JP2017039234A - 接合体、接合体の製造方法、及び車両用構造体 - Google Patents

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吉宏 岩野
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Abstract

【課題】簡易な構成で接合強度に優れる接合体の提供。【解決手段】本発明の接合体は、繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体と、第二の成形体と、前記第一の成形体における前記繊維露出部と前記第二の成形体との接合部と、を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、接合体、接合体の製造方法、及び車両用構造体に関する。
次世代の車両用車体には、樹脂製部品の採用の拡大が予想されている。そのため、樹脂製部品同士の接合方法の確立が急務となっている。
繊維強化熱可塑性樹脂同士を接合するため、繊維強化熱可塑性樹脂の間に配置した熱可塑性樹脂シートを介して繊維強化熱可塑性樹脂同士を接合する接合方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、樹脂製部品と、樹脂製部品又は金属製部品との接合には、接着剤を用いた接合又はリベット等の締結部材を用いた固定が一般的である。
なお、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含む繊維強化複合材料板については知られている（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、繊維強化樹脂Ａの表面の一部に、樹脂Ｂからなる樹脂体を予め接合して樹脂体一体化予備成形体を形成し、該樹脂体一体化予備成形体を型内に配置して、前記樹脂Ｂと同一樹脂によるインサート成形を行う複合成形体の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２０１４−０７６５６５号公報 特開２００８−２３０２３８号公報 特開２０１３−０２８１５９号公報
しかし、特許文献１に記載の技術は、繊維強化熱可塑性樹脂の間に配置した熱可塑性樹脂シートを介して繊維強化熱可塑性樹脂同士を接合するものであり、特許文献１に記載の技術を適用して熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂、金属材料等のその他の材料とを接合する場合、振動溶着が難しく、接合方法に工夫を要する場合がある。
また、特許文献２及び特許文献３に記載の技術は樹脂製部品の接合を目的とするものではない。
さらには、樹脂製部品と、樹脂製部品又は金属製部品と、の接合に接着剤又はリベット等の締結部材を用いると、質量又はコストの増加の一因となり、望ましくない。特に、接着剤を用いて樹脂製部品と樹脂製部品又は金属製部品とを接合した場合、接着剤の強度で接合部の強度が決定されるため、樹脂製部品自身の材料強度を生かすことができない場合がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で接合強度に優れる接合体及びその製造方法並びにこの接合体を有する車両用構造体を提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段には以下の態様が含まれる。
＜１＞ 繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体と、第二の成形体と、前記第一の成形体における前記繊維露出部と前記第二の成形体との接合部と、を有する接合体。
＜２＞ 前記第一の成形体及び前記第二の成形体の少なくとも一方が熱可塑性樹脂を含む＜１＞に記載の接合体。
＜３＞ 繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体、及び第二の成形体を準備する工程と、前記第一の成形体と前記第二の成形体とを、前記第一の成形体における前記繊維露出部において接合する工程と、を有する接合体の製造方法。
＜４＞ ＜１＞又は＜２＞に記載の接合体を有する車両用構造体。
本発明によれば、簡易な構成で接合強度に優れる接合体及びその製造方法並びにこの接合体を有する車両用構造体を提供することができる。
