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公開番号2025125653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024021718
出願日2024-02-16
発明の名称一体化成形品及びその製造方法
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B29C 41/34 20060101AFI20250821BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】
接合部となる樹脂層の厚みを容易に制御し得る、繊維強化樹脂部材を含む一体化成形品、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
表面にスペーサーを備えた繊維強化樹脂からなる第1部材(A)と、前記スペーサーによって支持された第2部材(B)とが樹脂層を介して接合されてなる一体化成形品であって、前記スペーサーは、高さ50～5000μm、最小幅0.05～10mmの複数の柱状体から構成されており、前記第1部材(A)と前記第2部材(B)の接合面に占める前記柱状体の投影面積が5～50%である一体化成形品。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
表面にスペーサーを備えた繊維強化樹脂からなる第１部材（Ａ）と、前記スペーサーによって支持された第２部材（Ｂ）とが樹脂層を介して接合されてなる一体化成形品であって、前記スペーサーは、高さ５０～５０００μｍ、最小幅０．０５～１０ｍｍの複数の柱状体から構成されており、前記第１部材（Ａ）と前記第２部材（Ｂ）の接合面に占める前記柱状体の投影面積が５～５０％である一体化成形品。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記柱状体が前記第１部材（Ａ）の表面に周期的に配置されてなる、請求項１に記載の一体化成形品。
【請求項３】
前記柱状体が最大幅５０～５０００ｍｍの筋状である、請求項２に記載の一体化成形品。
【請求項４】
前記柱状体が最大幅５０ｍｍ未満のドット状である、請求項２に記載の一体化成形品。
【請求項５】
前記柱状体側面の傾斜角が４５～９０°である、請求項１～４のいずれかに記載の一体化成形品。
【請求項６】
前記樹脂層の空隙率が０．１～１０％以下である、請求項１～４のいずれかに記載の一体化成形品。
【請求項７】
前記樹脂層が熱可塑性樹脂からなる、請求項１～４のいずれかに記載の一体化成形品。
【請求項８】
前記第１部材（Ａ）及び／又は前記第２部材（Ｂ）が連続強化繊維と熱硬化性樹脂からなる、請求項７に記載の一体化成形品。
【請求項９】
前記第１部材（Ａ）と前記第２部材（Ｂ）が熱溶着で接合されてなる、請求項７に記載の一体化成形品。
【請求項１０】
前記第２部材（Ｂ）が熱可塑性樹脂からなり、前記樹脂層の熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合にはその融点、前記樹脂層の熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂の場合にはそのガラス転移温度より、前記第２部材（Ｂ）の熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度が高い、請求項９に記載の一体化成形品。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂からなる第１部材と、第２部材を接合してなる一体化成形品及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂をマトリックスとして用い、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維と組み合わせた繊維強化樹脂材料は、軽量でありながら、強度や剛性などの力学特性や耐熱性、また耐食性に優れているため、航空・宇宙、自動車、鉄道車両、船舶、土木建築及びスポーツ用品などの数多くの分野に応用されてきた。
【０００３】
