JP2018062103A - 接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接合体の製造方法は、金属部材30と、繊維10と熱可塑性樹脂12とを含む繊維強化熱可塑性樹脂部材20とを、熱可塑性樹脂12の溶着により接合するものであって、繊維強化熱可塑性樹脂部材20の金属部材30との接合箇所における熱可塑性樹脂12の含有率が、繊維強化熱可塑性樹脂部材20全体における熱可塑性樹脂12の含有率よりも高い。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2には、熱可塑性樹脂材料を用いて形成されている成形品及び金属材料を用いて形成されている成形品を含む3つの部品を振動溶着によって接合する部品の製造方法が開示されている。
なお、樹脂製部品と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方法が用いられる場合がある。
界面に生ずる空隙は、長繊維強化熱可塑性樹脂成形品と金属成形品との接合強度を低下させる原因の一つと考えられる。
また、特許文献2においては、熱可塑性樹脂材料を用いて形成されている成形品と金属材料を用いて形成されている成形品との接合界面における空隙の発生について考慮されていない。
さらには、樹脂製部品と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、重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、樹脂製部品自体の材料強度を生かすことができない場合がある。
繊維強化熱可塑性樹脂部材に含まれる繊維は、熱可塑性樹脂に比較して流動性が低い。そのため、繊維と金属部材の表面とが絡み合う状態を適切に形成することが困難になる場合がある。特に、金属部材及び繊維強化熱可塑性樹脂部材が大きなサイズになると、この現象が生じやすくなる。また、繊維と金属部材の表面とが絡み合う状態が適切に形成されないと、金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合箇所の界面に空隙が生じやすくなる傾向にある。その結果、金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合強度が低下する場合がある。
そのため、接合箇所に熱可塑性樹脂が豊富に存在することにより、金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合箇所における熱可塑性樹脂の不足が生じにくく、金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合箇所での空隙の発生が抑制される。また、繊維が熱可塑性樹脂に比較して流動性が低いことに起因して接合箇所に空隙が発生しても、熱可塑性樹脂が当該空隙に充填されて空隙の発生が抑制され、金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合強度が保たれる。その結果、接合強度に優れる金属部材と繊維強化熱可塑性樹脂部材との接合体が得られる。
つまり、繊維強化熱可塑性樹脂部材20では、金属部材30と接合する側の面における熱可塑性樹脂12の樹脂量が、金属部材30と接合する側の面とは反対側の面における熱可塑性樹脂12の樹脂量よりも多い構成とされている。そのため、繊維強化熱可塑性樹脂部材20では、金属部材30と接合する側の面における繊維10の繊維量が、金属部材30と接合する側の面とは反対側の面における繊維10の繊維量よりも少ない構成となっている。
なお、樹脂領域14は繊維10を含んでいてもよいが、繊維強化熱可塑性樹脂部材20の金属部材30との接合箇所に十分な熱可塑性樹脂12を供給するためには、樹脂領域14は繊維10を含んでいないことが望ましい場合がある。
さらに、接合箇所に熱可塑性樹脂12が豊富に存在することで、金属部材30と繊維強化熱可塑性樹脂部材20との接合箇所における熱可塑性樹脂12の不足が生じにくく、金属部材30と繊維強化熱可塑性樹脂部材20との接合箇所での空隙の発生が抑制される。また、繊維10が熱可塑性樹脂12に比較して流動性が低いことに起因して接合箇所に空隙が発生しても、熱可塑性樹脂12が当該空隙に充填されて空隙の発生が抑制され、金属部材30と繊維強化熱可塑性樹脂部材20との接合強度が保たれる。
また、本実施形態では、繊維強化熱可塑性樹脂部材20の厚み方向における樹脂領域14の金属部材30と接合される側とは反対側には繊維10を含む領域が存在し、この領域に存在する繊維10が金属部材30の表面と絡み合う状態が形成される。そのため、金属部材30と繊維強化熱可塑性樹脂部材20との接合強度が向上する。一方、繊維10が金属部材30の表面と絡み合う状態が形成されることで、強度急変部ともなりうる接合前の繊維強化熱可塑性樹脂部材20における樹脂領域14と繊維10を含む領域との境界が消失する。
その結果、接合強度に優れる金属部材30と繊維強化熱可塑性樹脂部材20との接合体が得られる。
繊維強化熱可塑性樹脂部材20の金属部材30との接合箇所における熱可塑性樹脂12の含有率が、繊維強化熱可塑性樹脂部材20全体における熱可塑性樹脂12の含有率よりも高いか否かの判断方法は、特に限定されない。例えば、繊維強化熱可塑性樹脂部材20の金属部材30との接合箇所の断面を顕微鏡観察したときに、繊維10の存在量を目視により観察することで、熱可塑性樹脂12の含有率が高いか否かを判断することができる。
本実施形態において用いられる繊維10の状態としては、例えば、織布及び不織布が挙げられる。
金属部材30の表面処理方法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表面処理方法を適用可能である。表面処理方法としては、例えば、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、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法、電解液中で電気分解を行なう電気化学的粗面化処理法、薬液中に浸漬する化学的粗面化処理法などが挙げられる。
12 熱可塑性樹脂
14 樹脂領域
20 繊維強化熱可塑性樹脂部材
30 金属部材
Claims (1)
- 金属部材と、繊維と熱可塑性樹脂とを含む繊維強化熱可塑性樹脂部材とを、前記熱可塑性樹脂の溶着により接合する接合体の製造方法であって、
前記繊維強化熱可塑性樹脂部材の前記金属部材との接合箇所における前記熱可塑性樹脂の含有率が、前記繊維強化熱可塑性樹脂部材全体における前記熱可塑性樹脂の含有率よりも高い接合体の製造方法。
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JP2016201007A JP2018062103A (ja) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 接合体の製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020040121A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂基材およびそれを用いた積層品 |
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WO2020040121A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂基材およびそれを用いた積層品 |
CN112566964A (zh) * | 2018-08-22 | 2021-03-26 | 东丽株式会社 | 纤维增强热塑性树脂基材及使用其的层叠品 |
JPWO2020040121A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2021-08-10 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂基材およびそれを用いた積層品 |
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