繊維露出部を設ける前の成形体の模式断面図を表す。 コロナ放電処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。 フレーム処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。 サンディング処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。 離型剤除去後の成形体の表面の写真である。 サンディング処理により形成された成形体の繊維露出部の写真である。 フレーム処理により形成された成形体の繊維露出部の写真である。 コロナ放電処理により形成された成形体の繊維露出部の写真である。 コロナ放電処理後のＣ−ＳＭＣを用いた第一の成形体と、連続繊維材を用いた第二の成形体と、を超音波溶着して形成された接合部の断面写真である。
以下、本発明の接合体、接合体の製造方法、及び車両用構造体の実施形態について詳細に説明する。
＜成形体＞
本実施形態の成形体は、繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有するものである。
本実施形態の成形体を用いることで、本実施形態の成形体とその他の成形体とを接合して接合体を得る場合に、接合体の接合強度を向上させることができる。その理由は明確ではないが、以下のように推察される。
本実施形態の成形体は、その表面の少なくとも一部に繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部が設けられているため、この繊維露出部において本実施形態の成形体（以下、「第一の成形体」と称することがある）とその他の成形体（以下、「第二の成形体」と称することがある）とを接合する場合に、繊維露出部で露出する繊維が第二の成形体の表面に絡みやすくなると考えられる。その結果、第一の成形体と第二の成形体とを繊維露出部において接合することで、接合体の接合強度を向上させることができるようになるものと推察される。
本実施形態の成形体に含まれる繊維強化樹脂は特に限定されるものではなく、樹脂と繊維とで構成される市販の繊維強化樹脂等を本実施形態の目的に応じて選択することができる。
本実施形態において、繊維強化樹脂を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。繊維強化樹脂を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合、樹脂は硬化されていても未硬化又は半硬化の状態であってもよい。
繊維強化樹脂を構成する樹脂が熱可塑性樹脂である場合、熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種熱可塑性樹脂を使用可能である。
本実施形態において用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂及びポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が挙げられる。これらの中でも、ＰＡ樹脂及びＰＰ樹脂が好ましい。
繊維強化樹脂を構成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合、熱硬化性樹脂は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種熱硬化性樹脂を使用可能である。本実施形態において用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂が好ましい。
繊維強化樹脂を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂であることが好ましい。つまり、本実施形態で用いられる繊維強化樹脂は、繊維強化熱可塑性樹脂であることが好ましい。繊維強化樹脂として繊維強化熱可塑性樹脂を用いることにより、繊維強化熱可塑性樹脂を構成する熱可塑性樹脂が溶融して第二の成形体の表面に強固に付着しやすい傾向にある。そのため、本実施形態の成形体を用いて形成される接合体の接合強度をより向上させることができる。
繊維強化樹脂を構成する繊維の種類は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種繊維を使用可能である。繊維強化樹脂を構成する繊維の種類としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等の樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などが挙げられる。これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
本実施形態において用いられる繊維の状態は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の状態の繊維を使用可能である。本実施形態において用いられる繊維の状態としては、例えば、織布及び不織布が挙げられる。
特に繊維として炭素繊維が用いられる場合、炭素繊維の状態としては、例えば、紡績糸、織布、編物、組物、フェルト、マット、ペーパー、チョップド糸、フィラメント及びミルドが挙げられる。
