す角度に大きな乖離があり、角度θｘが面外角度θｚを反映しているとはいえない。したがって、繊維強化樹脂シートの面方向に対する垂直断面から面外角度θｚを読み取る場合、繊維断面の楕円アスペクト比が一定以上のものについて、抽出することで面外角度θｚの検出精度を高めることができる。
【００２８】
ここで、抽出対象となる楕円アスペクト比の指標としては、単繊維の断面形状が真円に近い、すなわち強化繊維の長尺方向に垂直な断面における繊維アスペクト比が１．１以下である場合、楕円アスペクト比が２０以上の強化繊維についてＸ方向と繊維主軸αの為す角度を測定し、これを面外角度θｚとして採用する方法を利用できる。一方、単繊維の断面形状が楕円形や繭形等であり、繊維アスペクト比が１．１より大きい場合には、より大きな楕円アスペクト比を持つ強化繊維に注目し、面外角度を測定した方がよく、繊維アスペクト比が１．１以上１．８未満の場合には楕円アスペクト比が３０以上、繊維アスペクト比が１．８以上２．５未満の場合には楕円アスペクト比が４０以上、繊維アスペクト比が２．５以上の場合には楕円アスペクト比が５０以上の強化繊維を選び、面外角度θｚを測定するとよい。
【００２９】
本発明における強化繊維マットは、上述したとおり、マット中に多くの空隙部を有する必要があり、係る態様を満足するうえで、不織布形態をとる。ここで、不織布形態とは、強化繊維のストランドおよび／またはモノフィラメント（以下、ストランドとモノフィラメントを総称して細繊度ストランドと称す）が面状に分散した形態を指し、チョップドストランドマット、コンティニュアンスストランドマット、抄紙マット、カーディングマット、エアレイドマット、などが例示できる。ストランドとは、複数本の単繊維が並行配列して集合したもので、繊維束とも言われる。不織布形態において、細繊度ストランドは分散状態に通常規則性を有しない。係る不織布形態のマットとすることで、強化繊維同士の立体障害が大きくなり、強化繊維の割合を効率的に下げられるうえ、賦形性に優れることから、複雑形状への成形が容易である。また、マット中の空隙が樹脂含浸の進行を複雑化するため、熱可塑性樹脂（Ａ）および（Ｂ）がより複雑な界面を形成し、優れた接着能力を発現する。
【００３０】
強化繊維マットが不織布の形態をとらない例としては、強化繊維が一方向に配列されてなるシート基材、織物基材、ノンクリンプ基材、などがある。これらの形態は、強化繊維が規則的に密に配置されるため、強化繊維マット中の空隙部が極めて少なく、熱可塑性樹脂が十分なアンカリング構造を形成しないため、接着能力が低下する。また、熱可塑性樹脂の含浸が極めて困難となり、未含浸部を形成したり、含浸手段や樹脂種の選択肢を大きく制限したりする。
【００３１】
前記不織布形態として、より好ましくは、強化繊維が略モノフィラメント状に分散した不織布である。ここで、略モノフィラメント状に分散するとは、強化繊維マットを構成する不連続性強化繊維のうち、フィラメント数１００本未満の細繊度ストランドが５０重量％以上含まれることを指す。
【００３２】
不連続性強化繊維が略モノフィラメント状に分散していることで、強化繊維同士の立体障害がより大きくなり、強化繊維の割合Ｖｆｍを効率的に下げられる。また、細繊度ストランドの構成単位が小さいことで、複雑かつ緻密な繊維ネットワーク構造が形成され、これに由来する微細な空隙により、界面層におけるアンカリング構造を、緻密かつ深く入り組んだものとできる。これにより、界面層のより強固な接合がもたらされる。さらには、しばしば破壊の起点となる繊維束端において、弱部が極小化されるため、上述した補強材としての機能が高まり、補強効率および信頼性に優れた界面層を形成する。係る観点から、不連続性強化繊維の７０重量％以上がフィラメント数１００本未満の細繊度ストランドにて存在することが好ましい。
【００３３】
ここで、不連続性強化繊維の分散状態は、次に例示する方法により測定される。上述した強化繊維の割合Ｖｆｍの測定と同様に、繊維強化樹脂シートから強化繊維マットを取り出す。係る強化繊維マットについて、重量Ｗｍを測定したのち、視認される繊維束をピンセットにより全て抽出し、それら全ての繊維束について、長さＬｓを１／１００ｍｍの精度で、重量Ｗｓを１／１００ｍｇの精度で測定する。経験則上、視認により抽出できる繊維束は、フィラメント数５０本程度までであって、抽出される殆どの繊維束はフィラメント数１００本以上の領域に属し、片や残分は１００本未満とする。また、のちに算出されるフィラメント数の結果において、フィラメント数が１００本未満となる場合、これについてはＷｓの積算対象から除外する。ｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）に抽出された繊維束の長さＬｓｉおよび重量Ｗｓｉから、次式により繊維束におけるフィラメント数Ｆｉを算出する。ここで、式中におけるＤはフィラメントの繊度（ｍｇ／ｍｍ）である。
・Ｆｉ（本）＝Ｗｓｉ／（Ｄ×Ｌｓｉ）  
【００３４】
上記にて算出されるＦｉをもとに、繊維束の選別をおこなう。図１３は、本発明の繊維強化樹脂シートのフィラメント数５０本毎の階級別で見た、各階級に占める重量分率の内訳を示す。図１３において、フィラメント数の小さい側から２階級（フィラメント０〜１００本）の棒グラフと、全ての棒グラフの総和との比率が、フィラメント数１００本未満の繊維束の重量分率Ｒｗ（ｗｔ％）に相当する。これは、上記にて実測された数値を用いて、次式により算出できる。
・Ｒｗ（重量％）＝｛Ｗｍ−Σ（Ｗｓｉ）｝／Ｗｍ×１００
【００３５】
さらに、前記不織布形態として、とりわけ望ましくは、不連続性強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分散した不織布である。ここで、モノフィラメント状に分散しているとは、繊維強化樹脂シート中にて任意に選択した強化繊維について、その二次元接触角が１度以上である単繊維の割合（以下、繊維分散率とも称す）が８０％以上であることを指し、換言すれば、構成要素中において単繊維の２本以上が接触して並行した束が２０％未満であることをいう。従って、ここでは、少なくとも強化繊維マットにおけるフィラメント数１００本以下の繊維束の重量分率Ｒｗが１００％に該当する繊維強化樹脂シートのみを対象とする。
【００３６】
二次元接触角とは、不連続強化繊維の単繊維と該単繊維と接触する単繊維とで形成される角度のことであり、接触する単繊維同士が形成する角度のうち、０度以上９０度以下の鋭角側の角度と定義する。この二次元接触角について、図面を用いてさらに説明する。図１４（ａ）、（ｂ）は本発明における一実施態様であって、ＣＦＲＴＰシート状物の不連続強化繊維を面方向（ａ）および厚み方向（ｂ）から観察した場合の模式図である。単繊維４５を基準とすると、単繊維４５は図１（ａ）では単繊維４６〜５０と交わって観察されるが、図１（ｂ）では単繊維４５は単繊維４９および５０とは接触していない。この場合、基準となる単繊維４５について、二次元接触角度の評価対象となるのは単繊維４６〜４８であり、接触する２つの単繊維が形成する２つの角度のうち、０度以上９０度以下の鋭角側の角度５１である。
【００３７】
繊維強化樹脂シートから二次元接触角を測定する方法としては、特に制限はないが、例えば、繊維強化樹脂シートの表面から強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合、繊維強化樹脂シートの表面を研磨して強化繊維を露出させることで、より強化繊維を観察しやすくなる。また、透過光を利用して強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合、繊維強化樹脂シートを薄くスライスすることで、強化繊維を観察しやすくなる。さらに、繊維強化樹脂シートをＸ線ＣＴ透過観察して強化繊維の配向画像を撮影する方法も例示できる。Ｘ線透過性の高い強化繊維の場合には、強化繊維にトレーサ用の繊維を混合しておく、あるいは強化繊維にトレーサ用の薬剤を塗布しておくと、強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。また、上記方法で測定が困難な場合には、強化繊維の割合Ｖｆｍの測定時と同様の方法にて取り出した強化繊維マットから、光学顕微鏡または電子顕微鏡を用いて、強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。前記観察方法に基づき、繊維分散率は次の手順で測定する。無作為に選択した単繊維（図１４における単繊維４５）に対して接触している全ての単繊維（図１４における単繊維４６〜４８）との二次元接触角を測定する。これを１００本の単繊維についておこない、二次元接触角を測定した全ての単繊維の総本数と、二次元接触角が１度以上である単繊維の本数との比率から、割合を算出する。
【００３８】
また、強化繊維マットにおいて強化繊維はランダムに分散していることが、とりわけ望ましい。ここで、強化繊維がランダムに分散しているとは、繊維強化樹脂シート中にて任意に選択した強化繊維の二次元配向角の平均値が３０〜６０度であることをいう。二次元配向角とは、強化繊維の単繊維と該単繊維と交差する単繊維とで形成される角度のことであり、交差する単繊維同士が形成する角度のうち、０度以上９０度以下の鋭角側の角度と定義する。この二次元配向角について、図面を用いてさらに説明する。図１４（ａ）、（ｂ）において、単繊維４５を基準とすると、単繊維４５は他の単繊維４６〜５０と交差している。ここで交差とは、観察する二次元平面において、基準とする単繊維が他の単繊維と交わって観察される状態のことを意味し、単繊維４５と単繊維４６〜５０が必ずしも接触している必要はなく、投影して見た場合に交わって観察される状態についても例外ではない。つまり、基準となる単繊維１について見た場合、単繊維４６〜５０の全てが二次元配向角の評価対象であり、図１４（ａ）中において二次元配向角は交差する２つの単繊維が形成する２つの角度のうち、０度以上９０度以下の鋭角側の角度５１である。
【００３９】
繊維強化樹脂シートから二次元配向角を測定する方法としては、特に制限はないが、例えば、構成要素の表面から強化繊維の配向を観察する方法が例示でき、上述した二次元接触角の測定方法と同様の手段を取ることができる。二次元配向角の平均値は、次の手順で測定する。無作為に選択した単繊維（図１４における単繊維４５）に対して交差している全ての単繊維（図１４における単繊維４６〜５０）との二次元配向角の平均値を測定する。例えば、ある単繊維に交差する別の単繊維が多数の場合には、交差する別の単繊維を無作為に２０本選び測定した平均値を代用してもよい。前記測定について別の単繊維を基準として合計５回繰り返し、その平均値を二次元配向角の平均値として算出する。
【００４０】
強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分散していることで、上述した略モノフィラメント状に分散した不織布により与えられる性能を最大限まで高めることができ、界面層におけるとりわけ優れた接着性を発現する。また、繊維強化樹脂シートおよびこれを用いた成形体において等方性を付与することができ、シートの取扱において方向性を考慮する必要がないうえ、異方性に起因する界面層での内部応力が小さいため、界面層での優れた機械特性が与えられる。係る観点から、強化繊維マットの繊維分散率は９０％以上が好ましく、１００％に近づくほどより好ましい。また、強化繊維の二次元配向角の平均値としては、４０〜５０度が好ましく、理想的な角度である４５度に近づくほど好ましい。
【００４１】
