(57)【要約】【課題】先に成形された成形体本体部の構成に使用される樹脂と、成形体本体部を補強するための補強部分の構成に使用される樹脂とが異種の樹脂からなる場合にあっても、成形体の所望の部位をその異種の樹脂を用いて予め作製された連続強化繊維基材で高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく補強できるようにした複合成形体の製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂と充填材からなる樹脂組成物を成形してなる成形体（Ａ）の上に、官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）を積層し、該熱可塑性シート材（Ｂ）上に、強化繊維束と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を積層した後、超音波溶着により熱可塑性シート材（Ｂ）及び繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を成形体（Ａ）に接合することを特徴とする複合成形体の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体（Ａ）の上に、官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）を積層し、該熱可塑性シート材（Ｂ）上に、強化繊維束と前記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を積層した後、超音波溶着により前記熱可塑性シート材（Ｂ）及び前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を前記成形体（Ａ）に接合することを特徴とする、複合成形体の製造方法。
【請求項２】
前記成形体（Ａ）が充填材を含有することを特徴とする、請求項１に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項３】
前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂からなり、前記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂以外の熱可塑性樹脂からなる、請求項１または２に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項４】
前記成形体（Ａ）の前記熱可塑性シート材（Ｂ）の積層面の中心線平均表面粗さＲａが１≦Ｒａ≦１０（μｍ）の範囲にある、請求項１〜３に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項５】
前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）がテープ状基材からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項６】
前記成形体（Ａ）が射出成形により成形されている、請求項１〜５のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項７】
前記成形体（Ａ）が前記充填材として不連続強化繊維を含んでいる、請求項１〜６のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項８】
前記成形体（Ａ）に含有される強化繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のいずれかを含む、請求項７に記載の複合成形体の製造方法。
【請求項９】
前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束が強化繊維を一方向に配列してなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束の強化繊維が炭素繊維である、請求項１〜９のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記熱可塑性シート材（Ｂ）が、官能基として、エポキシ基、グリシジル基、カルボキシル基、カルボニル基から選ばれる少なくとも一つを含んでいる、請求項１〜１０のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記熱可塑性シート材（Ｂ）が、官能基としてエポキシ基及び／またはグリシジル基を有するポリオレフィン系樹脂、または酸変性オレフィン系共重合体、変性ビニル系共重合体から選ばれる少なくとも１種で形成されている、請求項１〜１１のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂が、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、スチレン系樹脂から選ばれる少なくとも１種からなる、請求項３〜１２のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂と前記熱可塑性シート材（Ｂ）の素材の組合せとして、ポリオレフィン系樹脂と酸変性オレフィン系共重合体、スチレン系樹脂と変性ビニル系共重合体、ポリエステル系樹脂と変性ビニル系共重合体またはエポキシ基及び／またはグリシジル基を有するポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性シート材（Ｂ）の厚みが１０〜３００μｍの範囲である、請求項１〜１２のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【請求項１６】