本実施形態において、繊維強化樹脂に含まれる繊維の含有率としては、５質量％〜５０質量％が好ましく、より好ましくは１０質量％〜５０質量％である。
本実施形態の成形体を得る方法については特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種方法を使用可能である。
繊維強化樹脂を構成する樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、例えば、繊維に熱可塑性樹脂の溶液または融液を含浸させ、必要に応じて乾燥してシート状に成形する方法、繊維と熱可塑性樹脂フィルムとを交互に積層した後に加熱加圧成形する方法、及び繊維強化熱可塑性樹脂フィルムを積層した後に加熱加圧成形する方法等が挙げられる。
繊維強化樹脂を構成する樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合と同様にして未硬化の成形体を作製し、必要に応じて当該成形体を加熱加圧して硬化又は半硬化の成形体を得る方法が挙げられる。熱硬化性樹脂を用いた成形体を加熱加圧する条件は、熱硬化性樹脂及び必要に応じて用いられる樹脂硬化剤の種類、量等に応じて適宜設定することができる。
本実施形態の成形体は、その表面の少なくとも一部に繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を有する。繊維露出部の設けられる場所は特に限定されるものではない。
繊維露出部において本実施形態の成形体（第一の成形体）と第二の成形体とが接合されることから、本実施形態の成形体の形状、本実施形態の成形体と第二の成形体との接合位置等を勘案して、繊維露出部の設けられる場所を設定することができる。
本実施形態の成形体に繊維露出部を設ける方法は特に限定されるものではない。繊維露出部は、成形体の表面の樹脂が除かれて繊維が表面に露出した状態の部分であればよい。そのため、成形体の表面に繊維露出部を設ける方法としては、成形体における繊維露出部を設ける予定の位置に対して、成形体の表面から樹脂を取り除く処理を施す方法が挙げられる。
成形体の表面から樹脂を取り除く処理としては、特に限定されるものではない。本実施形態においては、成形体の表面から樹脂を取り除く処理として、例えば、コロナ放電処理、フレーム処理及びサンディング処理が挙げられる。
本実施形態で用いられるコロナ放電処理は、例えば、市販の放電表面処理装置を用いて実施することができる。コロナ放電処理における電極の電圧、処理時間、コロナ放電処理装置における処理ヘッドと被処理物（成形体）との距離等は、成形体に含まれる樹脂、繊維等の種類、量等を勘案して適宜選択される。
例えば、コロナ放電処理装置における電極の電圧としては、１ｋＶ〜５０ｋＶが好ましく、５ｋＶ〜２０ｋＶがより好ましい。処理時間としては、電極の電圧値等にもよるが、１秒〜１０分が好ましく、１０秒〜５分がより好ましい。処理ヘッドと被処理物との距離としては、電極の電圧値等にもよるが、１ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましい。
コロナ放電処理により繊維露出部を形成する場合、繊維としてカーボン繊維を用いることが好ましい。カーボン繊維を含む成形体に対してコロナ放電処理を実施することで、カーボン繊維に電流が流れてカーボン繊維が発熱し、カーボン繊維周辺の樹脂が効率的に除去される。
カーボン繊維と同様の観点から、繊維としてガラス繊維が用いられてもよい。
本実施形態で用いられるフレーム処理は、例えば、市販のバーナーを用いて実施することができる。フレーム処理におけるバーナーの発熱量、火炎温度、処理時間等は、成形体に含まれる樹脂、繊維等の種類、量等を勘案して適宜選択される。
例えば、バーナーの発熱量としては、０．１ｋＷ〜１０ｋＷが好ましく、０．５ｋＷ〜５ｋＷがより好ましい。火炎温度としては、バーナーの発熱量等にもよるが、１０００℃〜２０００℃が好ましく、１０００℃〜１５００℃がより好ましい。処理時間としては、バーナーの発熱量等にもよるが、１秒〜１分が好ましく、２秒〜３０秒がより好ましい。
本実施形態で用いられるサンディング処理は、研磨紙を用いて実施することができる。研磨紙としては、例えば、ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６におけるＰ６０相当の研磨紙が挙げられるが、研磨紙はＰ６０相当の研磨紙に限定されるものではない。研磨時間、研磨紙を被処理物（成形体）に接触させるときの圧力等についても、成形体に含まれる樹脂、繊維等の種類、量等を勘案して適宜選択される。
以下、本実施形態に係る繊維露出部について、図面を用いてその概要を説明する。
