JP7147965B2 - 金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体及び金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法 - Google Patents
金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体及び金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
[2] 前記無機塩粒子は、トリポリリン酸二水素アルミニウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カリウム、クロム酸カルシウム、バナジン酸カリウム、バナジン酸マグネシウム、及びバナジン酸カルシウムからなる群より選択される1種以上からなる、[1]に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[3]前記炭素繊維材料の繊維束の平均の太さD[μm]とし、前記無機塩粒子の平均粒径をr[μm]としたときに、D/r≧10の関係を満足する、[1]又は[2]に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[4]前前記無機塩粒子の平均粒径は、0.10μm以上10.00μm以下である、[1]~[3]の何れか1つに記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[5]前記炭素繊維強化樹脂材料における前記無機塩粒子の体積率が、5%以上30%以下である、[1]~[4]の何れか1つに記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[6]前記炭素繊維強化樹脂材料の強化繊維密度(Volume Fraction:VF)は、30%以上70%以下である、[1]~[5]の何れか1つに記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[7]前記マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、[1]~[6]の何れか1つに記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[8]前記金属部材の材質は、鉄鋼材料、鉄系合金、チタン又はアルミニウムである、[1]~[7]の何れか1つに記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[9]前記鉄鋼材料は、めっき鋼材である、[8]に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
[10]金属部材の少なくとも一方の面上に、マトリックス樹脂と、炭素繊維材料と、23~27℃における粉体抵抗率が7.0×107[Ω・cm]超であり、かつ、クロム酸イオン、二クロム酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、二リン酸イオン、三リン酸イオン、オルトバナジン酸イオン、ピロバナジン酸イオン、メタバナジン酸イオンからなる群から選択される1種以上のイオンの無機塩からなる無機塩粒子と、を含有する炭素繊維強化樹脂材料、又は、前記マトリックス樹脂と、前記炭素繊維材料と、前記無機塩粒子と、を含有する炭素繊維強化樹脂材料プリプレグを配置した後、前記金属部材と、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグと、を熱圧着する、金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
[11]前記金属部材は、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグが配置されるのに先立ち、任意の形状に加工されている、[10]に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
[12]前記金属部材と、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグと、が熱圧着された後に、得られた熱圧着体が任意の形状に加工される、[10]に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
<金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の構成について>
まず、図1及び図2を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る金属-繊維強化樹脂材料複合体の構成について説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る金属-繊維強化樹脂材料複合体の一例としての金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体1の積層方向における断面構造を示す模式図である。
以下、金属-CFRP複合体1の各構成について、詳述する。
