接合构件的制造方法和接合构件的制作方法
【专利摘要】提供一种接合构件的制造方法，在该接合构件中，包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料与金属坚固地接合。一种接合构件的制造方法，该接合构件通过将包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料与金属相接合而获得，该方法包括：在接合部处的金属表面上形成深度为0.02至0.6mm的凹凸形状的步骤(i)；在金属表面与复合材料表面之间的接合部处设置厚度在5μm以上且5mm以下的范围内的热塑性树脂层的步骤(ii)；以及通过加热接合部来熔化热塑性树脂层从而将金属与复合材料合并为一体的步骤(iii)。
【专利说明】接合构件的制造方法和接合构件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热塑性碳纤维复合材料与金属的接合构件的制造方法，以及利用该方 法获得的接合构件。
【背景技术】
[0002] 具有高比强度和比刚度的碳纤维复合材料是轻量的，使得作为各种领域中的极其 优异的材料，一直受到人们的重视。迄今为止，在将使用热固性树脂作为基质的热固性碳纤 维复合材料接合到不同种类的材料、尤其是金属的接合中，已经采用了作为机械接合的使 用螺栓和螺母、或铆钉等的接合，或使用粘合剂的接合。利用螺栓或螺母等的机械接合一般 会导致重量增加，而且特别是，存在以下顾虑：在复合材料中，应力在接合点集中，并且在最 坏的情况下，破裂从最初的应力集中点开始连续进行。在使用粘合剂的接合中，为确保强 度，一般需要确保粘合剂层具有一定的厚度。特别是，在接合大尺寸构件的情况下，需要相 当大的量的粘合剂。结果，存在获得的构件的重量大幅增加的情况。此外，还存在仅利用粘 合剂无法使其接合强度总是足够的问题。另外，在利用粘合剂的接合中，由于直到由接合获 得实际接合强度一般需要很长时间，所以必需考虑接合之后的老化步骤。
[0003] 另一方面，在使用热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料（以下有时称作"热塑 性碳纤维复合材料"或简称为"复合材料"）中，通过在热塑性树脂相容的范围内进行焊接 而将材料相互接合，并且能够预期可与基质树脂的接合体相比的接合强度。然而，即使在热 塑性碳纤维复合材料的情况下也存在许多难以通过焊接（融合）将基质树脂接合到金属的 情况。
[0004] 为了将热塑性碳纤维复合材料焊接到金属，需要被用作基质的热塑性树脂自身能 够被焊接到金属。专利文献1描述了通过焊接来接合金属和树脂。具体而言，描述了二者 由于通过将树脂注塑成型至表面形成为细微孔隙的铝材料的锚效应而能够被接合。此外， 专利文献2至6描述了通过对金属表面施加一定的处理而将树脂与金属接合。
[0005] 此外，关于包含热固性树脂作为基质的热固性碳纤维复合材料，专利文献7描述 了利用布置与金属和复合材料二者具有亲和性的中间树脂层的接合方法。
[0006] 引用列表
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献 I JP-A-2003-103563
[0009] 专利文献 2 JP-B-5-51671
[0010] 专利文献 3:W〇2〇〇9/l57445
[0011] 专利文献 4 :W02007/072603
[0012] 专利文献 5 JP-A-2Oll-23557O
[0013] 专利文献 6 :W02012/074083
[0014] 专利文献 7 JP-A-2006-297927
【发明内容】
[0015] 本发明要解决的问题