前記成形体（Ａ）の前記熱可塑性シート材（Ｂ）及び前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）との接合面の少なくとも一部が曲面に形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合成形体の製造方法に関し、とくに、繊維強化熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物の成形体の所望の部位を、異なる熱可塑性樹脂を用いて予め作製された連続強化繊維基材で高精度をもって容易に効率よく補強できるようにした複合成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂と強化繊維を含む充填材とからなる樹脂組成物を成形してなる（例えば、射出成形してなる）成形体は、各種分野で広く用いられている。このような成形体においては、しばしば、その所望の部位を、連続強化繊維を用いてより補強することが求められることがある。
【０００３】
補強方法としては、例えば、成形体の成形時に、同一の金型内にて成形体本体部成形用樹脂組成物と、連続強化繊維を含む補強部分形成用樹脂または樹脂組成物とを実質的に同時に一体成形する方法と、成形体本体部を成形した後に、その補強すべき部位に連続強化繊維を含む補強部分形成用樹脂または樹脂組成物を接合する方法がある。
【０００４】
前者の方法では、成形体本体部と補強部分とが同時に一体成形されるため、両部分間が強固に一体化されて高い補強効果が得られるが、金型内の所定箇所に、高い精度をもって、成形体本体部形成用材料と補強部分形成用材料を配置あるいは注入しなければならないため、三次元形状等を有する複雑な形状の場合には、望ましい形態への成形が困難になることがある。
【０００５】
一方、後者の方法では、成形体本体部は先に成形されているので、例えば射出成形等により比較的容易に成形体本体部を高精度に所望形状に形成できるが、とくに、成形体本体部が三次元形状等を有する複雑な形状の場合、その所望部位に、補強部分を如何に高精度かつ高強度に接合できるかが重要になる。
【０００６】
上記のように成形体本体部に補強部分を接合するには、接着剤を介する方法と、成形体本体部と補強部分の樹脂成分を活用して両部分を溶着する方法等が考えられるが、接着剤を介する方法では、工程が複雑になるとともに、両部分の接合強度に限界がある。高い接合強度を得るためには、両部分を溶着する方法の方が望ましいと考えられ、先に成形された成形体本体部の所望部位に、部分的に効率よく高接合強度をもって補強部分を接合するためには、超音波溶着等の局所加熱を伴う溶着方法が好適であると考えられる。
【０００７】
互いに接合される部分が同種の樹脂からなる場合には、超音波溶着等の接合方法で直接接合可能であることが知られているが（例えば、特許文献１、２）、互いに接合される部分が異種の樹脂からなる場合には、両樹脂層間に特別の工夫が必要とされる場合が多い。
【０００８】
例えば、特許文献３には、熱硬化樹脂層と熱可塑性樹脂層との接合界面を凹凸形状に形成して一体的に接合し、内部全体に連続強化繊維を分布させた積層体が開示されている。しかしこの特許文献３に記載の積層体では、互いに接合される両樹脂層間の界面を凹凸形状に形成しなければならないため、先に成形された成形体本体部の所望部位に、部分的に効率よく高接合強度をもって補強部分を接合することを目的とする場合には、現実的に採用できない。
【０００９】
また、例えば特許文献４には、異種樹脂層間に特定の接着層を介在させ、全体を一体成形してなる成形体が開示されている。しかしこの特許文献４に記載の成形体では、全体が射出成形やプレス成形にて一体成形されるようになっているため、先に成形された成形体本体部の所望部位に、部分的に効率よく高接合強度をもって補強部分を接合することを目的とする場合には、現実的に採用できない。また、特許文献４には、超音波溶着等の局所加熱を伴う溶着方法は記載されていない。
【００１０】
このように、とくに、先に成形された成形体本体部の構成に使用される樹脂と、成形体本体部を補強するための補強部分の構成に使用される樹脂とが異種の樹脂からなる場合、成形体本体部に補強部分を超音波溶着により接合するための有効な方法は未だ提案されていない。超音波溶着等を用いる手法自体に関しては、支持体の支持面上で、超音波振動する押圧体により、テープ状の樹脂含浸一方向強化繊維束を製造する方法（特許文献５）や、複数の繊維部材の一部が溶着補助剤を介して超音波溶着されている超音波溶着繊維製品（特許文献６）等は知られているが、テープ状樹脂含浸一方向強化繊維束を製造するための技術にとどまるか、超音波溶着繊維製品を製造するための別の分野に属する技術であるため、いずれも、上記のような条件下で成形体本体部に補強部分を超音波溶着により接合するために適用できる方法ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−０４３３２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５８１４１号公報
【特許文献３】ＷＯ２００４／０６０６５８号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１４／１１２５０１号公報
【特許文献５】特許第５８７０３９２号公報
【特許文献６】特開２００６−３４６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明の課題は、上記のような実情に鑑み、とくに先に成形された成形体本体部の構成に使用される樹脂と、成形体本体部を補強するための補強部分の構成に使用される樹脂とが異種の樹脂からなる場合にあっても、成形体の所望の部位をその異種の樹脂を用いて予め作製された連続強化繊維基材で高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく補強できるようにした複合成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る複合成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体（Ａ）の上に、官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）を積層し、該熱可塑性シート材（Ｂ）上に、強化繊維束と前記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を積層した後、超音波溶着により前記熱可塑性シート材（Ｂ）及び前記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を前記成形体（Ａ）に接合することを特徴とする方法からなる。