なお、以下において、同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略することがある。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
図１は、繊維露出部を設ける前の成形体の模式断面図を表す。図１において、成形体１は、樹脂２と繊維３とを含んで構成される。
図２は、コロナ放電処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。図２に表されるように、成形体１の表面にポーラス状の凹凸が存在し、繊維３が成形体１の表面に露出している。
図３は、フレーム処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。図３に表されるように、成形体１の表面の樹脂層が消失し、繊維３が成形体１の表面に露出している。
図４は、サンディング処理により繊維露出部を設けた成形体の、繊維露出部における模式断面図を表す。図４に表されるように、成形体１の表層と繊維３の一部が削り取られており、繊維３が成形体１の表面に露出している。
成形体に繊維露出部を設ける方法の違いにより、繊維露出部の状態が各々異なる傾向にある。
＜接合体及びその製造方法＞
本実施形態の接合体は、繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体と、第二の成形体と、前記第一の成形体における前記繊維露出部と前記第二の成形体との接合部と、を有する。
本実施形態の接合体は、第一の成形体と第二の成形体とが、第一の成形体における繊維露出部において接合部で接合される。繊維露出部において第一の成形体と第二の成形体とを接合する場合に繊維露出部で露出する繊維が第二の成形体の表面に絡みやすい。そのため、本実施形態の接合体は接合強度に優れるものと推察される。
本実施形態の接合体に用いられる第一の成形体として、上述の本実施形態の成形体が用いられる。
本実施形態の接合体に用いられる第二の成形体は特に限定されるものではない。第二の成形体としては、例えば、熱可塑性樹脂を含む成形体、熱硬化性樹脂を含む成形体及び金属製の成形体が挙げられる。
熱可塑性樹脂を含む成形体又は熱硬化性樹脂を含む成形体は、繊維を含んでいてもよい。第二の成形体中に含まれてもよい繊維の具体例は、本実施形態の成形体の欄で挙げられた繊維が挙げられる。
熱可塑性樹脂を含む成形体又は熱硬化性樹脂を含む成形体を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂を用いる場合、樹脂は硬化されていても未硬化又は半硬化の状態であってもよい。
本実施形態において、第一の成形体及び第二の成形体の組合せとしては、第一の成形体及び第二の成形体の少なくとも一方が熱可塑性樹脂を含んで構成されることが好ましい。第一の成形体及び第二の成形体の少なくとも一方が熱可塑性樹脂を含むことにより、第一の成形体と第二の成形体とを接合する場合に、熱可塑性樹脂が溶融して他方の成形体の表面に強固に付着しやすい。そのため、接合体における第一の成形体と第二の成形体との接合強度を向上させることができる。
本実施形態において、第一の成形体と第二の成形体の組合せとしては、具体的には、第一の成形体が熱可塑性樹脂を含む場合、第二の成形体としては、例えば、熱可塑性樹脂を含む成形体、熱硬化性樹脂を含む成形体及び金属製の成形体が挙げられる。
一方、第一の成形体が熱硬化性樹脂を含む場合、第二の成形体としては、例えば、熱可塑性樹脂を含む成形体が挙げられる。
第二の成形体が熱可塑性樹脂を含み繊維を含まない場合、第二の成形体の成形方法としては、例えば、射出成形、押出成形、吹込成形及び粉末成形を用いてもよい。
第二の成形体が繊維強化熱可塑性樹脂を含む場合、第二の成形体は第一の成形体と同様に製造することができる。
また、第二の成形体として、本実施形態の成形体を用いることもできる。
第二の成形体が金属製の成形体である場合、第二の成形体を構成する金属としては、鉄、チタン、アルミニウム、銅等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
第二の成形体が金属製の成形体である場合、第一の成形体に含まれる熱可塑性樹脂が金属製の成形体と強固に溶着可能となるように、金属製の成形体の少なくとも第一の成形体と接合する部分は粗面化処理が施されていてもよい。
粗面化処理としては、乾式で粒子を吹き付けるブラスト加工法、湿式で粒子を吹き付けるホーニング加工法、あるいは砥石研削法、サンドペーパーで粗す方法等の機械的粗面化処理、電解液中で電気分解を行なう電気化学的粗面化処理、薬液中に浸漬する化学的粗面化処理などが挙げられる。
本実施形態の接合体は、例えば、繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体、及び第二の成形体を準備する工程と、前記第一の成形体と前記第二の成形体とを、前記第一の成形体における前記繊維露出部において接合する工程と、を有する本実施形態の接合体の製造方法を経て製造することができる。
