WO1999010168A1

WO1999010168A1 - Element structural en metal leger/plastique renforce par fibres de carbone

Info

Publication number: WO1999010168A1
Application number: PCT/JP1998/003690
Authority: WO
Inventors: Akihiko Kitano; Kenichi Yoshioka; Kenichi Noguchi; Hitoshi Nishiyama
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 1999-03-04
Also published as: EP0938969A4; CA2269353A1; CA2269353C; AU734375B2; EP0938969B1; KR20000068796A; DE69836259T2; US6468613B1; DE69836259D1; EP0938969A1; AU8747898A

Description

明細書軽金属/ C F R P製櫞造部材技術分野この発明は、建材、搆築物、自動車、船舶等に使用される樣造材料となる、軽金属と炭素繊維と樹脂とからなる繊維強化樹脂（以下 C F R P と略す）製の搆造材に関する。背景技術土木建築物、および、自動車、船舶などの構造材として、アルミニウムなどの軽金属と炭素繊維強化プラスチックを接着接合したハイブリッド材料が普及してきている。

例えば、アルミニウム製の形材は、スチール製形材よりも軽量であるため、高展建築部材などで使用されるが、アルミニウムの弾性率はスチールの約 1 3 と低いため、形材の剛性が設計上重要である埸合には、アルミニウム製形材の断面形状をスチール製の埸合よりも大きくする必要がある。断面形状を大きくすると材料の使用量が増えるため、軽畳化は思ったほど達成できず、アルミニウム製の形材を使用するメリットが低減してしまう。この.ことから、アルミニウム形材を炭素維維強化樹脂（以下 C R Pと略す）で補強した形材が発明された（特公昭

5 3 - 3 2 1 8 1 号公報）。

また、自動車バンパーにはアルミニウム製ものが鋼製のバンパーよりも軽量であるため、自動車の燃 S向上、走行性能向上などを目的として普及してきているが、アルミニウム材の塌合、衝擊挙動は単純であり、理論針算の範囲内のものでしかないため、アルミニウムと繊維強化プラスチックを組み合わせたドアビ一厶あるいはバンパー補強材が、特開平 6— 1 0 1 7 3 2号公報ゃ特開平 4一 2 4 3

6 4 3号公報で提案されている。しかしながら、土木 · 建築、自動車、車両などの構造材は、梅雨（雨期〉時など、高湿度環境下に晒されるため、単に軽金属と C F R Pを接着させただけでは、長期使用中に、両者間の自然電位差による電気腐食が発生して、部材の思わぬ損傷を招くという問題があった。一般に、軽金属と C F R Pを接着接合する埸合には、接着剤厣は薄ければ薄いほど好ましいと考えれられてきた（薄ければ薄いほど接着強度は高くなるという理由や、接着時に加圧するために接着剤が流出してしまつて屠をなさないという理由からである）。前述の公報に記載の発明では、本発明のように、接着剤甩に特定の厚みを持たせることで初めて、強度や衝擎特性、さらには酎環境性が発現するというコンセプトは示されていない。この軽金属と C F R Pの間の電食を防止する技術として、特開昭 6 1 —6 0 7 7 2には、特定粒径のガラスビーズを含有するァクリル系接着剤で金属パネルと C F R Pを接着することが開示されている。該公報のアイデアは、公報 5 6 4頁中に「膜厚の条件については何ら制限されるものではない」と記載されていることから明らかなように、、電食は単に、接着剤のベースとなる樹脂（ベース樹脂）にガラス物質を混入させるだけで回避できるという安易な考え方を流布してしまうものであり、信頼性の高い電食回避技術とはなりえていない。ガラスビーズを添加する前の、接着剤のベース樹脂の絶緣性が不十分であれば、ガラスビーズをいくら添加しても樹脂中を水分やイオン性物質が容易に通過して、電食が生じる。また、本発明で、開示するように、接着強度が一定水準を満たしていない（該公報では接着強度は 7 . 6 M P a ) と、電食は（水中よりも、酸素と水分が共存する高温高湿度の環境下や屋外暴露下で）確実に進行するという問題があった。本発明の目的は、上言己した軽金属と C F R Pからなる樣造材の問題点を解決し、電気腐食のないのは勿論のこと、軽量で、剛性 . 強度、さらには射衝擎性能に優れる極めて実用的な軽金属/ C F R Pハイブリッド構造材を提供することにある。発明の開示上記目的を達成するために、本発明は基本的には、以下の樣成を有する。即ち、軽金属材の表面に C F R P材を 1 0； m以上、 5 0 0 ;a m以下の厚みの接着剤甩を介して接着した様造材であって、胲金属材と該 C F R P材の間の接着剤層の体積固有抵抗が 1 X 1 0 ¹³ Ω · cm以上であリ、かつ室 Sにおける接着強度が 1 5 M P a以上であることを特徴とする軽金属 Z C F R P製樣造部材である。

前述したように、楫造部材としての機械物性を発現させて、かつ電食を防止するには、軽金属と C F R Pの間に一定厚みの接着層を確保する必要がある。さらに、電食は接着剤層に吸湿された水分が電気的な回路を形成することで生じるものであるから、接着剤層自体の吸湿時の絶縁性がある値以上であることが必要である。すなわち、接 ¾剤展自体の体積固有抵抗が一定値以上であることが必要である。さらに、吸湿時の体積固有抵抗値が一定水準以上であることがより好ましい。

さらに、発明者らが新たに見いだした事実として、樣造材の電食の多くは、界面の接着強度が不十分であるために引き起こされる。すなわち、接着強度が一定レベル以下であると、界面に作用する高い応力によリ接着剤層中には電食のパスとなる微視的なマイクロクラックが発生する、およびあるいは、接着強度が一定値以下であると、接着界面で電食の媒体である水分の停留塌所となる微視的な局所剥離が発生して、電食を引き起こす。従って、様造材の電食の防止には、接着強度が一定水準以上でなくてはならない。すなわち、絶緑性と接着強度を両立させて初めて、電食のない信頼性の高い樣造材としての実用化が可能となった。前述した、特開昭 6 1 — 6 0 7 7 2の技術では、接着剤層の厚みが制御されていないことと、金属板と C F R Pは十分強固に接着されていない（特開昭 6 1 - 6 0 7 7 2では接着強度は 7 6 kg/mm² ) ため、高湿、高湿となる実環境下で樣造材は電食することになる。図面の簡単な説明図〗は本発明の実施態様に係る平板状部材の概略図である。

図 2は本発明の実施態様に係る I ビ一厶状部材の概略図である。図 3は本発明の実施態様に係る口の字ビ一厶状部材の概略図である。

図 4は本発明の実施態様に係る柱状部材の概略図である。

図 5は本発明の実施態様に係る中空方形衝擎吸収部材の概略図である。

図 6は本発明の実施態様に係る他の中空方形衝搫吸収部材の概略図である。図 7は本発明の実施態様に係る I字断面衝搫吸収部材の概略図である。

図 8は本発明の実施態様に係るフォ一厶充填衝搫吸収部材の概咚囪である。図 9は本発明の実施態様に係る円管状衝擎吸収部材の概略図である。

図 1 0は本発明の実施態様に係る複数の接着剤塗布方法例図である。

図 1 1は本発明の実施態様に係るシャルビー衝牮試験法の概略図である。

図 1 2は本発明の実施態様に係るコーナーに丸みを有する衝擎吸収部材の概略図である。符号の説明

1 ：軽金属 Z C F R P楫造部材 2 ：軽金属材（アルゥムなど）

3 ： C F R P材 4 ：接着剤層

4 - a ：接着剤 A 4 - b ：接着剤 B

5 ：フォ一厶材 6 ：コーナー部発明を実施するための δ良の形態本発明で軽金属とは、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシゥ厶合金などからなる軽金属材を意味し、軽金属 Z C F R Ρ構造材（ 1 ) とは、かかる軽金属（ 2 ) と炭素繊維強化樹脂（ C F R Ρ ) 材（ 3 ) と接着剤層 ( 4 ) とからなる（図 1 ) 。

まず、本発明の最も重要な構成要素の一つである接着剤屠（ 4 ) であるが、単に、軽金属と C F R Ρを結合するものではなく、樣造材の構成要素の一つとして存在するものであリ、軽金属と C F R Ρ間の電食を防止する役割を担うと同時に. 様造材として機能するため（後述する強度ゃ衝擎エネルギー吸収特性を発現させるため）の金属材と C F R Ρ間の荷重伝達の役割も担うものである。接着層の厚みは、 1 0〜50 0； mが好ましい。従来の考え方のように、接着層は薄ければ薄いほど好ましい（応力解析などで無視できる厚みである方が好ましい）というものではない。接着剤層の厚みが 1 0 m未満であると、特に樣造材が大型の埸合に、接着剤の塗布されていない領域が生じる可能性があり、そこで後述の電食が生じる可能性があるからであリ、 50 Oy mよリ大きいと厣肉にするための工数がかかり、高価となるためである。ょリ好ましくは、接着剤層の厚みは、 2 0〜5 00 zm、さらに好ましくは 50〜 5 0 O^amである。

尚、接着剤甩の厚みは、光学顕微鏡で 5 0〜 1 00倍に拡大して断面観察することによリ求めることができる。厚みがバラック時には、任意に抽出した 1 0箇所の平均厚みを厚みとする。

接着剤屠の厚みは公知のあらゆる手段で調整することができる。例えば、、接着剤の粘度と加圧のタイミングで調整したり、後述するように、接着剤に熱可塑性の樹脂を混入したりして調整することができる。さらに具体的には、 50 0〜 2 0 0 0ボイズの粘度において面圧 0. 00 1〜0. I M P a程度の圧力をかけて接着させる。後述するように、予め必要量の接着剤を塗布しておいて、加圧時に接着剤が流出しない程度に加圧することでも屠の厚みを確保できる。また、加圧時に変形しない必要厚みのスべ一サを軽金属と C F R Pの間に挿入することも可能である。またそのスぺ一サー自体が、電気絶緣性の補強織锥尾であってもよい。すなわち、接着剤層自体が、優れた接着性能を有する限りにおいて、絶緣性の F R P層であっても良いのである。

また、上述したように、電食は、軽金属と C F R Pの間に微視的な電気回路が形成されることによリ生じるため、接着剤; gには、体積固有抵抗値が 1 X 1 0，³ 以上であることが必要である。体積固有抵抗値はいくら高くても良いが、実用的に可能なのは 1 X 1 0 " Ω ■ cmくらいである。一方、同時に、室温における接着強度が 1 5 M P a以上必要である。

ここで体積固有抵抗は J I S K 6 9 1 1 によリ測定することができる。既に接着接合された部材の接着屠の体積固有抵抗も、 C F R P屠を剥がしたり、削り取って、アルミニウム材に接着層が付着した状態で J I S K 6 9 1 1 に準じて測定することができる。なお体積固有抵抗が、 1 X 1 0 '³ Ω ' c m未満であると、後述する吸湿時に電食を引き起こす電気的な回路が形成されやすく、 1 X 1 0，⁷ Ω · c m以上であると、接着剤自体の組成が褀雑となって髙価なものになる。より好ましい範囲としては、 1 X 1 0" 〜 1 X 1 0 ¹⁷ Ω ■ c mである。