本発明において、強化繊維マットを構成する強化繊維の形態としては、無限長の連続性強化繊維、または、所定長に切断された有限長の不連続性強化繊維、のいずれであってもよいが、強化繊維の割合Ｖｆｍが上述範囲にある強化繊維マットを容易に調整できる観点からは、不連続性強化繊維であることが好ましい。
【００４２】
不連続性強化繊維の平均繊維長Ｌｎとしては、１〜２５ｍｍの範囲であることが好ましい。平均繊維長Ｌｎを係る範囲とすることで、強化繊維の補強効率を高めることができ、繊維強化樹脂シートをはじめ、成形体ないし一体化成形品において優れた機械特性や接合強度が与えられる。また、強化繊維マットにおける強化繊維の面外角度の調整が容易となる。平均繊維長Ｌｎは、繊維強化樹脂シートの熱可塑性樹脂成分を焼失させて残った強化繊維から無作為に４００本を選択し、その長さを１０μｍ単位まで測定し、それらの数平均を算出して平均繊維長Ｌｎとして用いる。
【００４３】
本発明において、強化繊維マットを構成する強化繊維としては、例えば、アルミニウム、黄銅、ステンレスなどの金属繊維や、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維や、黒鉛繊維や、ガラスなどの絶縁性繊維や、アラミド、ＰＢＯ、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリエチレンなどの有機繊維や、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドなどの無機繊維が挙げられる。また、これらの繊維に表面処理が施されているものであってもよい。表面処理としては、導電体として金属の被着処理のほかに、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、結束剤による処理、添加剤の付着処理などがある。また、これらの強化繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。中でも、軽量化効果の観点から、比強度、比剛性に優れるＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。また、得られる成形品の経済性を高める観点からは、ガラス繊維が好ましく用いられ、とりわけ力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を併用することが好ましい。さらに、得られる成形品の衝撃吸収性や賦形性を高める観点からは、アラミド繊維が好ましく用いられ、とりわけ力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を併用することが好ましい。また、得られる成形品の導電性を高める観点からは、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。これらの中で、強度と弾性率などの力学的特性に優れるＰＡＮ系の炭素繊維は、より好ましく用いることができる。
【００４４】
本発明の繊維強化樹脂シートは、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが、最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成する。ここで、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とは異なる熱可塑性樹脂から構成される。異なる熱可塑性樹脂とは、当該樹脂を構成する成分のうち、５０重量部以上を占める成分が共通して含まれていないことを謂う。
【００４５】
ここで、本発明の繊維強化樹脂シートにおける、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが形成する界面層について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、繊維強化樹脂シート４の面方向Ｘに対する垂直断面に基づく、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）との界面層を拡大した図である。図２において、熱可塑性樹脂（Ａ）５と熱可塑性樹脂（Ｂ）６とが、強化繊維マット（図示せず）に含浸されており、繊維強化樹脂シートの厚み方向Ｚの略中央にて、面方向Ｘに拡がる凹凸形状を有する界面層７が、強化繊維マットを介して形成されている。係る界面層は、厚み方向Ｚにおいて、複数の凹部と凸部を有しており、そのうち、最も窪みの大きい凹部８と最も突出した凸部９とのＺ方向における落差をｄｍａｘとして定義する。なお、凹部８は図上において独立した島状に見られるが、これも含めて、最も侵入量の深い部分を凹凸部それぞれの最端とする。一方、界面層における凹凸形状のうち、最も窪みの小さい凹部１０と最も突出の小さい凸部１１とのＺ方向における落差をｄｍｉｎとして定義する。ここで、ｄｍａｘが本発明で言うところの最大高さＲｙとなり、ｄｍａｘとｄｍｉｎの平均値が本発明で言うところの平均粗さＲｚとして定義される。
【００４６】
本発明の繊維強化樹脂シートは、上述した界面層が、最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して形成されていることを特徴とする。係る態様をとることにより、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）との強固な接合を有する繊維強化樹脂シートが与えられる。さらに、前記態様の界面層によれば、適用する熱可塑性樹脂の組合せに特段の制限を設けない。すなわち、異樹脂が強化繊維マットを介して複雑に入り組んだアンカリング構造を形成することで、異樹脂間を機械的に接合するため、従来勘案すべきであった、異樹脂同士の相溶性や親和性を無視することができ、本来共存が難しいとされる組合せであっても、容易かつ強固に接合できる点に、本発明の格別の効果がある。それに対して、界面層における、最大高さＲｙが５０μｍ未満である場合、アンカリング構造の形成が不十分となり、これによる成形体ないし一体化成形品の界面層において、満足のいく強度を発現できない。平均粗さＲｚが３０μｍ未満の場合、凹凸形状に斑を生じるため、界面層における強度発現が不安定となり、信頼性の低下をともなう。なお、界面層における最大高さＲｙは５０μｍ以上、平均粗さＲｚは３０μｍ以上あれば、本発明の効果を十分に達成されるが、最大で、Ｒｙ３００μｍ、Ｒｚ１００μｍもあれば本発明の効果を確保するのに申し分ない。
【００４７】
繊維強化樹脂シートの最大高さＲｙおよび平均粗さＲｚは、繊維強化樹脂シートの断面観察に基づき測定する方法が例示できる。繊維強化樹脂シートの厚み方向の垂直断面が観察面となるように研磨された試料を用意する。前記試料を顕微鏡にて観察することで、視野中において図２に相当する像が確認できる。ここから、上記にて定義される、凹凸界面のうち、最も窪みの大きい凹部と最も突出の大きい凸部との垂直落差ｄｍａｘ、最も窪みの小さい凹部と最も突出の小さい凸部との垂直落差ｄｍｉｎをそれぞれ測定する。この操作を異なる像について１０回おこない、測定されるｄｍａｘのうち、最も大きい値を界面層における凹凸形状の最大高さＲｙ（μｍ）とすることができる。また、測定されるｄｍａｘおよびｄｍｉｎの総和をＮ数で除した値を、界面層における凹凸形状の平均粗さＲｚとすることができる。
【００４８】
本発明の強化繊維樹脂シートにおいて、熱可塑性樹脂（Ａ）の可使温度域および前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の可使温度域が、少なくとも５℃以上の温度範囲を持って重複することが望ましい。熱可塑性樹脂の可使温度域とは、使用下限温度から使用上限温度に渡る温度域で、熱可塑性樹脂が強化繊維マットに含浸できるほどに溶融ないし軟化されており、かつ、加熱による熱劣化または熱分解を伴うことのない実用上の温度域のことを指す。すなわち、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の使用下限温度がともに樹脂の含浸温度を越えないものである必要がある。前記関係性を満足する強化繊維樹脂シートにおいては、単一の温度条件において製造できることに加え、これによる成形体ないし一体化成形品においても単一の温度条件での加工が可能となり、製造工数削減やプロセスウィンドウの拡大に繋がる。したがって、重複する温度範囲は、その幅が広いほどよく、好ましくは１５℃以上であり、３０℃程度以上あることが望ましい。
【００４９】
熱可塑性樹脂（Ａ）の可使温度域において、使用下限温度をＴＡ１、使用上限温度をＴＡ２とし、前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の可使温度域において、使用下限温度をＴＢ１、使用上限温度をＴＢ２としたとき、これら温度は以下の規格に準拠して得られた値を採用できる。使用下限温度であるＴＡ１、ＴＢ１は、結晶性樹脂の場合、ＪＩＳ  Ｋ７１２０（１９８７）を準拠して測定した融点を、非晶性樹脂の場合、ＪＩＳ  Ｋ７２０６（１９９９）を準拠して測定されるビカット軟化温度に１００℃を加算した温度を、それぞれＴＡ１およびＴＢ１として取り扱うことができる。また、使用上限温度であるＴＡ２、ＴＢ２は、ＪＩＳ  Ｋ７１２０（１９８７）を準拠して測定される熱減量曲線において、ベースラインの重量から１％の減量が確認された温度（減量開始点）から５０℃を差し引いた温度を、実用上の使用上限温度ＴＡ１およびＴＢ１として取り扱うことができる。
【００５０】
本発明の繊維強化樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などのポリアリーレンスルフィド、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン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）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート（ＰＡＲ）」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、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系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、得られる成形品の軽量性の観点からはポリオレフィンが好ましく、強度の観点からはポリアミドが好ましく、表面外観の観点からポリカーボネートやスチレン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が好ましく用いられる。
【００５１】
前記群に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良い。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。
【００５２】
本発明における強化繊維樹脂シートの繊維体積含有率Ｖｆｓは１０〜４０体積％であることが好ましい。ここで、Ｖｆｓは、繊維強化樹脂シート中に含まれる強化繊維の体積含有率のことを指す。Ｖｆｓを上記範囲とすることは、強化繊維樹脂シートを含む成形体ないし一体化成形品の力学特性の観点から好ましい。Ｖｆｓが高すぎる場合には、強化繊維マットの空隙を熱可塑性樹脂で埋めることができず、繊維量に見合う力学特性が得られない場合がある。
【００５３】
