JP6958761B2 - 自動車用補強鋼部材 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用補強鋼部材に関する。本願は、２０１９年３月１８日に、日本に出願された特願２０１９−０５０３７５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

強化繊維（例えば、ガラス繊維、炭素繊維など）をマトリックス樹脂に含有させて複合化した繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）は、軽量で引張強度や加工性等に優れる。そのため、民生分野から産業用途まで広く利用されている。自動車産業においても、燃費、その他の性能の向上につながる車体軽量化のニーズを満たすため、ＦＲＰの軽量性、引張強度、加工性等に着目し、自動車部材へのＦＲＰの適用が検討されている。

中でも、炭素繊維を強化繊維として用いる炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）は、炭素繊維の強度に起因して、特に軽量であり、引張強度に特に優れているため、自動車部材をはじめとした様々な用途において有望な材料である。

一方で、ＦＲＰのマトリックス樹脂は、一般に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であるため脆性を有していることから、変形すると脆性破壊する可能性がある。また、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂として用いるＦＲＰは、塑性変形しないことから、一度硬化させてしまうと曲げ加工ができない。更に、ＦＲＰは、一般に高価であり、自動車部材等の各種部材のコストアップの要因となる。

一方で、ＦＲＰの上述したような利点を維持しつつ、これらの問題点を解決するため、最近では、自動車部材の一部にＦＲＰを積層して補強した補強部材が検討されている。本技術は、自動車部材において補強したい部分のみにＦＲＰを積層するため、重量増加を極力抑制し、効率的に性能向上が図れる。更に、低価格の鋼板とＦＲＰを複合化することで、ＦＲＰの使用量を減らすことができるため、自動車部材のコストを低下させることができる。例えば、特許文献１には、ガラスクロスと樹脂層とを備え、樹脂層がゴムとエポキシ樹脂とを含む鋼板補強シートが提案されている。特許文献２には、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸したシート状の繊維強化複合材料の表面に、熱可塑性樹脂を射出成形して接合一体化した繊維強化複合材料成形品が提案されている。特許文献３には、熱可塑性樹脂からなる第１の樹脂部材と炭素繊維で強化された炭素繊維強化樹脂からなる第２の樹脂部材との複合樹脂成型品が提案されている。特許文献４には、樹脂組成物からなり被着体に配置される樹脂層と、補強材料からなり樹脂層に配置される拘束層とを備える補強構造が提案されている。

日本国特開２００６−２８１７４１号公報 日本国特開２０１０−２５３８０１号公報 日本国特開２０１３−２４４６１４号公報 日本国特開２０１８−３０２４６号公報

ところで、自動車部材に使用されるＦＲＰを積層して補強した補強部材、すなわち自動車用補強鋼部材に対し、塗装焼き付け処理を行う場合、加熱を行うため、ＦＲＰの硬化収縮やＦＲＰと鋼板との線膨張係数差により、ＦＲＰと鋼板との間に応力が発生する。特に、鋼板に積層したＦＲＰの端部近傍は拘束条件がその他のＦＲＰの積層部と異なるため、大きな応力が発生しやすい。発生した応力は、ＦＲＰと鋼板との間の密着性の低下をもたらすとともに、場合によっては鋼部材からのＦＲＰの剥離を生じさせる。また、鋼部材を構成する鋼板が比較的薄い場合、応力により鋼板が局所変形し、外観不良が発生し得る。

また、実使用環境下においては、鋼部材の周囲に水や水蒸気が存在し得る。鋼板上にＦＲＰを配置した部位においては、ＦＲＰの厚みに起因して、鋼板表面のＦＲＰの周囲に水が溜まりやすく、鋼板が腐食する可能性が高まる。また、溜まった水がＦＲＰと鋼板との界面に浸入し、経時的に密着性が低下し得る。さらには、ＦＲＰとしてＣＦＲＰを用いる場合、炭素繊維は導電性を有することから、水を介して、炭素繊維と鋼板とが物理的に接触して電食（異種材接触腐食）が生じやすい。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、熱による鋼板とＦＲＰとの間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板とＦＲＰとの密着性を維持し、鋼板の腐食を抑制することができる自動車用補強鋼部材を提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究する中で、ＦＲＰ（第２の樹脂材料）を鋼板に接着するために用いられる第１の樹脂材料の構成に着目した。そして、第１の樹脂材料の室温におけるヤング率を所定のものとし、かつ第１の樹脂材料の端部を繊維強化プラスチックの端部の外側にはみ出させる（突出させる）ことにより加熱による繊維強化プラスチックと鋼板との間の応力を緩和できることを見出した。さらに、このような第１の樹脂材料によって水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板との間の密着性を維持できることを見出した。

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一実施形態に係る自動車用補強鋼部材は、鋼板と、前記鋼板の表面の少なくとも一部に配置される第１の樹脂材料と、前記第１の樹脂材料の表面の少なくとも一部に配置され、マトリックス樹脂と、当該マトリックス樹脂中に含有される強化繊維材料とを有する第２の樹脂材料と、を有し、前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料を前記鋼板の表面に垂直な断面において、前記第２の樹脂材料の一方の端部と前記第２の樹脂材料の他方の端部との間の、前記第２の樹脂材料と前記第１の樹脂材料との境界に沿った長さが８０ｍｍ以上である部位があり、前記第１の樹脂材料には、前記断面において、前記第２の樹脂材料の２つの前記端部から前記第１の樹脂材料の端部までの長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部が形成され、前記第１の樹脂材料の室温におけるヤング率は、前記第２の樹脂材料の室温におけるヤング率の１／１０以下である。
（２）上記（１）に記載の自動車用補強鋼部材において、前記長さＸは、５．０ｍｍ以上であってもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の自動車用補強鋼部材において、前記長さＸは、３０．０ｍｍ以下であってもよい。
（４）上記（１）から（３）の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材において、前記第２の樹脂材料の厚み方向の少なくとも一部は、前記第１の樹脂材料に包埋されていてもよい。
（５）上記（４）に記載の自動車用補強鋼部材において、前記第２の樹脂材料のうち、前記第１の樹脂材料に包埋されている包埋部分の厚みが前記第２の樹脂材料の厚みに対して５％以上５０％以下であってもよい。
（６）上記（１）から（５）の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材において、前記突出部の側面は、前記突出部に最も近い前記鋼板の端部に向けて傾斜していてもよい。
（７）上記（６）に記載の自動車用補強鋼部材において、前記側面と前記突出部に最も近い前記鋼板の表面とのなす傾斜角度は、４５°以上９０°以下であってもよい。
（８）上記（１）から（７）の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材において、前記第１の樹脂材料の室温における水との接触角は、９０°以上であってもよい。
（９）上記（１）から（８）の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材において、前記第１の樹脂材料は、防錆顔料及び導電顔料からなる群から選択される何れか１種以上を含んでいてもよい。
（１０）上記（１）から（９）の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材において、前記鋼板がめっき鋼板であってもよい。