金属部材10の材質、形状及び厚み等は、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。金属部材10の材質としては、例えば、鉄、チタン、アルミニウム、マグネシウム及びこれらの合金等が挙げられる。ここで、合金の例としては、例えば、鉄系合金(ステンレス鋼含む)、Ti系合金、Al系合金、Mg系合金等が挙げられる。金属部材10の材質は、鉄鋼材料、鉄系合金、チタン及びアルミニウムであることが好ましく、他の金属種に比べて弾性率が高い鉄鋼材料であることがより好ましい。そのような鉄鋼材料としては、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鉄鋼材料があり、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鉄鋼材料として挙げることができる。
化成処理としては、クロメート処理又は一般にクロメートフリー処理と呼ばれるものが好適である。クロメート処理とは、酸化クロムをベースとした皮膜を形成する処理であり、シリカが添加されていると接着剤との密着性が優れるため好適である。クロメートフリー処理とは樹脂を主体とした処理皮膜を形成する処理、ジルコニウム結合やシロキサン結合を含む無機の皮膜を形成する処理又は有機/無機複合の皮膜を形成する処理である。ジルコニウム結合を含む皮膜を得るためには、ジルコン酸塩を含む処理液で処理すると好適である。シロキサン結合を含む皮膜を得るためには、シランカップリング剤で処理すると好適である。また、トリアジンチオール誘導体で処理したものでも良い。シランカップリング剤としては、一般に公知のシランカップリング剤、例えば、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリエトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ-アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3-(メチルジメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3-(メチルジエトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等を挙げることができる。グリシジルエーテル基を有するシランカップリング剤(例えば、グリシジルエーテル基を有するγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン)を使用すると、塗膜の加工密着性は、特に向上する。更に、トリエトキシタイプのシランカップリング剤を使用すると、下地処理剤の保存安定性を向上させることができる。これは、トリエトキシシランが水溶液中で比較的安定であり、重合速度が遅いためであると考えられる。シランカップリング剤は、1種で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。トリアジンチオール誘導体としては、6-ジアリルアミノ-2,4-ジチオール-1,3,5-トリアジン、6-メトキシ-2,4-ジチオール-1,3,5-トリアジンモノナトリウム、6-プロピル-2,4-ジチオールアミノ-1,3,5-トリアジンモノナトリウム及び2,4,6-トリチオール-1,3,5-トリアジン等が例示される。
CFRP層20は、マトリックス樹脂201と、かかるマトリックス樹脂201中に含有され、複合化された炭素繊維材料203と、23~27℃における粉体抵抗率が7.0×107[Ω・cm]超であり、かつ、防錆機能を有する、Cr、P、及びVから選択される1種以上の元素の無機塩からなる無機塩粒子205と、を有している。
マトリックス樹脂201を構成する樹脂組成物は、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が、熱可塑性樹脂を主成分とすることが好ましい。マトリックス樹脂201に用いることができる熱可塑性樹脂の種類は、特に制限されないが、例えば、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン及びその酸変性物、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、AS樹脂、ABS樹脂、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及びその変性物、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメチレン、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、並びにナイロン等から選ばれる1種以上を使用できる。なお、「熱可塑性樹脂」には、後述する第2の硬化状態である架橋硬化物となり得る樹脂も含まれる。また、マトリックス樹脂201に用い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、フェノール樹脂、及び、ウレタン樹脂から選ばれる1種以上を使用することができる。
等のVのオキソ酸イオンの塩が挙げられる。
なお、無機塩粒子205は、上述した各オキソ酸イオンの塩1種からなってもよく、複数種からなってもよい。
金属部材10及びCFRP層20の厚みの測定方法について、図3を参照しながら簡単に説明する。図3は、厚みの測定方法について説明するための説明図である。
