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TW201903013A - 金屬-纖維強化樹脂材料複合體及其製造方法 - Google Patents

金屬-纖維強化樹脂材料複合體及其製造方法 Download PDF

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TW201903013A
TW201903013A TW107111398A TW107111398A TW201903013A TW 201903013 A TW201903013 A TW 201903013A TW 107111398 A TW107111398 A TW 107111398A TW 107111398 A TW107111398 A TW 107111398A TW 201903013 A TW201903013 A TW 201903013A
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TW
Taiwan
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resin
fiber
metal
reinforced
prepreg
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TW107111398A
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English (en)
Inventor
高橋浩之
安藤秀樹
Original Assignee
日商新日鐵住金化學股份有限公司
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Abstract

於使預浸體104的形成有部分熔接結構102A的面抵接於金屬構件110的表面的狀態下實施加熱加壓處理。使附著於預浸體104的含有熱塑性樹脂的樹脂完全熔融並含浸於強化纖維基材101後加以硬化，而成為基質樹脂105，形成作為纖維強化樹脂材料的CFRP層120，並且使其壓接於金屬構件110，藉此形成使CFRP層120與金屬構件110牢固接著而成的金屬-CFRP複合體100。

Description

金屬-纖維強化樹脂材料複合體及其製造方法
本發明是有關於一種將金屬構件與纖維強化樹脂材料積層而成的金屬-纖維強化樹脂材料複合體、及其製造方法。
包含玻璃纖維或碳纖維等強化纖維與基質樹脂的纖維強化塑膠（fiber reinforce plastic，FRP）輕量且力學特性優異，因此廣泛用於民生領域至產業用途。特別是於汽車產業中，車體重量的輕量化最有助於性能及燃料效率的提升，因而積極研究自至今為止主要使用的鋼鐵材料替換為碳纖維強化塑膠（carbon fiber reinforce plastic，CFRP）或金屬構件與CFRP的複合材料等。
於CFRP與金屬構件複合化而成的零件或結構體的製造中，為了將多個構件一體化，需要將構件及材料彼此接合的步驟，一般已知有使用環氧樹脂系的熱硬化性接著劑的接合方法。
另外，近年來，為了提升加工性或回收（recyle）性的目的，亦將熱塑性樹脂作為纖維強化樹脂材料的基質樹脂而進行研究。
例如，於專利文獻1及專利文獻2中揭示有如下技術：對金屬構件的接著面進行具有特定的表面形狀參數般的表面粗糙化處理並射出成形硬質且高結晶性的熱塑性樹脂、或者對金屬構件設置環氧樹脂的接著層，藉此使金屬構件與CFRP的接著強度提升。然而，該些技術是藉由利用硬質的高結晶性的熱塑性樹脂來填埋以形成特殊的表面微細結構的方式進行了化學蝕刻加工的金屬構件表面的粗糙面來表現出強度。因此，粗糙化或防鏽中必須進行特別處理，此外，於複合化時，考慮到熔融黏度或高融點的問題而需要高溫製程，因而生產性或成本存在問題。
於專利文獻3中揭示有使碳纖維基材的與金屬構件的貼合面含浸環氧系等的接著樹脂、使另一面含浸熱塑性樹脂而形成預浸體（prepreg）的強化纖維基材與金屬的複合體。根據本方法，關於纖維強化樹脂材料與金屬構件此種不同構件的接合，亦可提供具有牢固的接合強度的一體化成形品。然而，本方法中使用環氧系的熱硬化性樹脂作為接著劑層，此外，藉由使強化纖維貫穿所述接著劑層內來確保纖維強化片與金屬層的接合性。因此，必須使用包含特定長度的纖維的不織布來作為強化纖維基材，與單向纖維強化材或布（cloth）材相比增強效果有限。
另外，於專利文獻4中揭示有一種使用了CFRP成形材料的與鋼板的夾層（sandwich）結構體的製造方法，所述CFRP成形材料使用聚胺基甲酸酯樹脂基質。本文獻的材料利用熱塑性聚胺基甲酸酯樹脂的良好成形性，並且藉由利用後硬化（after cure）於聚胺基甲酸酯樹脂中引起交聯反應而製成熱硬化性樹脂，藉此實現高強度化。但是，聚胺基甲酸酯樹脂的耐熱性差，因而難以應用於暴露於高溫的構件，用途受限成為問題。
進而，於專利文獻5中揭示有：將苯氧樹脂或者對苯氧樹脂調配結晶性環氧樹脂與作為交聯劑的酸酐而成的樹脂組成物的粉體，藉由粉體塗裝法而塗敷於強化纖維基材來製作預浸體，利用熱壓將其成形硬化而製成CFRP。另外，專利文獻5中亦啟示了可將鋁箔或不鏽鋼箔積層於CFRP。但是，於專利文獻5中，不存在有關於CFRP與金屬構件的複合體的實施例，因而並未對與該複合體相關的彎曲強度等機械強度加以研究。
另外，於專利文獻6中提出有對包括載體材料及支撐材料的複合材料進行加熱，於支撐材料中形成肋結構，並且將載體材料成形為三維零件的車體用結構零件的製造方法，所述載體材料為包含金屬及經纖維強化的熱塑性材料等的平板狀的載體材料，所述支撐材料包含熱塑性材料。
進而，於專利文獻7中提出有一種以積層狀態加熱及加壓來使用的纖維強化樹脂中間材，其中，強化纖維基材具有於外表面開口的空隙，粉體形態的樹脂處於半含浸狀態。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2009/116484號 [專利文獻2]日本專利特開2011-240620號公報 [專利文獻3]日本專利特開2016-3257號公報 [專利文獻4]日本專利特開2015-212085號公報 [專利文獻5]國際公開WO2016/152856號 [專利文獻6]日本專利特表2015-536850號公報 [專利文獻7]日本專利第5999721號公報
[發明所欲解決之課題] 於金屬構件與纖維強化樹脂材料的複合材料中，為了充分確保其機械強度或耐久性，以下兩點特別重要：第一，提高纖維強化樹脂材料自身的強度，第二，使金屬構件與纖維強化樹脂材料的接著力牢固。
對於所述第一點，若樹脂朝強化纖維基材的含浸不充分，則容易產生孔隙等，且纖維強化樹脂材料的機械強度變得不充分。關於該方面，於所述專利文獻7中，對樹脂朝強化纖維基材的含浸性進行了研究。即，於專利文獻7中，藉由處於半含浸狀態的纖維強化樹脂中間材，於使用與熱硬化性樹脂相比黏度高的熱塑性樹脂的情況下，亦可提高樹脂朝強化纖維基材的含浸性，並獲得難以產生孔隙等缺陷的、富有賦形性的纖維強化樹脂材料。然而，對於第二點、即金屬構件與纖維強化樹脂材料的接著性，包含所述專利文獻7在內，現有技術中並未進行研究。
另外，為了削減金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造步驟數並提升產量（throughput），認為有效的是，於金屬構件和纖維強化樹脂材料的預浸體的接合的同時，一次進行金屬構件的成形加工。於進行此種一次處理的情況下，亦重要的是確保作為所述第一點的纖維強化樹脂材料自身的強度、及作為第二點的金屬構件與纖維強化樹脂材料的接著力。
本發明的目的在於提供一種使用熱塑性樹脂作為纖維強化樹脂材料的基質樹脂、纖維強化樹脂材料自身具有充分的機械強度、並且金屬構件與纖維強化樹脂材料牢固接合、耐久性優異的金屬-纖維強化樹脂材料複合體，進而提供一種於該金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造的同時亦能夠進行成形的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法。 [解決課題之手段]
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法為如下金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，所述金屬-纖維強化樹脂材料複合體具備：金屬構件；及纖維強化樹脂材料，積層於所述金屬構件的至少一個面，並具有強化纖維基材且具有含浸於所述強化纖維基材中的含有熱塑性樹脂的樹脂作為基質樹脂。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法的特徵在於包括以下的步驟A及步驟B； A）形成在所述強化纖維基材的至少單側的面上形成有所述含有熱塑性樹脂的樹脂的部分熔接結構的預浸體的步驟、 B）於使所述預浸體的形成有所述部分熔接結構的面抵接於所述金屬構件的表面的狀態下實施加熱加壓處理，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂完全熔融並於所述金屬構件的表面潤濕擴展，同時使其含浸於所述強化纖維基材中，藉此形成使所述纖維強化樹脂材料與所述金屬構件接著而成的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的步驟。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，形成所述預浸體的步驟A亦可包括以下的步驟a及步驟b； a）藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末附著於呈片狀的強化纖維基材的至少單側的面，從而形成樹脂附著纖維基材的步驟、 b）對所述樹脂附著纖維基材實施加熱處理，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末在不完全熔融後固化，藉此形成具有所述部分熔接結構的預浸體的步驟。