【００１４】
このような本発明に係る複合成形体の製造方法においては、先に成形された成形体（Ａ）の上に、先ず、官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）が積層され、その上に、強化繊維束と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる予め作製された繊維強化樹脂成形体（Ｃ）が積層され、積層された熱可塑性シート材（Ｂ）及び繊維強化樹脂成形体（Ｃ）が超音波溶着により成形体（Ａ）に一体的に接合されて、複合成形体に形成される。この超音波溶着では、とくに熱可塑性シート材（Ｂ）と繊維強化樹脂成形体（Ｃ）が加熱され、該熱可塑性シート材（Ｂ）と繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を形成していた熱可塑性樹脂が、とくに繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を形成していた熱可塑性樹脂が強化繊維束中に含浸されていた状態が保たれながら、成形体（Ａ）に接合される。そして、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂であるので、この繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を直接成形体（Ａ）に接合するのでは、異種の熱可塑性樹脂間の親和性が低く、良好で強固な接合状態が得られない場合が多いが、本発明では間に官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）が介在され、この官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）は繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂のいずれとも高い親和性を有するので、この官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）の介在により、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）は、熱可塑性シート材（Ｂ）と良好にかつ強固に接合され、該熱可塑性シート材（Ｂ）は成形体（Ａ）と良好にかつ強固に接合され、結局、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）からなる補強材が成形体（Ａ）と良好にかつ強固に接合されることになる。これら熱可塑性シート材（Ｂ）と繊維強化樹脂成形体（Ｃ）は、とくに連続強化繊維基材の形態である繊維強化樹脂成形体（Ｃ）は、成形体（Ａ）の目標とする所定部位のみに接合されればよいので、該成形体（Ａ）の所定部位が、高精度で容易に効率よく補強され、該補強部位では上記の如く、高い接合強度が得られる。さらに、補強に用いられる繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の強化繊維が強化繊維束の形態である場合、強化繊維束を含む繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を、成形体（Ａ）に対して、局所的に任意の形状に良好に沿わせかつその強化繊維束の配列方向が成形体（Ａ）の補強のための望ましい方向となるように、容易に配置、接合することが可能になり、たとえ成形体（Ａ）が複雑な三次元形状を有する場合にあっても、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）、ひいてはその強化繊維束を容易にその形状に沿わせて配置することが可能になる。したがって、成形体（Ａ）が実質的にどのような形状を有する場合にあっても、熱可塑性シート材（Ｂ）を介在させた状態で、超音波溶着手法を採用して、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）からなる連続強化繊維基材でもって高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく成形体（Ａ）を補強できるようになる。
【００１５】
上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂は異種の熱可塑性樹脂であればよく、異種の熱可塑性樹脂の組み合わせとしては適宜選択できる。但し、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を予め作製しておくには、その熱可塑性樹脂を強化繊維束に容易にかつ良好に含浸させて望ましい形態の連続強化繊維基材に形成することが望まれるが、そのためには、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂からなることが好ましい。その場合には、成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂以外の熱可塑性樹脂からなる。ポリアミド系樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。
【００１６】