以下では、図4を参照しながら、本実施形態に係る金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法について、詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る金属-繊維強化樹脂材料複合体の製造工程の一例を示す説明図である。
金属部材10とCFRP層20との複合化は、例えば、以下のように実施することが好ましい。
以上説明したような製造方法において、金属部材10と、CFRP成形用プリプレグ25(又はCFRP)と、を複合化するための加熱圧着条件は、以下の通りである。
かかる製造方法において、マトリックス樹脂201を形成するための原料樹脂として、フェノキシ樹脂(A)に架橋硬化性樹脂(B)及び架橋剤(C)を含有する架橋性接着樹脂組成物を使用する場合、更に、追加の加熱工程を含めることができる。
金属-CFRP複合体1を製造する際、前処理工程として、金属部材10を脱脂することが好ましく、金型への離型処理や金属部材10表面の付着物の除去(ゴミ取り)を行うことがより好ましい。TFS(Tin Free Steel)のように密着性が非常に高い鋼板を除き、通常は、防錆油等が付着した鋼板等の金属部材10は、脱脂をして密着力を回復させることが好ましい。脱脂の必要性については、事前に、対象とする金属部材を、脱脂工程無しで、対象とするCFRPと接合させて一体化し、十分な接着性が得られるかどうかを確認して、判断すればよい。
[化成処理工程について]
前処理工程で脱脂した金属部材10の表面に、必要に応じて化成処理液を塗布して乾燥させると、CFRP層20と金属部材10との密着性が向上して好適である。化成処理液として、例えば、Cr、P、Si及び/又はZrを含む処理液を用いることが好ましい。化成処理液としては、具体的には、公知のクロメート処理液、公知のリン酸処理液、ジルコン酸塩を含む水溶液、シランカップリング剤、又はトリアジンチオール誘導体等を用いることができる。この化成処理液を金属部材10表面に塗布し、乾燥することで化成処理皮膜を形成することができる。化成処理液の塗布方法は、浸漬、ロールコート、ブレードコート、スプレーコートなど一般に公知の方法で塗布することができる。塗布後の乾燥は熱風オーブン、赤外線オーブン、近赤外線オーブン、誘導加熱オーブンなど一般に公知オーブンで乾燥することができる。乾燥温度は特に規定するものではないが、板温が50℃~200℃となる条件が好適である。
金属-CFRP複合体1に対する後工程では、塗装の他、ボルトやリベット留め等による他の部材との機械的な接合のため、穴あけ加工、接着接合のための接着剤の塗布等が行われる。
ここで、CFRP層20を形成する際に用いるCFRP又はCFRP成形用プリプレグ25の製造方法について説明する。
金属部材の一例である金属板として、成分が、C:0.131質量%、Si:1.19質量%、Mn:1.92%、P:0.009質量%、S:0.0025質量%、Al:0.027質量%、N:0.0032質量%、残分がFe及び不純物からなる鋼を熱間圧延、酸洗後、冷間圧延を行い、厚さ1.0mmの冷延鋼板を得た。次に、連続焼鈍装置により、得られた冷延鋼板を最高到達板温が820℃となる条件で焼鈍した。焼鈍工程の焼鈍炉内のガス雰囲気は、1.0体積%のH2を含むN2雰囲気とした。以下、作製した冷延鋼板を「CR」と称する。
作製した金属板を日本パーカライジング社製アルカリ脱脂剤「ファインクリーナーE6404」で脱脂した。
(化成処理工程)
脱脂した金属板上に、γ-アミノプロピルトリエトキシシランを2.5g/L、水分散シリカ(日産化学社製「スノーテックN」を1g/L、水溶性アクリル樹脂(試薬のポリアクリル酸)を3g/L添加した水溶液をバーコーターで塗布し、熱風オーブンで到達板温が150℃となる条件で乾燥させた。また、炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液3g/L水溶液、及び、日本パーカライジング社製クロメート処理液「ZM-1300AN」についても同様に、それぞれバーコーターで塗布し、熱風オーブンで到達板温が150℃となる条件で乾燥させた。以降、水分散シリカを含む水溶液を塗布したものを「Si系処理」と称し、炭酸ジルコニウムアンモニウム水溶液で塗布したものを「Zr系処理」と称し、クロメート処理液で処理したものを「Cr系処理」と称する。
新日鉄住金化学株式会社製ビスフェノールA型フェノキシ樹脂「フェノトートYP-50S」(Mw=40,000、水酸基当量=284g/eq、250℃における溶融粘度=90Pa・s、Tg=83℃)に対し、以下に示す無機塩粒子又は酸化物粒子を混練した。
・トリポリリン酸二水素アルミニウム:テイカ社製「K-WHITE#105」、平均粒径1.6μm(カタログ値)を用いた。以降、「P酸Al」と称する。
・クロム酸ストロンチウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「Cr酸Sr」と称する。
・バナジン酸マグネシウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μm、10μm、15μmとしたものを用いた。以降、「V酸Mg」と称する。
・バナジン酸マグネシウム:乾式粉微粒砕機(一般的にジェットミルと呼ばれる)で微粒化し、分級装置にて分級し平均粒径0.05μmとしたものを用いた。以降、「V酸Mg」と称する。
・クロム酸カリウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「Cr酸K」と称する。