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述步驟b中的加熱處理亦可於100℃～400℃的範圍內的溫度下進行30秒鐘以上且不足3分鐘。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，亦可藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末附著於加熱至規定溫度的呈片狀的強化纖維基材的至少單側的面，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末在不完全熔融後固化，藉此形成具有所述部分熔接結構的預浸體。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述熱塑性樹脂的微粉末的平均粒徑亦可為10 μm～100 μm的範圍內。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述預浸體亦可以形成有熱塑性樹脂的部分熔接結構的所述強化纖維基材的端面為基準，相對於所述強化纖維基材的厚度而於厚度方向的0%～50%的範圍內附著有所述熱塑性樹脂的10重量%以上。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述預浸體於厚度為40 μm～200 μm時的厚度方向的通氣度亦可為500 cc/cm2 /sec～1000 cc/cm2 /sec的範圍內。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述步驟B中，亦可於所述金屬構件的表面與所述強化纖維基材之間，以20 μm以下的厚度形成纖維的含有率為5重量%以下的、所述熱塑性樹脂的樹脂層作為所述纖維強化樹脂材料的一部分。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述步驟B中的加熱加壓處理亦可於100℃～400℃的範圍內的溫度且3 MPa以上的範圍內的壓力下進行3分鐘以上。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，亦可於所述加熱加壓處理的同時，進行所述金屬構件及所述預浸體的三維成形加工。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，所述加熱加壓處理中的加熱溫度可為180℃～240℃的範圍內，且亦可於所述加熱加壓處理的同時，交聯形成所述含有熱塑性樹脂的樹脂而成為交聯硬化物。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法中，亦可所述交聯形成前的樹脂的玻璃轉移溫度（Tg）為150℃以下，所述交聯硬化物的玻璃轉移溫度（Tg）為160℃以上。
本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體具備：金屬構件；及纖維強化樹脂材料，積層於所述金屬構件的至少一個面，並具有強化纖維基材及覆蓋所述強化纖維基材的基質樹脂。 本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的特徵在於：於所述金屬構件的表面與所述強化纖維基材之間，以20 μm以下的厚度具有纖維的含有率為5重量%以下的、所述含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層作為所述纖維強化樹脂材料的一部分。 [發明的效果]
根據本發明，可藉由簡易的步驟製造將金屬構件與具有充分的機械強度的纖維強化樹脂材料以高接著強度牢固地接合、且機械強度與耐久性優異的金屬-纖維強化樹脂材料複合體。 另外，於金屬構件與纖維強化樹脂材料的複合化時，同時能夠利用熱壓進行金屬構件的成形加工，因而能夠削減製造步驟數，且於成本方面亦優異。 因此，本發明的金屬-纖維強化樹脂材料複合體作為輕量且高強度的材料，不僅可適宜用作電氣·電子設備等的框體，而且亦適宜用作汽車構件、航空器構件等用途中的結構構件。
以下，一面適宜參照圖式一面詳細說明本發明的實施形態。
[金屬-CFRP複合體的製造方法] 圖1的（a）～（c）與圖2的（a）及（b）是表示本發明的一實施形態的金屬-CFRP複合體的製造方法的主要步驟的示意性圖式。另外，圖3將圖2的（b）中由虛線包圍的A部放大顯示。首先，如圖2的（b）所示，藉由本實施形態的製造方法而獲得的金屬-CFRP複合體100具備：金屬構件110；及作為纖維強化樹脂材料的CFRP層120。而且，如圖3放大所示，於金屬-CFRP複合體100中，CFRP層120具有：基質樹脂105；及碳纖維101a，包含於該基質樹脂105中，且為經複合化的強化纖維。另外，於CRPP層120與金屬構件110接觸的邊界附近形成有樹脂層120a。再者，CFRP層120不限於單層，亦可積層多層，另外，不限於金屬構件110的單側，亦可形成於兩面中的每一面。另外，亦可於CFRP層120的兩面分別具備金屬構件110。
本發明方法包括以下的步驟A及步驟B。 ＜步驟A＞ 步驟A為形成在包含碳纖維101a的強化纖維基材101的至少單側的面上形成有含有熱塑性樹脂的樹脂的部分熔接結構102A的預浸體104的步驟。該步驟A例如可藉由以下的方法1或方法2來實施。
（方法1） 方法1包括以下的步驟a及步驟b。 步驟a： 步驟a中，如圖1的（a）、（b）所示，藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的含有熱塑性樹脂的樹脂（以下，有時表述為「原料樹脂」）的微粉末102附著於呈片狀的強化纖維基材101的至少單側的面，形成樹脂附著纖維基材103。粉體塗裝法中，原料樹脂為微粒子，因而容易熔融，且塗裝後的塗膜內具有適度的空隙，因而成為空氣的逸出路徑，不易產生孔隙。於後述步驟B中，當將預浸體104與金屬構件110加熱壓接時，於預浸體表面熔融的樹脂首先快速於金屬構件110的表面潤濕擴展，之後含浸至強化纖維基材101的內部。因此，與現有技術的熔融含浸法或膜堆積（film stacking）法相比，不易產生由熔融樹脂朝金屬構件110表面的潤濕性不足所引起的不良。即，於藉由自強化纖維基材101所擠出的樹脂來與金屬構件110接著的熔融含浸法中，於所製作的預浸體中，熔融樹脂對金屬構件110表面的潤濕性容易不充分，於膜堆積法中，容易發生由樹脂朝強化纖維基材101的厚度方向的含浸之難度所引起的孔隙的產生等，但粉體塗裝法可避免該些問題。
作為粉體塗裝法，例如可列舉靜電塗裝法、流體化床法、懸浮法作為主要製程，但該些中，靜電塗裝法及流體化床法為適於熱塑性樹脂的方法，且步驟簡便、生產性良好，因此較佳，特別是靜電塗裝法中，原料樹脂的微粉末102對強化纖維基材101的附著均勻性良好，因此為最佳的方法。
再者，圖1的（b）中示出於樹脂附著纖維基材103的單側的面上附著有原料樹脂的微粉末102的狀態，亦可於樹脂附著纖維基材103的兩側的面上附著有微粉末102。
（熱塑性樹脂） 作為熱塑性樹脂，結晶性、非結晶性等其性狀並無特別限定，例如可使用苯氧樹脂、熱塑性環氧樹脂、聚烯烴及其酸改質物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-苯乙烯（acrylonitrile-styrene，AS）樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（acrylonitrile butadiene styrene，ABS）樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯等熱塑性芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚苯醚及其改質物、聚苯硫醚、聚甲醛（polyoxymethylene）、聚芳酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮等熱塑性樹脂中的一種以上。 該些中，就粉末的製造或獲取比較容易而言，可較佳地使用苯氧樹脂、熱塑性環氧樹脂、聚醯胺、聚碳酸酯。 再者，「熱塑性樹脂」中亦包含採用後述交聯硬化物的形態的樹脂。另外，「含有熱塑性樹脂的樹脂」中，除熱塑性樹脂以外，可含有熱硬化性樹脂作為樹脂成分，但該情況下，亦較佳為以熱塑性樹脂為主成分。此處，所謂「主成分」，是指樹脂成分100重量份中包含50重量份以上的成分。另外，「樹脂成分」中包含熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂，但不含交聯劑等非樹脂成分。作為熱硬化性樹脂，例如可較佳地使用選自環氧樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、胺基甲酸酯樹脂等中的一種以上。
另外，熱塑性樹脂較佳為於160℃～400℃的範圍內的溫度區域的任一者中，熔融黏度成為3,000 Pa·s以下者，更佳為成為90 Pa·s～2,900 Pa·s的範圍內的熔融黏度者，進而佳為成為100 Pa·s～2,800 Pa·s的範圍內的熔融黏度者。若160℃～400℃的範圍內的溫度區域中的熔融黏度超過3,000 Pa·s，則熔融時的流動性變差，容易於CFRP層120中產生孔隙等缺陷。