[0016] 包含热塑性树脂作为基质的热塑性碳纤维复合材料的优势在于当施加热量时其 形状易于改变。因此，与包含热固性树脂作为基质的热固性碳纤维复合材料相比，能够在极 短的时间内执行注塑成型或压制成型。因此，如果能够将作为基质的热塑性树脂用于在热 塑性碳纤维复合材料进行接合，据认为通过在模具中热压焊接能够极其容易且极其有效地 获得碳纤维复合材料与金属的接合，并且还能够同时执行接合构件的成型。
[0017] 然而，即使当通过如专利文献2和3所述的热塑性树脂与金属的接合方法来尝试 获得热塑性碳纤维复合材料的接合时，在热塑性碳纤维复合材料中，作为基质的热塑性树 脂也处于"渗透入"碳纤维束的状态下。因此，树脂并非总是均匀地存在于材料的表面上， 并且在某些情况下，在热塑性树脂中存在"缺陷"部分，使得存在无法展现出足够的接合强 度且结合强度表现出极大变化的顾虑。此外，碳纤维导致所谓的对金属的电解腐蚀。因此， 当碳纤维与金属在基质树脂中缺陷部分中产生接触时，该接触导致金属的腐蚀。
[0018] 本发明的主要目的是提供一种热塑性碳纤维复合材料与金属坚固地接合的接合 构件的制造方法。
[0019] 解决问题的技术方案
[0020] 作为对用于获得热塑性碳纤维复合材料与金属之间的坚固接合的方法进行广泛 研究的结果，本发明人已经发现，通过在复合材料待接合于其上的金属表面部分上形成具 有特定深度的凹凸形状、以特定厚度在这样的金属表面部与复合材料之间设置热塑性树脂 层、并且通过加热包含热塑性树脂层的接合部来熔化构成热塑性树脂层和热塑性碳纤维复 合材料的热塑性树脂的一部分从而使金属紧密地粘附并接合到复合材料，能够将金属与复 合材料紧密地粘附并坚固且稳定地接合，并由此完成了本发明。
[0021] 即，本发明涉及一种接合构件的制造方法，该接合构件通过将包含热塑性树脂作 为基质的碳纤维复合材料与金属接合而获得，该方法包括：
[0022] 在接合部处的金属表面上形成深度为0. 02至0. 6mm的凹凸形状的步骤（i);
[0023] 在金属与复合材料之间的接合部处设置厚度在5μπι以上且5mm以下的范围内的 热塑性树脂层的步骤（ii);以及
[0024] 通过加热接合部来熔化热塑性树脂层从而坚固地接合金属与复合材料的步骤 (iii)。
[0025] 本发明的优点
[0026] 根据本发明，通过简单的方法能够使热塑性碳纤维复合材料与金属坚固且稳定地 接合。此外，通过碳纤维复合材料与金属通过热塑性树脂相接合，能够同时防止由碳纤维所 导致的电解腐蚀。因此，在短时间内能够获得碳纤维复合材料与金属的接合构件。
[0027] 此外，能够在相同的模具中同时或连续地执行接合和成型。因此，当接合与成型同 时或连续地执行时，变得能够在短时间内以更少的步骤获得具有被成型为所期望的形状的 碳纤维复合材料与金属的接合体（金属复合成型体）。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1是示出本发明的接合构件的一个实施方式的示意图（截面图）。
[0029] 图2是本发明的实施例6中的帽的示意图。
[0030] 图3是本发明的实施例6中获得的盘接合帽材料的示意图。
[0031] 参考标记列表
[0032] 1.热塑性碳纤维复合材料
[0033] 2.热塑性树脂层
[0034] 3.金属表面凹凸部
[0035] 4.金属
【具体实施方式】
[0036] 本发明涉及一种用于通过将包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复合材料（热塑 性碳纤维复合材料）与金属进行接合而获得的接合构件的制造方法，该方法包括：
[0037] 在接合部处的金属表面上形成深度为0. 02至0. 6mm的凹凸形状的步骤（i);
[0038] 在金属与碳纤维复合材料之间的接合部处设置厚度在5μπι以上且5mm以下的范 围内的热塑性树脂层的步骤（ii);以及