また、本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記熱可塑性シート材（Ｂ）自体は、上記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂と上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂の異種の熱可塑性樹脂間の接合の容易さ及び接合強度を確保するもので、直接的に成形体（Ａ）の部分的補強を担うものではないが、熱可塑性シート材（Ｂ）層の上に成形体（Ａ）の補強を担う繊維強化樹脂成形体（Ｃ）が積層され、積層された繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を担持することになるので、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）に優れた成形体（Ａ）の補強機能を発揮させるためには、熱可塑性シート材（Ｂ）が成形体（Ａ）の表面に良好に密着されていることが好ましい。ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づき、この面から、成形体（Ａ）の、熱可塑性シート材（Ｂ）の積層面の中心線平均表面粗さＲａが１≦Ｒａ≦１０（μｍ）の範囲にあることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る複合成形体の製造方法においては、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）は、強化繊維束と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなるが、成形体（Ａ）の所望の部位を高精度で効率よく補強するためには、該所望部位に対して容易にかつ高精度で供給、積層されることが好ましく、そのためには、とくに繊維強化樹脂成形体（Ｃ）がテープ状基材からなることが好ましい。
【００１８】
また、上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、成形体（Ａ）は射出成形により成形されていることが好ましい。射出成形であれば、成形体（Ａ）を構成する熱可塑性樹脂組成物を容易に型に沿わせて高精度に成形できるので、高精度に成形された成形体（Ａ）に対し、その所望部位に対して本発明に係る方法により、目標とする補強が高精度で行われ得る。
【００１９】
また、上記本発明に係る複合成形体の製造方法において、上記成形体（Ａ）に使用する充填材としてはとくに限定されず、繊維状、非繊維状充填材（板状、鱗片状、粒状、不定形状、破砕品など）いずれの充填材も使用することができ、中でも高い強度の複合成形体を製造する観点からは、充填材が強化繊維であることが好ましい。すなわち、成形体（Ａ）が元々繊維強化複合成形体である場合、その成形体（Ａ）の目標とする所定部位を、熱可塑性シート材（Ｂ）を介して繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を超音波溶着することにより、より補強するのである。成形体（Ａ）の充填材として用いる強化繊維としては、連続繊維、不連続繊維のいずれも使用可能であるが、とくに本発明の適用が好適であると考えられる成形体（Ａ）が複雑な三次元形状を有する場合に対しては、成形体（Ａ）を上述の如く射出成形するのが好ましいと考えられることから、その場合には、成形体（Ａ）の充填材として用いる強化繊維は不連続繊維であることが好ましい。
【００２０】
成形体（Ａ）に充填材として用いる強化繊維の種類としては、とくに限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のいずれか、あるいはこれらのいずれかの組み合わせ等を使用できる。中でも、ガラス繊維、炭素繊維を使用することが好ましい。非繊維状の充填材としては、マイカ、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属酸化物（アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン等）、カーボン粉末、黒鉛、カーボンフーク、鱗片状カーボン、カーボンナノチューブなどが挙げられる。また、金属粉、金属フレーク、金属リボンの金属種の具体例としては銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄、黄銅、クロム、錫などが例示できる。
【００２１】
また、上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束を構成する強化繊維の種類としても、とくに限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のいずれか、あるいはこれらのいずれかの組み合わせ等を使用できるが、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束が成形体（Ａ）の所定部位の効率の良い補強を目的に使用されるものであることを考慮すると、炭素繊維の使用が好ましい。
【００２２】
上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束の形態は、連続強化繊維の織物であっても強化繊維が一方向に配置されたものであっても、強化繊維が一方向に配置された層を方向を変えて多層積層したものであってもよい。一方向に配向されていると、連続強化繊維が配向されている特定の方向に対して特に、複合成形体が高い機械強度を発現できるため好ましい。
【００２３】