熱塑性樹脂中，苯氧樹脂具備良好成形性，且與碳纖維101a或金屬構件110的接著性優異，此外，使用酸酐或異氰酸酯化合物、己內醯胺等作為交聯劑，藉此，成形後亦可表現出與高耐熱性的熱硬化性樹脂同樣的性質，因而可尤佳地使用。 因此，作為構成CFRP層120中的基質樹脂105及樹脂層120a的樹脂，較佳為苯氧樹脂的固化物、或者樹脂成分100重量份中含有50重量份以上的苯氧樹脂的樹脂組成物的固化物或硬化物。藉由使用樹脂成分100重量份中含有50重量份以上的苯氧樹脂的樹脂組成物，能夠將金屬構件110與CFRP層120牢固地接合。原料樹脂的組成物更佳為於樹脂成分100重量份中包含55重量份以上的苯氧樹脂。
苯氧樹脂為由二價苯酚化合物與表鹵醇的縮合反應、或者二價苯酚化合物與二官能環氧樹脂的加聚反應所獲得的熱塑性樹脂，且可於溶媒中或者無溶媒下藉由先前公知的方法而獲得。 本發明中較佳地使用的苯氧樹脂適合的是於常溫下為固體、且200℃下的熔融黏度為10,000 Pa·s以下者。熔融黏度較佳為1,000 Pa·s以下，更佳為500 Pa·s以下。若熔融黏度超過10,000 Pa·s，則成形加工時的樹脂的流動性降低，樹脂無法充分遍及各處，並導致孔隙，因而欠佳。另外，以質量平均分子量（Mw）來計，苯氧樹脂的平均分子量通常為10,000～200,000，較佳為20,000～100,000，更佳為30,000～80,000。若苯氧樹脂的Mw過低，則成形體的強度差，若過高則作業性或加工性容易變差。再者，Mw表示藉由凝聚滲透層析法（gel permeation chromatography）進行測定、並使用標準聚苯乙烯校準曲線換算所得的值。
苯氧樹脂的羥基當量（g/eq）通常為1000以下，較佳為750以下，尤佳為500以下。若羥基當量過高，則有交聯密度不足而耐熱性下降之虞，因而欠佳。
苯氧樹脂的玻璃轉移溫度（Tg）適宜為65℃～200℃的範圍內，較佳為70℃～200℃的範圍內，更佳為80℃～180℃的範圍內。若苯氧樹脂的Tg低於65℃，則成形性變得良好，但製成交聯硬化物時的Tg難以成為180℃以上。若苯氧樹脂的Tg高於200℃，則熔融黏度變高，難以無孔隙等缺陷地含浸於強化纖維基材中。再者，苯氧樹脂的Tg是使用示差掃描熱量測定裝置（differential scanning calorimeter，DSC）於10℃/分鐘的升溫條件下、於20℃～280℃的範圍內進行測定，並藉由二次掃描（second scan）的峰值所計算出的數值。
作為苯氧樹脂，只要滿足所述物性，則無特別限定，但可列舉：雙酚A型苯氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的酚諾陶（Phenotohto）YP-50、酚諾陶（Phenotohto）YP-50S、酚諾陶（Phenotohto）YP-55U）、雙酚F型苯氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的酚諾陶（Phenotohto）FX-316）、雙酚A與雙酚F的共聚型苯氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的YP-70）、所述以外的溴化苯氧樹脂或含磷的苯氧樹脂、含磺基的苯氧樹脂等特殊苯氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的酚諾陶（Phenotohto）YPB-43C、酚諾陶（Phenotohto）FX293、YPS-007等）等。該些可單獨使用或者混合使用兩種以上。
另外，苯氧樹脂藉由調配酸酐或異氰酸酯、己內醯胺等作為交聯劑，亦可用作利用苯氧樹脂側鏈的二級羥基的具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X）。此時，苯氧樹脂組成物（X）適合的是於常溫下為固體、且100℃～350℃下的最低熔融黏度為3,000 Pa·s以下者。再者，最低熔融黏度較佳為2,900 Pa·s以下，更佳為2,800 Pa·s以下。若100℃～350℃下的最低熔融黏度超過3,000 Pa·s，則成形加工時的樹脂的流動性降低，樹脂無法充分遍及各處，並導致孔隙，因而欠佳。
苯氧樹脂組成物（X）較佳為調配有所述苯氧樹脂（本組成物中，表述為「苯氧樹脂（A）」）、及環氧樹脂（B）與包含酸酐的交聯劑（C）者。藉由併存環氧樹脂（B），除降低熔融黏度並提高成形性以外，亦可提高交聯硬化物的物性（強度、耐熱性）。
苯氧樹脂組成物（X）較佳為於樹脂成分100重量份中包含50重量份以上的苯氧樹脂（A）。另外，於苯氧樹脂組成物（X）中，環氧樹脂（B）的調配量相對於苯氧樹脂（A）100重量份，較佳為10重量份～85重量份的範圍內。即，環氧樹脂（B）與苯氧樹脂（A）的調配比（A：B）較佳為100:10～100:85。若環氧樹脂（B）的調配量超過85重量份，則交聯硬化物的Tg難以成為180℃以上，此外，若環氧樹脂（B）多於苯氧樹脂（A），則用以使環氧樹脂（B）硬化的製程時間變長，從而欠佳。另外，若環氧樹脂（B）的調配量不足10重量份，則無法獲得由環氧樹脂（B）的調配所帶來的黏度降低效果，此外，交聯硬化物難以表現出180℃以上的Tg。環氧樹脂（B）的調配量相對於苯氧樹脂（A）100重量份，更佳為20重量份～83重量份的範圍內，最佳為30重量份～80重量份的範圍內。
環氧樹脂（B）若為二官能以上的環氧樹脂，則可無特別限制地使用先前公知者，但適宜為具有軟化點的固體的環氧樹脂。作為此種環氧樹脂（B），可列舉：雙酚型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的艾普托妥（Epotohto）YD-011、YDF-2001、YSLV-80XY等）、聯苯型環氧樹脂（例如三菱化學股份有限公司製造的YX-4000等）、聯苯芳烷基型環氧樹脂（例如日本化藥股份有限公司製造的NC-3000等）、二苯基醚型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的YSLV-80DE等）、雙酚硫醚型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的YSLV-120TE等）、對苯二酚型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的艾普托妥（Epotohto）YDC-1312等）、硫醚型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學公司製造的YSLV120TE等）、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的艾普托妥（Epotohto）YDPN-638等）、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的艾普托妥（Epotohto）YDCN-701等）、芳烷基萘二醇酚醛清漆型環氧樹脂（例如新日鐵住金化學股份有限公司製造的ESN-355等）、三苯基甲烷型環氧樹脂（例如日本化藥股份有限公司製造的EPPN-502H等）、萘型環氧樹脂（例如迪愛生（DIC）股份有限公司製造的HP-4770、HP-5000等）、二環戊二烯型環氧樹脂（例如迪愛生（DIC）股份有限公司製造的HP-7200等）等，但並不限定於該些，另外，亦可混合使用該些的兩種以上。
所述固體環氧樹脂中顯示出結晶性的環氧樹脂能夠作為粉體來處理，因此，不僅有利於填料的高填充，而且亦於其熔點以上的溫度下顯示出高流動性，因此作為環氧樹脂（B）而尤佳。 再者，作為結晶性環氧樹脂，更佳為低氯含量、且熔點為75℃～145℃的範圍內、150℃下的熔融黏度為2.0 Pa·s以下者。若熔融黏度超過2.0 Pa·s，則苯氧樹脂組成物（X）的成形性降低，製成金屬-CFRP複合體100時的基質樹脂105的均質性差，因而欠佳。
作為較佳的結晶性環氧樹脂，例如可列舉：新日鐵住金化學股份有限公司製造的艾普托妥（Epotohto）YSLV-80XY、YSLV-70XY、YSLV-120TE、YDC-1312；三菱化學股份有限公司製造的YX-4000、YX-4000H、YX-8800、YL-6121H、YL-6640等；迪愛生（DIC）股份有限公司製造的HP-4032、HP-4032D、HP-4700等；日本化藥股份有限公司製造的NC-3000等。
作為交聯劑（C）的酸酐只要是常溫下為固體且幾乎無昇華性者則並無特別限定，就對FRP成形體的耐熱性賦予或反應性的方面而言，較佳為具有兩個以上的與苯氧樹脂（A）的羥基反應的酸酐基的芳香族酸酐。特別是與偏苯三酸酐的羥基相比，如均苯四甲酸酐般具有兩個酸酐基的芳香族化合物的交聯密度變高，耐熱性提升，故可較佳地使用。芳香族酸二酐中，例如4,4'-氧代二鄰苯二甲酸、乙二醇雙偏苯三酸酐酯、4,4'-(4,4'-亞異丙基二苯氧基)二鄰苯二甲酸酐等對苯氧樹脂及環氧樹脂具有相容性的芳香族酸二酐的提升Tg的效果大，為更佳者。特別是與例如只具有一個酸酐基的鄰苯二甲酸酐相比，如均苯四甲酸酐般具有兩個酸酐基的芳香族酸二酐的交聯密度提升，耐熱性提升，故可較佳地使用。即，芳香族酸二酐由於具有兩個酸酐基，因而反應性良好，可以短的成形時間獲得對脫模而言強度充分的交聯硬化物，並且藉由與苯氧樹脂（A）中的二級羥基的酯化反應，而生成四個羧基，因而可提高最終的交聯密度。
交聯劑（C）的調配量通常為相對於苯氧樹脂（A）的二級羥基1莫耳而酸酐基為0.9莫耳～1.4莫耳的範圍內的量，較佳為1.0莫耳～1.3莫耳的範圍內。若酸酐基的量過少，則相對於苯氧樹脂（A）的二級羥基而言反應性的酸酐基不足，因而交聯密度變低，硬化物的剛性變差，若過多，則相對於苯氧樹脂（A）的二級羥基而言酸酐過剩，未反應的酸酐對硬化特性或交聯密度造成不良影響。