本発明の繊維強化樹脂シートを製造する方法として、例えば、強化繊維を予め、ストランドおよび／またはモノフィラメント状に分散した強化繊維マットを製造しておき、そのマットに、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）を含浸せしめる方法がある。強化繊維マットの製造方法としては、強化繊維を空気流にて分散シート化するエアレイド法や強化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、強化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公知技術として挙げることができる。前記において強化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開繊バーを振動させる方法、さらにカードの目をファインにする方法や、カードの回転速度を調整する方法などが例示できる。湿式プロセスにおいては、強化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、湿式法で製造することが好ましく、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、することで強化繊維マットの強化繊維の割合Ｖｆｍ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、得られる強化繊維マット中の繊維の配向が引き取り方向に向き難くなり、嵩高い強化繊維マットを製造可能である。強化繊維マットとしては、強化繊維単体から構成されていてもよく、強化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、強化繊維が有機化合物や無機化合物と混合されていたり、強化繊維同士が樹脂成分で目留めされていてもよい。
【００５４】
上記強化繊維マットを用いて、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）のそれぞれが溶融ないし軟化する温度以上に加熱された状態で圧力を付与し、強化繊維マットに含浸させることで、繊維強化樹脂シートは得られる。具体的には、強化繊維マットの厚み方向の両側から熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）を溶融含浸させる方法、熱可塑性樹脂（Ａ）成分を含む強化繊維マットおよび熱可塑性樹脂成分（Ｂ）を含む強化繊維マットのそれぞれを溶融含浸すると併せて一体化する方法、が例示できる。また、上記方法を実現するための設備としては、圧縮成形機、ダブルベルトプレスを好適に用いることができる。バッチ式の場合は前者であり、加熱用と冷却用の２機を並列した間欠プレスシステムとすることで生産性の向上が図れる。連続式の場合は後者であって、ロールからロールへの加工を容易におこなうことができ、連続生産性に優れる。
【００５５】
本発明の繊維強化樹脂シートを用いて成形することにより成形体が得られる。係る成形体は、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが最大高さＲｙ５０μｍ以上、平均粗さＲｚ３０μｍ以上の凹凸形状を有して界面層を形成してなる。ここで成形体とは、前記繊維強化樹脂シート、あるいは、前記繊維強化樹脂シートを含んだプリフォームを、加熱および加圧を有する手段にて成形してなる成形品を指す。前記プリフォームには、本発明の繊維強化樹脂シートに加え、他の積層単位を含むことができる。係る積層単位の構成は特に制限されないが、例えば、連続性強化繊維で補強されたＵＤプリプレグ、織物プリプレグ、不連続強化繊維で補強されたＧＭＴ、ＳＭＣ、長繊維強化プリプレグ、などの繊維強化成形基材、あるいは、樹脂シート、発泡体、などの非繊維強化成形基材、が挙げられる。なかでも、得られる成形体の力学特性の観点からは、繊維強化成形基材であることが好ましく、成形体の補強効果を高める観点からは連続繊維強化プリプレグであって、成形体に複雑形状を持たせる場合は、賦形性に優れる不連続強化プリプレグを、好ましく用いることができる。なお、プリフォームにおいて、繊維強化樹脂シートに加えて含まれる他の積層単位として、２種類の積層単位が用いられる場合には、それぞれの積層単位を、積層単位（Ｘ）、積層単位（Ｙ）と称する。本発明では、本発明の繊維強化樹脂シートに加え、他の積層単位（Ｘ）および／または積層単位（Ｙ）を含むことができる。
【００５６】
また、上記繊維強化成形基材に用いる強化繊維としては、上述した強化繊維マットの構成要素として例示した強化繊維を用いることができる。なかでも、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。これらの中でも、強度と弾性率などの力学的特性と価格とのバランスに優れるＰＡＮ系の炭素繊維を、より好ましく用いることができる。また、強化繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよく、得られる成形品の力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を、得られる成形品の力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を、併用することが好ましい。
【００５７】
成形体中における界面層の上記形態は、繊維強化樹脂シートに含まれる界面層に由来するものである。したがって、本発明の成形体によれば、熱可塑性樹脂（Ａ）と実質的に同じ熱可塑性樹脂を基質とする階層と熱可塑性樹脂（Ｂ）と実質的に同じ熱可塑性樹脂を基質とする階層とを含み、これらが強固な接合により一体化されてなる成形品が与えられる。ここで、実質的に同じとは、当該樹脂を構成する成分のうち、５０重量部以上を占める成分が共通して含まれることをいう。繊維強化樹脂シートに含まれる熱可塑性樹脂と同じであれば、より好ましい。
【００５８】
以下、本発明の成形体について、図３、４、５を用いて詳細に説明する。本発明の成形体は、上述のとおり熱可塑性樹脂（Ａ）を基質とする階層と熱可塑性樹脂（Ｂ）を基質とする階層との間に、繊維強化樹脂シートが配置されて一体化構造を形成してなる。前記それぞれの階層は、全てが同じ強化繊維マットにて構成されてもよいし、異なる強化繊維マットを用いた繊維強化樹脂シート、連続繊維で補強された繊維強化樹脂シートや、繊維で補強されていない樹脂シートを用いてもよい。例えば、図３の成形体１２に示す様に、熱可塑性樹脂（Ａ）を基質とする階層１３に連続性強化繊維からなる織物基材に基づく成形材料を用い、熱可塑性樹脂（Ｂ）を基質とする階層１４に不連続性強化繊維からなる不織布マットに基づく成形材料を用い、さらにその間に、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）が含浸されてなる繊維強化樹脂シート１５を用いてなる。前記構造によると、熱可塑性樹脂（Ａ）からなる階層が意匠性と補強効果を担い、熱可塑性樹脂（Ｂ）からなる階層が複雑形状を形成するための賦形性を担うことで、機能分離されたハイブリット構造となる。また、別の形態として、図４、５に示す様に、熱可塑性樹脂（Ａ）を基質とする階層１８、１９には強化繊維を含み、熱可塑性樹脂（Ｂ）を基質とする階層２０、２１は非強化の樹脂層とし、繊維強化樹脂シート２２、２３を介して一体化する構造も例示できる。これによれば、軽量化や低コスト化に有効なサンドイッチ構造（図４）や、外板部材や筐体などに好適な意匠性の高い加飾スキン構造（図５）を有する、成形体１６、１７が得られる。また、熱可塑性樹脂に所望の特性を有する材料を適用することで、静的特性や衝撃特性、耐熱性、耐薬品性、耐吸水性、意匠性、などの機能付与も可能である。
【００５９】
成形体における最大高さＲｙおよび平均粗さＲｚは、上述した繊維強化樹脂シートの最大高さＲｙおよび平均粗さＲｚと同様の方法にて測定できる。また、上限値についても同様であって、最大高さＲｙ３００μｍ、平均粗さＲｚ１００μｍもあれば本発明の効果を確保するのに十分である。
【００６０】
上述した成形体は、前記した繊維強化樹脂シートまたは前記したプリフォームを、加熱および加圧を有する手段にて成形することにより与えられる。ここで、プリフォームの積層単位として、本発明の繊維強化樹脂シートの少なくとも１層を含めば、その他の積層単位については特に制限はないが、前記したような他の積層単位を含むようにすることで、当該積層単位に基づく各種機能や特性を付与することができる。加熱および加圧を有する一般的な手段としては、プレス成形法が例示できる。プレス成形法としては、予め成形型を中間基材ないしプリフォームの成形温度以上に昇温しておき、加熱された成形型内に中間基材ないしプリフォームを配置し、型締めして加圧し、次いでその状態を維持しながら成形型を冷却し成形品を得る方法、いわゆるホットプレス成形がある。また、成形温度以上に加熱された中間基材ないしプリフォームを、中間基材ないしプリフォームの固化温度未満に保持された成形型に配置し、型締めして加圧し、次いでその状態を維持しながら中間基材ないしプリフォームを冷却し成形品を得る方法、いわゆるスタンピング成形やヒートアンドクール成形等がある。これらプレス成形方法のうち、成形サイクルを早めて生産性を高める観点からは、スタンピング成形ないしヒートアンドクール成形が好ましい。
【００６１】
本発明の繊維強化樹脂シートや成形体は、一体化成形品として用いられる。係る一体化成形品は、本発明の繊維強化樹脂シートまたは成形体からなる第１の部材と、別の成形体からなる第２の部材とが接合されてなる。ここで、前記第２の部材を構成する熱可塑性樹脂は、第１の部材に対して十分に溶着されなければならない。したがって、第２の部材を構成する熱可塑性樹脂と、第１の部材側の被着面を構成する熱可塑性樹脂（Ａ）ないし熱可塑性樹脂（Ｂ）とは、実質的に同じあって、好ましくは同じである。
【００６２】
前記第１の部材と第２の部材とを接合させる手段としては、特に限定されない。例えば、（ｉ）第１の部材と第２の部材とを別々に予め成形しておき、両者を接合する方法、（ｉｉ）第１の部材を予め成形しておき、第２の部材を成形すると同時に両者を接合する方法、がある。前記（ｉ）の具体例としては、第１の部材をプレス成形し、第２の部材をプレス成形ないし射出成形にて作製する。作製したそれぞれの部材を、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着、抵抗溶着、誘導加熱溶着、などの公知の溶着手段により接合する方法がある。一方、前記（ｉｉ）の具体例としては、第１の部材をプレス成形し、次いで射出成形金型にインサートし、第２の部材を形成する材料を金型に射出成形し、溶融ないし軟化状態にある材料の熱量で第１の部材の被着面を溶融ないし軟化させて接合する方法がある。また、前記（ｉｉ）の別の具体例としては、第１の部材をプレス成形し、次いでプレス成形金型内に配置し、第２の部材を形成する材料をプレス成形金型内にチャージし、プレス成形することで、前記と同様の原理で接合する方法がある。一体化成形品の量産性の観点からは、好ましくは（ｉｉ）の方法であって、射出成形としてインサート射出成形やアウトサート射出成形、および、プレス成形としてスタンピング成形やヒートアンドクール成形が好ましく使用される。すなわち、第２の部材が射出成形による成形体であり、第２の部材をインサート射出成形またはアウトサート射出成形により第１の部材に接合するか、第２の部材がプレス成形による成形体であり、第２の部材をプレス成形により第１の部材に接合するのが、本発明の一体化成形品を製造するのに特に好ましく用いられる。
【００６３】