また、上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記の如く介在される熱可塑性シート材（Ｂ）は、官能基として、エポキシ基、グリシジル基、カルボキシル基、カルボニル基から選ばれる少なくとも一つを含んでいることが好ましい。熱可塑性シート材（Ｂ）がこのような官能基を有することにより、熱可塑性シート材（Ｂ）の両面側に位置する成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における熱可塑性樹脂のいずれとも、高い接合強度をもって容易に接合できるようになる。
【００２４】
より具体的には、上記熱可塑性シート材（Ｂ）が、例えば、官能基としてエポキシ基及び／またはグリシジル基を有するポリオレフィン系樹脂、または酸変性オレフィン系共重合体、変性ビニル系共重合体から選ばれる少なくとも１種で形成されていることが好ましい形態として挙げられる。
【００２５】
例えば、上記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂と上記熱可塑性シート材（Ｂ）の素材の好ましい組合せを例示すると、ポリオレフィン系樹脂と酸変性オレフィン系共重合体、スチレン系樹脂と変性ビニル系共重合体、ポリエステル系樹脂と変性ビニル系共重合体またはエポキシ基及び／またはグリシジル基を有するポリオレフィン系樹脂の組合せが挙げられる。
【００２６】
また、上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束の体積含有率が５〜７０％の範囲にあることが好ましい。繊維強化樹脂成形体（Ｃ）が熱可塑性シート材（Ｂ）を介して成形体（Ａ）の所望部位を部分的に効率よく補強する役目を担うことを考慮すれば、上記体積含有率の範囲内でも、高い体積含有率であることがより好ましい。
【００２７】
また、上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記熱可塑性シート材（Ｂ）自体は、上記成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂と上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂の異種の熱可塑性樹脂間の接合の容易さ及び接合強度を確保するもので、直接的に成形体（Ａ）の部分的補強を担うものではないから、異種の熱可塑性樹脂間の接合に必要な厚みを有していればよく、それほど大きな厚みは不要である。この観点からは、熱可塑性シート材（Ｂ）の厚みとしては１０〜３００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜２００μｍの範囲にあることがより好ましい。２０〜１００μｍの範囲にあることがさらに好ましい。
【００２８】
前述したように、本発明では、成形体（Ａ）が複雑な三次元形状を有する場合にあっても、高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく成形体（Ａ）を補強できるため、上記成形体（Ａ）の熱可塑性シート材（Ｂ）との接合面、さらにはとの接合面の少なくとも一部が曲面（三次元曲面を含む）に形成されている場合にも、本発明は問題なく適用可能である。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明に係る複合成形体の製造方法によれば、成形体（Ａ）が複雑な形状を有する場合にあっても、超音波溶着手法を採用して、熱可塑性シート材（Ｂ）を介して繊維強化樹脂成形体（Ｃ）からなる連続強化繊維基材でもって高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく成形体（Ａ）を補強できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例で作製した３次元形状の成形品の概略図である（各寸法の単位：ｍｍ）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明について、実施の形態とともに、さらに詳細に説明する。
本発明に係る複合成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体（Ａ）の上に、官能基を有する熱可塑性シート材（Ｂ）を積層し、該熱可塑性シート材（Ｂ）上に、強化繊維束と成形体（Ａ）の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を積層した後、超音波溶着により熱可塑性シート材（Ｂ）及び繊維強化樹脂成形体（Ｃ）を成形体（Ａ）に接合することを特徴とする方法からなる。
【００３２】
上記成形体（Ａ）及び上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における異種の熱可塑性樹脂としては、前述したように、例えば、繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の熱可塑性樹脂が強化繊維束への含浸性の点からポリアミド系樹脂であり、成形体（Ａ）熱可塑性樹脂が、ポリアミド系樹脂以外の熱可塑性樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、スチレン系樹脂等であることが好ましい。
【００３３】
上記ポリアミド系樹脂の好ましい例としては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ナイロン６／６６）、ポリウンデカミド（ナイロン１１）、ポリカプロアミド／ポリウンデカミドコポリマー（ナイロン６／１１）、ポリドデカミド（ナイロン１２）、ポリカプロアミド/ポリドデカミドコポリマー（ナイロン６/１２）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６１２）、ポリウンデカメチレンアジパミド（ナイロン１１６）およびこれらの混合物ないし共重合体等が挙げられる。中でもナイロン６が特に好ましい。また、ポリアミド系樹脂は単体で用いる他、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３４】