しかしながら、繊維強化樹脂材料は、複雑な形状を有する部品や構造体を単一の成形工程で製造するには不向きであり、上記用途においては、繊維強化樹脂材料からなる部材を作製し、次いで、同種又は異種の部材と一体化することが必要となる。繊維強化樹脂材料を同種又は異種の部材と一体化する一般的な手法としては、熱可塑性樹脂をマトリックスとすることで熱溶着により接合する方法や、接着剤で接合する方法などが知られている。また、特許文献１には、熱硬化性の繊維強化樹脂材料の表面に熱可塑性樹脂層が存在することにより、他の部材と熱溶着が可能な繊維強化樹脂材料が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２００４／０６０６５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶着や接着剤を用いた接着によって繊維強化樹脂からなる部材を他の部材と接合する場合に、接合部となる樹脂層の厚みが一体化成形品の寸法精度や接合特性に影響を与えるため、その制御が重要となる。しかし、特殊な冶具や装置を使用しなければ、部材の配置や加圧のムラなどにより片当たりが発生し、樹脂層の厚みを制御することは困難であった。本発明の目的は、接合部となる樹脂層の厚みを容易に制御し得る、繊維強化樹脂部材を含む一体化成形品及びそ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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、表面にスペーサーを備えた繊維強化樹脂からなる第１部材（Ａ）と、前記スペーサーによって支持された第２部材（Ｂ）とが樹脂層を介して接合されてなる一体化成形品であって、前記スペーサーは、高さ５０～５０００μｍ、最小幅０．０５～１０ｍｍの複数の柱状体から構成されており、前記第１部材（Ａ）と前記第２部材（Ｂ）の接合面に占める前記柱状体の投影面積が５～５０％である一体化成形品である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成を採ることにより、接合部となる樹脂層の厚みのばらつきを小さくすることができ、寸法精度や接合特性に優れた一体化成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一体化成形品の一実施形態の断面模式図である。
四角錐台形状の柱状体を有する第１部材（Ａ）の、斜視模式図（ａ）、真上からみた模式図（ｂ）、及びその柱状体のみを取り出して見た断面模式図（ｃ）である。
様々な柱状体の断面形状を示す断面模式図である。
第１の実施形態における第１部材（Ａ）及び第２部材（Ｂ）の好ましい形態を示す断面模式図である。
第１の実施形態における第１部材（Ａ）及び第２部材（Ｂ）の接合方法を示す模式図である。
第２の実施形態における第１部材（Ａ）及び第２部材（Ｂ）の接合方法を示す模式図である。
第３の実施形態における第１部材（Ａ）及び第２部材（Ｂ）の接合方法を示す模式図である。
ドット状に配置された柱状体を有する第１部材（Ａ）を真上から見た模式図（ａ）、及びその柱状体のみを取り出して見た断面模式図（ｂ）（ｃ）である。
筋状に配置された柱状体を有する第１部材（Ａ）を真上から見た模式図（ａ）、及びその柱状体のみを取り出して見た断面模式図（ｂ）である。
第１部材（Ａ）が第２部材（Ｂ）に埋入した一体化成形品を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明での一体化成形品について詳しく説明する。なお、本明細書においては、原則として、一体化成形品となった後の第１部材、第２部材を、それぞれ第１部材（Ａ）、第２部材（Ｂ）と標記する。そして、接合前のまだ一体化されていない状態の第１部材、第２部材を特に表現したい場合に、それぞれ第１部材（Ａ’）、第２部材（Ｂ’）という表記を用いる場合がある。ただし、接合前、接合後に共通する事項を説明する場合などは、それらを厳密に区別せずに、第１部材（Ａ）、第２部材（Ｂ）という表記を用いるものとする。なお、これらの符号は文章の理解を促進するために参考として付したものであり、仮にこれらの符号がなくとも文脈によって第１部材、第２部材が指す概念は明確である。従って、これらの符号は何ら本発明を限定する意味を持たない。
【００１０】
本発明の一体化成形品は、繊維強化樹脂からなる第１部材（Ａ）と、第２部材（Ｂ）とが接合されてなるものである。そして、第１部材（Ａ）は表面に複数の柱状体から構成されたスペーサーを有し、第２部材（Ｂ）は当該スペーサーによって支持されるよう第１部材（Ａ）に接合されている。ここで、柱状体とは、第１部材（Ａ）の表面から突出するよう形成された構造体である。そして、当該スペーサーによって規定された第１部材（Ａ）と第２部材（Ｂ）の隙間を埋めるように樹脂層が形成されており、両部材は当該樹脂層を介して接合されている。つまり、第１部材（Ａ）と第２部材（Ｂ）の隙間において、柱状体が存在する部分は「樹脂層」には該当せず、仮に「樹脂層」のみを取り出して見た場合には穴（あるいは凹陥部）が多数存在することになるが、一体化成形品全体を見た場合には略一様の層として認識し得ることから、本明細書においてはこうした両部材を接合する樹脂が占める部分を「樹脂層」と呼ぶものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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