[0039] 通过加热接合部来熔化热塑性树脂层从而坚固地接合金属与复合材料的步骤 (iii)。
[0040] [热塑性碳纤维复合材料]
[0041] 本发明的用于接合金属的热塑性碳纤维复合材料是使用热塑性树脂作为基质并 且在这样的基质中包含碳纤维作为增强纤维的复合材料。
[0042] 此处，以100重量份碳纤维计，热塑性碳纤维复合材料优选地包含50至1，000重 量份的量的热塑性树脂。更优选地，以100重量份碳纤维计，热塑性树脂的量为50至400 重量份。还更优选地，以100重量份碳纤维计，热塑性树脂的量为50至100重量份。当以 100重量份碳纤维计，热塑性树脂的量为50重量份以上时，从基质树脂露出的干燥碳纤维 不易于增加，所以该情况是优选的。此外，当以100重量份碳纤维计，所包含的热塑性树脂 的量为1，〇〇〇重量份以下时，所包含的碳纤维的量是适当的并且作为结构材料是适合的， 所以该情况是优选的。
[0043] 热塑性树脂的实例包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯硫醚、聚苯醚、改性聚苯 醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、AS树脂和ABS树脂。尤其是，从成本与性能之间的平衡的角度， 优选的是选自由聚酰胺、聚丙烯、聚碳酸酯和聚苯硫醚所组成的组中的至少一种。
[0044] 此外，作为聚酰胺（有时简称为"PA"，有时也被称作作为别名的"尼龙"），优选的 是选自由下列所组成的组中的至少一种：PA6(被称作聚己酰胺或聚己内酰胺，更准确地， 被称作聚ε -己内酰胺）、PA26(聚乙二酰乙二胺）、PA46(聚己二酰丁二胺）、PA66(聚己二 酰己二胺）、PA69(聚壬二酰已二胺）、PA610(聚癸二酰已二胺）、PA611(聚^^一烷二酰己 二胺）、PA612(聚十二烷二酰己二胺）、PA11 (聚i^一酰胺）、PA12(十二酰胺）、PA1212(聚 十二烷二酰十二烷二胺）、PA6T (聚亚己基对苯二甲酰胺）、PA6I (聚亚己基间苯二甲酰胺）、 PA912 (聚十二烷二酰壬二胺）、PA1012 (聚十二烷二酰癸二胺）、PA9T (聚亚壬基对苯二酰 胺）、PA9I (聚亚壬基间苯二甲酰胺）、PAlOT (聚亚癸基对苯二甲酰胺）、PAlOI (聚亚癸基 间苯二甲酰胺）、PA11T(聚亚十一烷基对苯二甲酰胺）、PAllI (聚亚十一烷基间苯二甲酰 胺）、PA12T (聚亚十二烷基对苯二甲酰胺）、PA12I (聚亚十二烷基间苯二甲酰胺）以及聚酰 胺MXD6 (聚己二酰间苯二胺）。
[0045] 根据需要，这些热塑性树脂可以包含诸如稳定剂、阻燃剂、颜料和填充剂的添加 剂。
[0046] (碳纤维）
[0047] 对热塑性碳纤维复合材料中的碳纤维的形式没有特别限制，并且碳纤维可以是不 连续（非连续）纤维或连续纤维。在连续纤维的情况下，碳纤维可以是机织物的形式，并且 可以是碳纤维单向排列的片材的形式，例如，连续纤维的线股在其中层叠的所谓的"UD片"。 在层叠那些纤维单向排列的片材的情况下，可以在改变每层的纤维布置方向的同时执行层 叠。例如，可以在相互垂直的方向上交替地层叠这些层。此外，可以在厚度方向上对称地布 置层叠表面。
[0048] 碳纤维可以以复合材料中的碳纤维束的状态、或者以与单纤维相混合的碳纤维束 的状态存在。实质上，仅单纤维可以以分散状态存在。在使用不连续纤维的情况下，纤维可 以形成为通过对这样的碳纤维进行造纸而获得的片材、或者可以形成为碳纤维可以被布置 成在平面内随机分散并重叠的无序毡。在不连续碳纤维中，优选的是，其中大量碳单纤维结 束的碳纤维束与单纤维或类似于单纤维状态的纤维相混合，并且它们以特定比率存在。当 不连续碳纤维在复合材料中在平面内无序地、即二维地随机地布置时，片状成型件的可成 型性和使用模具的情况下的可成形性变得良好，所以该情况是优选的。