苯氧樹脂（A）、環氧樹脂（B）及交聯劑（C）的反應中，藉由苯氧樹脂（A）中的二級羥基與交聯劑（C）的酸酐基的酯化反應、進而由該酯化反應所生成的羧基與環氧樹脂（B）的環氧基的反應而交聯、硬化。藉由苯氧樹脂（A）與交聯劑（C）的反應亦可獲得苯氧樹脂交聯體，但藉由環氧樹脂（B）的共存而降低苯氧樹脂組成物（X）的熔融黏度且可提高成形性，此外，可獲得具有促進交聯反應、或交聯密度提升、機械強度提升等優異的特性的交聯硬化物。再者，苯氧樹脂組成物（X）中雖然共存有環氧樹脂（B），但以作為熱塑性樹脂的苯氧樹脂（A）為主成分，認為其二級羥基與交聯劑（C）的酸酐基的酯化反應會優先進行。即，用作交聯劑（C）的酸酐與環氧樹脂（B）的反應花費時間，因而首先發生交聯劑（C）與苯氧樹脂（A）的二級羥基的反應，繼而，藉由之前的反應中殘留的交聯劑（C）、或源自交聯劑（C）的殘存羧基與環氧樹脂（B）進行反應而實現進一步的交聯密度的提升。因此，與以作為熱硬化性樹脂的環氧樹脂為主成分的樹脂組成物不同，藉由具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X）而獲得的交聯硬化物自其交聯硬化的機制殘留作為熱塑性樹脂的性質，此外與硬化劑中使用酸酐的環氧樹脂組成物相比儲存穩定性亦優異。
（粉體塗裝法的塗裝條件） 粉體塗裝法中使用的原料樹脂的微粉末102的平均粒徑例如較佳為10 μm～100 μm的範圍內，更佳為40 μm～80 μm的範圍內，最佳為40 μm～50 μm的範圍內。若微粉末102的平均粒徑超過100 μm，則於靜電場中的粉體塗裝中，微粉末102碰撞纖維時的能量變大，對強化纖維基材101的附著率下降。另外，若不足10 μm，則藉由伴生氣流而粒子飛散，附著效率下降，此外，有大氣中浮游的原料樹脂的微粉末102引起作業環境的惡化的可能性。原料樹脂的微粉末化適宜使用低溫乾燥粉碎機（離心式乾磨機（centrifugal dry mill））等粉碎混合機，但並不限制於該些。另外，於原料樹脂的粉碎時，可將成為原料的多個成分粉碎後混合，或者亦可將多個成分預先調配後加以粉碎。
於粉體塗裝中，較佳為以原料樹脂的微粉末102對強化纖維基材101的附著量（樹脂比例：RC）例如成為20%～50%的範圍內的方式進行塗敷，更佳為25%～45%的範圍內，進而佳為25%～40%的範圍內。若RC超過50%，則CFRP的拉伸·彎曲彈性係數等機械物性下降，若低於20%，則原料樹脂的附著量極少，因此原料樹脂朝強化纖維基材101的內部的含浸不充分，有熱物性、機械物性均變低之虞。
（與強化纖維基材有關的條件） 作為構成強化纖維基材101的碳纖維101a，例如可使用以下材料：使用了短纖（chopped fiber）的不織布基材或使用了連續纖維的布材、單向強化纖維基材（UD（uni-directional）材）等，但就增強效果的方面而言，較佳為使用布材或UD材。另外，關於碳纖維101a的種類，例如能夠使用聚丙烯腈（polyacrylonitrile，PAN）系、瀝青（pitch）系的任一種，可根據目的或用途而將該些單獨使用，或者亦可併用。
於使用布材或UD材作為包含碳纖維101a的強化纖維基材101的情況下，較佳為對被稱為長絲（filament）的碳纖維進行開纖處理而成者。 一般而言，碳纖維為包含一千根～數萬根的大量短纖維的纖維束，其剖面成為圓形或稍扁平的橢圓形狀。因此，難以使樹脂確實地含浸至纖維束內部。所謂開纖處理，是藉由公知的力學方法將所述碳纖維束沿寬度方向拓寬而使其變薄，樹脂含浸性較非開纖品而言大大提升，因而成形品的物性亦提升。 再者，強化纖維基材101的單位面積重量較佳為40 g/m2 ～250 g/m2 的範圍內。若單位面積重量不足40 g/m2 ，則成形物中的強化纖維數少，故無法獲得所需的機械物性。另外，若超過250 g/m2 ，則難以使樹脂充分含浸於強化纖維基材101的內部，因而欠佳。
步驟b： 步驟b中，如圖1的（b）、（c）所示，對樹脂附著纖維基材103實施加熱處理，使原料樹脂的微粉末102在不完全熔融後固化，藉此形成具有包含熱塑性樹脂的樹脂的部分熔接結構102A的預浸體104。此處，所謂「不完全地熔融」，並非原料樹脂的微粉末102全部熔融至成為液滴而流動，而是指微粉末102的一部分完全成為液滴但大部分的微粉末102僅表面成為液滴，中心部分保持固體狀的狀態。另外，「部分熔接結構102A」是指於強化纖維基材101的表層部附近，微粉末102藉由加熱處理而部分熔融，鄰接的微粉末102的熔融物熔接而以連成網眼狀的狀態固化者。藉由部分熔接結構102A，對強化纖維基材101的密接性提高，可防止微粉末102的脫落，並且於強化纖維基材101的厚度方向上確保一定的通氣性，因而，於後述步驟B的加熱加壓處理中確保強化纖維基材101內的空氣的逸出路徑，從而可避免孔隙的產生。再者，部分熔接結構102A較佳為於預浸體104的整個表面均等地形成，但微觀而言亦可不均勻。
再者，圖1的（c）中示出於預浸體104的單側的面上形成有部分熔接結構102A的狀態，但亦可於預浸體104的兩側的面上形成有部分熔接結構102A。
（加熱處理條件） 加熱處理中，為了使原料樹脂的微粉末102不完全熔融並能夠形成部分熔接結構102A，雖取決於所使用的原料樹脂的熔點或玻璃轉移溫度（Tg），但較佳為藉由大致100℃～400℃的範圍內的溫度來進行，若為結晶性樹脂，則更佳為熔點（melting point，MP）附近的溫度，若為非結晶性樹脂，則更佳為Tg+150℃以內的溫度。若加熱處理超過上限，則微粉末102的熱熔解過度進行而無法形成部分熔接結構102A，通氣性有可能受損。另外，若低於加熱溫度的下限，則無法形成部分熔接結構102A，對強化纖維基材101的熱熔接不充分，於預浸體104的處理作業時，有產生微粉末102的掉粉、脫落等之虞。 另外，關於加熱處理時間，只要可將附著於強化纖維基材101的原料樹脂固定於強化纖維基材101，則並無特別限制，但適宜為30秒鐘以上且不足3分鐘，較佳為30秒鐘以上且不足2分鐘。即，藉由以遠短於成形時的時間來進行熱處理，而將樹脂以部分熔接結構102A的狀態固定於強化纖維基材101，防止掉粉。
於加熱處理後的預浸體104的階段，原料樹脂（維持部分熔接結構102A及微粉末102狀態者）集中於強化纖維基材101的表面附近，並未如步驟B的加熱加壓後的成形體般遍及強化纖維基材101的內部。再者，加熱處理亦可於使樹脂附著纖維基材103與金屬構件110接觸的狀態下進行。
（方法2） 方法2是將所述步驟a及步驟b一次進行的方法。即，雖省略圖示，但藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的原料樹脂的微粉末102附著於加熱至規定溫度且呈片狀的強化纖維基材101的至少單側的面，使微粉末102在不完全熔融後固化，藉此形成形成有部分熔接結構102A的預浸體104。方法1中，藉由加熱處理來將經粉體塗裝的微粉末102固定於強化纖維基材101，方法2中，藉由將微粉末102粉體塗裝至預先經加熱的強化纖維基材101，而於對強化纖維基材101的塗敷的同時使其熔接，從而形成部分熔接結構102A。
方法2中的各條件依照所述方法1，因而省略。
（預浸體的厚度） 步驟A中獲得的預浸體104較佳為厚度為40 μm～200 μm的範圍內，更佳為50 μm～150 μm的範圍內。若預浸體104的厚度不足40 μm，則會產生操作性的惡化或者由樹脂不足所致的含浸不良。若預浸體104的厚度超過200 μm，則有可能於步驟B中熔融樹脂朝強化纖維基材101的含浸變得不充分而導致機械強度降低。
（預浸體的通氣度） 預浸體104較佳為厚度為40 μm～200 μm時的厚度方向上的通氣度為500 cc/cm2 /sec～1000 cc/cm2 /sec的範圍內，更佳為700 cc/cm2 /sec～900 cc/cm2 /sec的範圍內。若通氣度不足500 cc/cm2 /sec，則於後述步驟B的加熱加壓處理中，預浸體104內的空氣的逸出路徑變少，容易產生孔隙。即，於與緻密的金屬構件110的接著中，重要的是預浸體104中存在的空氣於其厚度方向上向接著面的相反側逸出，因而藉由將通氣度控制為500 cc/cm2 /sec以上，可容易地自預浸體104脫氣。另一方面，若通氣度超過1000 cc/cm2 /sec，則有可能原料樹脂的微粉末102容易脫落而操作性下降。
預浸體104較佳為將其表面的凹凸視為表面粗糙度並以算術平均粗糙度（Ra）計而為0.010 mm～0.100 mm，更佳為0.015 mm～0.075 mm。藉由Ra為所述範圍內，於後述步驟B的加熱加壓處理中，預浸體104內的空氣自側面亦可漏出。因此，於以緻密的金屬構件110夾入預浸體104般的接著中，預浸體104與金屬構件110亦牢固地接著，可獲得機械強度優異的金屬-CFRP複合體。 再者，若Ra不足0.010 mm，則藉由加熱加壓處理，預浸體104彼此容易熔接，因而不存在空氣的逸出路徑而導致孔隙產生，此外，若Ra超過0.100 mm，則會產生孔隙的消除殘留，故欠妥。
（預浸體中的樹脂濃度梯度） 預浸體104以形成有原料樹脂的部分熔接結構102A的強化纖維基材101的端面為基準，相對於該強化纖維基材101的厚度，較佳為於厚度方向的0%～50%的範圍內附著有原料樹脂的10重量%以上，更佳為附著有10重量%～40重量%。如上所述，藉由對原料樹脂的附著濃度設置梯度，於接下來的步驟B中，於將預浸體104中的形成有部分熔接結構102A的面與金屬構件110抵接來進行加熱加壓時，可使熔融樹脂充分延展至預浸體104與金屬構件110的邊界。即，可藉由利用導熱率高、容易加熱的金屬構件110的性質，使包含部分熔接結構102A的高濃度的固體狀的原料樹脂與其表面接觸，而促進樹脂的熔融，對接著邊界供給大量的熔融樹脂。因此，即便對於熔融黏度較大的原料樹脂而言，亦可於短時間內浸透至預浸體104的整體，並且亦能夠形成後述樹脂層120a。再者，即便提高形成有部分熔接結構102A的接著面側的樹脂濃度，亦可藉由將通氣度預先控制為所述範圍內，而於步驟B中使預浸體104中存在的空氣於預浸體104的厚度方向上向接著面的相反側逸出，故可避免孔隙的產生。