本発明の成形体ないし一体化成形品により与えられる実装部材の用途としては、例えば、「パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯用ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの筐体、トレイ、シャーシ、内装部材、またはそのケース」などの電気、電子機器部品、「支柱、パネル、補強材」などの土木、建材用部品、「各種メンバ、各種フレーム、各種ヒンジ、各種アーム、各種車軸、各種車輪用軸受、各種ビーム、プロペラシャフト、ホイール、ギアボックスなどの、サスペンション、アクセル、またはステアリング部品」、「フード、ルーフ、ドア、フェンダ、トランクリッド、サイドパネル、リアエンドパネル、アッパーバックパネル、フロントボディー、アンダーボディー、各種ピラー、各種メンバ、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、各種レール、各種ヒンジなどの、外板、またはボディー部品」、「バンパー、バンパービーム、モール、アンダーカバー、エンジンカバー、整流板、スポイラー、カウルルーバー、エアロパーツなど外装部品」、「インストルメントパネル、シートフレーム、ドアトリム、ピラートリム、ハンドル、各種モジュールなどの内装部品」、または「モーター部品、ＣＮＧタンク、ガソリンタンク、燃料ポンプ、エアーインテーク、インテークマニホールド、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、各種配管、各種バルブなどの燃料系、排気系、または吸気系部品」などの自動車、二輪車用構造部品、「その他、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、エンジン冷却水ジョイント、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、バッテリートレイ、ＡＴブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、プロテクター、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、スペアタイヤカバー、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、スカッフプレート、フェイシャー」、などの自動車、二輪車用部品、「ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ」などの航空機用部品が挙げられる。力学特性の観点からは、自動車内外装、電気・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、輸送用箱体に好ましく用いられる。なかでも、とりわけ複数の部品から構成されるモジュール部材に好適である。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００６５】
（１）強化繊維の割合Ｖｆｍ
繊維強化樹脂シートを２枚のステンレス製メッシュ（２．５ｃｍ当たり５０個のメッシュを有する平織形状）に挟み、繊維強化樹脂シートが動かないようにネジを調整して固定した。これを空気中５００℃で３０分間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばした。なお、実施例８、９については、繊維強化樹脂シートを、１−クロロナフタレンを用いて２５０℃で６時間還流し、樹脂シート５の樹脂成分を抽出して残ったシートについて、同様に焼き飛ばしの処理をおこない、残りの樹脂成分を焼き飛ばした。得られた強化繊維マットについてステンレス製メッシュはそのままの状態でネジを取り外し、試料とした。前記試料について、ＪＩＳ  Ｒ７６０２（１９９５）に規定される「炭素繊維織物の厚さ測定方法」に準拠し、５０ｋＰａを２０秒間付与したのちの厚みを測定し、該厚みから予め同条件にて測定したステンレス製メッシュの厚みを差し引いた値を強化繊維マットの厚みｔｍとした。また、前記試料からステンレス製メッシュを取り外した後、ＪＩＳ  Ｒ７６０２（１９９５）に規定される「炭素繊維織物の単位面積当たりの重量測定方法」に準拠して単位面積当たりの質量Ｗｍを測定した。得られたＷｍ、ｔｍから次式により、強化繊維の割合Ｖｆｍを算出した。
・Ｖｆｍ（体積％）＝（Ｗｍ／ρｆ）／（Ｓ×ｔｍ）×１００
ρｆ：強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）
Ｓ  ：試料の切り出し面積（ｃｍ２）
【００６６】
（２）熱可塑性樹脂（Ａ、Ｂ）の使用下限温度（ＴＡ１、ＴＢ１）
繊維強化樹脂シートに含浸される熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点ないし軟化点を次のようにして評価した。まず、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）のうち結晶性樹脂については、ＪＩＳ  Ｋ７１２１（１９８７）に規定される「プラスチックの転移温度測定方法」に準拠して融点を測定した。繊維強化樹脂シートの作製に用いたフィルムないし不織布を、炉内温度５０℃で制御された真空乾燥機中で２４時間以上乾燥させた後、細かく裁断して試料を準備した。前記試料を、示差走査熱量測定装置（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、ＤＳＣ  ２００Ｆ３  Ｍａｉａ）に掛け、前記規格による融点を得た。
【００６７】
一方、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）のうち非晶性樹脂については、ＪＩＳ  Ｋ７２０６（１９９９）に規定される「プラスチック−熱可塑性プラスチック−ビカット軟化温度（ＶＳＴ）試験」のＡ５０法に準拠して軟化点を測定した。繊維強化樹脂シートの作製に用いたフィルムないし不織布の原料である樹脂ペレットを、炉内温度５０℃で制御された真空乾燥機中で２４時間以上乾燥させた後、２軸混練機・射出機（ＤＳＭ  Ｘｐｌｏｒｅ社製、Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒ１５、１２ｍｌ射出成形機）にて成形した。得られた成形片から、厚さ３．２ｍｍ、縦および横がそれぞれ１２．５ｍｍの角板を切り出して、これを試料とした。前記試料を、熱変形温度測定機 （（株）東洋精機製作所製、Ｓ３−ＦＨ）に掛け、前記規格による軟化点を得た。
【００６８】
上記操作を３回繰り返し、得られた温度の平均値を算出して、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の融点ないし軟化点とした。ここで、融点は得られた温度を熱可塑性樹脂（Ａ、Ｂ）の使用下限温度ＴＡ１、ＴＢ１（℃）として扱い、軟化点は（軟化点＋１００℃）の温度を熱可塑性樹脂（Ａ、Ｂ）の使用下限温度ＴＡ１、ＴＢ１（℃）として扱った。
【００６９】
（３）熱可塑性樹脂（Ａ、Ｂ）の使用上限温度（ＴＡ２、ＴＢ２）
繊維強化樹脂シートに含浸される熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の減量開始温度を、ＪＩＳ  Ｋ７１２０（１９８７）に規定される「プラスチックの熱重量測定方法」に準拠して測定した。繊維強化樹脂シートの作製に用いたフィルムないし不織布を、炉内温度５０℃で制御された真空乾燥機中で２４時間以上乾燥させた後、細かく裁断して、試料を準備した。前記試料を、熱重量測定装置（Ｂｒｕｋｅｒ社製、ＴＧ−ＤＴＡ  ２０２０ＳＡ）に掛け、前記規格による熱減量線を取得した。取得した熱減量線においてベースラインの重量から１％の減量が確認された温度を本実施例における減量開始温度とした。上記操作を３回繰り返し、得られた減量開始温度の平均値を算出して、熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）の減量開始温度とした。そして、減量開始温度から５０℃を差し引いた温度を、熱可塑性樹脂（Ａ、Ｂ）における実用上の使用上限温度ＴＡ２、ＴＢ２（℃）として扱った。
【００７０】
（４）繊維強化樹脂シートにおける強化繊維の割合Ｖｆｓ
繊維強化樹脂シートの質量Ｗｓを測定したのち、該繊維強化樹脂シートを空気中５００℃で３０分間加熱して熱可塑性樹脂成分を焼き飛ばし、残った不連続強化繊維の質量Ｗｆを測定し、次式により算出した。
・Ｖｆｓ（体積％）＝（Ｗｆ／ρｆ）／｛Ｗｆ／ρｆ＋（Ｗｓ−Ｗｆ）／ρｒ｝×１００
ρｆ：強化繊維の密度（ｇ／ｃｍ３）
ρｒ：熱可塑性樹脂の密度（ｇ／ｃｍ３）。
【００７１】
（５）繊維強化樹脂シートの界面層における凹凸形状（Ｒｙ、Ｒｚ）
繊維強化樹脂シートから幅２５ｍｍの小片を切り出し、エポキシ樹脂に包埋したうえで、シート厚み方向の垂直断面が観察面となるように研磨して試料を作製した。前記試料をレーザー顕微鏡（キーエンス（株）製、ＶＫ−９５１０）で２００倍に拡大し、無作為に選定した１０ヶ所（互いの視野は重複しない）について、撮影をおこなった。撮影した画像から、熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とが形成する界面層を、樹脂のコントラストにより確認した。コントラストが不鮮明な場合は、画像処理により濃淡を明確化した。それでも確認が難しい場合は、繊維強化樹脂シートに含浸してなる熱可塑性樹脂のうち、ＴＡ１およびＴＢ１のいずれか低温な熱可塑性樹脂のみを溶融または軟化させた繊維強化樹脂シートから作製した試料について再度撮影をおこない、界面層を確認した。上記にて撮影した１０視野について、それぞれの視野中における凹凸界面のうち、最も窪みの大きい凹部と最も突出の大きい凸部との垂直落差ｄｍａｘ、最も窪みの小さい凹部と最も突出の小さい凸部との垂直落差ｄｍｉｎをそれぞれ測定した。これら各視野による１０点のｄｍａｘのうち、最も大きい値を界面層における凹凸形状の最大高さＲｙ（μｍ）とした。また、上記にて得られたｄｍａｘおよびｄｍｉｎから、界面層における凹凸形状の平均粗さＲｚを、次式により算出した。
・Ｒｚ（μｍ）＝Σ（ｄｉｍａｘ＋ｄｉｍｉｎ）／２ｎ
ｄｉｍａｘ：各視野における最大垂直落差（ｉ＝１、２、・・・１０）（μｍ）
ｄｉｍｉｎ：各視野における最小垂直落差（ｉ＝１、２、・・・１０）（μｍ）
ｎ：測定視野数
【００７２】
（６）強化繊維マットにおける細繊度ストランドの重量分率（Ｒｗ）
上記（１）と同様の方法にて、繊維強化樹脂シートから強化繊維マットを取り出し、重量Ｗｍを測定した。次いで、強化繊維マットから、視認される繊維束をピンセットにより抽出し、１／１００ｍｍの精度で繊維束の長さＬｓ、１／１００ｍｇの精度で繊維束の重量Ｗｓを測定した。これを強化繊維マット中に存在する全ての繊維束（ｎ個）について繰り返した。得られた繊維束の長さＬｓおよび重量Ｗｓから、次式により繊維束におけるフィラメント数Ｆを算出した。
・Ｆｉ（本）＝Ｗｓｉ／（Ｄ×Ｌｓｉ）  
Ｆｉ：繊維束におけるフィラメント数の個別値（本）（ｉ＝１〜ｎ）
Ｗｓｉ：繊維束の重量（ｍｇ）
Ｌｓｉ：繊維束の長さ（ｍｍ）
Ｄ：フィラメント１本当たりの繊度（ｍｇ／ｍｍ）
【００７３】
前記にて算出されたＦｉをもとに、フィラメント数が１００本以上の繊維束を選別した。選別した繊維束の重量Ｗｉから次式にて、フィラメント数が１００本未満の繊維束の重量分率Ｒｗを算出した。
・Ｒｗ（重量％）＝｛Ｗｍ−Σ（Ｗｓｉ）｝／Ｗｍ×１００
Ｗｍ：強化繊維マットの重量（ｍｇ）
【００７４】
（７）強化繊維マットの繊維分散率