[0049] 在使用不连续碳纤维的情况下，从接合强度和制造具有期望形状的成型体的容易 性的角度，其平均纤维长度优选为在3mm以上且IOOmm以下的范围内，更优选在5mm以上 且50mm以下的范围内。当碳纤维的平均纤维长度为3mm以上时，接合后复合材料的热收缩 小。当平均纤维长度为IOOmm以下时，抑制了露出到复合材料的表面的碳纤维的比例，并且 能够充分地确保与金属的接触面积，使得能够获得足够的接合强度。
[0050] 在本发明中，特别优选的是，热塑性碳纤维复合材料由各向同性的无序毡和热塑 性树脂构成，在该无序毡中，不连续碳纤维二维地随机地布置，并且毡中的包含临界单纤 维数以上的碳纤维的碳纤维束（A)与毡中碳纤维的总体积的比率优选为20V〇1%以上且 99Vol %以下，更优选为20V〇1 %以上且小于99Vol %，进一步优选为30V〇1 %以上且小于 90V〇1 %，特别优选为35to SOVol %，该临界单纤维数由下式（a)定义，并且碳纤维束（A)中 的平均纤维数量（N)满足下式（b):
[0051] 临界单纤维数=600/D (a)
[0052] 0· 7 X 104/D2〈N〈1 X 105/D2 (b)
[0053] 其中，D为单碳纤维的平均纤维直径（μ m)。
[0054] 例如，可以通过W02012/105080和JP-A-2013-49208中所描述的方法来制造这样 的构成热塑性碳纤维复合材料的无序毡。例如，在根据需要将包含多个碳纤维的线股沿着 纤维长度方向连续地分条以形成多个宽度为〇. 05至5mm的窄线股之后，将窄线股连续地切 割成平均纤维长度为3至IOOmm的线股。然后，通过向短切线股（碳纤维束）吹送空气以 对其进行开纤，并且在该状态下，将开纤的束以层状形式沉积在透气传送网等上。从而能够 获得各向同性的无序毡。在此情况下，还可以采用通过将颗粒状或短纤维状热塑性树脂与 碳纤维一起沉积在透气传送网上或者通过向毡状碳纤维层供应膜状熔融热塑性树脂以将 树脂浸渍到碳纤维层中来制造包含热塑性树脂的二维各向同性无序毡的方法。
[0055] 此处使用的"二维各向同性无序毡"表示不连续碳纤维在水平面内在随机方向上 布置且在平面内缺乏方向的均匀毡。通过熔化热塑性树脂并以该熔融的热塑性树脂均匀地 浸渍该二维各向同性无序毡能够获得各向同性的热塑性碳纤维复合材料。
[0056] 在该方法中，通过控制用于对碳纤维束进行开纤的条件，能够将碳纤维束开纤成 以由上式（a)所定义的临界单纤维数以上结束的碳纤维束（A)与小于临界单纤维数的碳纤 维束（BI)和/或碳单纤维（B2)相混合。足以形成各向同性无序毡，其中，各向同性无序毡 中的碳纤维束（A)与碳纤维的总体积的比率被控制为，例如，20V〇1%以上且小于99Vol%， 优选为30V〇1 %以上且小于90V〇1 %，进一步优选为35to80Vol %，并且碳纤维束（A)中的平 均纤维数量（N)满足上式（b)。
[0057] 在上述方法中，也可以通过将由热塑性树脂组成的无纺布布置在传送网上、并使 无纺布与传送网一起移动，以在无纺布上形成包含碳纤维的各向同性无序毡。
[0058] 由此，使用包含特定比率的处于一定数量的碳纤维结束的状态下的纤维束的各向 同性无序毡制造的热塑性碳纤维复合材料具有特别好的将在以下描述的与金属构件的可 接合性。尽管原因尚不清楚，但据推测是由热塑性碳纤维复合材料与金属之间的热收缩差 异、接合面积以及复合材料的表面状态所导致的。