＜步驟B＞ 步驟B中，如圖2的（a）及（b）所示，於使步驟A中所得的預浸體104的形成有部分熔接結構102A的面抵接於金屬構件110的表面的狀態下實施加熱加壓處理。藉由加熱加壓處理，使附著於預浸體104的原料樹脂完全熔融並於金屬構件110的表面潤濕擴展，同時使其含浸於強化纖維基材101中。以所述方式含浸的原料樹脂自熔融狀態發生固化或硬化，藉此成為基質樹脂105，形成作為纖維強化樹脂材料的CFRP層120，並且該CFRP層120接著於金屬構件110。另外，步驟B中，如圖3所示，較佳為附著於預浸體104的形成有部分熔接結構102A的一側的表面上的原料樹脂的微粉末102於加熱加壓處理中抵接於金屬構件110並潤濕擴展為薄膜狀，藉此，形成幾乎不存在碳纖維101a的、大致僅含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層120a。關於該樹脂層120a的結構，於後文中敘述。可以所述方式形成將CFRP層120與金屬構件110牢固接著而成的金屬-CFRP複合體100。
（金屬構件） 作為金屬-CFRP複合體100中使用的金屬構件110的材質，只要能夠藉由壓製等進行成形加工則並無特別限定，例如可列舉：鐵、鈦、鋁、鎂及該些的合金等。此處，所謂合金，例如是指鐵系合金（含不鏽鋼）、Ti系合金、Al系合金、Mg系合金等。作為金屬構件110的較佳例，為日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）等中規定的鋼鐵材料，可列舉作為一般結構用或機械結構用所使用的碳鋼、合金鋼、高張力鋼等。作為此種鋼鐵材料的具體例，可列舉：冷軋鋼材、熱軋鋼材、汽車結構用熱軋鋼板材、汽車加工用熱軋高張力鋼板材等。關於金屬構件110的形狀或厚度，只要能夠藉由壓製等進行成形加工則並無特別限定，例如較佳為板狀。
於金屬構件110為鋼鐵材料的情況下，亦可對表面實施任意的表面處理。此處，所謂表面處理，例如可列舉：鍍鋅或鍍鋁等各種鍍敷處理、鉻酸鹽（chromate）處理、非鉻酸鹽（non-chromate）處理等化學轉化處理、或者如噴砂（sand blasting）般的物理或化學蝕刻等的化學表面粗糙化處理，但並不特別限定於該些。另外，亦可實施多種表面處理。作為表面處理，較佳為至少進行防鏽處理。
另外，為了提高金屬構件110與CFRP層120的接著性，亦較佳為利用底漆（primer）對金屬構件110的表面進行處理。作為底漆，例如較佳為矽烷偶合劑或三嗪硫醇（triazinethiol）衍生物。作為矽烷偶合劑，可例示環氧系矽烷偶合劑或胺基系矽烷偶合劑、咪唑矽烷化合物。作為三嗪硫醇衍生物，可例示：6-二烯丙基胺基-2,4-二硫醇-1,3,5-三嗪、6-甲氧基-2,4-二硫醇-1,3,5-三嗪單鈉鹽、6-丙基-2,4-二硫醇胺基-1,3,5-三嗪單鈉鹽及2,4,6-三硫醇-1,3,5-三嗪等。
（加熱加壓處理條件） 於加熱加壓處理中，藉由加熱而原料樹脂完全熔融並成為液狀，藉由加壓而浸透至預浸體104內，於控制為規定的通氣度的預浸體104內，確保了空氣的逸出路徑，因而熔融樹脂一面趕出空氣一面浸透，於較低的壓力下亦以短時間完成含浸，亦可避免孔隙的產生。
加熱加壓處理中，為了使原料樹脂的微粉末102完全熔融並含浸於強化纖維基材101的整體，雖取決於所使用的熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度，但較佳為藉由大致100℃～400℃的範圍內的溫度來進行，於該溫度範圍內，若為結晶性樹脂，則更佳為熔點（MP）+30℃以上的溫度，若為非結晶性樹脂，則更佳為玻璃轉移溫度（Tg）+100℃以上的溫度。若超過上限溫度，則會施加過剩的熱，因而有可能引起樹脂的分解，另外，若低於下限溫度，則樹脂的熔融黏度高，因而朝強化纖維基材101的含浸性變差。 加熱加壓處理中，對金屬構件110與預浸體104進行壓接時的壓力例如較佳為3 MPa以上，更佳為3 MPa～5 MPa的範圍內。若超過上限，則會施加過剩的壓力，因而有可能產生變形或損傷，另外，若低於下限，則朝強化纖維基材101的含浸性變差。
關於加熱加壓處理的時間，藉由所述部分熔接結構102A、樹脂的濃度梯度及通氣度的控制，例如與膜堆積法相比，可縮短含浸時間，因而若為至少3分鐘以上，則能夠進行加熱壓接，較佳為3分鐘～10分鐘的範圍內。
步驟B中，亦可於加熱加壓處理的同時將金屬構件110及預浸體104成形加工為任意的三維形狀。該情況下，將金屬構件110與預浸體104壓接並成形時的壓力較佳為以金屬構件110的壓製成形所需的壓力為基準。
另外，本實施形態中，較佳為藉由將金屬構件110與預浸體104一次成形而製作具有三維形狀的複合體，但於步驟B中，當然亦適於將預浸體104壓接於預先成形為任意的三維形狀的金屬構件110。
利用加壓成形機的金屬構件110與CFRP層120的複合一次成形較佳為藉由熱壓來進行，但亦可將預先加熱至規定溫度的材料快速安置於低溫的加壓成形機來進行加工。 再者，當將構件安置於加壓成形機時，亦可將金屬構件110與預浸體104預先暫時固定。暫時固定條件只要為保持預浸體104的部分熔接結構102A且確保通氣性的狀態則條件不作特別限定。
如圖2的（b）所示，所獲得的金屬-CFRP複合體100具備：金屬構件110；及作為纖維強化樹脂材料的CFRP層120。CFRP層120具有：基質樹脂105；及碳纖維101a，包含於該基質樹脂105中，且為經複合化的強化纖維。 另外，如圖3所示，於CFRP層120中，宜於金屬構件110的表面與最靠近該表面的碳纖維101a之間以20 μm以下的厚度形成有纖維的含有率為5重量%以下、較佳為不含纖維的、含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層120a作為CFRP層120的一部分。樹脂層120a為附著於預浸體104的形成有部分熔接結構102A的一側的表面上的原料樹脂的微粉末102於加熱加壓處理中抵接於金屬構件110並潤濕擴展為薄膜狀、且其固化而形成的幾乎不存在碳纖維101a的、大致僅含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層。即，樹脂層120a雖無法排除源自碳纖維101a的作為絨毛的纖維貫穿的可能性，但並不含有就強化樹脂的觀點而言的纖維。因而，樹脂層120a為不發揮纖維的強化作用的樹脂層，樹脂層120a的彎曲強度或彎曲彈性係數等機械強度與固化的含有熱塑性樹脂的樹脂自身的機械強度相同。此種樹脂層120a以大致均勻的厚度均等地形成於金屬構件110與CFRP層120的接著面，並且不存在孔隙，因而金屬構件110與CFRP層120的接著性更進一步牢固。另一方面，樹脂層120a為未經纖維強化的僅含有熱塑性樹脂的樹脂（基質樹脂105）的薄層，因而其機械強度較基質樹脂105中存在強化纖維基材101的部分差。因此，若樹脂層120a的厚度過大，則有損金屬-CFRP複合體100的機械強度或耐久性。就所述觀點而言，樹脂層120a的厚度例如較佳為15 μm以下，更佳為1 μm～10 μm的範圍內，最佳為5 μm～10 μm的範圍內。樹脂層120a的厚度例如可藉由以下方式進行測定：使用金剛石切割器（diamond cutter）等將金屬-CFRP複合體100切斷，藉由掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）對使用截面拋光機（Cross Section Polisher，CP）等進行了研磨·打磨的剖面進行觀察。
金屬-CFRP複合體100具備金屬構件110及作為接觸該金屬構件110的層的至少一層CFRP層120即可，除CFRP層120以外，亦可具備積層於CFRP層120上的一層以上的任意的CFRP層（省略圖示）。任意的CFRP層的厚度或層數可根據使用目的而適宜設定。於設置多層任意的CFRP層的情況下，各CFRP層可為相同構成，或者亦可不同。
[三維一體成形加工] 繼而，針對於加熱加壓處理的同時將金屬構件110及預浸體104成形加工為任意的三維形狀的製造方法的一態樣，一面參照圖4的（a）～（d）一面進行說明。此處，製造圖6例示的加工為三維形狀的金屬-CFRP複合體100A。
首先，如圖4的（a）所示，準備平板狀的預浸體104與兩片平板狀的金屬構件110。然後，將金屬構件110分別配置於預浸體104的兩側。再者，預浸體104可為單層，或者亦可為將多個預浸體重疊而成的積層體。
繼而，如圖4的（b）所示，於兩片金屬構件110之間以夾層狀夾入預浸體104並進行暫時貼合，從而形成積層體130。暫時貼合是使預浸體104與金屬構件110接著來進行暫時固定。於預浸體104的表面形成有部分熔接結構102A，且樹脂量處於豐富的狀態，因而，一面施加使樹脂成分發生熔融的程度的熱一面使其貼合並冷卻，藉此可製造於預浸體104與金屬構件110之間具有適度接著性的積層體130。該積層體130是加工為三維形狀的金屬-CFRP複合體100A的中間體（半製品），於接下來的步驟中進行賦形和樹脂成分的完全含浸而使其製品化。暫時貼合的條件例如較佳為於160℃以下、較佳為120℃～150℃左右的溫度下進行加熱。另外，亦可於加熱的同時進行加壓。此時，積層體130即便成為藉由原料樹脂或未交聯狀態的樹脂組成物而使強化纖維基材大致含浸的狀態亦無妨，但較佳為保持預浸體104的部分熔接結構102A、並確保通氣性的狀態。
繼而，如圖4的（c）所示，將積層體130安置於能夠加工為規定形狀的模具200，進行加熱加壓成形處理。藉由加熱加壓成形處理，原料樹脂熔融並浸透至強化纖維基材101的內部而形成基質樹脂105，並且於與金屬構件110的界面形成樹脂層120a。加熱加壓成形處理中，為了使原料樹脂的微粉末102完全熔融並含浸於強化纖維基材101的整體，雖取決於所使用的熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度，但較佳為藉由大致100℃～400℃的範圍內的溫度來進行。另外，於加熱加壓成形處理中，對金屬構件110與預浸體104進行壓接時的壓力例如為3 MPa以上，只要為能夠進行金屬構件110的成形的壓力即可。