本実施形態の接合体の製造方法によれば、第一の成形体と第二の成形体とを、第一の成形体における繊維露出部において接合することができる。繊維露出部では繊維が露出しているため、繊維露出部において第一の成形体と第二の成形体とを接合することで、繊維露出部で露出する繊維が第二の成形体の表面に絡みやすい。そのため、接合体の接合強度を向上させることができるものと推察される。
本実施形態の接合体の製造方法では、第一の成形体及び第二の成形体を準備する工程において、第一の成形体及び第二の成形体が準備される。第一の成形体及び第二の成形体を準備する方法は特に限定されるものではなく、後述の、第一の成形体と第二の成形体とを接合する工程を実施する者が自身で作製してもよいし、第一の成形体及び第二の成形体を購入等により入手してもよい。第一の成形体及び第二の成形体を作製するために用いられる材料、方法等は上述の通りである。
本実施形態の接合体の製造方法では、第一の成形体と第二の成形体とを接合する工程において、第一の成形体と第二の成形体とが、第一の成形体における繊維露出部において接合される。第一の成形体と第二の成形体とを接合する方法としては特に限定されるものではなく、公知の各種溶着方法を使用可能である。本実施形態において用いることのできる溶着方法としては、例えば、超音波溶着、振動溶着、誘導溶着、高周波溶着、レーザー溶着、熱溶着及びスピン溶着が挙げられる。これらの中でも、超音波溶着及び振動溶着が好ましい。
溶着方法として振動溶着を用いることにより、接合体の強度がより向上する。一方、溶着方法として超音波溶着を用いることにより、接合される成形体の設計及び構造の自由度が高くなる。
振動溶着は、溶着させる第一の成形体及び第二の成形体に対してプレス機等を用いて荷重をかけた状態で、第一の成形体及び第二の成形体の一方を第一の成形体及び第二の成形体の接触面に対して水平方向に振動させ、それによって発生する摩擦熱を利用して溶着する方法である。
一方、超音波溶着は、超音波発振器によって電気エネルギーを振動エネルギーに変換し、この振動エネルギーを接触させた状態の第一の成形体及び第二の成形体の接触面に付与することで当該接触面に発生した摩擦熱を利用して溶着する方法である。
溶着方法として振動溶着を用いる場合、振動溶着の諸条件は、第一の成形体及び第二の成形体の形状、樹脂の融解温度、接合面の面積等により選択され得る。
例えば、振動の周波数は１００Ｈｚ〜３００Ｈｚが好ましく、２１０Ｈｚ〜２６０ＨＺがより好ましい。
また、第一の成形体及び第二の成形体に対する荷重としては、０．１ＭＰａ〜５ＭＰａが好ましく、０．１ＭＰａ〜２ＭＰａがより好ましく、０．１ＭＰａ〜１ＭＰａが更に好ましい。
また、振動振幅は０．５ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜３ｍｍがより好ましく、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍが更に好ましい。
溶着方法として超音波溶着を用いる場合、超音波溶着の諸条件は、第一の成形体及び第二の成形体の形状、樹脂の融解温度、接合面の面積等により選択されうる。
例えば、超音波を発生させる超音波発生装置を構成するホーンのホーン加圧力は１００Ｎ〜２０００Ｎが好ましく、３００Ｎ〜１０００Ｎがより好ましく、５００Ｎ〜８００Ｎが更に好ましい。
超音波振動の振幅としては、１０μｍ〜１００μｍが好ましく、１５μｍ〜５０μｍがより好ましい。
第一の成形体及び第二の成形体に対する加圧としては、０ｋＮ〜５ｋＮが好ましく、０ｋＮ〜３ｋＮがより好ましく、０ｋＮ〜１ｋＮが更に好ましい。
＜車両用構造体＞
本実施形態の車両用構造体は、上述した本実施形態の接合体を有するものである。本実施形態の車両用構造体の種類は特に限定されるものではなく、例えば、サイドドア、フード、ルーフ、バックドア、ラゲージドア、バンパ及びクラッシュボックスが挙げられる。
本実施形態の車両用構造体では、第一の成形体と第二の成形体とが、第一の成形体における繊維露出部において接合される。繊維露出部において第一の成形体と第二の成形体とを接合する場合に、繊維露出部で露出する繊維が第二の成形体の表面に絡みやすい。そのため、接合体の接合強度が向上し、接合強度に優れる接合体を有する車両用構造体が得られる。
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。
（試験片の準備）
樹脂材料として、以下のものを用いた。
・三菱レイヨン株式会社製 繊維強化熱可塑性樹脂（ＣＦＲＴＰ、連続繊維材）
・東レ株式会社製 繊維強化熱可塑性樹脂（ＣＦＲＴＰ、ランダム材）
・三菱レイヨン株式会社製 Ｃ−ＳＭＣ（Ｃａｒｂｏｎ−Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、熱硬化性樹脂材）