以上説明したように本発明によれば、熱による鋼板とＦＲＰとの間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板とＦＲＰとの密着性を維持し、鋼板の腐食を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る補強鋼部材の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る補強鋼部材の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る補強鋼部材を説明するための模式的な断面図である。 本実施形態の第１の変形例に係る補強鋼部材の模式的な断面図である。 本実施形態の第２の変形例に係る補強鋼部材の模式的な断面図である。 水との接触角を説明するためのイメージ図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．補強部材＞
まず、本発明の一実施形態に係る自動車用補強鋼部材（以下、単に「補強部材」とも称する）の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る補強部材１の模式的な断面図である。補強部材１は、鋼板２０と、第２の樹脂材料１１と、第１の樹脂材料１３とを有する。

（１．１．鋼板）
鋼板２０の形状及び厚みなどは、プレス等による成形加工が可能であれば特に限定されるものではないが、形状は薄板状が好ましい。鋼板２０としては、例えば、自動車に用いられる薄板状の鋼板として日本工業規格（ＪＩＳ）等で規格された一般用、絞り用あるいは超深絞り用の冷間圧延鋼板、自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板、一般用や加工用の熱間圧延鋼板、自動車構造用熱間圧延鋼板、自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板をはじめとする鋼板があり、一般構造用や機械構造用として使用される炭素鋼、合金鋼、高張力鋼等も薄板状に限らない鋼板として挙げることができる。鋼板の成分は特に規定するものではないが、Ｆｅ、Ｃに加え、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｐ、Ａｌ、Ｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｓｂのうち１種または２種以上を添加することができる。これら添加元素は求める材料強度及び成形性を得るために適宜１種または２種以上を選定し、添加量も適宜調整することができる。すなわち、鋼板２０はいわゆる鉄系合金であってもよい。

鋼板２０には、任意の表面処理が施されていてもよい。ここで、表面処理とは、例えば、亜鉛めっき及びアルミニウムめっきなどの各種めっき処理、クロメート処理及びノンクロメート処理などの化成処理、並びに、サンドブラストのような物理的もしくはケミカルエッチングのような化学的な表面粗化処理が挙げられるが、これらに限られるものではない。また、めっきの合金化や複数種の表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、少なくとも防錆性の付与を目的とした処理が行われていることが好ましい。

特に、鋼板２０の中でもめっき処理が施されためっき鋼板は、耐食性に優れることから好ましい。鋼板２０として特に好ましいめっき鋼板としては、亜鉛系めっき鋼板、Ｎｉめっき鋼板もしくはこれらを熱処理してＮｉめっき中にＦｅを拡散させることで合金化させた合金化Ｎｉめっき鋼板、Ａｌめっき鋼板、錫めっき鋼板、クロムめっき鋼板等が挙げられる。亜鉛系めっき鋼板は耐食性に優れ好適である。亜鉛系めっき鋼板としては、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板もしくはこれらを熱処理して亜鉛めっき中にＦｅを拡散させることで合金化させた合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっき鋼板や溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板に代表される溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−１〜１２％Ａｌ−１〜４％Ｍｇ合金めっき鋼板や溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ−０．１〜３％Ｍｇ合金めっき鋼板に代表される溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板等が挙げられる。このうち、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板は更に耐食性が優れるため、より好適である。

鋼板２０の形状は特に限定されず、任意の形状とすることができる。また、鋼板２０の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定でき、例えば０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とすることができる。なお、補強部材１は、第１の樹脂材料１３を備えており、これにより熱によって生じた第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の応力を緩和することが可能である。したがって、鋼板２０が応力の影響を受け、変形しやすい場合、例えば鋼板２０の厚みが比較的小さい場合、より具体的には０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の場合に、本実施形態の効果がより顕著に発現する。

（１．２．第２の樹脂材料）
第２の樹脂材料１１は、後述する第１の樹脂材料１３の表面の少なくとも一部に配置される。第２の樹脂材料１１は、マトリックス樹脂と、当該マトリックス樹脂中に含有される強化繊維材料とを有する。つまり、第２の樹脂材料１１は、いわゆるＦＲＰに相当するものである。

強化繊維材料としては、特に制限はないが、例えば、炭素繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが好ましく、炭素繊維がより好ましい。炭素繊維の種類については、例えば、ＰＡＮ系、ピッチ系のいずれも使用でき、目的や用途に応じて選択すればよい。また、強化繊維材料として、上述した繊維を１種類単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。

第２の樹脂材料１１に用いられるＦＲＰにおいて、強化繊維材料の基材となる強化繊維基材としては、例えば、チョップドファイバーを使用した不織布基材や連続繊維を使用したクロス材、一方向強化繊維基材（ＵＤ材）などを使用することができる。補強効果の面からは、強化繊維基材としてクロス材やＵＤ材を使用することが好ましい。

第２の樹脂材料１１に用いられるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられる。なお、第２の樹脂材料１１を構成する樹脂に熱硬化性樹脂が含まれる場合、その熱硬化性樹脂は硬化後の熱硬化性樹脂となる。熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン（ポリプロピレン等）およびその酸変性物、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ナイロン等が挙げられる。

ここで、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を使用すると、第２の樹脂材料１１の構成によっては、第２の樹脂材料１１が脆性を有すること、タクトタイムが長いこと、曲げ加工ができないことなどの問題点がある。このような問題点を解消するという観点からは、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。ただし、通常、熱可塑性樹脂は、溶融したときの粘度が高く、熱硬化前のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂のように低粘度の状態で強化繊維材料に含浸させることができないことから、強化繊維材料に対する含浸性に劣る。そのため、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合のように第２の樹脂材料１１中の強化繊維密度（ＶＦ：Ｖｏｌｕｍｅ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）を上げることができない。強化繊維材料として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を例に挙げると、エポキシ樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合には、ＶＦを６０％程度とすることができるが、ポリプロピレンやナイロン等の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いた場合には、ＶＦが５０％程度となってしまう。また、ポリプロピレンやナイロン等の熱可塑性樹脂を用いると、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いたときのように第２の樹脂材料１１が高い耐熱性を有することができない。