以所述方式例如可製造如圖4的（d）所示般的經一體成形加工為三維形狀的金屬-CFRP複合體100A。
作為以上三維一體成形加工的較佳態樣，亦可使用具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X）作為基質樹脂105的原料樹脂。具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X）於暫時貼合的溫度條件下幾乎不會交聯形成而僅發生樹脂的熔融，故於積層體130的階段，可保持著潛在的交聯反應性來維持將金屬構件110與預浸體104固定的狀態。藉由將此種積層體130作為中間體（半製品），能夠較經賦形的製品更節省空間地進行保管，且由於殘留賦形性與反應性，因而藉由視需要對半製品進行加工而能夠實現靈活的生產體制。 而且，藉由使用具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X），於加熱加壓成形處理中，樹脂自未交聯狀態變化為交聯硬化物，因而，交聯硬化後的基質樹脂105及樹脂層120a的Tg較苯氧樹脂（A）單獨而言大大提升，且耐熱性提高。 即，於對圖4的（b）所示的中間體（半製品）進行加熱加壓成形處理的前後，樹脂自發生了固化但未進行交聯形成的未交聯狀態的固化物向交聯硬化物變化，因而Tg發生變化。具體而言，中間體（半製品）中的交聯形成前的樹脂的Tg例如為150℃以下，相對於此，加熱加壓成形處理後交聯形成的樹脂的Tg例如提升為160℃以上，較佳為於170℃～220℃的範圍內提升，故可對金屬-CFRP複合體100A賦予優異的耐熱性。 於使用具有交聯性的苯氧樹脂組成物（X）作為原料樹脂的情況下，於加熱加壓成形處理中使未交聯狀態的樹脂向交聯硬化物變化，因而，較佳為例如於180℃～240℃的範圍內的溫度下花費10分鐘～30分鐘左右的時間進行加熱加壓成形處理。另外，於加熱加壓成形處理中對金屬構件110與CFRP層120進行壓接時的壓力例如為3 MPa以上，只要為能夠進行金屬構件110的成形的壓力即可。
＜後步驟＞ 一體化成形後的金屬-CFRP複合體100、金屬-CFRP複合體100A較佳為根據原料樹脂的種類，例如進行後硬化（post cure）等任意處理。後硬化例如較佳為於200℃～250℃下花費30分鐘～60分鐘左右的時間來進行。再者，亦能夠利用塗裝等後步驟中的熱歷程來代替後硬化。 另外，作為對金屬-CFRP複合體100、金屬-CFRP複合體100A進行的後步驟，除塗裝以外，亦進行用以藉由與其他構件的螺栓或鉚釘固定等來實現機械接合的衝孔加工、用以實現接著接合的接著劑的塗佈、組裝等。 [實施例]
以下示出實施例來更具體地說明本發明，但本發明並不限定於該些實施例的記載。再者，實施例中的各種物性的試驗及測定方法如下。
[機械強度] 依據JIS K 7074：1988 纖維強化塑膠的彎曲試驗方法，作為實施例來測定所獲得的金屬-CFRP複合體的機械強度（彎曲強度、彎曲彈性係數）。如圖5所示，於兩片金屬構件110之間配置以總厚度成為0.2 mm厚或0.4 mm厚的方式形成的CFRP層120，於各實施例·比較例所示的條件下進行加熱壓接，藉此製成彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。圖5中的白箭頭為負載的施加方向。 另外，於機械強度的測定時，將樣本破壞時金屬構件110自CFRP層120剝離者評價為×（不良），將未剝離的情況評價為○（良）。
[剪切試驗] 參考JIS K 6850：1999 接著劑的拉伸剪切接著強度試驗方法來進行測定。 如圖6所示，準備兩片金屬構件110，藉由以總厚度成為0.2 mm厚或0.4 mm厚的方式形成的CFRP層120將自各金屬構件110的端部起各為10 mm的部分接著，製作剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。即，剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本是藉由於上下兩片金屬構件101的端部附近之間夾入CFRP層120，於各實施例·比較例所示的條件下進行加熱壓接而製作。圖6中的兩個白箭頭為拉伸負載的施加方向。
[孔隙] 藉由以下方式進行觀察：使用金剛石切割器將金屬-CFRP複合體切斷，利用研磨紙及金剛石研磨粒對所獲得的剖面進行研磨後，藉由光學顯微鏡進行觀察。將未確認到孔隙者評價為○（良），將確認到者評價為×（不良）。
[玻璃轉移溫度（Tg）] 使用動態黏彈性測定裝置（珀金埃爾默（Perkin Elmer）公司製造的DMA 7e）於5℃/分鐘的升溫條件、25℃～250℃的範圍內進行測定，將所獲得的tanδ的極大峰作為Tg。
[平均粒徑（D50）] 關於平均粒徑，藉由雷射繞射·散射式粒徑分佈測定裝置（邁奇克（Microtrac）MT3300EX，日機裝公司製造），測定以體積基準計累計體積成為50%時的粒徑。
[熔融黏度] 使用流變計（rheometer）（安東帕（Anton Paar）公司製造），將樣本尺寸4.3 cm3 夾入平行板，一面以20℃/分鐘升溫一面於頻率：1 Hz、負荷應變：5%的條件下，測定250℃下的熔融黏度。其中，關於交聯性樹脂組成物，將160℃～250℃下的黏度的最小值設為熔融黏度。
[樹脂比例（RC：%）] 根據基質樹脂附著前的強化纖維基材的重量（W1）與樹脂附著後的CFRP成形用材料的重量（W2），使用下述式進行計算。 樹脂比例（RC：%）=（W2-W1）/W2×100 W1：樹脂附著前的強化纖維基材重量 W2：樹脂附著後的CFRP成形用材料的重量
[通氣度] 依據JIS L1096：2010 A法並藉由脆（fragile）型通氣性試驗機（卡托科技（Kato Tech）製造的通氣性試驗機 KES-F8）對實施例中製作的纖維強化塑膠成形用預浸體的通氣度進行測定。
[表面粗糙度] 使用三谷商事股份有限公司製造的3D（three dimensional）表面形狀分析系統NAZCA-3D測定實施例中製作的纖維強化塑膠成形用預浸體的算術平均粗糙度（Ra）。
[樹脂層的厚度的測定] 藉由以下方式進行測定：使用金剛石切割器將金屬-CFRP複合體切斷，利用研磨紙及金剛石研磨粒對所獲得的剖面進行研磨後，使用CP（截面拋光機）處理進行打磨，藉由掃描式電子顯微鏡（SEM）進行觀察。
[FRP預浸體] ·聚醯胺樹脂CFRP預浸體（市售的預浸體） 酒伊奧比庫斯（SakaiOvex）公司製造的BHH-100GWODPT1/PA、Vf（纖維體積含有率）：47%
[苯氧樹脂（A）] （A-1）：酚諾陶（Phenotohto）YP-50S（新日鐵住金化學股份有限公司製造的雙酚A型，Mw=40,000，羥基當量=284 g/eq）、250℃下的熔融黏度=90 Pa·s、Tg=83℃
[環氧樹脂（B）] YSLV-80XY（新日鐵住金化學股份有限公司製造的四甲基雙酚F型，環氧當量=192 g/eq，熔點=72℃）
[交聯劑（C）] 乙二醇雙偏苯三酸酐酯：TMEG（Ethylene glycol bis anhydro trimellitate） （酸酐當量：207，熔點：160℃）
[聚醯胺樹脂（R-1）] CM1017（東麗（Toray）公司製造，熔點=225℃，250℃下的熔融黏度=125 Pa·s、Tg=55℃）
[製作例1] [苯氧樹脂CFRP預浸體A的製作] 使用將作為苯氧樹脂（A）的A-1粉碎、分級所得的平均粒徑D50為80 μm的粉體，將對碳纖維（UD材：三菱麗陽（Mitsubishi Rayon）公司製造的帕羅非（PYROFIL）TR50S 15L）開纖並單向對齊所得者作為基材，於靜電場中，於電荷為70 kV、噴附空氣壓為0.32 MPa的條件下進行粉體塗裝。其後，利用烘箱於170℃下加熱熔融1分鐘，使樹脂熱熔接而形成部分熔接結構，製作厚度為0.13 mm、通氣度為814 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.040 mm、且樹脂比例（RC）為48%的單向纖維強化苯氧樹脂CFRP預浸體A。
[製作例2] [苯氧樹脂CFRP預浸體B的製作] 使用將作為苯氧樹脂（A）的A-1粉碎、分級所得的平均粒徑D50為80 μm的粉體，將包含碳纖維的平織的強化纖維基材（布材：東邦特耐克絲（TOHO Tenax）公司製造的IMS60）的開纖品（酒伊奧比庫斯（SakaiOvex）公司製造的SA-3203）作為基材，於靜電場中，於電荷為70 kV、噴附空氣壓為0.32 MPa的條件下進行粉體塗裝。其後，利用烘箱於170℃下加熱熔融1分鐘，使樹脂熱熔接而形成部分熔接結構，製作厚度為0.24 mm、通氣度為527 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.052 mm、且樹脂比例（RC）為48%的單向纖維強化苯氧樹脂CFRP預浸體B。
[製作例3] [苯氧樹脂CFRP預浸體C的製作] 使用將作為苯氧樹脂（A）的A-1粉碎、分級所得的平均粒徑D50為80 μm的粉體，將對碳纖維（UD材：三菱麗陽（Mitsubishi Rayon）公司製造的帕羅非（PYROFIL）TR50S 15L）開纖並單向對齊所得者作為基材，使用流體化床法進行粉體塗裝。其後，利用烘箱於170℃下加熱熔融1分鐘，使樹脂熱熔接而形成部分熔接結構，製作厚度為0.15 mm、通氣度為712 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.052 mm、且樹脂比例（RC）為48%的單向纖維強化苯氧樹脂CFRP預浸體C。