本実施例では、Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体を第一の成形体とし、連続繊維材又はランダム材を用いた成形体を第二の成形体とした。
試験片の大きさは、長さ１７５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み３ｍｍとした。
Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体の一端に対して以下の処理を施した。
−離型剤除去処理−
Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体の一端における離型剤を、クリーナーを使用して除去した。これを比較例として使用した。なお、離型剤除去処理では、繊維露出部は形成されなかった。
離型剤除去処理後の成形体の表面の写真を、図５に示す。
−サンディング処理−
Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体の一端を、ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６におけるＰ６０相当の研磨紙をオービタルサンダーに装着し、約０．６ＭＰａのエアー圧力で処理し、繊維露出部を形成した。
サンディング処理により形成された成形体の繊維露出部の写真を、図６に示す。
−フレーム処理−
Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体の一端を、火炎温度約１３００℃、発熱量２．１ｋＷのバーナーで加熱処理した。処理時間は７秒とした。バーナーの口元から５０ｍｍの距離に成形体を配置し、３ｍｍ／ｓｅｃの速度でフレーム処理を実施した。
フレーム処理により形成された成形体の繊維露出部の写真を、図７に示す。
−コロナ放電処理−
ナビタス株式会社製マルチダイン１のコロナ処理装置を用いて、Ｃ−ＳＭＣを用いた成形体の一端に対してコロナ放電処理を実施した。処理条件は以下のように設定した。コロナ放電処理を実施した箇所の濡れ性は４８ｄｙｎｅ以上であった。
電極電圧 １２ｋＶ（×２個）
最大処理面積６５ｍｍ×４０ｍｍ
処理距離（処理ヘッドと対象物との距離） ５ｍｍ
処理時間 １ｍｉｎ
コロナ放電処理により形成された成形体の繊維露出部の写真を、図８に示す。
各試験片を２５±２℃に管理された部屋で１０日以上保管後、溶着試験に供した。
（超音波溶着）
Ｃ−ＳＭＣを用いた第一の成形体における、上記処理を施した箇所と、連続繊維材又はランダム材を用いた第二の成形体とを超音波溶着して接合体を形成した。
超音波溶着機として、ブランソン社製の２０００Ｘｄｔを用いた。この超音波溶着機の公称周波数は２０ｋＨｚであり、最大出力は３００Ｗである。先端がφ１５のフラットホーンを使用し、振幅２８μｍ、沈み込み量０．５ｍｍ、加圧力６５０Ｎとした。
図９に、コロナ放電処理後のＣ−ＳＭＣを用いた第一の成形体と、連続繊維材を用いた第二の成形体と、を超音波溶着して形成された接合部の断面写真を示す。
図９から明らかなように、Ｃ−ＳＭＣと連続繊維材との界面に繊維が存在していることがわかる。図９中、点線を付した箇所は、Ｃ−ＳＭＣと連続繊維材との界面を示す。
（せん断強度測定）
株式会社島津製作所製 オートグラフ ＡＧ−Ｘ１００ＫＮを用い、接合体についてせん断試験を実施した。得られた結果を表１に示す。
表１から明らかなように、繊維露出部の形成されていない離型剤除去処理を施した試験片に比較して、繊維露出部の形成された試験片についてのせん断強度が高いことがわかる。
以上の結果から、成形体を、繊維露出部において接合することにより、接合強度に優れる接合体が得られることがわかる。
１ 成形体
２ 樹脂
３ 繊維

Claims (4)

  1. 繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体と、
    第二の成形体と、
    前記第一の成形体における前記繊維露出部と前記第二の成形体との接合部と、
    を有する接合体。
  2. 前記第一の成形体及び前記第二の成形体の少なくとも一方が熱可塑性樹脂を含む請求項１に記載の接合体。
  3. 繊維強化樹脂を含み、前記繊維強化樹脂の繊維が露出する繊維露出部を表面の少なくとも一部に有する第一の成形体、及び第二の成形体を準備する工程と、
    前記第一の成形体と前記第二の成形体とを、前記第一の成形体における前記繊維露出部において接合する工程と、
    を有する接合体の製造方法。
  4. 請求項１又は請求項２に記載の接合体を有する車両用構造体。
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