このような熱可塑性樹脂を用いたときの問題を解消するには、マトリックス樹脂として、フェノキシ樹脂を使用することが好ましい。フェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂と分子構造が酷似しているため、エポキシ樹脂と同程度の耐熱性を有し、また、第１の樹脂材料１３や鋼板２０との接着性が良好となる。さらに、フェノキシ樹脂に、エポキシ樹脂のような硬化成分を添加して共重合させることで、いわゆる部分硬化型樹脂とすることができる。このような部分硬化型樹脂をマトリックス樹脂として使用することにより、強化繊維材料への含浸性に優れるマトリックス樹脂とすることができる。さらには、この部分硬化型樹脂中の硬化成分を熱硬化させることで、通常の熱可塑性樹脂のように第２の樹脂材料１１中のマトリックス樹脂が高温に曝された際に溶融又は軟化することを抑制できる。フェノキシ樹脂への硬化成分の添加量は、強化繊維材料への含浸性と、第２の樹脂材料１１の脆性、タクトタイム及び加工性等とを考慮し、適宜決めればよい。このように、フェノキシ樹脂をマトリックス樹脂として使用することで、自由度の高い硬化成分の添加と制御を行うことが可能となる。

なお、例えば、強化繊維材料として炭素繊維を用いる場合、炭素繊維の表面には、エポキシ樹脂と馴染みのよいサイジング剤が施されていることが多い。フェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂の構造と酷似していることから、マトリックス樹脂としてフェノキシ樹脂を使用することにより、エポキシ樹脂用のサイジング剤をそのまま使用することができる。そのため、コスト競争力を高めることができる。

第２の樹脂材料１１は、少なくとも１枚以上のＦＲＰシート（またはその前駆体であるＦＲＰプリプレグ）を用いて形成されたものである。第２の樹脂材料１１は、１層に限らず、２層以上であってもよい。第２の樹脂材料１１の厚みや、第２の樹脂材料１１を複数層とする場合の第２の樹脂材料１１の層数ｎは、使用目的に応じて適宜設定すればよい。第２の樹脂材料１１が複数層ある場合、各層は、同一の構成であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、第２の樹脂材料１１を構成するマトリックス樹脂の樹脂種、強化繊維材料の種類や含有比率などは、層ごとに異なっていてもよい。

第２の樹脂材料１１の厚みは、特に限定されないが、例えば０．４ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であってもよく、好ましくは０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。０．４ｍｍ未満では、補剛及び補強効果が不十分な場合がある。４．０ｍｍ超では、補強部材が変形する際に、第１の樹脂材料１３がせん断変形することで、厚みに比例した補強効果が得られない場合がある。製造コストと補強効果のバランスの観点で、その上限を２．５ｍｍまたは２．０ｍｍとしてもよい。

第２の樹脂材料１１の突出部１１１の側面１１１ａは、図２に示すように、第２の樹脂材料１１の厚さ方向に平行、もしくは０度超２０度未満の傾斜角度θｂで第１の樹脂材料１３に向けて幅が小さくなるように傾斜していることが好ましい。θｂは、第２の樹脂材料１１の表面に垂直な断面において、側面１１１ａと第２の樹脂材料１１の表面の垂線とのなす傾斜角度である。熱圧着等で製造する場合、側面１１１ａが０度超２０度未満の傾斜角度θｂで傾斜する。この場合、第１の樹脂材料１３との接触面積が増大することで、第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との密着性が向上する。一方、側面１１１ａが０度未満または２０度以上の角度で傾斜すると第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との隙間に水が溜まりやすくなり、密着性が低下する場合がある。なお、側面１１１ａが厚さ方向に平行である場合は、特殊な処理が必要なく生産性も良好であり、密着性も担保できる。傾斜角度θｂは、接触変位計または非接触変位計等により測定した形状データより求めることができる。側面１１１ａが曲面の場合には、例えば、側面１１１ａと第１の樹脂材料１３との接点における接線を求め、傾斜角度θｂを求めることができる。

（１．３．第１の樹脂材料）
第１の樹脂材料１３は、第２の樹脂材料１１と鋼板２０の間に配置される中間層である。したがって、第１の樹脂材料１３はその一方の面において第２の樹脂材料１１に接着され、他方の面は鋼板２０に接着される。

第１の樹脂材料１３は、鋼板２０の表面の少なくとも一部に配置される。そして、第１の樹脂材料１３および第２の樹脂材料１１を鋼板２０の表面に垂直な断面において、第２の樹脂材料１１の一方の端部と第２の樹脂材料１１の他方の端部との間の、第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との境界に沿った長さ（Ｙ）が８０ｍｍ以上である部位があり、第１の樹脂材料１３には、断面において、第２の樹脂材料１１の２つの前記端部から第１の樹脂材料１３の端部までの長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部１３１が形成される。図３に、上記長さ（Ｙ）の一例を示す。第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との境界とが湾曲又は屈曲する場合には、長さＹは、第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との境界に沿った湾曲又は屈曲した長さである。なお、鋼板２０の表面に垂直な任意の断面において、第２の樹脂材料１１の一方の端部と第２の樹脂材料１１の他方の端部との間の、第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との境界に沿った長さ（Ｙ）が８０ｍｍ未満であっても、前記長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部を設けることは必須ではないが、前記長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部を設けること自体を排除する必要はない。

第１の樹脂材料１３の室温におけるヤング率は、第２の樹脂材料１１の室温におけるヤング率の１／１０以下である。ここで、第１の樹脂材料１３の端部の他、鋼板２０及び第２の樹脂材料１１の端部は、補強部材１を構成する鋼板２０の厚み方向に垂直な方向（以下、「面方向」とも称する）における端部を意味する。また、本実施形態における室温は２５℃を意味するものとする。以下の説明において、室温におけるヤング率を単にヤング率とも称する。これにより、熱による鋼板２０との間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板２０と第２の樹脂材料１１との間の密着性を維持することができる。

詳しく説明すると、まず、第１の樹脂材料１３のヤング率が第２の樹脂材料１１のヤング率よりも低いので、加熱環境下において、例えば塗装焼き付け時において第１の樹脂材料１３が第２の樹脂材料１１よりも柔軟になる。この結果、第２の樹脂材料１１の硬化収縮や第２の樹脂材料１１と鋼板２０との線膨張係数差により第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間に応力が生じた場合であっても、当該応力を緩和することができる。この結果、補強部材１が加熱環境下に晒された場合であっても、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との密着性が大きく低下することなく、また剥離等も防止される。さらに鋼板２０の厚みが薄い補強部材１であっても、鋼板２０の変形を抑制できる。

さらに、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間に生じる応力の影響は特に第２の樹脂材料１１の端部において大きくなる。つまり、第２の樹脂材料１１の端部は当該応力によって変形しやすく、かつ剥離しやすい。この点、本実施形態では、第１の樹脂材料１３の端部に突出部１３１が形成されており、当該突出部１３１が第２の樹脂材料１１の端部を覆うことができる。これにより、第２の樹脂材料１１の端部に生じる応力をより一層緩和することができ、この結果、剥離や密着性の低下がより一層防止される。