上記（１）と同様の方法にて、繊維強化樹脂シートから強化繊維マットを取り出した。得られた強化繊維マットを電子顕微鏡（キーエンス（株）製、ＶＨＸ−５００）を用いて観察し、無作為に単繊維を１本選定し、該単繊維に接触する別の単繊維との二次元接触角を測定した。二次元接触角は接触する２つの単繊維とのなす２つの角度のうち、０°以上９０°以下の角度（鋭角側）を採用した。二次元接触角の測定は、選定した単繊維に接触する全ての単繊維を対象とし、これを１００本の単繊維について実施した。得られた結果から、二次元接触角を測定した全ての単繊維の総本数と、二次元接触角度が１度以上である単繊維の本数とからその比率を算出し、繊維分散率を求めた。
【００７５】
（８）強化繊維マットの二次元配向角
上記（１）と同様の方法にて、繊維強化樹脂シートから強化繊維マットを取り出した。得られた強化繊維マットを電子顕微鏡（キーエンス（株）製、ＶＨＸ−５００）を用いて観察し、無作為に単繊維を１本選定し、該単繊維に交差する別の単繊維との二次元配向角を画像観察より測定した。配向角は交差する２つの単繊維とのなす２つの角度のうち、０°以上９０°以下の角度（鋭角側）を採用した。選定した単繊維１本あたりの二次元配向角の測定数はｎ＝２０とした。同様の測定を合計５本の単繊維を選定しておこない、その平均値をもって二次元配向角とした。
【００７６】
（９）繊維強化樹脂シート中における強化繊維の面外角度θｚ
繊維強化樹脂シートから幅２５ｍｍの小片を切り出し、エポキシ樹脂に包埋した上で、シート厚み方向の垂直断面が観察面となるように研磨して試料を作製した。前記試料をレーザー顕微鏡（キーエンス（株）製、ＶＫ−９５１０）で４００倍に拡大し、繊維断面形状の観察をおこなった。観察画像を汎用画像解析ソフト上に展開し、ソフトに組み込まれたプログラムを利用して観察画像中に見える個々の繊維断面を抽出し、該繊維断面を内接する楕円を設け、形状を近似した（以降、繊維楕円と呼ぶ）。さらに、繊維楕円の長軸長さα／短軸長さβで表されるアスペクト比が２０以上の繊維楕円に対し、Ｘ軸方向と繊維楕円の長軸方向の為す角を求めた。繊維強化樹脂シートの異なる部位から抽出した観察試料について上記操作を繰り返すことにより、計６００本の強化繊維について面外角度を測定し、その平均値を繊維強化樹脂シートの面外角度θｚとして求めた。
【００７７】
（１０）繊維強化樹脂シート中のボイド率Ｂ
繊維強化樹脂シートから幅２５ｍｍの小片を切り出し、エポキシ樹脂に包埋した上で、シート厚み方向の垂直断面が観察面となるように研磨して試料を作製した。前記試料をレーザー顕微鏡（キーエンス（株）製、ＶＫ−９５１０）で１００倍に拡大し、繊維断面形状の観察をおこなった。観察画像は熱可塑性樹脂の種類に関わらず、総じて含浸部と未含浸部とが白色系と黒色系の明瞭なコントラストを示した。かかる画像を汎用画像解析ソフト上に展開し、ソフトに組み込まれたプログラムを利用して観察画像中に含浸部と未含深部とを二値化処理により分離した後、処理画像から含深部と未含浸部の画素数の計測をおこなった。上記操作を無作為に選定した５ヶ所（互いの視野は重複しない）について繰り返し、含浸部と未含浸部の画素数の平均値を算出し、次式によりボイド率Ｂを求めた。
・Ｂ（％）＝｛Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）｝×１００
Ｓ１：含浸部の平均画素数（Ｐｉｘｅｌ）
Ｓ２：未含浸部の平均画素数（Ｐｉｘｅｌ）
【００７８】
（１１）成形体における界面層のせん断強度τ１、およびバラツキＣＶ１
実施例１０〜１８および比較例７〜１５の成形体について、ＪＩＳ  Ｋ７０９２（２００５）に規定される「炭素繊維強化プラスチックの目違い切欠き圧縮による層間せん断強さ試験方法」に準拠して、成形体における界面層のせん断強度τ１の評価をおこなった。本試験における試験片を図６に示す。試験片２４は長さｌの異なる位置にて、試験片両表面から厚さｈの中間深さｈ１／２に到達する幅ｗの切欠き２５が挿入された形状であって、前記中間深さｈ１／２の位置にて熱可塑性樹脂（Ａ）および熱可塑性樹脂（Ｂ）による界面層が形成されている。前記試験片を５本用意し、万能試験機（インストロン社製、万能試験機４２０１型）にて圧縮試験をおこなった。試験により得られた全てのデータ（ｎ＝５）の平均値を、成形体における界面層のせん断強度τ１（ＭＰａ）とした。また、せん断強度の個別値からせん断強度のバラツキの指標となるＣＶ値（ＣＶ１）を、次式により算出した。
・ＣＶ１（％）＝｛Σ（τ１ｉ−τ１）２／ｎ｝１／２／τ１×１００
τ１ｉ：せん断強度の個別値（ｉ＝１、２、・・・５）（ＭＰａ）
τ１：平均せん断強度（ＭＰａ）
ｎ：せん断強度の測定点数（個）
【００７９】
（１２）一体化成形品における接合部のせん断強度τ２、およびバラツキＣＶ２
後述する実施例２０〜２３および比較例１６〜２１の一体化成形品について、ＪＩＳ  Ｋ６８５０（１９９９）に規定される「接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験法」を参考して、一体化成形品における接合部のせん断強度τ２の評価をおこなった。本試験における試験片は、実施例で得られる一体化成形品の平面部分を切り出して使用した。試験片を図７に示す。試験片２６は長さｌの異なる位置にて、試験片両表面から厚さｈの中間深さｈ１／２に到達する幅ｗの切欠き２７が挿入された形状であって、前記中間深さｈ１／２の位置にて第１の部材と第２の部材との接合部が形成されている。前記試験片を５本用意し、万能試験機（インストロン社製、万能試験機４２０１型）にて引張試験をおこなった。試験により得られた全てのデータ（ｎ＝５）の平均値を、一体化成形品における接合部のせん断強度τ２（ＭＰａ）とした。また、せん断強度の個別値からせん断強度のバラツキの指標となるＣＶ値（ＣＶ２）を、次式により算出した。
・ＣＶ２（％）＝｛Σ（τ２ｉ−τ２）２／ｎ｝１／２／τ２×１００
τ２ｉ：せん断強度の個別値（ｉ＝１、２、・・・５）（ＭＰａ）
τ２：平均せん断強度（ＭＰａ）
ｎ：せん断強度の測定点数（個）
【００８０】
［強化繊維１］
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本の連続炭素繊維を得た。さらに該連続炭素繊維を電解表面処理し、１２０℃の加熱空気中で乾燥して強化繊維１を得た。この炭素繊維１の特性は次に示す通りであった。
密度：１．８０ｇ／ｃｍ３
単繊維径：７μｍ
引張強度：４．９ＧＰａ
引張弾性率：２３０ＧＰａ
【００８１】
［強化繊維２］
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３０００本の連続炭素繊維を得た。さらに該連続炭素繊維を電解表面処理し、１２０℃の加熱空気中で乾燥して強化繊維２を得た。この炭素繊維１の特性は次に示す通りであった。
密度：１．７６ｇ／ｃｍ３
単繊維径：７μｍ
引張強度：３．５ＧＰａ
引張弾性率：２３０ＧＰａ
【００８２】
［樹脂シート１］
未変性ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製、“プライムポリプロ”（登録商標）Ｊ１０６ＭＧ）９０質量％と、酸変性ポリプロピレン樹脂（三井化学（株）製、“アドマー”（登録商標）ＱＥ８００）１０質量％とからなるマスターバッチを用いて、目付１００ｇ／ｍ２のシートを作製した。得られた樹脂シートの特性を表１に示す。
【００８３】
［樹脂シート２］
ポリアミド６樹脂（東レ（株）製“アミラン”（登録商標）ＣＭ１０２１Ｔ）からなる目付１２４ｇ／ｍ２の樹脂フィルムを作製した。得られた樹脂シートの特性を表１に示す。
【００８４】
［樹脂シート３］
ナイロン６６樹脂（東レ（株）製“アミラン”（登録商標）ＣＭ３００６）からなる目付１２６ｇ／ｍ２の樹脂フィルムを作製した。得られた樹脂シートの特性を表１に示す。
【００８５】
［樹脂シート４］
ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチック（株）製“ユーピロン”（登録商標）Ｈ−４０００）からなる目付１３２ｇ／ｍ２の樹脂フィルムを作製した。得られた樹脂シートの特性を表１に示す。
【００８６】
［樹脂シート５］
ポリフェニレンサルファイド樹脂（東レ（株）製“トレリナ”（登録商標）Ｍ２８８８）からなる目付６７ｇ／ｍ２の樹脂不織布を作製した。得られた樹脂シートの特性を表１に示す。
【００８７】
［強化繊維マット１］
強化繊維１を長さ５ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た。チョップド強化繊維を開綿機に投入して当初の太さの強化繊維束がほとんど存在しない、綿状の強化繊維集合体を得た。この強化繊維集合体を直径６００ｍｍのシリンダーロールを有するカーディング装置に投入し、強化繊維からなるシート状のウエブを形成した。このときのシリンダーロールの回転数は３２０ｒｐｍ、ドッファーの速度は１３ｍ／分であった。このウエブを重ねて強化繊維マット１を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００８８】
［強化繊維マット２］
強化繊維１をカートリッジカッターで３ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た。水と界面活性剤（ナカライテスク（株）製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（商品名））からなる濃度０．１重量％の分散媒を４０リットル作製し、かかる分散媒を抄造装置に投入した。抄造装置は、回転翼付き攪拌機を備えた上部の抄造槽（容量３０リットル）と、下部の貯水槽（容量１０リットル）からなり、抄造槽と貯水槽の間には多孔支持体を設けてある。まず、かかる分散媒を攪拌機にて空気の微小気泡が発生するまで撹拌した。その後、所望の目付となるように、重量を調整したチョップド強化繊維を、空気の微小気泡が分散した分散媒中に投入して攪拌することにより、強化繊維が分散したスラリーを得た。次いで、貯水層からスラリーを吸引し、多孔支持体を介して脱水して強化繊維抄造体とした。前記抄造体を熱風乾燥機にて１５０℃、２時間の条件下で乾燥させ、強化繊維マット２を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００８９】
［強化繊維マット３］
強化繊維１をカートリッジカッターで６ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た以外は、強化繊維マット２と同様にして、強化繊維マット３を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９０】
［強化繊維マット４］
強化繊維１をカートリッジカッターで１２ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た以外は、強化繊維マット２と同様にして、強化繊維マット４を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９１】
［強化繊維マット５］
強化繊維マット２において、強化繊維２をカートリッジカッターで１５ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た。また、分散媒に界面活性剤を使用せず、攪拌を弱くすることで、強化繊維の多くが束のまま残存した、強化繊維マット５を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９２】