[製作例4] [聚醯胺樹脂CFRP預浸體D的製作] 使用將聚醯胺樹脂R-1粉碎、分級所得的平均粒徑D50為80 μm的粉體，將對碳纖維（UD材：三菱麗陽（Mitsubishi Rayon）公司製造的帕羅非（PYROFIL）TR50S 15L）開纖並單向對齊所得者作為基材，於靜電場中，於電荷為70 kV、噴附空氣壓為0.32 MPa的條件下進行粉體塗裝。其後，利用烘箱於170℃下加熱熔融1分鐘，使樹脂熱熔接而形成部分熔接結構，製作厚度為0.15 mm、通氣度為788 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.038 mm、且樹脂比例（RC）為44%的單向纖維強化聚醯胺樹脂CFRP預浸體D。
[製作例5] [交聯苯氧樹脂CFRP預浸體E的製作] 準備100重量份的作為苯氧樹脂（A）的A-1、30重量份的環氧樹脂（B）、73重量份的交聯劑（C），分別粉碎、分級而製成平均粒徑D50為80 μm的粉體，藉由乾式粉體混合機（愛知電氣公司製造的搖擺式混合機（rocking mixer））對所得者進行乾式摻合。使用所獲得的交聯性苯氧樹脂組成物，將包含碳纖維的平織的強化纖維基材（布材：東邦特耐克絲（TOHO Tenax）公司製造的IMS60）的開纖品（酒伊奧比庫斯（SakaiOvex）公司製造的SA-3203）作為強化纖維基材，於靜電場中，於電荷為70 kV、噴附空氣壓為0.32 MPa的條件下進行粉體塗裝。其後，利用烘箱於170℃下加熱熔融1分鐘，使樹脂熱熔接而形成部分熔接結構，製作厚度為0.16 mm、通氣度為800 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.048 mm、且樹脂比例（RC）為48%的交聯苯氧樹脂CFRP預浸體E。 再者，交聯性苯氧樹脂組成物的250℃下的熔融黏度為250 Pa·s。另外，關於交聯硬化後的苯氧樹脂的Tg，將所製作的預浸體積層多片，利用加熱至200℃的壓製機以3 MPa壓製3分鐘，製作厚度為2 mm的CFRP積層體，於170℃下進行30分鐘後硬化後，利用金剛石切割器切出寬10 mm、長10 mm的試驗片，使用動態黏彈性測定裝置（珀金埃爾默（Perkin Elmer）公司製造的DMA 7e），於5℃/分鐘的升溫條件下、於25℃～250℃的範圍內進行測定，將所獲得的tanδ的極大峰設為Tg。
[製作例6] [苯氧樹脂CFRP預浸體F的製作] 使用A-1作為苯氧樹脂（A），利用加熱至200℃～230℃的擠出機將苯氧樹脂熔融，利用充氣（inflation）法來製作厚度為0.02 mm的苯氧樹脂片。繼而，將對碳纖維（UD材：三菱麗陽（Mitsubishi Rayon）公司製造的帕羅非（PYROFIL）TR50S 15L）開纖並單向對齊所得者積層於所述苯氧樹脂片，使用熱壓機於240℃、5 MPa下使苯氧樹脂熔融含浸於強化纖維基材，製作厚度為0.08 mm、通氣度為0 cc/cm2 /sec、表面粗糙度（Ra）為0.014 mm、且樹脂比例（RC）為44%的單向纖維強化苯氧樹脂CFRP預浸體F。
[金屬構件] 金屬構件（M-1）：EG 新日鐵住金公司製造的電鍍鋅鋼板 NSECC、厚度為0.4 mm、無化學轉化處理 金屬構件（M-2）：TFS 新日鐵住金公司製造的無錫（Tin Free Steel）鋼板、厚度為0.2 mm 金屬構件（M-3）：鋁 光股份有限公司公司製造的BACS厚板系列、鋁（A1050P）、厚度為1 mm
[實施例1] 使用多片作為金屬構件110的M-1、及製作例1的苯氧樹脂CFRP預浸體A，利用加熱至200℃的壓製機，以3 MPa壓製3分鐘，藉此分別以圖5所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.2 mm的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及以圖6所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.2 mm的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為8 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例2] 使用多片作為金屬構件110的M-1、及製作例1的苯氧樹脂CFRP預浸體A，利用加熱至200℃的壓製機，以3 MPa壓製3分鐘，藉此分別以圖5所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及以圖6所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為8 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例3] 使用多片製作例2的苯氧樹脂CFRP預浸體B，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作兩種金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為7 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例4] 使用M-2作為金屬構件110，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作兩種金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為7 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例5] 使用M-3作為金屬構件110，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作兩種金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為8 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例6] 使用多片製作例3的苯氧樹脂CFRP預浸體C，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作兩種金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為9 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例7] 使用多片作為金屬構件110的M-1、及製作例4的聚醯胺樹脂CFRP預浸體D，利用加熱至230℃的壓製機，以3 MPa壓製3分鐘，藉此分別以圖5所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及以圖6所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為6 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例8] 使用多片製作例5的交聯苯氧樹脂CFRP預浸體E，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作兩種金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為7 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例9] 使用多片藉由砂紙（#400）加以粗糙化（十點平均粗糙度[Rz]：3 μm）而成的作為金屬構件110的M-1、及製作例1的苯氧樹脂CFRP預浸體A，並將CFRP層120的厚度設為0.4 mm，除此以外，以與實施例1相同的方式，利用加熱至200℃的壓製機，以3 MPa壓製3分鐘，藉此分別製作圖5所示結構的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及圖6所示結構的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層的厚度120a為5 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[實施例10] 使用作為金屬構件110的M-1、及製作例5的交聯苯氧樹脂CFRP預浸體E，利用以120℃加熱的壓製機，以3 MPa壓製5分鐘，藉此製作與圖4的（b）為同樣結構的金屬-纖維強化樹脂材料的平板狀的積層體A。該積層體A中，維持交聯苯氧樹脂CFRP預浸體E的部分熔接結構。 繼而，利用以200℃加熱的壓製機並使用模具對積層體A以5 MPa壓製5分鐘，藉此製作被賦形為與圖4的（d）為同樣形狀的金屬-CFRP複合體的樣本。此時，CFRP層120的厚度為0.4 mm，圖4的（d）的符號a所示部位的金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為7 μm。於冷卻後，自a部位切出試驗片，並進行彎曲試驗。
[比較例1] 將製作例6的苯氧樹脂CFRP預浸體F積層多片，利用加熱至200℃的壓製機，以5 MPa的壓力熱壓5分鐘，藉此製作厚度為0.4 mm的CFRP成形體。將其作為CFRP層120，直接與使用M-1的金屬構件110一併，利用加熱至200℃的壓製機，以3 MPa～5 MPa壓製3分鐘，藉此製作依據圖5的結構的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及依據圖6的結構的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層120a的厚度為0.8 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[比較例2] 使用藉由砂紙（#400）加以粗糙化（十點平均粗糙度[Rz]：3 μm）而成的M-1作為金屬構件110，除此以外，以與比較例1相同的方式製作圖5所示結構的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及圖6所示結構的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。於冷卻後，欲對所製作的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗，但金屬構件110與CFRP層120輕易地發生了分離。