接着強度は」 I S K 6 8 5 0で測定できる。既に接合された部材の接着強度も、接着部を残すようにして、 C F R Pおよび Zあるいは軽金属部を削リ取って、 J I S K 6 8 5 0に準じて測定することができる。また、室通とは、 2 1 で〜 2 6 °Cの範囲内をいう。

接着強度が 1 5 M P a以上である理由は、上記した、長期使用時の、マイクロクラックの抑制と微視的剝離の抑制、および機械物性発現のためであるが、より好ましくは、 2 0 M P a以上である。

さて、接着剤は吸湿することで体積固有抵抗が低下する傾向にあるので、より好ましくは、吸湿時の体積固有抵抗が 1 X 1 0³〜 1 X 1 0^{1 S} Ω · c mである。 1

X 1 0 ⁹ Ω - c m未満であると、吸湿時に電食を引き起こす電気的な回路が形成されやすく、 1 X 1 0¹⁵ Ω · cm以上であると、接着剤自体の組成が複雑となって高価なものになる。より好ましい範囲としては吸湿時の体積固有抵抗は 1 X 1 0 ^{1 £)} 以上、さらにより好ましい範囲としては、 1 X 1 0" Ω · cm以上である。尚、吸湿時というのは、接着剤を 6 0で、相対湿度 8 5 %の環境下に 4 0 日暴露した状態をさし、上記体積固有抵抗と同様に、 J I S K 6 9 1 1 によリ測定することができる。既に接着接合された部材の接着; Sの体積固有抵抗も、 C F R P Sを剥がしたり、削り取って、アルミニウム材に接着層が付着した状態で」 I S K 6 9 1 1 に準じて測定することができる。

尚、接着強度は吸湿により低下する傾向にあるが、吸湿時には接着剤が柔らか <なって伸度が大きくなるため（応力は小さくなるので》電食の原因の一つであるマイクロクラックは発生しにくくなるので、吸湿時の接着強度は 9 M P a以上であることが好ましい。より好ましくは 1 4 M P a以上である。また、構造材は直射日光などを受けたり、火気を使用する環境下など高湿条件下で使用される。温度上昇とともに接着剤は軟化する（伸度が大きくなる〉傾向にあるため、 6 0での S度下でも接着強度は 8 M P a以上であることがさらに好ましい。本条件を満たすことで、温度変化 · 湿度変化の激しい棵造材における長期の電食防止がさらに確実となる。

さらに、本条件を満たすことで、電食だけではなく、高温における振動減衰性能、衝擎特性などの物理特性も安定することになリ、より信頼性の高い樣造材となる。

次に、上記性能を満たす接着剤とは、主成分として、フエノール系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、ポリベンズィミダゾール系、アクリル（ S G A ) 系, レゾルシノール系、ユリア系、アクリル酸ジエステル系、シリコン系、メラミン系などの熱硬化性の接着剤、およびポリアミド系、アクリル系（ P M M A ) 、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系、、ポリビニルアルコール、ポリビニルァセタールなどの熱可塑性接着剤、ポリサルファイド、シリコンゴ厶、ブタジエン —スチレンゴ厶（ S B R ) 系、クロロプレンゴム系、などのエラス卜マー系接着剤、などである。

これら接着剤のうち異なるグループの組み合わせであるァロイ型の接着剤も好ましい。具体的にはエポキシ一ナイロン、エポキシーフ Iノリック、エポキシ一ポリサルファイド、クロ口プレンーフエノリック、二トリルーフエノリック、ビ二ルーフエノリック、ビニルァセタールーフエノリックなどである。

上杞接着剤の中でアルミニウムと F R Pの接着に特に好ましいのは、エポキシ樹脂、フ： cノール樹脂、ポリアミド樹脂、などである。中でも、エポキシ樹脂にエポキシシランなどのシランカップリング剤を 0 . 3〜 1 . 0重量部混合したものは、接着強度を 1 5 M P a以上にできるので好ましい。

また、フエノール系接着剤は難燃性であり、楫造材が建築用途、自動車、鉄道車両用途などで難燃性が必要とされる塌合に好ましい接着剤である。

また、吸湿時の体積固有抵抗を上杞範囲内とするには吸湿時の体積固有抵抗の大きなポリアミド、塩化ビニル、ポリスチレン、 A B S樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂を、例えばエポキシ系接着剤に混合することで吸湿時の体積固有抵抗を上普己の範囲内に調節することができる。この塌合、好ましい混合する熱可塑性の樹脂の形態としては、粒状、粉末状、不織布状、織物状、メッシュ状が挙げられる。これらの形態とすることで接 ®剤展の厚みも調節することができる。

また、吸湿時の体積固有抵抗を大きくする他の手段として、エポキシ樹脂にシリカ粒子、アルミナ粉、カラス維維粉など 2種以上のほぼ同一粒径を有するを無機物を混入することも好ましい。具体的には、 2次粒径が 5 / m〜5 0 ; m程度のシリ力粒予、粒径が 1〜 1 0 0 u mのアルミナ粉、維雜長さが 1 0〜5 0 > mのガラス織維粉などである。上記範囲内とすることで、接着剤層中で異種の粒子同士が相互作用によりほぼ均一に混ざり合い吸湿した水分は接着層内を複雑に移動することになリ、吸湿時の電食防止効果がより向上するからである。混入する無機物の量としては、アルミナ粉の埸合は 2〜8重量％、ガラス繊維粉の塌合は 0 . 5〜3重量％、シリカ粒子の塌合は 3〜〗 0重量％である。また、無機物の添加は、接着剤層の酎熱性を向上させる効果も合わせ持つ。

接着剤の物理的形状としては、水溶液形、溶液形、ェマルジヨン（ラテックス）形、無溶剤形、固状形、テープ形が挙げられる。

水溶液系とは合成樹脂などを水に溶解させた形状の接着剤で、ユリア系、フエノール系、ポリビニルアルコール系などがある。

溶液系とは有機溶剤に合成樹脂やエラストマ一を溶解させたもので、スプレー塗布が可能な低粘度のものから、コ一キングガンで塗布する高粘度のものまでをさす。

ェマルジョン形とは合成樹脂やエラス卜マ一を界面活性剤の力を借りて水に微粒子分散させたものである。

無溶剤系とはモノマーやオリゴマ一を化学反応により硬化させて接着被膜を形成させるように設計したもので、有機溶剤を含有しない特徴がある。

固状形とは粉末状、塊状、ひも状、フイルム状接着剤などを指し、熱融着して使用するホットメルト接着剤である。

テープ形とはテープ状に加工された接着剤で、粘着形とヒートシール形がある。接着面が凹凸に富む埸合にはペースト状のものがょリ好ましく、接着面積が大きぃ塌合などにはフィル厶状のものが好ましい。

上記液状接着剤は、一液型であったリ、二液以上の混合型であったりする。接着剤の硬化条件は、常沮硬化、加熱硬化、エネルギー照射硬化型のものから選ぶのが好ましい。常 a硬化型にはエポキシ系ゃゥレタン系接着剤に代表される付加重合型接着剤、触媒硬化型接着剤、シァノアクリレート系ゃウレタン系接着剤に代表される湿気硬化型、嫌気性接着剤、アクリル系やマイクロカプセル形接着剤に代表されるラジカル重合型接着剤などがある。

常通硬化型接着剤は、硬化時に生じる熱残留応力が加熱硬化型接着剤よリ小さくできるため、接着強度を大きくできるメリッ卜がある。特に、残留熱応力は、樣造材の端部において（応力集中により）高くなるため、端部から微視的なクラックゃ剥離が進行して電食が進行する可能性があリ、硬化通度を低滅することで酎電食性を向上させることができる。アルミニウムと一方向 C F R P とでは、スチールと一方向 C F R Pよりも 4倍以上の熱膨張係数差があるため、室沮硬化型接着剤を使用することで、電食防止効果をよリ向上させることができる。

加熱硬化型のものとしては、ホットメルト接着剤に代表される溶融冷却型の接着剤、エポキシ系やウレタン系接着剤に代表される付加反応型の接着剤、ナイ口ン系ゃ電磁锈導形接着剤に代表される高周波加熱型接着剤がある。エネルギー照射硬化型には、ァクリル系ゃエポキシ系接着剤に代表される紫外線照射型接着剤、ァクリル系接着剤に代表されるレーザ照射型接着剤、ァクリル系接着剤に代表される電子線照射型、感圧型、再湿型などがある。具体的な加熱 S度としては、前述の 6 0 における接着強度を確保するために、 8 0で以上に加熱、好ましくは 1 0 0度以上に加熱することが好ましい。

さらに、樣造用途には、粘接着剤と呼ばれる粘着で瞬間接着し硬化反応を伴つて接着に転化する半個体状の接着剤も好ましい。バイオ接着剤と呼ばれる海洋性タンパク質ゃ動植 ½のタンパク質から油出した成分よリなる接着剤は生分解性などが望まれる分野では好ましい。

接着剤の塗布は、簡易塗布具であるヘラ、ハケ、棒、注射器、油差し、及びハンドローラ、タンク付きローラ、ロールコ一夕などのローラ類、及びコーキングガンゃシーラントガンなどのシリンダガン方式、及びフローガン、フローブラシ、スプレーガン等の加圧タンク方式、及び圧送ポンプ（プランジャーポンプ）方式のフローガン、スプレー力"ン、及びフローコ一夕、二液混合圧送装 Hなどを使う。塗布の形状は点状、線状、带状、ベた状のいずれでもよい。塗布は連続作業、準連続作業、非連続作業のいずれであってもよい。

このうち、好ましい塗布法としては、厚みの均一性、接着剤の量のコントロ一ルが容易で、電食防止に効果的なものは、フローガン、フローコ一夕などの計量コントロールが可能な自動装置である。

次に、本発明でいう軽合金とは、アルミニウムやマグネシウムおよびその合金等の比重が 3. 0 g/cm?以下の金届のことである。好ましい合金は、アルミニウム艾はアルミニウム合金であり、代表的には、形材、板材、管材などの棒状体、筒状体、および板状体である（図 2、図 3、図 4 ) 。

アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下単にアルミニウムという）とは、特に限定されるものではないが」 I Sで定義されるところの〗 0 0 0系から 80