［強化繊維マット６］
強化繊維１をカートリッジカッターで２５ｍｍにカットし、チョップド強化繊維を得た。得られたチョップド強化繊維を８０ｃｍ高さから自由落下させて、チョップド炭素繊維がランダムに分布した、強化繊維マット６を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９３】
［強化繊維マット７］
開繊加工を施した強化繊維１を並行に引き揃え、１．４本／ｃｍの密度で一方向に配列してシート状の強化繊維群を形成した。補助繊維（共重合ポリアミド繊維、融点１４０℃）を、３本／ｃｍの密度で、前記強化繊維群と直交する方向に配置し、遠赤外線ヒーターにて加熱することで、シート状を保持した一方向性シートを形成した。前記一方向性シートを離型紙で挟み、１８０℃に加熱されたダブルベルトプレスを１ＭＰａの面圧を付与しながら１ｍ／分の速度にて通過させ、前記補助繊維を完全に溶融し、強化繊維群が目止めされた強化繊維マット７を得た。得られた強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９４】
［強化繊維マット８］
強化繊維１を並行に引き揃え、１．２本／ｃｍの密度で一方向に配列してシート状の強化繊維群を形成した。強化繊維１を、１．２本／ｃｍの密度で、前記強化繊維群と直交する方向に配列し、強化繊維１同士を交錯させ、織機を用いて平織組織の二方向性織物を形成した。前記二方向性織物を強化繊維マット８として取り扱った。強化繊維マットの特性を表２に示す。
【００９５】
（実施例１）
強化繊維マット１の２枚を挟み込むようにして、その片側に熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート１を１枚、もう一方の側に熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート２を１枚配置し、積層体を作製した。前記積層体を２３０℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１２０秒間保持したのち、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持し、圧力を保持した状態でキャビティ温度を５０℃まで冷却し、金型を開いて繊維強化樹脂シート１を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【００９６】
（実施例２）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット２を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート２を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【００９７】
（実施例３）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット３を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート３を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【００９８】
（実施例４）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット４を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート４を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【００９９】
（実施例５）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット５を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート５を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【０１００】
（実施例６）
強化繊維マット３の１枚を挟み込むようにして、その片側に熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート１を１枚、もう一方の側に熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート２を１枚配置し、積層体を作製した以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート６を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【０１０１】
（実施例７）
強化繊維マット３の１枚と熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート１の１枚とを重ねた積層体Ａと、強化繊維マット３の３枚と熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート３の３枚とを重ねた積層体Ｂを３セット、の合計４セットの積層体を作製した。このとき、プレス成形用金型は、下型が２２０℃、上型が２７０℃の温度で保持された状態とした。前記積層体Ｂのそれぞれを樹脂シートが上側となるようにしてＩＲヒーターに投入し、樹脂シート３の温度が２８０℃に到達するまで加熱した。積層体Ｂが所定の温度に到達するまでの間、積層体Ａを樹脂シートが金型に接するようにして下型上に配置し、並行して予熱をおこなった。予熱が完了した積層体Ｂの全てを金型キャビティ内の積層体Ａに樹脂シートが上側になるように重ねて配置して金型を閉じ、３ＭＰａの圧力で６０秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を５０℃まで冷却し、金型を開いて繊維強化樹脂シート７を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【０１０２】
（実施例８）
強化繊維マット３の２枚を挟み込むようにして、その片側に熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート３を１枚、もう一方の側に熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート５を２枚配置し、積層体を作製した。前記積層体を２８５℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１２０秒間保持したのち、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持し、圧力を保持した状態でキャビティ温度を５０℃まで冷却し、金型を開いて繊維強化樹脂シート８を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【０１０３】
（実施例９）
強化繊維マット３の２枚を挟み込むようにして、その片側に熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート４を１枚、もう一方の側に熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート５を２枚配置し、積層体を作製した。前記積層体を３００℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１２０秒間保持したのち、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持し、圧力を保持した状態でキャビティ温度を５０℃まで冷却し、金型を開いて繊維強化樹脂シート９を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−１に示す。
【０１０４】
（比較例１）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット７を３枚用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート１０を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１０５】
（比較例２）
付与する圧力を１０ＭＰａとした以外は、比較例１と同様にして繊維強化樹脂シート１１を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１０６】
（比較例３）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット８を３枚用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート１２を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１０７】
（比較例４）
付与する圧力を１０ＭＰａとした以外は、比較例３と同様にして繊維強化樹脂シート１３を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１０８】
（比較例５）
強化繊維マット１の代わりに強化繊維マット６を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維強化樹脂シート１３を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１０９】
（比較例６）
強化繊維マット３の１枚と熱可塑性樹脂（Ａ）として樹脂シート１の一枚とを重ねて、２００℃に予熱されたプレス成形用金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１２０秒間保持したのち、３ＭＰａの圧力を付与してさらに６０秒間保持し、圧力を保持した状態でキャビティ温度を５０℃まで冷却し、金型を開いて繊維強化樹脂シート前駆体（Ａ）を得た。次いで、強化繊維マット３の一枚と熱可塑性樹脂（Ｂ）として樹脂シート２の一枚とを重ねて、２３０℃に予熱したプレス成形用金型キャビティ内に配置し、以下、同じ要領にて繊維強化樹脂シート前駆体（Ｂ）を得た。得られた繊維強化樹脂シート前駆体（Ａ）および（Ｂ）を重ね、２１０℃に予熱されたプレス成形用金型キャビティ内に配置し、再度、同じ要領にて繊維強化樹脂シート１４を得た。得られた繊維強化樹脂シートの特性を表３−２に示す。
【０１１０】
（参考例１〜１３）
積層体における強化繊維マットおよび樹脂シートの種類および枚数が異なる点、金型の設定温度が異なる点以外は、実施例１と同様にして成形基材１〜１７を作製した。前記それぞれの成形基材における成形条件および特性を表４に示す。
【０１１１】
（参考例１４）
ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂成形材料（ＧＭＴ）（Ｑｕａｄｒａｎｔ社製、“ユニシート”（登録商標）Ｐ４０３８−ＢＫ３１）を実施例１と同様の方法にて成形し、１．６ｍｍの厚みに形成された板状体を得た。得られた板状体を、成形基材１４とした。成形基材の特性を表４に示す。
【０１１２】
（実施例１０）