上記ポリエステル系樹脂の好ましい例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリプロピレンイソフタレート／テレフタレート、ポリブチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート／ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート／ナフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、およびこれらの混合物ないし共重合体等が挙げられる。中でもポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、ポリエステル系樹脂は単体で用いる他、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３５】
上記ポリオレフィン系樹脂の好ましい例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリ−４−メチルペンテン、およびこれらの混合物ないし共重合体等が挙げられる。中でもポリプロピレン、ポリエチレンが好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂は単体で用いる他、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３６】
上記ポリアリーレンサルファイド系樹脂の好ましい例としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイドスルホン、ポリフェニレンサルファイドケトン、およびこれらの混合物ないし共重合体等が挙げられる。中でもポリフェニレンサルファイドが特に好ましい。また、ポリアリーレンサルファイド系樹脂は単体で用いる他、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３７】
上記スチレン系樹脂の好ましい例としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）から選ばれる少なくとも１種の樹脂で等が挙げられる。中でもＡＢＳ樹脂が特に好ましい。また、スチレン系樹脂は単体で用いる他、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３８】
上記成形体（Ａ）の充填材として強化繊維が用いられる場合の該強化繊維と、上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束を構成する強化繊維とは、同種であってもよく、異種であってもよい。強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、アラミド繊維等の合成樹脂繊維、チタン繊維、ボロン繊維、ステンレス繊維等の金属繊維が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。強化繊維として好ましくは炭素繊維、ガラス繊維である。炭素繊維、ガラス繊維を用いることで、機械強度に優れる複合成形体を得ることができる。
【００３９】
成形体（Ａ）の充填材として強化繊維が用いられる場合、その強化繊維の形態は、前述したように、不連続繊維であることが好ましい。不連続強化繊維含有材料であれば、とくに射出成形が可能になり、容易に成形体（Ａ）が複雑な形状に形成されるので、本発明に係る方法の適用が好適な成形体（Ａ）の形態となる。但し、充填材が強化繊維以外の成形体（Ａ）や、充填材として連続強化繊維が用いられた成形体（Ａ）に対しても、本発明に係る方法は適用できる。
【００４０】
成形体（Ａ）が射出成形されている場合、成形体（Ａ）自体が通常の成形法にて容易に高精度で良好な生産性をもって、所望の形状に形成され得、先に成形された成形体（Ａ）に対し、本発明に係る方法を適用して、所望の部位に対してのみ、熱可塑性シート材（Ｂ）を介して繊維強化樹脂成形体（Ｃ）からなる連続強化繊維基材でもって高精度かつ高接合強度をもって容易に効率よく成形体（Ａ）を補強できる。
【００４１】
上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の厚みとしては、成形体（Ａ）の形状に沿わせて良好に積層できることから、比較的薄い方が好ましく、好ましい繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の厚みとしては、０．１〜１ｍｍ程度の範囲である。また、この繊維強化樹脂成形体（Ｃ）は、成形体（Ａ）の表面形状に良好に沿わせるために、ある程度の柔軟性を有していることが好ましい。
【００４２】
また、前述したように、上記繊維強化樹脂成形体（Ｃ）における強化繊維束の体積含有率が５〜７０％の範囲にあることが好ましく、より好ましくは、体積含有率が２０〜６５％の範囲、さらに好ましくは、体積含有率が３０〜６０％の範囲である。強化繊維束の体積含有率はＪＩＳ  Ｋ  ７０５２あるいは、Ｋ  ７０７５に準じて測定を行って得ることができる。
【００４３】
上記のような範囲の繊維強化樹脂成形体（Ｃ）の厚みと強化繊維束の体積含有率により、複雑な三次元曲面を有する成形体（Ａ）にあっても、比較的薄層の熱可塑性シート材（Ｂ）を介して成形体（Ａ）の所定部位を部分的に容易に効率よく補強することができるようになる。
【実施例】
【００４４】
以下に、実施例、比較例について説明する。まず、実施例、比較例で用いた物性の測定方法について説明する。
【００４５】
（１）曲げ評価
１０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．３ｍｍの短冊状試験片に切り出し、スパン間距離６４ｍｍ、曲げ速度２ｍｍ／ｍｉｎで短冊を押し曲げた。ｎ＝３で測定し、曲げ強度、曲げ弾性率の測定を行った。