0 0系もの全てが挙げられる。密度は 2. 5g/cm³〜2. 8 g/cm³の範囲内で、弓単性率は 6 5 G P a〜7 7 G P aの範囲であることが好ましい。 1 0 00系である純アルミは成形性と酎食性に優れ、 2 0 0 0系である Al-Cu(-Mg) 合金は強度、靱性に優れる。 3 0 0 0系である A卜 Mn合金は成形性に優れ、 40 00系でぁる八1- Si合金は高強度を特徴とする。 5 0 00系の Al-Mg合金は成形性に優れ、 6 0 0 0 系の Al-Mg-Si合金は強度、靱性、成形性、酎食性いずれにも優れる。 7 00 0系の Al-Zn(-Mg)は強度と靱性に特に優れる。形材用としては強度、耐食性に優れる A卜 Mn系合金の 3 00 5、 3 1 0 5や、陽極酸化後の外観がやや白っぽくなる 1 1 0 0、 1 2 0 0純アルミが使用される。また、代表的な押し出し合金である 6 0 6 3も複雑な断面形状の形材をうるには適した材料である。

尚、本発明でいうアルミニウム形材とは J I S規格 H 4 1 0 0、 4 1 8 0でいうところの押し出し形材（ソリツド形材、ホロ一形材）は勿論のこと、 J I S規格の H 4 08 0、 H 4 1 8 0でいう押出管（ポートホール押出管、マンドレル押出管）、 J I S規格 H 4080でいう引き抜き管、 J I S規格の H 404 0、 Z 3 2 3 2でいうところの押し出し棒、引き抜き棒、引き抜き線を含むのは勿論のこと、 J I s規格以外の長尺のビーム状部材（パイプ、角パイプ、アングル、チヤンネソル、 C型、 T型、 I ビー厶、平板、バー、支柱、挤材など）、棒状の展伸材、板材、鑲造および鍛造により成形した棒状、筒状、柱状の形材、長手方向にテーパを持つ形材、長手方向に不連続な突起を持つ形材、孔を有する形材なども含む。

サイズとしては、幅および高さ（板状体においては厚み）は大凡 1 m m〜 5 0 O m m、長さは 1 0 c m〜 3 0 m程度のものをさす。使用する際にはこれらサイズの形材を切断、接合結合して使用することもできる。

尚、前述の接着強度に関して、軽金属の表面には、機械的あるいは、化学的な表面処理を施すことが好ましい。アルミニウムの塌合、表面は通常前処理とよばれる J I S K 6 8 4 8に S己載されている表面処理が好ましい。

具体的な例としては、アルミニウムの表面を研磨し、洗浄する。研磨は、研磨紙（サンドぺ一パ）、パフ、ベルトサンダー、サンドブラス卜、ワイアブラシ、高圧液体の噴射により行う。洗浄方法には静止、攒拌あるいは超音波を当てながらの浸せき洗浄法、スプレー洗浄法、蒸気浴洗浄法、ふき取り洗浄法などがある。洗浄に使用する溶剤にはアセトン、 M E K、脱塩水、イソプロピルアルコール、トリクロルエチレン、トリクロ口トリフロロェタン、水溶性洗浄剤などを使用する。特に強い接着強度を得るためには、重クロ厶酸ナトリウムと濃硫酸と水からなる処理液中に化学処理をすることが好ましい。この際、処理浴沮度は高温にするとより効果的に処理が行える。また、クロム酸中で 1 0〜 3 0ポルトの電圧をかけて 3 0〜 5 0分賜極酸化処理することも好ましい。また、リン酸ァノダイズ法と呼ばれるリン酸浴中で〗 0〜 2 0ポルトの電圧をかけて 1 0〜 3 0分陽極酸化処理する方法も非常に高い接着強度が得られる化学処理法の一つである。さらに、より高い接着性能を得るには、パークロルエチレン中で蒸気脱脂し、アル力リ洗浄した後、水洗、デォキシダイズ処理、水洗、リン酸ァノダイス'処理、水洗、加熱乾燥、プライマ一処理することが好ましい。

また、アルミニウム表面に 3 ; ιτ！〜 4 0 >a rnの酸化皮膜を形成して、導電性を低下させることも、 C F R P表面との電気腐食を防止する上で効果的である。具体的な処理としては、陽極酸化によるバリアー型被膜とポーラス型被膜が挙げられるが、好ましいのは、皮膜厚みを厚くできるポ一ラス被膜が好ましい。中でも被膜の厚みは 3 ya m〜4 0 mの範囲内であるポ一ラス型被膜が好ましい。さらに好ましくは、ポーラス型被膜はシユウ酸被膜、ホウ酸アンモニゥ厶皮膜、リン酸被膜、クロム酸皮膜であることが好ましい。このうち、最も好ましいのは皮膜が樣造的に規則正しいシユウ酸皮膜、または、微細孔の極めて少ないホウ酸アンモニゥム皮膜である。

シユウ酸皮膜は、例えば、シユウ酸港度 2〜6 %中の電解液中で、 S度 2 0〜 3 0で、電流密度 1〜4 A /dm2の降極酸化処理により形成することができる。ホゥ酸アンモニゥ厶被膜は、例えば、ホン酸アンモニゥ厶港度 4〜6 %中の電解液中で、温度 8 0〜 1 2 0 °C、電圧 1 0 0〜 2 2 0 Vの暘極酸化処理により形成することができる。

また、アルミニウムの表面には、ブライマーと呼ばれる接着剤と同系統の樹脂 (例えば、エポキシ樹脂系接着剤を使用する埸合は、エポキシ樹脂を主成分とするプライマー）を塗布して、接着剤塗布前に半硬化または硬化させておくことも好ましい。この場合、プライマーの厚みも接蒲剤； Sの厚みとみなすことができる _c 尚、実施例に示す衝擎エネルギー吸収性能を向上させるためには、 2 0 0 0番台、 5 0 0 0番台、 7 0 0 0番台のアルミニゥむ合金が好ましい。また、衝搫ェネルギー吸収量を増加させるためには、 1 0 0 0番台、 6 0 0 0番台、 7 0 0 0 番台のアルミニウム合金が好ましい。

また、形状としては、中実物よりは、中空状の方が軽量化ができて好ましい。後述するように、衝擎エネルギー吸収部材の埸合には、中空であることが極めて好ましい。また、中空状の方が電食の進行具合を内部から検査できるというメリットもある。さらに、中空状の形材は成型コストも安価であるため大量に使用する樣造体として特に好ましい。

次に、本発明でいう炭素繊維強化樹脂（ C F R P ) ( 3 ) とは、少なくとも炭素維維を含む補強維維と樹脂からなリ、軽金属の弱点である剛性 · 強度を向上させる機能、衝撃エネルギー吸収性能を向上させる等の役割を果たす。

炭素繊維とは、ポリアクリルニトリル繊維やピッチを原料として、酎炎化、炭化/黒鉛化工程等を経て製造されるいわゆる炭素繊維（グラフアイト撖維とも呼ばれる）のことで、単镞維の直径は 5〜 1 Oyumで、高強度タイプのものと、高弾性率タイプのものが市販されている。一般に、崁素羝維は、単維維（モノフィラメント）を数千〜数十万本単位に束ねたス卜ランド形態で使用する。

本発明においては、攩造材としての強度と弾性率のバランスのよい、弾性率が 200〜500 G P a、引張強度が 2. 2G P a〜 1 0G P aの範囲の P A N系の炭素維維が好ましい。中でも引張強度は 3. 5 G P a〜 1 0 G P aのものが罨食した埸合でも、電食時の残存強度を確保するという意味でよリ好ましい（電食した場合でも樣造材が即座に破壊するとがない）。さらには引張強度は 4 G P a 〜 1 0 G P aであると後述する衝擎エネルギー吸収上もよリ一屠好ましい。本発明においても、崁素繊維はストランド形態及びス卜ランドを束ねた口一ビング形態で使用するが、特公平 1一 272867号公報に示されている測定方法で得られるストランドの毛羽が 30個 Zm以下であることが好ましい。毛羽がこれ以上であると、成形中に糸切れが発生し、その糸が C F R P表面に浮き出てきて、思わぬ電食の引き金になりかねないからである。また、毛羽が多いと長尺の構造材も得にくくなる。

また、本発明の C F R Pを樣成する樹脂は、エポキシ樹脂、フノール樹脂、ベンゾ才キサジン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、 A B S樹脂、ポチプチレンテレフ夕レート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート等の樹脂などの熱可塑性樹脂も好ましい。本発明においては、耐電食性は、接着剤展で確保するものであるが、 C F R P自体の吸湿性を小さくすることも電食の抑制に役立つ。具体的な目安としては、 C F R Pの樹脂の吸水量は、 1 0%以下であることが好ましい。樹脂の吸水量は、樹脂自体を 70°Cの水中に 7日間漫滾させることで測定したリ、 C F R Pを同様に 70°Cの水中に漫漬して、炭素綣維との重量比から計算により求めることができる（炭素繊維の吸水量はゼロと仮定してよい）。

上記樹脂の中では、後述の引き抜き成形性に適し、かつ、酎薬品性、射候性などに優れるエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂とビニルエステル樹脂が樣造材として好ましい。また、フ： Lノール樹脂、ベンゾォキサジン樹脂も難燃性に優れ、燃焼時の発生ガスも少なく建材、建築用に好ましい。衝擎時に C F R Pの強度を発現させて、衝轚エネルギー吸収性能を向上させるにはエポキシ樹脂が ¾も好ましい。

上記樹脂には、例えば、リン酸エステル、ハロゲン化炭化水素、酸化アンチモンゃホウ酸亜鉛、含リンポリオール、含臭素ポリオール、四塩化無水フタル酸、四臭化無水フタル酸のような公知の難燃剤を配合して難燃性を付与してもよい。その塌合、樹脂の燃焼時に、これら難燃剤から人体に影響を与えるガスが発生することがあるので、難燃剤の配合 Sは適量に制限すべきである。

尚、補強維維には、炭素維锥以外の非導電性の補強雄維を含んでいると電食防止上好ましい。但し、炭素綣锥以外の強化繊維の畳は炭素繊維の軽畳、高剛性 - 高強度等の特徴を妨げないために、炭素維維の重量よリも少ないことが好ましい。炭素繊維以外の非導電性の補強繊維としては、ガラス繊維、ァラミド維維、ナイロン維維、ポリエチレン緻維などの合成繊維があり、これらの長繊維、短繊維、織物状、マツト状にしたもの（あるいはこれら形態の混合）などを樹脂中に規則的または、不規則的に配置させることもができる。また、炭素繊維を非導電維維でカバリングしたものも好ましい。

これら補強繊維の中で、ガラス繊維は安価で、圧縮/引張の強度バランスが良いので好ましい。尚、ここでいうガラス總維とは、二酸化珪素（S i 0₂ ) を主成分とするいわゆる E力'ラス、 Cガラス、 Sガラスなどの橄維状ガラスのことで、羝維径は 5〜2 0 m程度のものを指す。ガラス繊維からなる厚さ 1 0 m〜 1 0 0 m程度のスクリームクロスと呼ばれるクロスを、軽金属との接触面に配置させると、耐電食性は著しく向上する。また、ガラスマットも酎菴食性を向上させるとともに、炭素蛾維の摸傷の伝播を止めることができ、成形時の樹脂の含漫性を向上させ、強化維維間の残留応力を緩和させる。また、ガラスマツ卜は酎衝擎性の向上にも役立つ。