[0059] 关于前述无序毡，通过造纸法制备的包含不连续碳纤维的片材和连续纤维单向排 列的UD片等中的每一种都通过在包含热塑性树脂的状态下对其单层或层叠体进行加热并 加压、并且熔化包含在片材或毡中的热塑性树脂以将熔融的热塑性树脂浸渍到碳纤维中而 被形成为包含热塑性树脂作为基质的热塑性碳纤维复合材料。在此情况下，可以在制造片 材或碳纤维毡时供应热塑性树脂，或者在片材和包含碳纤维的制造之后，通过层叠包含热 塑性树脂的层并且对该层进行加热并加压来以热塑性树脂浸渍片材或毡。任何热塑性碳纤 维复合材料都不限于平板状，其可以形成为具有L形、T形、H形、U形和V形截面，并且可以 具有曲面。
[0060] 作为制造热塑性碳纤维复合材料的另一种方法，存在以下方法，在该方法中，使用 长纤维粒料，即通过将熔融树脂调节至特定粘度、以该熔融树脂浸渍连续纤维的碳纤维、然 后切割的步骤而获得的粒料，通过注塑成型机将粒料成型为特定形状。碳纤维复合材料的 形式可以是通过利用注塑成型机将上述粒料成型为特定形状而获得的碳纤维复合材料，或 者通过以熔融热塑性树脂对连续纤维的UD片或通过湿式造纸法而获得片材进行浸渍而获 得的复合材料。然而，在本发明中，特别优选使用通过以熔融热塑性树脂对前述二维各向同 性无序毡进行浸渍而获得的复合材料。
[0061] 同时，本发明所使用的热塑性碳纤维复合材料并不限于增强纤维仅由碳纤维构成 的复合材料，并且包括50重量％以上、优选70重量％以上的增强纤维由碳纤维构成的复合 材料。即，可以使用包含代替碳纤维的诸如芳纶纤维或玻璃纤维的其它增强纤维的热塑性 碳纤维复合材料，所述其它增强纤维的在在复合材料中所含的增强纤维的小于50重量％、 优选小于30%的范围内。
[0062] [金属]
[0063] 作为本发明所使用的金属，可以具体提及诸如铁、不锈钢、铝、铜、黄铜、镍和锌的 金属以及这些金属的合金。优选的是，该金属包括选自铁和铝中的至少一种，更优选的是， 构成该金属的元素主要包括铁或铝。此处使用的术语"主要包括"是指其含量占90重量％ 以上。特别地，优选使用诸如SS钢（用于一般结构的轧制钢材）、SPCC(冷轧钢材）或高强 度材料（高强度钢）的铁，诸如SUS304或316的不锈钢，#1000至#700的错，以及这些材 料的合金。对待接合的金属构件的形状没有特别限制，能够根据待获得的接合构件适合的 选择。
[0064] 同时，金属构件可以包含两种以上的金属，并且可以是至少在其表面上包含金属 的构件。此外，也可以使用在其表面上镀有金属的构件。形状不仅仅限于平板状，只要确保 接合到热塑性碳纤维复合材料所需的表面即可，可以使用任意形状。例如，可以使用具有L 形、T形、H形、U形和V形截面的金属构件，并且可以使用筒状金属构件。此外，可以使用具 有曲面的金属构件。
[0065][步骤（i):金属表面的加工]
[0066] 在步骤（i)中，对于待接合的金属，在作为接合部的表面的一部分或全部上形成 深度为〇. 02至0. 6mm、优选深度为0. 05至0. 5mm的凹凸。能够通过对金属表面进行激光照 射、喷射（blasting)、研磨、切削、锉削或化学处理而形成该凹凸。通过如上所述在金属表面 上形成凹凸，在对热塑性碳纤维复合材料与金属进行接合时，通过加热而熔化的热塑性树 脂渗透进金属表面的凹凸的凹部中，并由此获得更高的接合强度。
[0067] 作为凹凸的形状，优选的是间隔为0. 02至0. 6mm的格子状凹凸或以直径为0. 02 至0. 6mm的凹痕作为凹凸形状的凹部。
[0068] 在通过激光照射形成凹凸的情况下，将20W型号的激光束点直径聚焦以形成0. 02 至0· 6mm，并由此能够以激光点中心的间隔为0· 02至0· 6mm的距离的格子状形成具有0· 02 至0. 6mm的深度的U形或V形截面的凹槽。在此情况下，凹槽宽度优选为0. 05至0. 5mm。
[0069] 在激光处理中，优选以波长为300nm至1，IOOnm的激光以50W/mm2以上的强度照 射金属的表面。通过采用这样的激光照射条件，能够在抑制金属强度降低的情况下均匀地 形成凹凸形状。通过选择激光处理的条件，上述凹槽的深度和宽度是可控的。