実施例１の繊維強化樹脂シート１を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例６の成形基材６を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例７の成形基材７を４枚と、を用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら２分間予熱した。次いで、予熱装置から取り出した積層体を１２０℃に予熱された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１５ＭＰａの圧力を付与した状態で１２０秒間保持したのち、金型を開いて成形体１を得た。本実施例による積層体を図８に示した。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１３】
（実施例１１）
実施例２の繊維強化樹脂シート２を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例８の成形基材６を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例９の成形基材９を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１２と同様にして成形体２を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１４】
（実施例１２）
実施例３の繊維強化樹脂シート３を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例１の成形基材１を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例２の成形基材２を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体２を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１５】
（実施例１３）
実施例４の繊維強化樹脂シート４を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例１０の成形基材１０を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例１１の成形基材１１を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体４を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１６】
（実施例１４）
実施例５の繊維強化樹脂シート５を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例１２の成形基材１２を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例１３の成形基材１３を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体５を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１７】
（実施例１５）
実施例８の繊維強化樹脂シート６を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例１の成形基材１を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例２の成形基材２を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体６を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１８】
（実施例１６）
実施例８の繊維強化樹脂シート８を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例３の成形基材３を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例５の成形基材５を４枚と、を用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを３００℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら２分間予熱した。次いで、予熱装置から取り出したプリフォームを１８０℃に予熱された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１５ＭＰａの圧力を付与した状態で１２０秒間保持したのち、金型を開いて成形体７を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１１９】
（実施例１７）
実施例９の繊維強化樹脂シート９を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例４の成形基材４を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例５の成形基材５を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１６と同様にして成形体１０を得た。得られた成形体の特性を表５−１に示す。
【０１２０】
（実施例１８）
実施例２の繊維強化樹脂シート２を２枚と、積層単位（Ｘ）として参考例２の成形基材２を２枚と、積層単位（Ｙ）として樹脂シート１を１２枚と、を用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを１８０℃に保持された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１ＭＰａの圧力を付与した状態で２４０秒間保持したのち、金型を５０℃まで冷却して、成形体１１を取り出した。このとき、キャビティのクリアランスは、金型が完全に閉じた状態で４．５ｍｍとなるよう調整した。本実施例によるプリフォームを図９に示した。得られた成形体１１の特性を表５−１に示す。
【０１２１】
（比較例７）
積層単位（Ｘ）として参考例６の成形基材６を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例７の成形基材７を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体１２を得た。ここで、本実施例によるプリフォームを図１０に示した。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２２】
（比較例８）
積層単位（Ｘ）として参考例８の成形基材８を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例９の成形基材９を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体１３を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２３】
（比較例９）
積層単位（Ｘ）として参考例１の成形基材１を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例２の成形基材２を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体１４を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２４】
（比較例１０）
積層単位（Ｘ）として参考例１０の成形基材１０を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例１１の成形基材１１を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体１５を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２５】
（比較例１１）
積層単位（Ｘ）として参考例１２の成形基材１２を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例１３の成形基材１３を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１２と同様にして成形体１６を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２６】
（比較例１２）
積層単位（Ｘ）として参考例３の成形基材３を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例５の成形基材５を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１６と同様にして成形体１７を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２７】
（比較例１３）
積層単位（Ｘ）として参考例４の成形基材４を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例５の成形基材５を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１７と同様にして成形体１８を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２８】
（比較例１４）
積層単位（Ｘ）として参考例１の成形基材４を８枚用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体１９を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１２９】
（比較例１５）
比較例６の繊維強化樹脂シート１４を１枚と、積層単位（Ｘ）として参考例１の成形基材１を４枚と、積層単位（Ｙ）として参考例２の成形基材２を４枚と、を用いてプリフォームを作製した以外は、実施例１０と同様にして成形体２０を得た。得られた成形体の特性を表５−２に示す。
【０１３０】
（実施例２０）
実施例３の繊維強化樹脂シート３を１枚と、参考例２の成形基材２を１枚と、を用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した以外は、実施例１０と同様の方法にて成形し、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。得られた板状成形体から、長さ１８０ｍｍ、幅７０ｍｍの長方形を切り出し、これを第１の部材とした。一方、第２の部材の原料として、強化繊維１と樹脂シート１の作製に用いたマスターバッチとを、２軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ−３０α）を用いてコンパウンドし、繊維含有量３０重量％の射出成形用ペレットを製造した。次いで、上記にて製造された第１の部材を、繊維強化樹脂シート側が接合面となるように射出成形用金型にインサートして、前記にて調整した射出成形用ペレットを用いて、第２の部材を射出成形し、一体化成形品１を得た。このとき、射出成形機のシリンダー温度は２００℃、金型温度は６０℃であった。本実施例による一体化成形品を図１１に示した。得られた一体化成形品の特性を表６に示す。
【０１３１】
（実施例２１）
実施例７の繊維強化樹脂シート７から、長さ１８０ｍｍ、幅７０ｍｍの長方形を切り出し、これを第１の部材とした以外は、実施例２０と同様にして一体化成形品２を得た。得られた一体化成形品の特性を表６にしめす。
【０１３２】
（比較例１６）