C F R P (あるいは炭素繊維以外の補強維維を含む埸合もある）の成型法としては、プルトル一ジョン法（引き抜き成形法）、プルワインド法、フィラメントワインド法、ハンドレイアップ法、レジントランスファ一モールディング（ R丁 M ) 法、 S C R I M P法等、公知のあらゆる成形技術を用いることができる。中でも、崁素繊維を含む繊維束を樹脂を含滠させながら一体成形する、引き抜き (プルトル一ジョン）成形法、プルワインド成形法を用いることが経済的である, これらの埸合、炭素繊維のモノフィラメントを 3 0 0 0〜 2 0 0 0 0 0本をェポキシ樹脂、フ Xノール樹脂、ポリアミド樹脂あるいはポリウレタン樹脂等でサイジングした炭素維維のトウを複数本引きそろえて成形すると、作業効率よく高品質の一方向性 C F R Pが得られて好ましい。

また、少量の生産や複雑 Z特殊な棵造に対しては、ハンドレイアップ法が適している。前記のハンドレイアップ法ゃ才一トクレーブ法では、炭素繊維のトウをエポキシ樹脂ゃフ Xノール樹脂等の樹脂を含浸したプリプレグを用いると作業効率よく高品質の一方向性 C F R Pが得られて好ましい。

さて、本発明の軽金属 Z C F R P様造材は、酎電食性能を著しく向上させるものであるが、特定厚みの接着剤屠と接着強度を確保したために、電食防止以外の新たな効果も発現する。具体的には、単に軽金属と C F R Pを接着した埸合よりも、曲げ強度と衝搫吸収エネルギー特性が向上する。具体的な用途としては、土木 · 建築部分野および自動車、船舶、車両、航空機等の強度部材と耐衝擎部材が適している。

土木 · 建築用様造材とは、木造、鉄骨、セメントモルタル、レンガ作りの個人用家屋はもとより、鉄筋コンンクリート作りの大型ビル、高厣建築ビル、化学ェ埸などのェ埸、倉庫、車庫、袅業用のビニールハウスや園芸ハウス、ソーラーハウス、歩道橋、電話ボックス、移動式の簡易トイレ/シャワー室、ガレージ、テラス、ベンチ、ガードレール、広告塔、小屋、ペット小屋、テント小屋、物置、プレハブ等の小型 · 簡易建物等あらゆる建造物に使用する部材をさす。

形材の使用箇所としては、ビルの屋上の貯水槽の補強材、ダクト補強材、ブール材、ドアや窓の枠（いわゆるサッシ）、軒の桟、天井や床の梁、敷居、間仕切リ材、側壁材、鴨居、支柱、部屋を仕切るためのパーティションの枠、雨樋、足埸等々、多種多様である。

自動車 ' 車両用耩造材としては、自動車の車体、各種フレーム、サブフレーム、各種ロッド、バンパー、バンパー補強材、インパクトビ一厶、サイドビー厶、サイドビラ一などにも広く適用が可能である。また、電車やトラックの車両 · 車体、その他フレームにも適用できる。航空機樣造材としては、主翼、尾翼、プロベラなどの翼、胴体などである。

上杞樣造体用途においては、 C F R P材で軽金属材の表面全体あるいは一部を覆うか（図 2 〉、あるいは軽金属材の中空部や溝内部に挿入する様な形で接合する（図 3 ) ことで、軽金属単体である塌合よりも、強度、および Zあるいは衝擎エネルギー吸収性能を大幅に向上させた強度部材および/あるいは衝撃エネルギ一吸収部材とすることができて、極めて実用的な樣造材となる。

軽金属材がアルミニウム形材で、アルミニウム Z C F R P製の強度部材の埸合， C F R Pの厚みは 1 / 5 0以上、 1 Z 2以下であることが好ましい。この範囲内で Sも効率よく補強効果が発現するからである。

また、炭素維維は、弾性率が 2 0 0〜5 0 0 G P a、引張強度が 2 . 2 G P a 〜 1 0 G P aの範囲の P A N系の炭素繊維が好ましい。さらには引張強度は 3 G P a〜8 G P aであると妤ましい。炭素繊維は、アルミニウム材の剛性を必要とする例えば形材の長手方向（長手軸となす角度が土 1 5度以内）に主として配列する。炭素橄維以外の撖锥（ガラス維維、ァラミド橄锥、合成蛾維等）を含む場合には、炭素羝維以外の強化繊維の量は炭素繊維の高剛性を妨げないために、炭素維維の重量よリも少ないことが好ましい。

樣造材の剛性強度は、長手方向に配列する炭素雄維の割合が大きいほど大き〈なるが、軽量化効果、強度 Z剛性 Z強度の向上効果、クリープ性能、経済性などのバランスを考慮すると、強化繊維に占める長手方向に配列する炭素維維の体積含有量は 5〜5 0 %であることが好ましい。

さらに経済性を考慮して設計すると、 C F R P材は長手方向にも部分的に存在することがある。強度および剛性を Sも効率よく向上させるには、 C F R P層は形材の表面に配することが妤ましいが、意匠上の都合、作業性等の点から表面近傍に配してもよい。

尚、 C F R P部分が部分的に存在（偏在〉する埸合には、接着剤は室温硬化夕イブのものが好ましい。電食防止効果は勿論のこと、加熱硬化タイプで生じる冷却時の熱収縮による C F R Pが偏在する箇所での形材の反りも低減することができるからである。 C F R Pと軽金属材を対称にして見かけ上のソリをなくすのも一法であるが、室温で接着させると厶ダな材料を使用することなく、よリ経済性に優れる榱造材となる。

一方、軽金属がアルミニウム合金で、アルミニウム形材と C F R Pからなる衝擎エネルギー吸収部材の塌合、 C F R Pの厚みは 1 Z 1 0 0以上 1 Z3以下であることが好ましい。この範囲内で経済上の補強効率が δも良くなるからである。また、軽金属材は、中空形材であることが好ましい（図 5、図 6 ) 。

また、上 Κした炭素雉維および/またはそれ以外の補強撖锥を用いた C F R Ρ は弾性率がアルミニウムよリ高い 1. 00 <3 P a以上 5 0 0 G P a以下であることが好ましい。 C F R Pの弾性率を上言己範囲とするには強化娥維である炭素橄維は強度と弾性率のバランスのよい、弾性率が 2 0 0~5 0 0 G P a , 引張伸度が 1 . 5%以上 3. 5%以下、より好ましくは 2. 2%以上、 3. 5%以下である範囲の炭素蛾維が好ましい。

また、 C F R Pの引張強度も重要で、アルミニウムよリ高強度である 1 . 0 G P a〜 1 0. 0 G P aのものが好ましい。さらに、引張強度は 2. 5 G P a〜8 G P aであるとよリー屠好ましい。

本範囲内であると、衝擊時に生じるアルミニウムの ¾裂が防止できるからである。アルミニウムの亀裂は、雨水などの侵入口となり、樣造体全体の破壊や電気系統の破損に繋がる可能性がある。衝擎後には部材を即座に取リ替えるのが通常であるが、本発明の部材とすることで、衝搫後も取り替えを急ぐ必要はなく、都合の良い時期に部材の取り替えを行えばよい。

なお、 C F R Pの弾性率は次式でほぼ決まる。

C F R Pの弾性率 =炭素繊維の弾性率 X炭素繊維の体積含有率

C F R Pの弾性率、伸度、強度は A S TM D 30 39によリ測定することもできる。

また、 C F R Pの厚みは、アルミニウムまたはアルミニウム合金製形材の高さに対し 1 / 100以上、〗 Z3以下であることが好ましい。この範囲内で経済上の補強効率が最も良くなるからである。

炭素維維は形材の長手方向（長手軸とのなす角度が土 1 5度以内）に主として配列するが、崁素钹維以外の繊維（ガラス繊維、ァラミド橄維、ポリエチレン撖維等）を含んでいてもかまわない。炭素蛾維以外の強化橄锥の量は炭素繊維の高剛性を妨げないために、炭素繊維の重量よリも少ないことが好ましい。衝擊エネルギー吸収部材の埸合も、経済性を考慮して設 S+すると C F R P材は長手方向にも部分的に存在していて差し支えない（図 7 ) 。

また、電食同様、衝牮特性を効率的に発現させるためには、接着強度（引張剪断強度）は 1 5 M P a以上 5 0 M P a以下とすることが好ましい。

これよリ接着強度が低いと衝搫時の応力がアルミニウムと C F R Pの間で伝達されず衝搫吸収エネルギーは著しく向上しない場合がある。逆にこれよリ高いとアルミニウムあるいは C F R P内に発生した亀裂（クラック）が断面全体に伝播しゃすく、やはり衝擎吸収エネルギーは著しくは向上しない塌合がある。より好ましくは 1 5 M P aから 3 5 M P aである。また、後述するように、 2種以上あるいは異なる表面処理を施すなどして接着強度が上杞範内で不均一になるようにコントロールする塌合には、接着強度は接着の強い箇所、弱い箇所を平均した強度がここでいう接着強度に相当する（みかけ上の平均強度ということになる）。さて、衝搫特性は上記の条件で十分高いものとなるが、 C F R P と軽金属（例えばアルミニウム）を衝擎時に剥離させてさらにエネルギー吸収性能を向上させる手段として、アルミニウムと C F R Pの接着強度を不均一にさせることも極めて有効である。

すなわち、上記した接着材のうちの接着強度の異なる 2種以上の接着剤を用いて接着すると（図 1 0 ) 接着強度が均一でなくなることから、衝搫時に剥離が接着の低い箇所から発生して接着の高い箇所まで剥離が進展して剥離によるエネルギーを吸収する。また、剥離することで、繰り返し衝擎における破断の原因であるクラックの伝播がその箇所で止まることもあるため、酎繰リ返し衝擎性能も向上する。

2種類以上の接着剤の代わりに、上 ϋ己したサンドプラスト処理などのアルミ二ゥ厶あるいは C F R Ρの接着面の表面処理を接着面全体に均一に施すのではなく、接着の強い箇所と弱い箇所が生じるように不均一な処理を施してもかまわない。この埸合は接詹剤は 2種以上でなく、 1 種でもかまわない。

なお、接着の強い箇所と弱い箇所は規則的に分布していてもかまわないし、ランダムに分布していてもかまわないが、部材の信頼性を向上させるには、分布は規則的がより好ましい。具体的には、接着の強い箇所あるいは接着の弱い箇所を格子状、メッシュ状、市松状、ストライプ状、スポット状に分布させる。 Sも好ましくは、強い箇所と弱い箇所の面積比率はほぼ半々であると好ましい。

接着剤の塗布には上記した用具を用いることもできるし、事前にフイルムなどへ塗布した接着剤を転耳する手法でもかまわない。また、ガラス繊維、有機繊維, その他フィラーなどを接着剤展中に含有させることでも接着剤強さを調節することができる。これらは、短繊維状、織布状、粒子状、粒状、顆粒状、メッシュ状. フィル厶状、フエルト状などいずれの形態でもかまわない。