さらに、実使用環境下においては、鋼板２０の周囲に水や水蒸気が存在し得るが、本実施形態では、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との界面には第１の樹脂材料１３が充填されており、かつ、第１の樹脂材料１３の端部には突出部１３１が形成されている。このため、鋼板２０上の補強層（ここでは第１の樹脂材料１３及び第２の樹脂材料１１）の端部の段差は小さくなる。突出部１３１及び第２の樹脂材料１１の端部が段々に構成されるためである。この結果、端部に水が溜まりにくくなるため、水が第２の樹脂材料１１と鋼板２０との界面に浸入しにくくなっている。つまり、周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても第２の樹脂材料１１と鋼板２０との密着性を維持し、剥離を抑制することができる。さらに、鋼板２０の腐食を抑制することができる。

ここで、前記のとおり、第１の樹脂材料１３および第２の樹脂材料１１を鋼板２０の表面に垂直な断面において、第２の樹脂材料１１の一方の端部と第２の樹脂材料１１の他方の端部との間の、第２の樹脂材料１１と第１の樹脂材料１３との境界に沿った長さ（Ｙ）が８０ｍｍ以上である部位があり、突出部１３１が形成される。しかしながら、前記長さ（Ｙ）が８０ｍｍ未満の場合であっても、第１の樹脂材料１３の端部の全域に形成されてもよい。第１の樹脂材料１３の端部の全域を突出部１３１とすることで、熱環境下における第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の応力をより一層緩和することができる。

また、面方向における突出部１３１の末端から第２の樹脂材料１１の端部の末端までの長さ（いわゆる突出量）Ｘは、５．０ｍｍ以上であることが好ましく、また３０．０ｍｍ以下が好ましい。この場合、熱環境下における第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の応力をより一層緩和するための十分な幅の突出部１３１を形成することができる。また、第２の樹脂材料１１を構成する樹脂の種類によっては、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との線膨張差による応力発生が懸念される。第２の樹脂材料１１の厚みが大きい場合も同様である。このような応力を緩和するという観点から、突出量Ｘは、５．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、全ての突出部１３１の突出量Ｘが５．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下であってもよいし、複数箇所の突出部１３１で測定された突出量Ｘの算術平均値が５．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下であってもよい。

また、第１の樹脂材料１３の室温におけるヤング率は、第２の樹脂材料１１のヤング率の１／１０以下である。より好ましくは、第１の樹脂材料１３の室温におけるヤング率は、第２の樹脂材料１１のヤング率の１／１００以下である。この場合、熱環境下における第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の応力をより一層緩和することができる。第１の樹脂材料１３のヤング率の下限値は特に制限されないが、あまりに低すぎると補強部材１の性能が損なわれる可能性があるので、例えば１０ＭＰａ以上であってもよい。

ここで、本実施形態におけるヤング率は、以下の方法により測定することができる。
補強部材の金属部側から切削加工（フライス加工）のような機械加工によって、第１の樹脂材料１３及び第２の樹脂材料１１を採取する。第１の樹脂材料１３が熱可塑性樹脂であり、且つ第２の樹脂材料１１が熱硬化性樹脂である場合、第1の樹脂材料１３が軟化するまで加熱し、第２の樹脂材料１１を採取してもよい。
次に、第２の樹脂材料１１については、Ｘ線ＣＴ（例えば、島津製作所製ｉｎｓｐｅＸｉｏ ＳＭＸ−１００ＣＴなど）により、繊維方向を測定する。第２の樹脂材料１１の繊維方向が１方向の場合は、繊維方向を長手方向として試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ７１６５：２００８に準拠し、引張試験よりヤング率を測定する。第２の樹脂材料１１の繊維方向が複数方向である場合は、当該繊維長手方向を含む複数の方向のヤング率を測定し、最も高い値を第２樹脂材のヤング率とする。第１の樹脂材料１３については、ヤング率の異方性がないため、任意の方向の試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ７１６５：２００８に準拠し、引張試験よりヤング率を測定する。
なお、補強部材に貼り付けたものと同じ機械的性質を有する第１の樹脂材料１３又は第２の樹脂材料１１を準備できる場合は（例えば、第１の樹脂材料１３と同一の素材に熱圧着などと同じ熱処理等を施すことにより、第１の樹脂材料１３と同じ機械的性質の樹脂材料を準備できる場合、又は、鋼板２０への接着前の第２の樹脂材料１１がある場合など）、補強部材から研磨等により採取する必要はなく、準備できた樹脂材料から試験片を採取してもよい。また、当該樹脂材料のヤング率が記載された文献がある場合、試験を省略し、その文献に記載されたヤング率を使用してもよい。

さらに、第１の樹脂材料１３の室温における水との接触角（以下、単に「接触角」とも称する）は、９０°以上であることが好ましい。水との接触角とは、図６に示すように、固体Ｓ（本発明の場合、第１の樹脂材料１３）と液体（水）Ｗとの接点における液体表面の接線Ｌと固体Ｓの表面とがなす角θａである。第１の樹脂材料１３の接触角θａが９０°以上であることにより、第１の樹脂材料１３が十分な疎水性を有することとなる。第１の樹脂材料１３は、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間に存在し、これらとの界面を形成している。したがって、十分な疎水性を有する第１の樹脂材料１３が第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間に存在することにより、第２の樹脂材料１１と鋼板２０との界面付近に水が浸入しにくくなり、第２の樹脂材料１１の周囲において第２の樹脂材料１１の厚みに起因して形成される鋼板２０との隙間に水分が溜まりにくくなる。この結果、第２の樹脂材料１１と鋼板２０の間に水が浸入して経時的にさらに密着性が低下することが防止される。さらには、鋼板２０の腐食がより一層抑制される。さらには、第２の樹脂材料１１が炭素繊維等の導電性を有する材料を含む場合、第１の樹脂材料１３が十分な疎水性を有することにより、炭素繊維と鋼板２０とが物理的に接触して電食（異種材接触腐食）が生じることが防止される。

ここで、第１の樹脂材料１３の水との接触角θａは、鋼板もしくは接着剤との密着性確保の観点から、好ましくは９０°以上１５０°以下、より好ましくは９０°以上１２０°以下である。

なお、第１の樹脂材料１３の水との接触角θａは、接触角計（例えば協和界面科学株式会社製の接触角計）により測定することができる。また、本実施形態における接触角は、静的接触角である。

上述したような第１の樹脂材料１３のヤング率及び水に対する接触角θａは、第１の樹脂材料１３を構成する樹脂の種類、重量平均分子量、及び混合比率を適宜選択することにより設定することができる。

すなわち、第１の樹脂材料１３を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられる。なお、第１の樹脂材料１３を構成する樹脂に熱硬化性樹脂が含まれる場合、その熱硬化性樹脂は硬化後の熱硬化性樹脂となる。熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン（ポリプロピレン等）およびその酸変性物、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ナイロン等が挙げられる。これらの樹脂の１種または２種以上を混合しても良い。これらの樹脂の種類、重量平均分子量、及び混合比率等を調整することで、上述したような第１の樹脂材料１３のヤング率、及び水に対する接触角を実現することができる。一例として、第１の樹脂材料１３は、例えばフッ素樹脂等を用いることができる。