【００４６】
（２）耐熱老化性試験
曲げ評価用の短冊試験片を８０℃雰囲気下の熱風オーブン（タバイ社製）に投入し、５００時間経過後に取り出し、２３℃、５０％ＲＨで２４時間保持し、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
【００４７】
（３）耐温水性評価
曲げ評価用の短冊試験片を５０℃の温水に浸漬させ、５００時間経過後に取り出し、水分除去した後に、２３℃、５０％ＲＨで２４時間保持し、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
【００４８】
（４）密着性確認評価
３次元形状成形品の超音波溶着試験片の密着性を目視評価した。
【００４９】
＜各成形体の製造方法＞
（Ａ）熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体（Ａ）の製造方法：
表１に示す熱可塑性樹脂組成物を成形し、サイズ１００×１５０×３ｍｍｔの成形品を得た。
また３次元形状の金型を用い、表１に示す熱可塑性樹脂組成物を成形し、図１に示す３次元形状の成形品１を得た。
【００５０】
（Ｂ）官能基を有する熱可塑性シート材の製造方法：
表１に示す材料を使用し、所望のシート材を得た。
（Ｂ−１）変性ＰＰフィルム（９７１０Ｂ、厚み５０μｍ）はフィルムをそのまま使用した。
（Ｂ−２）“ダイラーク”（登録商標）Ｄ３２２（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度１６０℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
（Ｂ−３）“モディパー”（登録商標）Ａ４３００（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度１４０℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
（Ｂ−４）“モディパー”（登録商標）Ａ４４００（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度１４０℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
（Ｂ−５）“ボンドファースト”（登録商標）７Ｍ（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度１２０℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
（Ｂ−６）Ｊ１０６Ｇ（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度２００℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
（Ｂ−７）Ｈ１０５２（ペレット状の材料）を使用し、プレス温度１６０℃、プレス圧力２．０MPaで３分加圧溶融し、その後冷却し、厚み１５０μｍのシートを得た。
【００５１】
（Ｃ）繊維強化樹脂成形体（Ｃ−１）の製造方法：
東レ（株）製炭素繊維“トレカ”（登録商標）Ｔ７００Ｓ（１２Ｋ）を引き揃え、ナイロン６樹脂で充満された含浸ダイに投入した後、引き抜き成形によって、幅５０ｍｍ、厚み０．２８ｍｍ、連続繊維含有量６０重量％の繊維強化樹脂成形体（Ｃ−１）を得た。
【００５２】
＜複合成形体の製造方法＞
（Ｃ）繊維強化樹脂成形体を長さ１５０ｍｍでカットし、そのサイズに合わせて、（Ｂ）官能基を有する熱可塑性シートも幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍと同じサイズでカットした。
超音波溶着装置（アドウェルズ製）を使用し、（Ａ）熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体、（Ｂ）官能基を有する熱可塑性樹脂シート、（Ｃ）繊維強化樹脂成形体の順に積層し、ステージ上にセットした。超音波ホーンの位置調整を行った後、超音波溶着により複合成形体を得た。
【００５３】
＜実施例１〜６＞
表１に示す材料組合せで積層し、超音波溶着により実施例１〜６の複合成形体１〜６を得た。曲げ試験の結果、表１に示す（Ａ）熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体の単体と比較して曲げ強度、弾性率共に向上効果があることを確認した。曲げ試験後も積層間の剥離は見られず、良好な溶着状態であることを確認した。また耐熱老化性、耐温水性評価後の曲げ評価においても曲げ強度、弾性率の大幅な低下は見られなかった。
また図１に示す３次元形状の成形品を用いて表１に示す組合せで積層し、超音波溶着により複合成形体を作製し、目視確認により密着性がいずれも良好であることを確認した。
【００５４】
＜比較例１〜５＞
表１に示す材料組合せで積層し超音波溶着を実施したが、（Ａ）熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体と（Ｃ）繊維強化樹脂成形体が溶着しておらず、曲げ試験は実施不可能であり、耐熱老化性、耐温水性試験も実施不可能であった。
また図１に示す３次元形状の成形品を用いて表１に示す組合せで超音波溶着を実施したが、上記と同様に溶着しておらず密着性の目視確認が不可能であった。
【００５５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る方法は、とくに、射出成形された成形体の所望の部位を容易に効果的に補強することが望まれる場合に好適なものであり、あらゆる分野の成形体の補強に適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  実施例で作製した３次元形状の成形品
【図１】
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