衝擎特性だけであると、接着剤屠の厚みは 5〜 1 5 0 0 y mであることが好ましいが、電食ゃ強度とのバランスを考慮すると 1 0〜5 0 0 >a mである。厚みが 1 0 m以下だと電食の可能性があるからである。

さて衝擎吸収部材はアルミニウムの表面の一部または全部を C F R P材で覆つたものが代表的であるが、アルミニウム材の中空部や溝の内部に挿入する様な形で接着されていてもかまわない（図 8 ) 。勿論、 C F R Pはアルミニウム形材の長手方向全長に亘り配置する必要はなく、衝擎特性向上が必要な箇所に部分的に接着してもかまわない。

また、中空部にはフォー厶材ゃゴ厶材などを充填して、振動性能をコントロールしたり、外気の流入による水分や塵などの進入をコントロールすることができる。

ここでいうフォー厶材とはポリマーに揮発性または分解性発泡剤を添加して空気、窒素、反反応性ガスなどを吹き込んだセル状あるいはスポンジ状様造の発泡プラスチックや、電車や自動車の座席用クッションなどに使用される微細な泡を含むフォームラバ一、二酸化炭素などの気泡を含むかさ密度が 0 . 1〜0 . 6のフォ一厶ガラスを含む。

代表的な発泡プラスチックは、ポリウレタン、ポリスチレン、 A B S樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フ： Γノール樹脂、尿素樹脂、ェポキシ樹脂、ゲイ素樹脂、胙酸セルロース、ゴ厶を炭酸アンモニゥ厶、酸水素アンモニゥ厶、亜硝酸アンモニゥム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド類などの無機発泡剤、ァゾ系化合物、ヒドラジン系化合物、セミカルバジド系化合物、トリアゾール系化合物、 N—二トロソ系化合物などの有機発泡剤を添加して、射出成形、型物成形、押出成形、吹き込み成形、エンゲルプロセス、真空成形法によリ化学的に発泡させたもの、および液体の気化により物理的に発泡させたものがある。

中でも現塌施工できるポリゥレタンの発泡成形、フエノールの発泡成形は現埸施工できるという特徴がある。ポリウレタンの発泡成形は、ポリオール成分に水またはフレオンなどの発泡剤とシリコン系界面活性剤を添加したものに、イソシァネ一トと混合し成形する。

フエノールの発泡成形は、硬化反応の生成ガスを利用し、型内で成形することができる。フ： Lノール発泡材は酎熱性、断熱性に優れるという特徴がある。なお、フォーム剤にはジニトロソ一ベンタメチレン一テトラミンなどの発泡助剤を添加することがある。

またフォーム材は、コーナー部の C F R Pが何らかの原因で脱落してくることを防止する役割も果たしている。

また、衝擎吸収部材外面にも、意匠性や酎環境性の向上を目的としてフォーム材、ゴ厶材、塗料などを付与してもかまわない。また、衝擎吸収部材は棒状だけでなく、曲がりを有したり、接合用などの孔、溝を有していてもかまわない。特に、バンバ一補強材においては外観上の理由からも、ウレタンなどの高分子製力バーと組み合わせるとよリ効果的である。

また、本発明の衝擎吸収部材と他部材との接合には軽金属部分にネジをたてることで機械接合がよリ効果的に行えるし、他部材が樹脂の合には F R Pの樹脂部分を加熱融着させて接合することもできる。勿論、接着剤による接着接合やリベッ卜、ボル卜、ネジ接合も好ましい接合方法である。

なお、本発明の衝擎吸収部材において、部材のコーナー部に丸みをつけることでさらに衝擎吸収性能を向上させることができる（図 8 ) 。コーナーとは多角形断面における角のことで、この部分が鋭利であると衝擊時にコーナー部から亀裂が発生する埸合があるためである。コーナー部から ¾裂が生じると、衝撃吸収性能が低下する塌合があるとともに、亀裂によリ生じる金届破壊面は鋭利で安全上も好ましくない。また、コーナー部に丸みを付けることにより、組み立て工程で部材同士が接触した際などに生じる擦れ傷の発生が抑制でき、部材の衝 ¾吸収性能および意匠性を確保することができる。また、コーナ一部に丸みを付けることで部材の重畳を低滅でき経済上のメリツ卜も生じる。

コーナ一部分の丸みは部材の大きさにもよるが、半径 1 m m ~ 1 O m mであると通常の衝突体に対して上記の亀裂を発生させず、効果的である。

また、アルミニウム形材に対し C F R Pは必ずしも外面だけではなく内面に接着しても差し支えないし、外面の一部に接着しても差し支えない。 C F R Pを内面に配したり、一部に配することで外見上金属光沢を有する面が確保できるという特徴が出せる。

また、アルミニウム形材は矩形、方形断面にかぎらず、円形断面であっても勿論差し支えない。最後に、本発明のように、軽金属材と C F R Pを接着剤屑を介して接合した樣造材においても、通常の搆造材と同様、接合の目的、寸法の変更などの理由から、孔空け加工、切断などの機械加工を施すことが行われる。

この際、機械加工により創出された面では、炭素蛾維が露出するため、 C F と軽金属が水滴などにより電気的な回路を形成し、電食する可能性がある。また、機械加工を施さない塌合でも、 C F R P板の端面には接着剤が塗布されていないため、水滴が C F と軽金属とを電気的に短絡させる状態を作り出した塌合には、電食の可能性がある。

従って、本発明の構造体においては、 C F R Pの表面、特に炭素維維が露出している可能性が大きい端面を絶緣物で被覆しておくことが好ましい。本絶緣物は C F R P と軽金属を強く接着する必要はないので、前記接着剤はもとより、単なる塗料、撥水材、油剤、グリースなどであって差し支えない。代表的な塗料とは、エポキシ系、アクリル系、ウレ夕ン系の塗料などである。

機械加工面においても、加工後、塗料や撥水材、油剤などを塗布したり、水分が侵入しないように、シ一ラントゃコ一キング材を充填することも好ましい。また、軽金属の表面に酸化被膜を形成して、耐食性を向上させることも好ましい。具体的な処理としては、アルミニウム合金の塌合、 3 um〜4 0 mのシユウ酸被膜、ホウ酸ァソモニゥ厶皮膜、リン酸被膜、クロ厶酸皮膜である。実施例本発明の軽金届 ZC F R P製楫造部材の特徴を実施例によつて述べる。なお、条件、結果の大略は第 1 表及び第 2表にまとめた。実施例 1

厚さ 2 m mのアルミニウム板材（ 1 0 50系）の上下両面に、引張強度 3. 5 G P a、弾性率 2 3 0 G P aの炭素繊維を強化總維とするエポキシ樹脂マ卜リックス C F R P (炭素橄維の体積含有率 6 0%、単繊維繊度 6. 7 X 1 O's g/m、厚さ 1 5 0 ;um) を厚さ 5 0 v mの厚みの室 S硬化型エポキシ系樹脂（体積固有抵抗 1 X 1 0¹⁶ Ω c m ) を介して接着接合し、厚さ 2. 4 m mのアルミニウム ZC F R P形材を得た（図 1 ) 。

本形材を幅 2 5 m m幅に切断して、スパン 6 5 0 m mで 3点曲げ試験したところ、強度は 1 . 6 G P aであった。また、重 £は 1 5 0 g /mであった。

また、本形材を》調室（温度 2 3で、相対湿度 5 5% ) に 5年間放置したところ、電気腐食はまったくみられなかった。

さらに、本形材を屋外に放置したところ、 1 ヶ月後でも電食はみられなかった。本接着剤の吸湿時の体積固有抵抗は 2 X 1 0³Ω c m。 2 3°Cにおける接着強度は 2 0 M P aであった。比較例 1

厚さ 2 m mのアルミニウム板材（ 1 0 5 0系）の上下両面に、引張強度 1 . 8 G P a、弾性率 2 3 0 G P aの炭素撖維を強化繊維とするエポキシ樹脂マトリックス C F R P (炭素維錐の体積含有率 60%、単維锥繊度 6. 6 X 1 0^-5 g/m. 厚さ 1 50 m) を加熱硬化型のエポキシ系樹脂（体積固有抵抗 4 X 1 0¹³ Ω c m ) を介して両面加圧接着接合し、厚さ 2. 3 m mのアルミニウム/ C F R P形材を得た。本形材の接着剤の厚みは 3 >amであった。

本形材を櫂 25 mm幅に切断して、実施例 1 と同槺の 3点曲げ試験したところ、強度は 0. 9 G P aであった。

また、本形材を実施例 1 と同様にして屋外に 1 ヶ月放置したとことろ、電気腐食によリアルミニゥ厶と C F R Pが剥離した。本接着剤の吸湿時の体積固有抵抗は 5 X 1 0⁹Ω c m。 2 3°Cにおける接着強度は 1 1 M P aであった。実施例 2

厚さ 5 mmの 606 3アルミニウム合金板と厚さ 1 m mの炭素繊維強化ェポキシ樹脂成形板（炭素繊維の強度 4. 9 G P a、炭素緻維の弾性率 2 35 G P a、崁素維維の体積含有率 60%) をシランカップリング剤を 0. 4部添加した室温硬化型のエポキシ樹脂接着剤を用いて屑厚み 20 /mで接着させた。

J I S K 69 1 1 に準じて測定した本接着剤の体積固有抵抗は 4 X 1 0'⁵ Ω - cm, 吸湿時（S度 6 5で、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 40日間放置した後）の体積固有抵抗は 5 X 1 0'³ Ω · cmであリ、硬化直後の 2 3でと 60°Cにおける接着強度（試験法は J I S K 6850 ) はそれぞれ、 1 8M P aと 1 2NI P aであった

その後、温度 55で、相対湿度 80%の恒 S恒湿槽中に 30日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチ Xック、および放置後の接着強度を 23°Cで測定した。剥離はめられず、接着強度は 1 7 M P aと高かった。

また、さらに温度 6 5°C、相対湿度 80%の恒通恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3でで行った。結果は 1 4 M P aであった。実施例 3

実施例 2 と同一のアルミニウム合金板と炭素雜維強化エポキシ樹脂成形板を、シリカ粒子とアルミナ粉を含有（含有量はそれぞれ 5重畳％と 3重 S%〉させた室 S硬化型のエポキシ樹脂接着剤を用いて層厚み 5 Oyumで接着させた。シリカ粒子の 2次粒径は 3 O um. アルミナ粉の粒径は 30>amであった。

本接着部材を実施例 2 と同様に、 J I S K 6 9 1 1 に準じて吸湿していない時と吸湿時の体積固有抵抗を測定したところ、結果はそれぞれ、 5 X 1 0" Ω · cm、 3 X 1 0'° Ω · cmであった。また、硬化直後の 2 3 と 6 0でにおける接着強度（試験法は J I S K 68 50 ) はそれぞれ、 1 6 M P a と 1 0 M P aであつた