また、第１の樹脂材料１３は、上述した樹脂以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば防錆顔料、導電顔料等が挙げられる。第１の樹脂材料１３は、防錆顔料及び導電顔料からなる群から選択される何れか１種以上を含んでよい。なお、第１の樹脂材料１３は、第２の樹脂材料１１に用いられる強化繊維材料を含んではならない。具体的には、第１の樹脂材料１３は、炭素繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを含んではならない。これらの強化繊維を含まないことを明確化するため、第１の樹脂材料１３における強化繊維密度ＶＦを１．０％以下又は０．５％以下としてもよい。

防錆顔料としては、特に限定されないが、例えば、バナジウム系防錆顔料、シリカ系防錆顔料、シリケート系防錆顔料（フェロシリコン、カルシウムシリケート等）、リン酸系防錆顔料（リン酸マグネシウム等）、モリブデン酸系防錆顔料（モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸バリウム等）、クロム系防錆顔料（クロム酸ストロンチウム、クロム酸カリウム、クロム酸バリウム、クロム酸カルシウム）等が挙げられ、これらを単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。

導電顔料としては、特に限定されず、例えば、ドープ型酸化物粒子（例えばドープ型酸化亜鉛粒子、ドープ型酸化スズ粒子等）、非酸化物セラミックス粒子（Ｖを含まない）、鉄合金粒子（例えばフェロシリコン粒子等）、ステンレス粒子、鉄合金以外の粒子（金属粒子、金属合金粒子等）等が挙げられる。

第１の樹脂材料１３の厚みは、特に限定されないが、例えば０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であってもよく、好ましくは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。この場合、後述する製造方法においてより確実に突出部１３１を形成することができる。また、０．２ｍｍ未満では応力緩和が不十分な場合がある。５．０ｍｍ超では、第１の樹脂材料１３の線膨張係数差に起因する加熱時の応力発生により、応力緩和が不十分な場合がある。補強効果の観点で、第２の樹脂材料１１の厚みが大きい、または、ヤング率が大きい場合は、その下限を０．３ｍｍとしてもよい、一方、第２の樹脂材料１１の厚みが小さい、または、ヤング率が小さい場合はその上限を３．０ｍｍ、２．０ｍｍ又は１．５ｍｍとしてもよい。

以上説明したような本実施形態に係る補強部材１によれば、第１の樹脂材料１３のヤング率が第２の樹脂材料１１のヤング率の１／１０以下であり、かつ第１の樹脂材料１３の端部に長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部１３１が形成されている。このため、加熱による鋼板２０と第２の樹脂材料１１との間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の密着性を維持することができる。さらに、鋼板２０の腐食が抑制される。

＜２．補強部材の製造方法＞
つぎに、補強部材１の製造方法について説明する。補強部材１の製造方法は特に制限されず、本実施形態に係る補強部材１を製造できる方法であればどのような方法であってもよい。一例として以下の方法が挙げられる。

（２．１．製造方法１）
製造方法１では、まず、鋼板２０、樹脂シート、及びＦＲＰシートを準備する。ここで、樹脂シートは熱圧着後に第１の樹脂材料１３となるシートであり、ＦＲＰシートは熱圧着後に第２の樹脂材料１１となるシートである。第１の樹脂材料１３が熱硬化性樹脂を含む場合、樹脂シートには硬化前の熱硬化性樹脂が含まれる。第２の樹脂材料１１が熱硬化性樹脂を含む場合、ＦＲＰシートには硬化前の熱硬化性樹脂が含まれる。樹脂シートの面積はＦＲＰシートの面積よりも大きい。これにより、突出部１３１を形成することができる。樹脂シートの面積及びＦＲＰシートの面積を調整することで、上述した突出部１３１の突出量Ｘを上述した範囲内の値とすることができる。

ついで、鋼板２０、樹脂シート、及びＦＲＰシートをこの順で積層し、積層体を熱圧着する。これにより、補強部材１を製造することができる。ここで、熱圧着時における加熱温度は、特に限定されないが、例えば１４０℃以上であってもよく、好ましくは１７０℃以上２５０℃以下である。

また、熱圧着時における圧力は、特に限定されないが、例えば２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であってもよく、好ましくは３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。

また、熱圧着時間は、特に限定されず、例えば３分以上６０分以下であってもよく、好ましくは５分以上２０分以下である。なお、樹脂シートを鋼板２０に予め熱圧着しておき、その後樹脂シートの表面にＦＲＰシートを熱圧着してもよい。また、上述した熱圧着に代えて、常温硬化型の接着剤を用いて鋼板２０、樹脂シート、及びＦＲＰシートを貼り付けてもよい。

（２．２．製造方法２）
製造方法２では、まず、熱圧着後に第１の樹脂材料１３となる樹脂（硬化前の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等）を適当な溶媒に溶解することで塗布液を作製する。ついで、この塗布液を鋼板２０上に塗布、乾燥することで鋼板２０上に第１の樹脂材料１３を形成する。塗布液の塗布面積を調整することで、突出部１３１の突出量Ｘを調整することができる。例えば、後述のＦＲＰシートの端部から第１の樹脂材料１３が突出する量（突出する長さ）を予め決めておき、ＦＲＰシートの面積に加えて突出する量（突出する長さ）の塗布液を鋼板２０上に塗布する。ついで、第１の樹脂材料１３上にＦＲＰシートを積層し、熱圧着することで補強部材１を製造する。熱圧着の条件は製造方法１と同様であればよい。

（２．３．製造方法３）
製造方法３では、ＦＲＰシート上に上述した塗布液を塗布、乾燥することで第２の樹脂材料１１及び第１の樹脂材料１３からなる鋼板補強用シートを作製する。ＦＲＰシート上に上述した樹脂シートを積層、圧着することで鋼板補強用シートを作製してもよい。ついで、鋼板補強用シートを鋼板２０上に積層し、熱圧着することで補強部材１を製造する。ここで、第１の樹脂材料１３に突出部１３１を形成し、かつ突出量Ｘを上述した範囲内の値とするためには、加熱温度は、例えば１００℃以上であってもよく、好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。また、熱圧着時における圧力は、例えば２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であってもよく、好ましくは３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。また、熱圧着時間は、例えば３分以上６０分以下であってもよく、好ましくは５分以上２０分以下である。