・クロム酸カルシウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「Cr酸Ca」と称する。
・ニクロム酸カリウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「二Cr酸K」と称する。
・リン酸ナトリウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「P酸Na」と称する。
・リン酸水素カルシウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「P酸Ca」と称する。
・リン酸二水素アンモニウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「P酸NH4」と称する。
・ピロリン酸水素ナトリウム水和物:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「ピロP酸Na」と称する。
・バナジン酸カルシウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「V酸Ca」と称する。
・メタバナジン酸カリウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「V酸K」と称する。
・酸化亜鉛:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「酸化Zn」と称する。
・アルミナ:昭和電工社製細粒アルミナ「A-42-2」平均粒径(粒度分布中心径)4.7μm(カタログ値)を用いた。以降「アルミナ」と称する。
・酸化チタン:石原産業社製「タイペーク(登録商標)CR-95」、平均粒径0.28μm(カタログ値)を用いた。以降「酸化Ti」と称する。
・炭酸カルシウム:試薬を乳鉢で擦った後、ふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「炭酸Ca」と称する。
・導電性酸化チタン:石原産業社製Snドープ型酸化チタン「ET-500W」平均粒径2~3μm(カタログ値)をふるいにて分級して、平均粒径2μmとしたものを用いた。以降「導電Ti」と称する。
・タルク:日本タルク社製の汎用タルク「P-6」平均粒径3.3μm(カタログ値)を用いた。以降「タルク」称する。
・カオリンクレー:竹原化学工業社製の湿式カオリンクレー「カオリンクレー5M」をふるいを用いて分級し平均粒径3μmとしたものを用いた。以降「クレー」と称する。
・シリカ:日本アエロジル社製「AEROSIL(登録商標) 50」を用いた。平均粒径を島津製作所社製レーザ回折式粒子径分布測定装置「SALD-2300」で測定したところ、0.1μm未満であった。
・酸化亜鉛:テイカ社製の酸化亜鉛「MZ-300」を用いた。平均粒径を島津製作所社製レーザ回折式粒子径分布測定装置「SALD-2300」で測定したところ、0.1μm未満であった。以降「ZnO」と称する。
なお、表1中の粒子の粉体抵抗は、三菱ケミカルアナリテック社製紛体抵抗測定システムMCP-PD51型を用いて、それぞれの紛体を25℃で10MPa圧縮した時の抵抗値である。また、ガラス転移点は、作製したプリプレグを、島津製作所社製自動示唆走査熱量計「DSC-60A」で測定したものである。
金属板上に作製したプリプレグを重ね、250℃に加熱した平金型を有するプレス機で、3MPaで3分間プレスすることで、金属-CFRP複合材料を作製した。なお、かかる熱圧着処理の際には、平金型の表面からゴミ等を入念に取り除くとともに、各金属板の表面をアセトンを用いて予め洗浄した。なお、プリプレグを重ねたCFRPの全厚みは、1.5mmとした。
[1.耐食性]
作製した幅70mm×長さ150mmの複合材サンプルを用いて、脱脂、表面調整、リン酸亜鉛処理を行った後に、電着塗装を施した。脱脂は、日本パーカライジング社製脱脂剤「ファインクリーナーE6408」を用いて、60℃の条件で5分間浸漬することで実施した。脱脂したサンプルについて、日本パーカライジング社製「プレパレンX」を用いて、40℃の条件で5分浸漬することで、表面調整を行った。その後、日本パーカライジング社製リン酸亜鉛化成剤「パルボンドL3065」を用いて、35℃の条件で3分間浸漬することで、リン酸亜鉛処理を行った。リン酸亜鉛処理を行った後は水洗して、150℃雰囲気のオーブンで乾燥させた。その後、日本ペイント社製の電着塗料「パワーフロート1200」を15μm電着塗装し、170℃雰囲気のオーブンで20分焼き付けたものをサンプルとして用いた。電着塗装は、CFRPを貼り付けていない金属部分に対して実施した。
めっき鋼板(GI)を用いた場合60サイクル以下で赤錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と、
めっき鋼板(GA)を用いた場合60サイクル以下で赤錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と、
めっき鋼板(Zn-Al-Mg)を用いた場合90サイクル以下で赤錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と、
めっき鋼板(Zn-Al-Mg-Si)を用いた場合120サイクル以下で赤錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と、