その後、実施例 2と同様、 S度 6 5で、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 30 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3 °Cで測定した。剥離は認められず、接嫠強度は 1 6 M P aであった。また、さらに通度 6 5°C、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3でで行った。結果は 1 1 M P a であった。実施例 4

実施例 3において、接着剤眉の厚みを 1 0 に調節した以外は実施例 3 と全 <同様にして、アルミニウム合金板/炭素雄锥強化エポキシ樹脂成形板を得た。本接着部材を実施例 3 と同様に、 J I S K 6 9 1 1 に準じて吸湿していない時と吸湿時の体積固有抵抗を測定したところ、結果はそれぞれ、 5 X 1 0" Ω · cm, 3 X 1 0¹⁰ Ω · cmであった。また、硬化直後の 2 3でと 6 0でにおける接着強度（試験法は J I S K 68 50 ) はそれぞれ、 1 5 M P a と 9 M P aであつた

その後、実施例 3 と同様、 S度 6 5で、相対湿度 8 0%の恒 S恒湿槽中に 3 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチ Xック、および放置後の接着強度を 2 3でで測定した。剥離は認められず、接藩強度は 1 3 M P aであった。また、さらに沮度 6 5で、相対湿度 8 0 %の恒湿恒湿槽中での放置を続けて、合 8†4 0日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3 °Cで行った。結果は 1 0 M P a であった。実施例 5

実施例 2 と同一のアルミニウム合金板と素繊維強化エポキシ樹脂成形板を、ナイロン一エポキシ系接藩剤を用いて層厚み 3 0 O zmで接着させた。甩厚みのコントロールには厚さ 1 00 yamのポリエチレンフイルムを 3枚重ねたスぺ一サを使用した。

本接着部材を実施例 2 と同様に、 J I S K 6 9 1 1 に準じて吸湿していない時と吸湿時の体積固有抵抗を測定したところ、結果はそれぞれ、 2 X 1 0，³ Ω · cm, 4 X 1 0⁹ Ω · cmであった。また、硬化直後の 2 3 °Cと 6 0でにおける接着強度（試験法は J I S K 68 5 0 ) はそれぞれ、 2 2 M P aと 1 O M P aであつた。

その後、実施例 2 と同様、 S度 6 5°C、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中に 30 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチエック、および放置後の接着強度を 2 3 で測定した。剥雠は^められず、接着強度は 1 8 M P aであった。また、さらに通度 5 5 、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中での放置を続けて、合計 4 0日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3 °Cで行った。結果は 1 9 M P a であった。比較例 2

実施例 2 と同様、厚さ 5 m mの 6 0 6 3アルミニウム合金板と厚さ 1 m mの炭素維維強化エポキシ樹脂成形板（炭素繊維の強度 4. 9 G P a、炭素撖維の弾性率 2 3 5 G P a、炭素繊維の体積含有率 6 0 % ) をシァノアクリレート系の室温硬化接着剤を用いて屑厚み 1 0 0 mで接着させた。

J I S K 6 9 1 1'に準じて測定した本着剤の体積固有抵抗は 1 X 1 Ω · cm、吸湿時（S度 65^、相対湿度 80%の恒 S恒湿槽中に 40日間放置した後）の体積固有抵抗は 7 X 1 0" Ω · cmであリ、硬化直後の 2 3でと 60でにおける接着強度（試験法は J I S K 6850 ) はそれぞれ、 1 3 M P aと 9 M P aであった

その後、 ¾度6 5で、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 30日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチエック、および放置後の接着強度を 23でで測定した。板端から剥離が認められ、剥離部分のアルミニウムは白色化していた。また、接着強度は 2 M P aと極端に低下していた。

また、さらに沮度 6 5°C、相対湿度 80%の恒逢恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3°Cで行った。結果は 0. 9 M P aであった。比較例 3

実施例 2と同様、厚さ 5 mmの 606 3アルミニウム合金板と厚さ 1 mmの炭素繊維強化エポキシ樹脂成形板（炭素雄維の強度 4. 9<3 P a、炭素維維の弾性率 2 35 G P a、炭素繊維の体積含有率 60%) をァクリル系の室 S硬化接着剤に 50 mのガラスビーズを用いて厣厚み 50 mで接着させた。

J I S K 69 1 1 に準じて測定した本着剤の体積固有抵抗は 9 X 1 0 '⁴ Ω ■ cm, 吸湿時（温度 65 、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 40日間放置した後）の体積固有抵抗は 7 X 1 0¹² Ω · cmであリ、硬化直後の 2 3°Cと 60°Cにおける接着強度（試験法は J I S K 68 50 ) はそれぞれ、 7 M P aと 4M P aであつた

その後、 S度 65で、相対湿度 80%の恒¾恒湿槽中に 30日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチック、および放 S後の接着強度を 2 3でで測定した。ほぼ全面が剥離しており、剥離部分のアルミニウムは比較例 2同様、白色化していた。また、接着強度は 0. 3 M P aと極端に低下していた。

また、さらに通度 6 5 、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置したが、アルミニウムと C F R Pは剥離してしまい、接着強度試験はできなかった。比較例 4

実施例 2と同様、厚さ 5 mmの 606 3アルミニウム合金板と厚さ 1 mmの炭素維锥強化エポキシ樹脂成形板（炭素維锥の強度 4. 9 G P a、炭素維維の弾性率 2 35 G P a、炭素維維の体積含有率 60%) をウレタン系の室 S硬化接着剤を用いて層厚み 1 5 で接着させた。

J I S K 69 1 1 に準じて測定した本着剤の体積固有抵抗は 5 X 1 0'² Ω · cm、吸湿時（通度 65で、相対湿度 80%の恒 S恒湿禳中に 40日間放置した後）の体積固有抵抗は 9 X 1 0⁷ Ω · cmであリ、硬化直後の 2 3でと 60°Cにおける接着強度（試験法は J I S K 6850〉はそれぞれ、 1 7 M P aと 1 1 M P aであった。

その後、温度 6 5°C、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 30日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 23でで測定した。端部から剥離が開始しており、接着強度は 1 0 M P aに低下していた。また、さらに ¾度 6 5 、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3でで行った。結果は 4M P a であった。比較例 5

実施例 5と同一のアルミニウムム合金板、炭素撖維強化エポキシ樹脂成形板、接着剤を用いて、プレスで加圧して厣厚み 5； amで接着させたアルミニウム ZC F R P部材を得た。。

本接着部材を実施例 5と同様に、吸湿していない時と吸湿時の体積固有抵抗を測定したところ、結果はそれぞれ 3 X 1 0'³ Ω · cm, 9 X 1 0⁹Ω · cmであった。また、硬化直後の 23でと 60でにおける接着強度はそれぞれ、 1 9 M P aと 1 OM P aであった。

その後、実施例 2と同様、温度 6 5で、相対湿度 80%の恒温恒湿槽中に 30 曰間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチエック、および放置後の接着強度を 2 3 で測定した。板端から約 0. 5 m mに亘リ剝離が発生しており、接着強度は 1 8 M P aに低下していた。また、さらに温度 6 5で、相対湿度 80%の恒 S恒湿槽中での放置を続けて、合計 4 0 日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3°Cで行った。結果は 1 2 M P aであった。実施例 6

シユウ酸濃度 3%の電解液中で暘極酸化処理し、表面に 2 0 mの酸化被膜を形成した厚さ 5 m mの 6 0 6 3アルミニウム合金板と、厚さ 1 m mの炭素維維強化エポキシ樹脂成形板（炭素維維の強度 4. 9 G P a、炭素羝維の弾性率 2 3 5 G P a、炭素繊維の体積含有率 5 0% ) を実施例 5 と同一の接着剤を用いて; g厚み 1 0 yamで接着させた。

本接着部材を実施例 5 と同様に、吸湿していない時と吸湿時の体積固有抵抗を測定したところ、結果はそれぞれ 3 X 1 0¹³ Ω · cm、 9 X 1 0⁹ Ω · cmであった。また、硬化直後の 2 3°Cと 6 0でにおける接着強度はそれぞれ、 1 9 M P a と 1 0 M P aであった。

その後、温度 6 5°C、相対湿度 8 0%の恒 S恒湿槽中に 3 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3°Cで測定した。剥離は認められず、接着強度は 1 9 M P a と変化無かった。

また、さらに温度 6 5で、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中での放置を続けて、合計 40日間放置し、吸湿時の接着強度測定を 2 3°Cで行ったが、変化せず、結果は 1 9 M P aであった。比較例 6

実施例 1 で使用したものと同一の、厚さ 2. 4 m m, 幅 2 5 m mのアルミニゥ厶板材（ 1 0 5 0系）のみを実施例 1 と同様に、スパン 6 5 0 m mで曲げ試験したところ、強度は 0. 1 G P aであった。実施例 7

2 5 m m X 2 5 m m、肉厚 2 m mのアルミニウム（ 6 0 6 3系）角材（口の字型形材）の下面に、引張強度 4 . 9 G P a , 弾性率 2 3 5 G P aの炭素繊維を強化钹維とするフエノール樹脂マトリックス C F R P (炭素繊維の体積含有率 6 0

%、単铤維繊度 6 . 7 X 1 0 "⁵ g /m、犀さ 1 5 0 j m) を室 S下でフヱノール樹脂系接着剤（体積固有抵抗 5 X 1 0 '⁶ Ω c m ) で接着接合（接着甩の厚み = 1 0 0 jum) しアルミニウム ZC F R P形材を得た。

本形材をスパン 9 0 0 m mで（ C F R Pの面を引張側になるようにして）室 S ( 2 5で）と高温（ 1 0 0で）下で 3点曲げ試験したところ、室 ¾と高温の強度の比は 0 . 9であった。また、本形材を屋外に 1 ヶ月間放置したところ、菴食による剥離はみられなかった。尚、本接着剤の吸湿時の体積固有抵抗は 5 X 1 0^1Q Ω c m。 2 3 °Cにおける接着強度は 1 9 M P aであった。実施例 8

押出成形した一辺 1 0 m m、厚さ 1 m m、長さ 1 2 0 m mの方形中空アルミ二ゥ厶形材（ 6 0 6 3系）の上下 2面に、厚さ 0. 2 6 m m、引張強度 2. 5 G P a、弾性率 1 3 5 G P aの一方向炭素羝維強化エポキシ樹脂扳を羝維方向が長手方向となるように、室 S硬化型のエポキシ系接着剤で接着接合した（図 5 ) 。上記一方向炭素撖維強度樹脂板は、弾性率 2 3 0 G P a、強度 4. 9 G P a、伸度 2. 1 %. 總維本数 24 0 0 0本の炭素維維ストランドを引き抜き成形してえたものであり、炭素維維の体積含有率は 6 0 %であった。アルミニウムの接着面は粒度 # 1 0 0のサンドプラス卜で研磨した後ァセトンで脱脂した。 C F R Pの表面は # 1 0 0 0のサンドべ一パーで手で研磨した後 M E K (メチルェチルケトン）で表面を洗浄した。また、接着屠の厚みは 1 2 0 y mであった。