なお、製造方法１〜３のいずれにおいても、突出部１３１を後付で形成してもよい。つまり、突出部１３１が形成されていない第１の樹脂材料１３を製造方法１〜３で形成した後、第１の樹脂材料１３の端部に突出部１３１となる樹脂片を付着させてもよい。また、あらかじめ成形された鋼板２０、樹脂シート及びＦＲＰシートの間に公知の接着剤（例えば、熱硬化型であれば、エポキシ樹脂等の構造用接着剤、熱可塑型であれば、ホットメルト接着剤）を用い、加熱もしくは熱圧着することで製造してもよい。

＜３．第１の変形例＞
以上、本発明の一実施形態を説明した。以下では、本発明の上記実施形態の幾つかの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本発明の上記実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本発明の上記実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本発明の上記実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本発明の上記実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。以下、上述した実施形態と各変形例の差異点を中心に説明し、同様の事項については説明を適宜省略する。

図４は第１の変形例に係る補強部材１Ａの模式的な断面図である。図４に示すように、第２の樹脂材料１１の厚み方向の少なくとも一部は、第１の樹脂材料１３に包埋されている。これにより、突出部１３１付近において生じる第２の樹脂材料１１由来の段差が小さくなり、補強部材１Ａの使用時において、水が突出部１３１と第２の樹脂材料１１との隙間に溜まりにくくなる。このため、第２の樹脂材料１１の第１の樹脂材料１３との密着性の低下が抑制されている。

第２の樹脂材料１１の包埋部分の厚みｄが第２の樹脂材料１１の厚みｔに対して５％超５０％以下であることが好ましい。５０％超の場合、水による密着性の低下が生じる恐れがある。また５０％超とする場合は、製造しにくくなることや、第２の樹脂材料１１がＣＦＲＰ等の導電性を有する場合、鋼板２０との異種材料接触腐食が生じる恐れがある。つまり、第２の樹脂材料１１の包埋部分の厚みｄと第２の樹脂材料１１の厚みｔとの比（包埋部分の厚み比）ｄ／ｔが５％超５０％以下であることが好ましい。これにより、上述した水が突出部１３１と第２の樹脂材料１１との隙間に溜まりにくくなる効果に加え、第１の樹脂材料１３が第２の樹脂材料１１をより一層強固に固定することが可能となる。したがって、第１の樹脂材料１３は、熱環境下における第２の樹脂材料１１と鋼板２０との間の応力をより一層緩和することができ、この結果、剥離や密着性の低下がより一層防止される。突出量Ｘの範囲は上述した実施形態と同様である。

第１の変形例に係る補強部材１Ａは、上述した製造方法１〜３のいずれかによって製造することができる。ここで、熱圧着時の条件を調整することで包埋部分の厚み比ｄ／ｔを調整することができる。具体的には、加熱温度は、例えば１００℃以上であってもよく、好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。また、熱圧着時における圧力は、例えば２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であってもよく、好ましくは３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である。また、熱圧着時間は、例えば３分以上６０分以下であってもよく、好ましくは５分以上２０分以下である。第２の樹脂材料１１の包埋部分の厚みｄと第２の樹脂材料１１の厚みｔとの比（包埋部分の厚み比）ｄ／ｔは、熱圧着に用いる加圧装置の押し込み深さを制御することで制御できる。加圧時の押し込み量の測定が面倒である。また、押し込み量の制御だけでは、必ずしも予定した包埋部分の厚み比（ｄ／ｔ）とならない場合もあり、このような場合、再製造が必要となる。このため、部材周囲にストッパーを設けてもよい。例えば、第１の樹脂材料１３内にガラスビーズ等を予め埋め込んでおき、このガラスビーズ等の粒径を調整することで（粒径が大きいほど包埋部分の厚みｄが小さくなる。）、厚み比を調整することもできる。また、所望する厚みと同じ直径のガラスビーズ等を第１の樹脂材料１３に予め埋め込むことでガラスビーズ等がストッパーの役割を果たす。これにより、加圧装置の押し込み深さを制御することができ、厚み比を調整することができる。

＜４．第２の変形例＞
図５は第２の変形例に係る補強部材１Ｂの模式的な断面図である。図５に示すように、第２の樹脂材料１１の厚み方向の少なくとも一部は、第１の樹脂材料１３に包埋されている。これにより、突出部１３１付近において生じる第２の樹脂材料１１由来の段差が小さくなり、補強部材１Ｂの使用時において、水が突出部１３１と第２の樹脂材料１１との隙間に溜まりにくくなる。このため、第２の樹脂材料１１の第１の樹脂材料１３との密着性の低下が抑制されている。なお、包埋部分の厚み比ｄ／ｔの範囲は第１の変形例と同様であればよい。

さらに、第２の変形例では、突出部１３１の側面１３１ａが突出部１３１に最も近い鋼板２０の端部（言い換えれば、突出部１３１の突出方向側に存在する端部）に向けて傾斜している。このように突出部１３１が傾斜を有することにより、補強部材１Ｂの使用時において、水が突出部１３１と鋼板２０との境界部に、より一層溜まりにくくなる。このため、第１の樹脂材料１３と鋼板２０との密着性の低下がより一層抑制されている。さらに、鋼板２０の腐食をより一層抑制することができる。さらに、第２の樹脂材料１１側の第１の樹脂材料１３の突出量Ｘ１と鋼板２０側の第１の樹脂材料１３のｆ突出量Ｘ２とが異なるので、第１の樹脂材料１３が第２の樹脂材料１１及び鋼板２０の変形に追従しやすくなる。図５のように、突出部１３１の端部が傾斜している場合、前記の突出量Ｘは、前記の突出量Ｘ２とする。なお、当該傾斜構造は、傾斜構造の途中で傾斜角度が変化しても良い。但し途中で角度が変化する場合には水が滞留しにくい形状とすることが好ましい。また、当該傾斜構造は直線的な傾斜ではなく連続的に傾斜角度が変化する曲面であっても良い。

突出部１３１の側面１３１ａと突出部１３１に最も近い鋼板２０の表面（言い換えれば、突出部１３１が積層されている表面）とのなす傾斜角度θ（以下、「端部傾斜角」とも称する）は４５°以上９０°以下であることが好ましく、４５°以上６０°以下であることがより好ましい。この場合、上述した効果をより一層高めることができる。傾斜角度θは、接触変位計または非接触変位計等により測定した形状データより求めることができる。突出部１３１の側面１３１ａが曲面の場合には、例えば、側面１３１ａと鋼板２０との接点における接線を求め、傾斜角度θを求めることができる。

第２の変形例に係る補強部材１Ｂは、例えば第１の変形例に係る補強部材１Ａを製造した後、突出部１３１の側面１３１ａを研磨または切断等によって傾斜させればよい。あるいは、熱圧着時に第１の樹脂材料１３が柔らかくなるので、この時点で第１の樹脂材料１３を成形してもよい。あるいは、熱圧着前の樹脂シートの端部を予め研磨または切断等で傾斜させておき、その後鋼板２０及びＦＲＰシートと熱圧着してもよい。作業性等を考慮すると、樹脂シートを加工する方法が好ましい。