アルミニウム合金板(Al板)を用いた場合120サイクル以下で白錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と、
マグネシウム合金板(Mg合金板)を用いた場合120サイクル以下で白錆が発生した場合を不合格品、それ以外を合格品と評価した。
幅30mm×長さ100mmの複合材サンプルを用いて試験した。本サンプルとして、金属板の片面側全面に対し、CFRPを貼り付けたものを用いた。サンプルを支点間距離60mmの治具に載せて支点間の中央付近に荷重をかけることで、3点曲げ試験を行った。荷重をかける側がCFRP側となるように、治具にサンプルを設置して試験した。3点曲げ試験にて荷重を掛けたときに、サンプルがたわんだときの金属板とCFRPとの剥離状態を観察して、評価した。
10 金属部材
20 炭素繊維強化樹脂材料(CFRP層)
25 CFRP成形用プリプレグ
201 マトリックス樹脂
203 炭素繊維材料
205 無機塩粒子
Claims (12)
- 金属部材と、
前記金属部材の表面の少なくとも一部に位置しており、マトリックス樹脂と、当該マトリックス樹脂中に存在する炭素繊維材料と、23~27℃における粉体抵抗率が7.0×107[Ω・cm]超であり、かつ、クロム酸イオン、二クロム酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、二リン酸イオン、三リン酸イオン、オルトバナジン酸イオン、ピロバナジン酸イオン、メタバナジン酸イオンからなる群から選択される1種以上のイオンの無機塩からなる無機塩粒子と、を含有する炭素繊維強化樹脂材料と、
を備え、
前記マトリックス樹脂は、フェノキシ樹脂を含む、金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。 - 前記無機塩粒子は、トリポリリン酸二水素アルミニウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カリウム、クロム酸カルシウム、バナジン酸マグネシウム、バナジン酸カリウム及びバナジン酸カルシウムからなる群より選択される1種以上からなる、請求項1に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記炭素繊維材料の繊維束の平均の太さD[μm]とし、前記無機塩粒子の平均粒径をr[μm]としたときに、D/r≧10の関係を満足する、請求項1又は2に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記無機塩粒子の平均粒径は、0.10μm以上10.00μm以下である、請求項1~3の何れか1項に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記炭素繊維強化樹脂材料における前記無機塩粒子の体積率が、5%以上30%以下である、請求項1~4の何れか1項に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記炭素繊維強化樹脂材料の強化繊維密度(Volume Fraction:VF)は、30%以上70%以下である、請求項1~5の何れか1項に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、請求項1~6の何れか1項に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記金属部材の材質は、鉄鋼材料、鉄系合金、チタン又はアルミニウムである、請求項1~7の何れか1項に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 前記鉄鋼材料は、めっき鋼材である、請求項8に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体。
- 金属部材の少なくとも一方の面上に、マトリックス樹脂と、炭素繊維材料と、23~27℃における粉体抵抗率が7.0×107[Ω・cm]超であり、かつ、クロム酸イオン、二クロム酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、二リン酸イオン、三リン酸イオン、オルトバナジン酸イオン、ピロバナジン酸イオン、メタバナジン酸イオンからなる群から選択される1種以上のイオンの無機塩からなる無機塩粒子と、を含有する炭素繊維強化樹脂材料、又は、前記マトリックス樹脂と、前記炭素繊維材料と、前記無機塩粒子と、を含有する炭素繊維強化樹脂材料プリプレグを配置した後、前記金属部材と、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグと、を熱圧着する、金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
- 前記金属部材は、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグが配置されるのに先立ち、任意の形状に加工されている、請求項10に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
- 前記金属部材と、前記炭素繊維強化樹脂材料又は前記炭素繊維強化樹脂材料プリプレグと、が熱圧着された後に、得られた熱圧着体が任意の形状に加工される、請求項10に記載の金属-炭素繊維強化樹脂材料複合体の製造方法。
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