本ハイプリッド材を衝搫面とその反対側が C F R Pの面となるようにしてシャルピ一衝擎試験（図 1 1 ) をおこなった。スパンは 9 0 m m、衝搫速度は 3. 7 m/ sである。その結果、衝撃吸収エネルギーは 3 1 Jであった。なお、上記したアルミニウムと C F R Pの J I S K 68 5 0による接着強度 (引張剪断強度）は 2 0 M P aであった。また、接着剤の体積固有抵抗は δ X 1

0 '⁵ Ω . c m、吸湿時の体積固有抵抗は 3 X 1 0^1Q Ω · c mであった。

本衝擎吸部材を、 S度 6 5 、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中に 40 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放 S後の接着強度を 2 3 でで測定した。剝雠は認められず、接着強度は 2 0 M P a と変化無かった。また、放置後に上記と同一の条件でシャルビ一試験したところ、衝擎吸収エネルギーは 3 0 Jであった。また、衝肇拭験後のアルミニウム部には亀裂は発生していなかつた。比較例 7

実施例 8に用いた押出成形した一辺 1 0 m m、厚さ 1 m m、長さ 1 2 0 m mの方形中空アルミニウム形材（ 6 06 3系）のみを、実施例 8 と同一の条件（スパンは 9 0 m m、衝搫速度は 3. 7 m s ) でシャルビ一試験したところ、衝擊吸収エネルギーは 1 0 Jであった。尚、衝擎試験後アルミニウム形材には亀裂が発生していた。実施例 9

実施例 8において C F R Pの弾性率を 7 0 G P a、強度を 0. 5 G P a としたものを用いた以外は実施例 8と同一の条件でシャルピー試験したところ、衝擊吸収エネルギーは 1 3 Jであった。衝擎試験後、アルミニウム部には亀裂が生じていた。実施例 1 0

実施例 8において C F R Pの厚みを衝擎を受ける側を 0. 1 3 m m、衝擎を受ける側と反対側を 0. 1 9 m mとした以外は実施例 8 と同じにしてシャルビー試験した結果、衝搫吸収エネルギーは 1 9 Jであった。衝 ¾S試験後、アルミニウム部には亀裂が生じていた。実施例 1 1

実施例 8において C F R Pをアルミニウムの外面の替わリに相対する内面に接着した以外は実施例 8 と同様にして（図 6 ) シャルビ一試験した結果、衝撃吸収エネルギーは 2 3 Jであった。衝撃試験後、アルミニウム部に亀裂が生じていた, 実施例 1 2

実施例 8において C F R Pの厚みを 0. 2 5 m m. 引張強度 2. 2 G P a、引張弾性率 2 5 O G P a とした以外は実施例 8 と同じにしてシャルビ一拭験した結果、衝擎吸収エネルギーは 3 3 Jであった。衝孳試験後、アルミニウム部には亀裂はなかった。実施例 1 3

実施例 8において 2 m m X 2 m mの C F R P角棒をアルミニウム内部の四隅に接着した以外は実施例 8と同様にしてシャルビ一試験した結果、衝撃吸収エネルギ一は 2 7 Jであった。衝撃試験後、アルミニウム部に僅かではあるが亀裂が生じていた。実施例 1 4

実施例 1 3の試料内部にポリスチレンフォームを充填させた以外は実施例 1 4 と同様にして（図 8 ) シャルビ一試験した結果、衝搫吸収エネルギーは 2 7 Jであった。衝擎試験後、アルミニウム部に僅かではあるが亀裂が生じていた。比較例 8

実施例 1 4において C F R Pを取り除いた試料（アルミニウムの内部にポリスチレンフォームを充填させた）を実施例 1 4 と同様にしてシャルビー試験した結果、衝辇吸収エネルギーは 8 Jであった。衝搫試験後、アルミニウム形材には亀裂が生じた。実施例 1 5

実施例 1 3においてアルミニウム材の外側の四隅を丸み半径 1 . 0 m mに加工した以外は実施例 1 3 と同様にして（図 1 2 ) シャルピー拭験した結果、衝攀吸収エネルギーは 3 0 Jであった。衝擎後のアルミニウム部は亀裂はなかった。実施例 1 6

実施例 8において接着剤として、フエノール系接着剤 A とエポキシ系接着剤 B を用いて、 Aと Bを 1 0 m m幅に交互に塗布して接着剤層の厚みが 1 5 0 amとなるように接着させた以外は実施例 8 と同様にしてシャルビー試験した結果、衝犖吸収エネルギ一は 3 3 Jであった。

また、上杞したフヱノール系接着剤 Aとエポキシ系接着剤 Bの J I S K 68 5 0による引張剪断接着強度はそれぞれ、 1 5 M P a と 2 3 M P aで、 Aと Bを均等幅で接着させた引張剪断強度は 2 O M P aであった。またフ Lノール系接着剤 Aの体積固有抵抗は 2 X 1 0¹⁵ Ω · c m、吸湿時の体積固有抵抗は 2 x 1 0 "

Ω · c m、エポキシ系接着剤 Bの体積固有抵抗は 5 X 1 0¹⁴ Ω · c m、吸湿時の体積固有抵抗は 2 x 1 0'^Q Q ' c m、 Aと Bを 1 0 m mの均等幅で塗布した塌合の体積固有抵抗は 7 X 1 0¹⁴ Ω · c m、吸湿時の体積固有抵抗は 8 X 1 0¹⁰ Ω • c mであった ₀

本衝擎吸部材を、 S度 6 5で、相対湿度 8 0%の恒 S恒湿槽中に 3 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3 で測定した。剥離は認められず、接着強度は 2 0 M P a と変化無かった。また、放置後に上 S己と同一の条件でシャルピー試験したところ、衝搫吸収エネルギーは 3 3 Jであった。衝搫後のアルミニウム部に亀裂はなかった。実施例 1 7

実施例 1 6においてフエノール系接着剤 Aをスポット状（直径 5 m mでスポッ卜の中心間距離は 2 0 m m ) に塗布し、 'その間にエポキシ系接着剤 Bを塗布して接着剤層の厚みが 2 0 0 y mとなるように接着させた以外は実施例 1 6 と同様にしてシャルピー試験した結果、衝搫吸収エネルギーは 3 3 Jであった。

また、上記どと同様にの Aをスポッ卜状に Bをその周囲に塗布した埸合の引張剪断強度は 2 2 M P a、体積固有抵抗は 6 X 1 0" Ω · c m、吸湿時の体稜固有抵抗は 7 x i O " Q ' c mであった。

本衝擎吸郜材を、 S度 6 5 、相対湿度 8 0 %の愠通恒湿槽中に 3 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチエック、および放置後の接着強度を 2 3 でで測定した。剥離は認められず、接着強度は 2 2 M P a と変化無かった。また、放置後に上記と同一の条件でシャルビ一拭験したところ、衝搫吸収エネルギーは 3 3 Jであった。衝擎後のアルミニウム部に亀裂はなかった。実施例 1 8

実施例 8においてエポキシ系接着剤中に、ガラスクロズ（平織、橄锥目付 2 0 g /m ² ) を 1 枚挿入した以外は実施例 8 と同様にしてシャルビー拭験した結果、衝搫吸収エネルギーは 3 2 Jであった。

また、上記したガラスクロスの厚みは 2 0 im, 接漦剤甩の厚みは 2 5 ju . 本ガラスクロスを含むめた接着剤罹の体積固有抵抗は 1 X 1 0¹⁵ Ω · c m、吸湿時の体積固有抵抗は 8 X 1 0'¹ Ω · c m, 接着強度は 1 8 M P aであった。

本衝搫吸部材を、通度 6 5で、相対湿度 8 0 %の恒温恒湿槽中に 3 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3 でで測定した。剥離は認められず、接着強度は 2 O M P aに向上していた。また、放置後に上記と同一の条件でシャルビ一拭験したところ、衝撃吸収エネルギ一は

3 3 Jであった。衝撃後のアルミニウム部に龟裂はなかった。実施例 1 9

実施例 8において C F R Pをアルミニウムの一つの側面に接着した以外は実施例 8 と同様にして、 C F R Pの面を衝辇を受ける側と反対側にしてシャルビー試験した結果、衝搫吸収エネルギーは 2 8 Jであった。

実施例 8 と同様、接着層の厚みは 1 2 0 m、 J I S K 6 8 5 0による接着強度（引張剪断強度）は 2 0 M P a、接着剤の体積固有抵抗は 6 X 1 0¹⁵ Ω · c m, 吸湿時の体積固有抵抗は 3 X 1 0^1D Ω · c mであった。

本衝肇吸部材を、温度 6 5で、相対湿度 8 0%の恒温恒湿槽中に 40 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3 でで測定した。剥離は^められず、接着強度は 2 O M P a と変化無かった。また、放置後に上記と同一の条件でシャルピー試験したところ、衝擎吸収エネルギーは

28 Jであった。また、衝擎後のアルミニウム部に亀裂はなかった。実施例 2 0

アルミニウム円管 ( 1 0 50純アルミ製、直径 1 5 m、肉厚 1 m m ) の外周にナイ口ン一エポキシ系接着剤を塗布して厣厚み 3 00 mで一旦硬化させた後、その外周に炭素橄雜プリプレダ（マトリックスはエポキシ樹脂、橄維目付 1 5 0 g /m ² 、厚みは 1 40 αιη) を維維方向が円管の長手方向となるように 2周巻き付けて接着硬化させたハイプリッド円管（図 9 ) を実施例 8 と同一の試験条件（スパンは 9 0 m m、衝擎速度は 3. 7 m/s 》でシャルビー試験した結果、衝搫吸収エネルギーは 2 2 Jであった。

本衝搫吸部材を、 »度 6 5 、相対湿度 8 0%の恒通恒湿槽中に 4 0 日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチック、および放置後の接着強度を 2 3 でで測定した。剥離は認められなかった。また、放置後に上杞と同一の条件でシャルビ一試験したところ、衝 5 吸収エネルギーは 2 1 Jであった。比較例 9

実施例 2 0に使用したアルミニウム円管（ 1 0 50純アルミ製、直径 1 5 m、肉厚 1 m m ) だけを実施例 2 0 と同じ条件でシャルピー拭験した結果、衝搫吸収エネルギーは 1 2 Jであった。実施例 2 1

実施例 2 0において、プリプレダの巻き付け方を、 1 周目は長手方向に、 2周目は維維の配列方向が円管の周方向となるようにして成形したハイプリッド円管を実施例 20と同一の試験条件でシャルビー試験した結果、衝擊吸収エネルギーは 29 Jであった。