なお、第１の樹脂材料１３として熱可塑性樹脂を使用する場合、熱可塑性樹脂の鋼板２０表面への濡れ広がりを制御することで、側面１３１ａを傾斜させることもできる。濡れ広がりを制御する具体的な方法としては、熱可塑性樹脂と鋼板２０との親和性を向上させる、熱可塑性樹脂のメルトフローインデックスを調整することにより圧着時の流動性を制御する等の方法が挙げられる。

＜５．用途＞
次に、本実施形態に係る補強部材の用途について説明する。本実施形態に係る補強部材は、自動車用部品に適している。

本実施形態に係る補強部材が適用される自動車用部品としては、特に限定されないが、例えばフランジで接合した閉断面部材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、サイドシル等）、補強・補剛等を目的に部分的に材料を積層した部材（例えば、Ｂピラーレインフォースメント、アウターパネル）、ヘム加工部を有するパネル部材（ドア、フード等）等が挙げられる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、あくまでも本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。

＜１．材料の準備＞
表１に示す特性を有する鋼板、樹脂シート（第１の樹脂材料）及びＦＲＰシート（第２の樹脂材料）を準備した。なお、鋼板のサイズは長さ×幅＝２００ｍｍ×７０ｍｍとし、ＦＲＰシートのサイズは長さ×幅＝１００ｍｍ×５０ｍｍとした。一部の鋼板には合金化溶融亜鉛めっきを施した。樹脂シート及びＦＲＰシートのヤング率は、前述の引張試験（ただし、試験片は補強部材から機械加工により採取したものではなく、予め準備した（鋼板への熱圧着前の）樹脂シートおよびＦＲＰシートを用いた。）より測定した。また、樹脂シートの接触角は前述の接触角計（協和界面科学株式会社製の接触角計）により、水との静的接触角として測定した。なお、樹脂シートの種類は以下のＡ〜Ｅに区分される。ＣＦＲＰは上述した炭素繊維強化プラスチックであり、ＧＦＲＰはガラス繊維強化プラスチックである。
Ａ：ナイロン６（Ａ１０３０ＢＲＬ、ユニチカ株式会社製）
Ｂ：ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＰＲＩＭＡＬＬＯＹ（登録商標）、三菱ケミカル株式会社製）
Ｃ：フッ素樹脂（Ｆｌｕｏｎ（登録商標）、旭硝子株式会社製）
Ｄ：Ａにリン酸マグネシウムを１０質量％添加
Ｅ：Ａにフェロシリコンを１０体積％添加

＜２．補強部材の製造＞
樹脂シート及びＦＲＰシートの積層構造が表２に示す構造となるように樹脂シート及びＦＲＰシートを鋼板に積層し、熱圧着した。ここで、樹脂シートの面積（サイズ）を調整することで、上述した突出部１３１の突出量Ｘを調整した。ただし、幅方向の突出量はいずれの実施例及び比較例でも０ｍｍとした。すなわち、表２の突出量は、長手方向の突出量を示す。また、包埋部分の厚み比を制御した実施例では、樹脂シートに予め所定のガラスビーズを散布して熱圧着した。そして、ガラスビーズの粒径を調整することで、包埋部分の厚み比ｄ／ｔを調整した。熱圧着条件（圧力、温度、時間）に関して、包埋部分を設けなかった比較例１、２、３、実施例１０、１９では、圧力を３ＭＰａ、時間を１０分とし、ガラスビーズを用いて包埋部分を設けた例では、圧力を５ＭＰａ、時間を１０分とした。温度については、包埋部分を設けたか否かに関わらず、樹脂シートＡ、Ｄ、Ｅでは２００℃、樹脂シートＢでは２１０℃、樹脂シートＣでは２５０℃とした。以上の工程により、補強部材を作製した。なお、端部傾斜角を９０°未満にした実施例では、補強部材製造後、カッターにて所定の傾斜角を設けた。端部傾斜角を９０°未満にした実施例の突出量は鋼板側の突出量（図３のＸ２）を示す。

（３．１ 焼き付け塗装性評価）
上記で作製された補強部材を焼付塗装条件と同様の加熱条件（１８０℃、３０分静置）で処理した。処理した補強部材の長辺の一端を平坦な土台に固定し、もう片方の端部と土台との垂直な距離を測定し、当該測定値を加熱処理後の補強部材の反り量とした。また、加熱処理後の補強部材の評価は、外観と反り量で評価した。評価結果を表３に示す。
◎：反り量０．０１ｍｍ未満
○：反り量０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ未満
△：反り量０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満
×：反り量０．１０ｍｍ以上
××：反り量０．１０ｍｍ以上かつ剥離発生

（３．２ 耐水密着性評価）
上記で作製された補強部材を８０℃、相対湿度９５％の湿潤環境とした恒温恒湿槽に５００時間静置し、第１の樹脂材料／鋼板界面及び第２の樹脂材料／第１の樹脂材料界面の劣化を促進させた。

その後、支点間距離１５０ｍｍ、支持部Ｒ５ｍｍ及び圧子Ｒ５ｍｍで３点曲げ試験を実施した。なお、圧子が接触する面を鋼板側とした。補強部材を３点曲げ試験にて上記何れかの界面の剥離発生まで変形させ、剥離発生時の圧子の変位を記録した。耐水密着性は、劣化前と劣化後における剥離発生時の圧子の変位の減少率で評価した。評価結果を表３に示す。
◎：減少率１０％未満
○：減少率１０％以上２０％未満
△：減少率２０％以上３０％未満
×：減少率３０％以上

（３．３ 耐食性評価）
鋼板のサイズを長さ×幅＝２００ｍｍ×１５０ｍｍとし、ＦＲＰシートのサイズを長さ×幅＝１００ｍｍ×５０ｍｍとし、さらに幅方向の突出量を長手方向の突出量と同様とした他は上記＜２．補強部材の製造＞で述べた方法と同様の方法により補強部材を作製した。ついで、日本パーカライジング株式会社製の表面調整処理剤プレパレンＸ（商品名）を用いて、当該補強部材の表面調整を室温で２０秒実施した。更に、日本パーカライジング株式会社製の化成処理液（リン酸亜鉛処理液）「パルボンド３０２０（商品名）」を用いて、リン酸亜鉛処理を実施した。その後、日本ペイント株式会社製のカチオン型電着塗料を、電圧１６０Ｖのスロープ通電でリン酸亜鉛処理後の補強部材に電着塗装し、更に、焼き付け温度１７０℃で２０分間焼き付け塗装した。ついで、サイクル腐食試験にて上記焼き付け塗装後の補強部材の耐食性を評価した。具体的には、塩水噴霧２時間、乾燥２時間、湿潤４時間の合計８時間を１サイクルとしてサイクル腐食試験を実施した。塩水噴霧の条件は、ＪＩＳ Ｋ５６００−７−９：１９９９の付属書Ｃ（規定）サイクルＡのとおりとした。乾燥条件は、温度５０℃、湿度３０％ＲＨ以下とし、湿潤条件は、温度３５℃、湿度９５％ＲＨ以上とした。そして、補強部材の耐食性を次のように評価した。評価結果を表３に示す。
◎：２４０サイクル後も鋼板の板厚減少を示す赤錆が発生しない
○：１８０〜２４０サイクル間で鋼板の板厚減少を示す赤錆が発生
×：１８０未満のサイクルで赤錆が発生