参考例２の成形基材２を２枚用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した以外は、実施例１０と同様の方法にて成形し、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。以降の手順は、実施例２０と同様にして一体化成形品３を得た。得られた一体化成形品の特性を表６に示す。
【０１３３】
（比較例１７）
参考例３の成形基材３を２枚用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２８０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した。次いで、予熱装置から取り出したプリフォームを１５０℃に予熱された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１５ＭＰａの圧力を付与した状態で１２０秒間保持したのち、金型を開いて、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。以降の手順は、実施例２０と同様にして一体化成形品４を得た。得られた一体化成形品の特性を表６に示す。
【０１３４】
（比較例１８）
参考例１の成形基材１を２枚用いてプリフォームを作製した以外は、実施例２０と同様にして一体化成形品５を得た。得られた一体化成形品の特性を表６に示す。
【０１３５】
（実施例２２）
実施例３の繊維強化樹脂シート３を１枚と、参考例２の成形基材２を１枚と、を用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した以外は、実施例１０と同様の方法にて成形し、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。得られた板状成形体から、長さ２５０ｍｍ、幅１６０ｍｍの長方形を切り出し、これを第１の部材とした。一方、第２の部材として、参考例１４の成形基材１４を２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した。次いで、第１の部材を、樹脂シート１側が上面となるように１２０℃に予熱されたプレス成形用金型内に配置し、その上に予熱が完了した成形基材１４を重ねて配置して金型を閉じ、１５ＭＰａの圧力を付与した状態で１２０秒間保持して、第２の部材をプレス成形により接合された一体化成形品６を得た。本実施例による一体化成形品を図１２に示した。得られた一体化成形品の特性を表７に示す。
【０１３６】
（実施例２３）
実施例７の繊維強化樹脂シート７から、長さ２５０ｍｍ、幅１６０ｍｍの長方形を切り出し、これを第１の部材とした以外は、実施例２２と同様にして一体化成形品７を得た。得られた一体化成形品の特性を表７にしめす。
【０１３７】
（比較例１９）
参考例２の成形基材２を２枚用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２３０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した以外は、実施例１０と同様の方法にて成形し、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。以降の手順は、実施例２２と同様にして一体化成形品８を得た。得られた一体化成形品の特性を表７に示す。
【０１３８】
（比較例２０）
参考例３の成形基材３を２枚用いてプリフォームを作製した。前記プリフォームを２８０℃に保持された熱盤加熱型予熱装置に配置して、０．１ＭＰａの圧力を付与しながら１分間予熱した。次いで、予熱装置から取り出したプリフォームを１５０℃に予熱された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、１５ＭＰａの圧力を付与した状態で１２０秒間保持したのち、金型を開いて、□３００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの板状成形体を得た。以降の手順は、実施例２２と同様にして一体化成形品９を得た。得られた一体化成形品の特性を表７に示す。
【０１３９】
（比較例２１）
参考例１の成形基材１を２枚用いてプリフォームを作製した以外は、実施例２２と同様にして一体化成形品１０を得た。得られた一体化成形品の特性を表７に示す。
【０１４０】
【表１】
0005626330.tif 000002
【０１４１】
【表２】
0005626330.tif 000003
【０１４２】
【表３−１】
0005626330.tif 000004
【０１４３】
【表３−２】
0005626330.tif 000005
【０１４４】
【表４】
0005626330.tif 000006
【０１４５】
【表５−１】
0005626330.tif 000007
【０１４６】
【表５−２】
0005626330.tif 000008
【０１４７】
【表６】
0005626330.tif 000009
【０１４８】
【表７】
0005626330.tif 000010
【０１４９】
実施例１〜９は、いずれも強化繊維の割合Ｖｆｍの低い強化繊維マットに基づくことから、含浸媒体としての機能が発揮され、未含浸がない、あるいは、微小な未含浸を含むのみで、繊維強化樹脂シートが得られた。また、強化繊維マット中の空隙部が異樹脂の複雑な含浸を促進して、界面層における最大高さＲｙ、平均粗さＲｚを十分なサイズにまで成長させた。なかでも、強化繊維マット２、３、４を用いた実施例２、３、４においては、とりわけ理想的な界面層が形成されており、さらには、強化繊維の面外角度θｚも好適な態様にあった。一方、比較例１〜５では、用いた強化繊維マットにおける強化繊維の割合Ｖｆｍがいずれも高いため、熱可塑性樹脂を十分に含浸させることができず、多量の未含浸を含む結果となった。比較例２、４では、圧力を通常より高めに設定して含浸を試みたが、未含浸が解消されることがないばかりか、強化繊維のアライメントに乱れを生じた。このなかで唯一、不織布の形態を比較例５であったが、ストランドサイズが大きいため、強化繊維の割合Ｖｆｍを満足に低減することができず、ストランド内に未含浸を残すこととなった。なお、比較例１〜５では、含浸が不十分であるため、界面層を形成するに至っておらず、いずれも計測不能であった。また、比較例６では、含浸温度がＴＢ１を下回ったため、熱可塑性樹脂（Ｂ）が十分に溶融されず、界面層における最大高さＲｙ、平均粗さＲｚを十分なサイズで形成できなかった。
【０１５０】
実施例１０〜１７は、上述した実施例１〜９の繊維強化樹脂シートに基づく界面層を、成形体においても継承した。これに起因して、異樹脂界面の接合状態の指標となるせん断強度τ１において、比較例１３の単一樹脂による成形体のせん断強度τ１と遜色ない特性が示された。また、強度発現のばらつき（ＣＶ１）も小さく、信頼性においても優れた性能を確認できた。実施例５を用いた実施例１４は界面層での強化繊維の補強効率が他と比較して劣るため、せん断強度τ１においても僅かに劣るが、それでもマトリックス樹脂のせん断強度に近い値が得られており、異樹脂界面の剥離による破壊でないことがわかる。実施例１６、１７では、接着性の低いＰＰＳ樹脂が適用されたが、いずれも高いせん断強度を発現しており、界面のアンカリング構造の有効性が示された。実施例８では、熱可塑性樹脂単体のコアと参考例２の成形基材によるサンドイッチ構造体を得たが、ここでも、異樹脂からなるコアとスキンとの間において、繊維強化樹脂シートに由来する界面層がしっかりと形成できていることを確認した。
【０１５１】
比較例７〜１３は、異樹脂からなる成形基材の間に繊維強化樹脂シートを挿入しておらず、いずれも界面層において十分なアンカリング構造が形成できていなかった。そのため、せん断強度τ１が低く、比較例１４と比較して半分以下の値となった。比較例１０は、最大高さＲｙが達成されたものの、平均粗さＲｚが不十分であって、結果、せん断強度τ１の発現に斑があるため、平均値も低迷した。比較例１５では、繊維強化樹脂シートとして、界面層における最大高さＲｙ、平均粗さＲｚのサイズが十分でない比較例６を挿入したため、成形体においてもそれが反映され、アンカリング構造が形成できていなかった。そのため、せん断強度τ１も低い結果となった。
【０１５２】
実施例２０、２１は、繊維強化樹脂シートにより与えられた被着面により、インサート射出成形による一体化成形品を容易に作製することができた。また、第１の部材において、射出成形材料と同じ樹脂からなる被着面を有したことで、接合部の接着性も比較例１６と同等であって、破壊に際しても、第１の部材中の界面層が剥離することはなかった。比較例１４、１５では、第１の部材に被着面が形成されていないため、第２の部材と全く接合できておらず、試験片の切り出す際に剥離を生じた。
【０１５３】
実施例２２、２３も同上であって、スタンピング成形による一体化成形品を容易に作製することができ、接合部の強度も十分であった。比較例１７、１８は、辛うじて一体化成形品が得られたものの、少しの荷重で接合部が剥離し、実用に耐えうる水準には到底及ばなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明の繊維強化樹脂シートまたは成形体によれば、異樹脂界面において強固な接合を有するため、適用する熱可塑性樹脂の組合せに特段の制限なく、異樹脂のハイブリッド体が得られる。また、これらを用いれば、他の部材との接合による一体化成形品を容易に成形することができる。よって、自動車内外装、電気・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、などの幅広い用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１、４、１５、２２、２３、３１、３５  繊維強化樹脂シート
２、３、４５、４６、４７、４８、４９、５０  強化繊維（単繊維）
５  熱可塑性樹脂（Ａ）
６  熱可塑性樹脂（Ｂ）
７  繊維強化樹脂シートの界面層
８  界面層における最も窪みの大きい凹部
９  界面層における最も突出の大きい凸部
１０  界面層における最も窪みの小さい凹部
１１  界面層における最も突出の小さい凸部
１２、１６、１７  成形体
１３、１８、１９  熱可塑性樹脂（Ａ）を基質とする階層
１４、２０、２１  熱可塑性樹脂（Ｂ）を基質とする階層
２４  せん断強度τ１の評価に供する試験片
２６  せん断強度τ２の評価に供する試験片
２５、２７  切欠き
２８、３２、３６  プリフォーム
２９、２２、３７  積層単位（Ｘ）
３０、３４、３８  積層単位（Ｙ）
３９、４２  一体化成形品
４０、４３  第１の部材
４１、４４  第２の部材
５１  二次元接触角、二次元配向角
【図１】
0005626330.tif 000011
【図２】
0005626330.tif 000012
【図３】
0005626330.tif 000013
【図４】
0005626330.tif 000014
【図５】
0005626330.tif 000015
【図６】
0005626330.tif 000016
【図７】
0005626330.tif 000017
【図８】
0005626330.tif 000018
【図９】
0005626330.tif 000019
【図１０】
0005626330.tif 000020
【図１１】
0005626330.tif 000021
【図１２】
0005626330.tif 000022
【図１３】
0005626330.tif 000023
【図１４】
0005626330.tif 000024