また、本衝擊吸部材を、 ¾度65で、相対湿度 80%の恒 S恒湿槽中に 40日間放置し、放置後の目視による剝離の有無のチェック、および放 S後の接着強度を 2 3 で測定したところ、剝雠は認められなかった。また、放置後に上記と同一の条件でシャルビ一試験したところ、衝擎吸収エネルギーは 27 Jであった。比較例 1 0

実施例 8で使用した弾性率 2 3 O G P a、強度 4. 9 G P a , 伸度 2. 1 %. 锇維本数 24000本の炭素繊維ス卜ランドを一方向に引き抜き成形して、一辺

1 0 mm、厚さ 1 mm、長さ 1 20 mmの方形中空 C F R P形材（炭素拔維の体積含有率は 60%、 C F R の引張強度は 2. 5 G P a、弾性率 1 35 G P a、炭素維維のストランドは長手方向に配列している）を得た。本一方向炭素繊維強化樹脂板を実施例 8と同様の条件でシャルビー衝搫試験をおこなった。スパンは

90 mm. 衝擎速度は 3. 7 m/sである。その結果、 C F R Pは 2つに分離し、衝擊吸収エネルギーは 6 Jであった。実施例 2 2

押出成形した一辺 1 0 m m、厚さ 1 mm、長さ 1 20 m mの方形中空アルミ二ゥ厶形材（ 606 3系）の上下 2面に、厚さ 0. 25 mm、引張強度 2. 0 G P a、弾性率 270 G P aの一方向炭素繊維強化エポキシ樹脂板を羝锥方向が長手方向となるように、実施例 8で使用したものと同一の室温硬化型のエポキシ系接着剤で接着接合した。上 K—方向崁素繊錐強度樹脂板は、弾性率 4 50 G P a、強度 3. 5 G P a , 伸度 0. 8%、維維本数 6000本の素緻維ストランドを引き抜き成形して得たものであり、炭素維維の体積含有率は 50%であった。ァルミ二ゥ厶の接着面は粒度 # 1 00のサンドプラス卜で研磨した後ァセトンで脱脂した。 C F R Pの表面は # 1 000のサンドべ一パーで手で研磨した後 M E K (メチルェチルケトン）で表面を洗浄した。また、接着層の厚みは 1 20 mであつた。

本ハイブリッド材を衝擊面とその反対側が C F R Pの面となるようにしてシャルビー衝肇試験をおこなった。スパンは 9 0 m m、衝肇速度は 3 . 7 sである。その結果、衝牮吸収エネルギーは 1 3 Jであった。

なお、上記したアルミニウムと C F R Pの J I S K 6 8 5 0による接着強度 (引張剪断強度）は 2 0 M P aであった。また、接着剤の体積固有抵抗は 6 X 1

0 ¹⁵ Ω · c m、吸湿時の体積固有抵抗は 3 X 1 0^{1 Q} Ω ■ c mであった。

本衝擎吸部材を、湿度 6 5 、相対湿度 8 0 %の恒湿恒湿槽中に 4 0日間放置し、放置後の目視による剥離の有無のチェック、および放置後の接着強度を 2 3 でで測定した。剥離は^められず、接着強度は 2 0 M P a と変化無かった。また、放置後に上記と同一の条件でシャルビ一試験したところ、衝撃吸収エネルギーは 1 3 Jであった。また、衝搫後のアルミニウムに亀裂が生じていた。産業上の利用可能性本発明によれば、従来の軽金属 Z C F R P棵造材を、より軽量化し、かつ、酎電食性に優れ、かつ、強度および衝擎エネルギー吸収性能を著しく向上させることができるため、これまでにないこれまでにない分野への用途展開、及び大量普及が可能となる。環境保護の観点からも、樣造体の軽量化および耐久性 · 信頼性の向上は今後必須の技術踝題であり、本技術はその答えの一つを提供するものであり、社会への寄与は大きい。

第 1 表軽金属 CFRP

CF«

厚さ形状歸剤》厚み備考

A1材質 (上,下）

mm mm 引張強度弹性率

GPa GPa ταμ

1 2 3.S 230 150/150

m&例 2 ゥ Ω

3

板材

4 6063系 5 4.9 235 1000 エポキシ系 inn

5 300

6 10 蓚酸処理 to 7 25x25 'フエノーノレ系マ

6063系 2 4.9 235 150 フエノール系 100

中空角材卜リック

8 4.9 230

1 10x 10 260/260

9 中空角材 (0.5) (70) 研磨処理

10 130/190

4.9 230

11 260/260 研磨処理

120 内面?！層

12 (2.2) (250) 250/250 エポキシ系研磨処理

13 4陏補強

4.9 230

4

14 隅補強

(2χ2)χ4

PSFonn

15 250 1R廳り

16

エポキシ · 150 歸剤 ¾S フエノール糸途り

17

ガラスクロス

18 25

エポキシ系抻 Λ

19 /260 120 n Www

20 ナイロン ·ェクロス 2層

1050系 1 15φ円管 150g m² X 2 300

21 ポキシ系積雇方向変更

22 1 10 10 3.5 450

エポキシ

中空角材 (2.0) (270)

1 1050系 2 1.8 230 150/150 エポキシ系 3

シァノアクリ

2 100

レー卜系

3 6063系 5 4.9 235 1000 ァクリル系 50

板材

4 ウレタン系 150

5 エポキシ系 5

比較例

6 1050系 2.4

アルミのみ

7

6063系

8 10 10

1 PS Foam充填中空角材

9 1050系 15φ円管アルミのみ

10 4.9 235 1000 CFRPのみ

1) ( )内の数値は F R Pの強度、弾性率を示す。

2) C F R Pマトリックス樹脂は実施例 7を除き全てエポキシ系。

第 2 表吸湿時

曲げ強街撃吸

非吸湿時の吸湿時の体 g¾強度 (MPa) 曲げ強の街撃

度比収エネ

ff®固剥離の

¾JSの無 100°C ルギー無¹)

抗 ( Q'cm) (Q m) 室温吸湿時 60。C (GPa) ネル有

放置後 /25°C (J)

ギー (J)

1 1 10"

錢例 2 X 10» 20 1.6 無し》

2 4 X 10^w 5 X 10^B 18 14 12 17

3 5 X 10" 3 X 10" 16 11 10 16

4 5 X 10^M 3 X 10^M 15 10 9 13 镢し

5 2 10^u 4 X 10» 22 19 10 18

3 10» 9 X 10, 19 19 10 19

CD 7 5 10" 5 X 10" 19 0.9

8 3 X 10^w 20 20 31 30 無し無し

9 13

10 19 有り

11 23

6 10^M

12 (20) (20) 33

(3 X 10'·) 無し

13 27

僅かに有り

14 27

15 30

16 7 X 10^M 8 10" 20 20 33 33 無し無し

17 6 X 10^M 7 10" 22 22 33 33

18 1 X 10^M 8 X 10" 18 20 32 33

19 6 X 10^u 3 X 10^M 20 20 28 28

20 (4 X 10⁹) 22 21

(22) (19) (10) (18)

21 5 x io" 29 27

22 6 10^u 3 X 10^1β 20 20 13 13 有り

1 4 10" 5 10» 11 0.9 纖²)

2 1 X 10" 7 10" 13 0.9 9 2

3 9 X 10^M 6 X 10^M 7 0 4 0.3 剥雜

4 5 X 10" 9 X 10， 17 4 11 10

"δρ剥

5 3 X 10» 9 X 10· 19 12 10 18

比較例離

6 0.1

7 10

有り

8 8

さ

9 12

10 6 分雜特に断らない限り、 6 5 8 0 % R H 1ヶ月

温調室 5年間 &屋外 1ヶ月

( )書きの値は特に断らない限り推定値である。

Claims

請求の範囲

1 . 軽金属材の表面に C F R P材を 1 0 >α(η以上、 50 0 >am以下の厚みの接着剤厣を介して接着した構造材であって、胲金属材と該 C F R P材の間の接着剤屠の体積固有抵抗が 1 X 1 0¹³ Ω . cm以上であり、かつ室 Sにおける接 S強度が 1 5 M P a以上であることを特徴とする軽金属 ZC F R P製樣造部材。

2. 胲接着剤屠の厚みが 2 0 / m以上、 5 0 0 m以下であることを特徴とする請^項 1 記 Sの軽全届 ZC F R P製棵造部材。

3. 胲接着剤層の厚みが 5 0 /m以上、 5 0 O yum以下であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属/ C F R P製樣造部材。

4. 該接着剤厣の吸湿時の体積固有抵抗が 1 X 1 0³ Ω · cm以上であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属/ C F R P製樣造部材。

5. 該接着剤屠の吸湿時の体積固有抵抗が 1 X 1 0'^D Ω · on以上であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属 ZC F R P製構造部材。

6. 吸湿時の接着強度が 9 M P a以上であることを特徴とする請求項 1 に δ己戧の軽金属 ZC F R Ρ製樣造部材。

7. 6 0での接着強度が 8 M P a以上であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属/ C F R P製榱造部材。

8. 接着剤が室湿硬化型であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属 ZC F P製様造部材。

9. 接着剤がシランカップリング剤を含有するエポキシ系接着剤、またはフエノール樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項 1 5H載の軽金属 ZC F R P製様造部材。

1 0. 軽金属がアルミニウム系であることを特徴とする請求項 1 !Ξ載の軽金属 /C F R Ρ製構造部材。

1 1 . 軽金属の表面に厚さ 3〜4 0 >umの酸化皮膜が形成されていることを特徴とする請求項 1 杞載の軽金属/ C F R P製樣造部材。

1 2. 接着剤が無機物を含有するエポキシ系接着剤であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属 ZC F R P製棣造部材。

1 3. C F R Pが非導電性補強維維を含有することを特徴とする請求項〗記載の軽金属/ C F R P製様造部材。

1 . 軽金属が中空材であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属/ C F R P 製樣造部材。

1 5. C F R Pの厚みが軽金属材料の厚みに対し、 1 /5 0以上、 1 2以下であることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属 ZC F R P製樣造部材。

1 6. 衝擎エネルギー吸収部材であって、 C F R Pの厚みが軽金属材料の厚みに対し、 1 Z 1 00以上、 1 Z3以下であることを特徴とする請求項 1 に記載の軽金属/ C F R P製樣造部材。

1 7. C F R Pに含まれる炭素維維の強度が 3. 5 G P aから 1 0 G P aの範囲内であることを特徴とする請求項 1 5ないし 1 6杞载の軽金属/ C F R P製櫞造部材<

1 8. 2種類以上の接着剤を使用した請求項 1 6S己戧の軽金属 ZC F R P製構造部材。

1 9. 部材のコーナ一部が半径 1 m m〜 1 0 m mの丸みをおびていることを特徴とする請求項 1 61H載の軽金属 ZC F R P製樣造部材。

2 0. 軽金属材の表面に C F R P材を接着させた樣造材であって、該 C F R P材の接着面以外の部分が絶緑物で被覆されていることを特徴とする請求項 1 記載の軽金属 ZC F R P製棣造部材：