＜４．評価結果の考察＞
表３によれば、本実施形態の要件を満たす実施例１〜２３では、比較例１〜３よりも良好な焼き付け塗装性、耐水密着性、及び耐食性の結果が得られた。すなわち、実施例１〜２３では、熱による鋼板とＦＲＰ（第２の樹脂材料）との間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板とＦＲＰとの密着性を維持し、鋼板の腐食を抑制することができた。特に、第２の樹脂材料がＣＦＲＰとなる場合であっても、鋼板の腐食を抑制することができた。一方、本実施形態の要件を満たさない比較例１〜３では、焼き付け塗装性、耐水密着性、及び耐食性の結果が×以下となった。

実施例１〜２３の結果をさらに詳細に検討すると、突出量が３．０ｍｍとなっている実施例３では、突出量が２．０ｍｍの比較例３と比較して、塗装性及び耐水密着性の評価結果が良い結果となった。突出量が５．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下となっている他の実施例よりも塗装性及び耐水密着性の評価結果が若干低下した。したがって、突出量は５．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下が好ましいことがわかる。

また、第１の樹脂材料のヤング率が第２の樹脂材料のヤング率の１／１００以下となっている実施例４、５では、他の実施例よりも良好な焼き付け塗装性が得られた。したがって、第１の樹脂材料のヤング率は第２の樹脂材料のヤング率の１／１００以下であることが好ましいことがわかる。

実施例７、１６では、第２の樹脂材料が第１の樹脂材料に包埋されており、かつ、包埋部分の厚み比ｄ／ｔが、それぞれ、５０％、５％となっている。そして、実施例７、１６では、良好な耐水密着性が得られている。したがって、第２の樹脂材料が第１の樹脂材料に包埋されていること、さらに包埋部分の厚み比ｄ／ｔは５％以上５０％以下が好ましいことがわかる。

実施例８、９では、第１の樹脂材料の端部が傾斜しており、かつ端部傾斜角が４５°または６０°となっている。そして、実施例８、９では、良好な耐水密着性及び耐食性が得られている。したがって、第１の樹脂材料の端部が傾斜していること、さらに端部傾斜角が４５°以上６０°以下であることが好ましいことがわかる。

実施例１０では、第１の樹脂材料の水との接触角が１０８°となっている。そして、実施例１０では、良好な耐水密着性及び耐食性が得られている。したがって、第１の樹脂材料の水との接触角は９０°以上であることが好ましいことがわかる。

実施例１１、１２では、第１の樹脂材料に防錆顔料もしくは導電顔料が添加されている。そして、実施例１１、１２では、良好な耐水密着性及び耐食性が得られている。したがって、実施例１１では、防錆顔料の効果により耐食性が向上していることがわかる。実施例１２では、導電顔料の効果により電着塗装が補強部材の端部まで覆うため、耐食性が向上していることがわかる。実施例１３では、鋼板にめっきがなされている。そして、実施例１３では、良好な耐水密着性が得られている。したがって、鋼板にめっきがなされていることが好ましいことがわかる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明によれば、熱による鋼板とＦＲＰとの間の応力の発生を抑制することができ、かつ周囲に水や水蒸気が存在し得る環境下においても鋼板とＦＲＰとの密着性を維持し、鋼板の腐食を抑制することができる。そのため、本発明は、産業上の利用可能性が極めて大である。

１、１Ａ、１Ｂ 補強部材
１１ 第２の樹脂材料
１３ 第１の樹脂材料
１１１、１３１ 突出部
１１１ａ、１３１ａ 側面
２０ 鋼板
ｄ 第２の樹脂材料の包埋部分の厚み
ｔ 第２の樹脂材料の厚み
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２ 長さ（突出量）
θ、θｂ 傾斜角度
θａ 水との接触角

Claims (10)

1. 鋼板と、
   前記鋼板の表面の少なくとも一部に配置される第１の樹脂材料と、
   前記第１の樹脂材料の表面の少なくとも一部に配置され、マトリックス樹脂と、当該マトリックス樹脂中に含有される強化繊維材料とを有する第２の樹脂材料と、を有し、
   前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料を前記鋼板の表面に垂直な断面において、前記第２の樹脂材料の一方の端部と前記第２の樹脂材料の他方の端部との間の、前記第２の樹脂材料と前記第１の樹脂材料との境界に沿った長さが８０ｍｍ以上である部位があり、
   前記第１の樹脂材料には、前記断面において、前記第２の樹脂材料の２つの前記端部から前記第１の樹脂材料の端部までの長さＸが３．０ｍｍ以上の突出部が形成され、
   前記第１の樹脂材料の室温におけるヤング率は、前記第２の樹脂材料の室温におけるヤング率の１／１０以下である、自動車用補強鋼部材。
2. 前記長さＸは、５．０ｍｍ以上である、請求項１に記載の自動車用補強鋼部材。
3. 前記長さＸは、３０．０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の自動車用補強鋼部材。
4. 前記第２の樹脂材料の厚み方向の少なくとも一部は、前記第１の樹脂材料に包埋されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材。
5. 前記第２の樹脂材料のうち、前記第１の樹脂材料に包埋されている包埋部分の厚みが前記第２の樹脂材料の厚みに対して５％以上５０％以下である請求項４に記載の自動車用補強鋼部材。
6. 前記突出部の側面は、前記突出部に最も近い前記鋼板の端部に向けて傾斜している、請求項１〜５の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材。
7. 前記側面と前記突出部に最も近い前記鋼板の表面とのなす傾斜角度は、４５°以上９０°以下である、請求項６に記載の自動車用補強鋼部材。
8. 前記第１の樹脂材料の室温における水との接触角は、９０°以上である、請求項１〜７の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材。
9. 前記第１の樹脂材料は、防錆顔料及び導電顔料からなる群から選択される何れか１種以上を含む、請求項１〜８の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材。
10. 前記鋼板がめっき鋼板である、請求項１〜９の何れか１項に記載の自動車用補強鋼部材。

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