[比較例3] 使用多片作為金屬構件110的M-1、及市售的含浸型聚醯胺樹脂CFRP預浸體，利用加熱至230℃的壓製機，以3 MPa壓製3分鐘，藉此分別以圖5所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的彎曲試驗用金屬-CFRP複合體的樣本、及以圖6所示的結構製作CFRP層120的厚度為0.4 mm的剪切試驗用金屬-CFRP複合體的樣本。金屬CFRP界面的樹脂層的厚度120a為0.5 μm。於冷卻後，對所獲得的兩種樣本進行彎曲試驗及剪切試驗。
[比較例4] 將製作例2的苯氧樹脂CFRP預浸體B積層多片，利用加熱至200℃的壓製機，以5 MPa的壓力熱壓5分鐘，藉此製作厚度為0.4 mm的CFRP成形體。該CFRP成形體為藉由加熱而樹脂的部分熔接結構消失、且樹脂完全含浸於CFRP的內部的狀態。將其作為CFRP層120，與使用M-1的金屬構件110一併，利用加熱至120℃的壓製機，以3 MPa壓製5分鐘，藉此製作與圖4的（b）為同樣結構的金屬-纖維強化樹脂材料的平板狀的積層體A'。 繼而，利用以200℃加熱的壓製機對積層體A'進行1分鐘預熱，之後使用模具以5 MPa壓製5分鐘，藉此製作被賦形為與圖4的（d）為同樣形狀的金屬-CFRP複合體的樣本。再者，為了對樣本進行彎曲試驗，於冷卻後自圖4的（d）的符號a所示部位切出試驗片，結果金屬構件110與CFRP層120發生分離，未能進行測定。
將實施例1～實施例10、比較例1～比較例4的結果示於表1～表3中。
[表1]
[表2]
[表3]
如表1～表3所示，藉由本發明的製造方法製作的作為金屬-纖維強化樹脂材料複合體的實施例1～實施例10與比較例1～比較例4相比，機械強度及剪切接著強度中的任一者均優異。特別值得注意的現像是，實施例的樣本於進行彎曲試驗時不會如比較例般發生金屬構件110與CFRP層120的剝離，並且即便進行高多層化，亦不會於CFRP層120內產生孔隙，結果與使用藉由現有方法製作的預浸體F的比較例1、比較例2大不相同。 另外，實施例1～實施例10的金屬-纖維強化樹脂材料複合體，根據使用掃描式電子顯微鏡（SEM）的剖面觀察，確認到於金屬構件110與碳纖維基材的界面以5 μm～10 μm的厚度形成有不含碳纖維的樹脂層120a，並且於界面及由碳纖維形成的強化纖維基材的內部未能確認到孔隙等缺陷。
以上，以例示的目的對本發明的實施形態進行了詳細說明，但本發明不受所述實施形態的制約。例如，所述實施形態中，以強化纖維基材101為碳纖維101a的CFRP為例進行了說明，但作為強化纖維基材101，例如對於使用硼纖維、碳化矽纖維、玻璃纖維、芳族聚醯胺纖維等纖維材料的FRP，亦能夠應用本發明。
本申請案主張基於2017年3月31日提出申請的日本專利申請2017-073196號的優先權，將所述申請的全部內容引用至本文中。
100、l00A‧‧‧金屬-CFRP複合體
101‧‧‧強化纖維基材
101a‧‧‧碳纖維
102‧‧‧微粉末
102A‧‧‧部分熔接結構
103‧‧‧樹脂附著纖維基材
104‧‧‧預浸體
105‧‧‧基質樹脂
110‧‧‧金屬構件
120‧‧‧CFRP層
120a‧‧‧樹脂層
130‧‧‧積層體
200‧‧‧模具
A‧‧‧金屬-CFRP複合體的一部分
a‧‧‧金屬-CFRP複合體的一部位（樹脂層的一部分）
圖1的（a）～（c）是示意性地表示本發明的一實施形態的金屬-CFRP複合體的製造步驟的圖式。 圖2的（a）及（b）是示意性地表示繼圖1的（a）～（c）之後的製造步驟的圖式。 圖3是將圖2的（b）中的A部放大並示意性地顯示的圖式。 圖4的（a）～（d）是示意性地表示藉由三維一體成形加工的金屬-CFRP複合體的製造步驟的圖式。 圖5是表示實施例及比較例中的彎曲試驗用金屬-FRP複合體的樣本的構成的說明圖。 圖6是表示實施例及比較例中的剪切試驗用金屬-FRP複合體的樣本的構成的說明圖。

Claims (13)

  1. 一種金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，所述金屬-纖維強化樹脂材料複合體具備：金屬構件；及 纖維強化樹脂材料，積層於所述金屬構件的至少一個面，並具有強化纖維基材且具有含浸於所述強化纖維基材中的含有熱塑性樹脂的樹脂作為基質樹脂，所述金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法的特徵在於包括以下的步驟A及步驟B； A）形成在所述強化纖維基材的至少單側的面上形成有所述含有熱塑性樹脂的樹脂的部分熔接結構的預浸體的步驟、 B）於使所述預浸體的形成有所述部分熔接結構的面抵接於所述金屬構件的表面的狀態下實施加熱加壓處理，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂完全熔融並於所述金屬構件的表面潤濕擴展，同時使其含浸於所述強化纖維基材中，藉此形成使所述纖維強化樹脂材料與所述金屬構件接著而成的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，形成所述預浸體的步驟A包括以下的步驟a及步驟b； a）藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末附著於呈片狀的強化纖維基材的至少單側的面，從而形成樹脂附著纖維基材的步驟、 b）對所述樹脂附著纖維基材實施加熱處理，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末在不完全熔融後固化，藉此形成具有所述部分熔接結構的預浸體的步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述步驟b中的加熱處理於100℃～400℃的範圍內的溫度下進行30秒鐘以上且不足3分鐘。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，藉由粉體塗裝法使常溫下為固體的所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末附著於加熱至規定溫度的呈片狀的強化纖維基材的至少單側的面，使所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末在不完全熔融後固化，藉此形成具有所述部分熔接結構的預浸體。
  5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述含有熱塑性樹脂的樹脂的微粉末的平均粒徑為10 μm～100 μm的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述預浸體以形成有所述含有熱塑性樹脂的樹脂的部分熔接結構的所述強化纖維基材的端面為基準，相對於所述強化纖維基材的厚度而於厚度方向的0%～50%的範圍內附著有所述含有熱塑性樹脂的樹脂的10重量%以上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述預浸體於厚度為40 μm～200 μm時的厚度方向的通氣度為500 cc/cm2 /sec～1000 cc/cm2 /sec的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述步驟B中，於所述金屬構件的表面與所述強化纖維基材之間，以20 μm以下的厚度形成纖維的含有率為5重量%以下的、所述含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層作為所述纖維強化樹脂材料的一部分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述步驟B中的加熱加壓處理於100℃～400℃的範圍內的溫度且3 MPa以上的範圍內的壓力下進行3分鐘以上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，於所述加熱加壓處理的同時，進行所述金屬構件及所述預浸體的三維成形加工。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述加熱加壓處理中的加熱溫度為180℃～240℃的範圍內，且於所述加熱加壓處理的同時，交聯形成含有所述熱塑性樹脂的樹脂而成為交聯硬化物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的金屬-纖維強化樹脂材料複合體的製造方法，其中，所述交聯形成前的樹脂的Tg為150℃以下，所述交聯硬化物的Tg為160℃以上。
  13. 一種金屬-纖維強化樹脂材料複合體，具備：金屬構件；及 纖維強化樹脂材料，積層於所述金屬構件的至少一個面，並具有強化纖維基材及覆蓋所述強化纖維基材的基質樹脂，所述金屬-纖維強化樹脂材料複合體的特徵在於： 於所述金屬構件的表面與所述強化纖維基材之間，以20 μm以下的厚度具有纖維的含有率為5重量%以下的、含有熱塑性樹脂的樹脂的樹脂層作為所述纖維強化樹脂材料的一部分。
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