[0070] 此处，作为可用的激光，能够使用诸如固体激光、液体激光、气体激光、半导体激光 和化学激光的各种激光，固体激光的实例包括YAG (钇-铝-石榴石）激光和蓝宝石激光， 而气体激光的实例包括二氧化碳激光和氦氖激光。
[0071] 作为喷射，可以提及喷丸、喷砂、喷粒和湿喷等，喷砂是优选的。在通过喷射形成凹 凸的情况下，使用颗粒尺寸（直径）为40至2, 000 μ m的喷撒材料，能够形成被视作直径（） 为0. 02至0. 6mm且深度为0. 02至0. 6mm的球形的凹痕。作为喷射材料，除了由金属或陶 瓷制成的材料之外，还可以使用干冰等。
[0072] 在作为接合部的金属表面上形成的凹凸可以均匀或不均匀地布置。然而，为了获 得更高的接合强度，优选地将凹凸部分布置成使得该凹凸部分的总面积占接合部处的金属 上的表面积的10%以上。金属表面上形成的每个凹凸部分的深度、形状和尺寸等不必完全 相同，可以混合各种形状的凹凸。同时，在仅仅在平坦金属表面上形成诸如凹槽或凹痕的凹 部的情况下，此处形成的凹凸的深度表示基于平坦表面的直到凹槽或凹痕的最深部的凹槽 或凹痕的深度；而在于金属表面上形成凹部和凸部的情况下，该深度表示基于包括凸部的 最突出部的水平面测量的直到凹部的最深部的深度。在测量中，对于在其上形成凹凸的金 属表面，随机选择10个Icm见方的区域的位置，对每个区域内存在的所有凹凸进行深度测 量，并将其平均值取作凹凸的深度。
[0073] 〈有机被覆层〉
[0074] 本发明的接合构件的制造方法可以包括在已经形成凹凸的金属表面上设置有机 被覆层的步骤（i-A)。步骤（i-A)优选地是在已经形成凹凸的金属表面与热塑性树脂层之 间设置有机被覆层的步骤，并优选地在步骤（i)与步骤（ii)之间执行步骤（i-A)。在步骤 (i-A)中，利用通过涂覆或浸渍等、将强化金属与热塑性树脂层之间的接合力的有机化合物 赋予到已经形成凹凸的金属表面、然后执行干燥处理的方法，或者通过电化学方法，能够预 先在待接合的金属的表面上形成有机化合物的薄层（以下有时称作"有机被覆层")。由此， 能够对表面执行接合，并且从而能够更进一步增强金属与热塑性树脂层之间的接合部处的 粘附性。作为有机被覆层，包含三嗪硫醇衍生物的层是优选的。
[0075] 不必在待接合的金属的整个表面上形成有机被覆层，且对其厚度没有特别限制， 只要能够确保粘附性即可。有机被覆层的平均厚度优选为〇. 005至10 μ m。
[0076] 作为适于形成有机被覆层的三嗪硫醇衍生物，优选提及能够期望与金属化学键合 的含脱氢硅醇的三嗪硫醇衍生物，以及含烷氧基硅烷的三嗪硫醇衍生物。含烷氧基硅烷的 三嗪硫醇衍生物优选为选自由以下通式（1)、（2)和（3)表示的化合物所组成的组中的至少 一种：
[0077]
【权利要求】
1. 一种接合构件的制造方法，在该接合构件中，包含热塑性树脂作为基质的碳纤维复 合材料与金属相接合，该方法包括： 步骤（i)，在接合部处的所述金属的表面上形成深度为0. 02至0. 6mm的凹凸形状； 步骤（ii)，在所述金属的所述表面与所述复合材料的表面之间的接合部处设置厚度在 5 μ m以上且5mm以下的范围内的热塑性树脂层；以及 步骤（iii)，通过加热所述接合部来熔化所述热塑性树脂层，以将所述金属与所述复合 材料合并为一体。
2. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，形成在所述金属的所述表面上的所述凹凸形状为凹槽间隔为0. 02至0. 6mm的格 子状凹槽。
3. 根据权利要求2所述的接合构件的制造方法， 其中，通过激光在所述金属的所述表面上形成所述凹凸形状。
4. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，形成在所述金属的所述表面上的所述凹凸形状为直径为0. 02至0. 6mm的凹痕。
5. 根据权利要求4所述的接合构件的制造方法， 其中，通过喷射在所述金属的所述表面上形成所述凹凸。
6. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法，该方法包括步骤（i-A)，在已经形成所 述凹凸的所述金属的所述表面上设置有机被覆层。
7. 根据权利要求6所述的接合构件的制造方法， 其中，所述有机被覆层为包含三嗪硫醇衍生物的层。
8. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，所述热塑性树脂层的树脂与所述碳纤维复合材料的基质是相同种类的树脂。
9. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，所述热塑性树脂层由至少一片薄膜、片材或无纺布形成，所述薄膜、所述片材和 所述无纺布实质上由热塑性树脂构成。
10. 根据权利要求9所述的接合构件的制造方法， 其中，实质上构成所述薄膜、所述片材或所述无纺布的所述热塑性树脂与所述碳纤维 复合材料的所述基质是相同种类的树脂。
11. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，在所述步骤（ii)中，所述热塑性树脂层融合在作为所述接合部的所述金属的所 述表面上，并且将所得物重叠至所述碳纤维复合材料，使得所述热塑性树脂层与所述碳纤 维复合材料的所述表面进行接触。
12. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，所述金属包括选自由铁、铝以及它们的合金所组成的组中的至少一种。
13. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，所述金属是在所述接合部中具有平面或曲面的构件。
14. 根据权利要求1所述的接合构件的制造方法， 其中，以100重量份所述碳纤维计，所述碳纤维复合材料中的作为所述基质的所述热 塑性树脂的含量为50至1，000重量份。
15. 根据权利要求14所述的接合构件的制造方法， 其中，所述碳纤维复合材料中的碳纤维平均纤维长度为3至100mm。
16. 根据权利要求15所述的接合构件的制造方法， 其中，所述碳纤维复合材料包含所述碳纤维的各向同性的无序毡和热塑性树脂， 所述无序毡中包含临界单纤维数以上的所述碳纤维的碳纤维束（A)与所述无序毡中 所述碳纤维的总体积的比率为20V〇1 %以上且小于99V〇l %，所述临界单纤维数由下式（a) 定义，并且所述碳纤维束（A)中的平均纤维数量（N)满足下式（b): 临界单纤维数=600/D (a) 0. 7X104/D2 < N < 1X105/D2 (b) 其中，D为单碳纤维的平均纤维直径（μ m)。
17. -种接合构件的制造方法，该接合构件通过将包含热塑性树脂作为基质的碳纤维 复合材料与金属相接合而获得，该方法包括： 在接合部处的所述金属的表面上形成深度为〇. 02至0. 6mm的多个凹凸部分的步骤， 在所述金属的所述表面上形成三嗪硫醇衍生物的有机被覆层的步骤， 在所述金属的所述表面上的所述三嗪硫醇衍生物的有机被覆层上融合热塑性树脂，以 形成厚度在5 μ m以上且5mm以下的热塑性树脂层的步骤， 在所述热塑性树脂层上层叠热塑性碳纤维复合材料，从而形成包括所述金属/所述三 嗪硫醇衍生物的有机被覆层/所述热塑性树脂层/所述热塑性碳纤维复合材料的层积体的 步骤，以及 通过与在厚度方向上加压一起对所获得的层积体进行加热，从而将所述金属与所述复 合材料合并为一体的步骤。
18. -种接合构件，在该接合构件中，通过热塑性树脂层使碳纤维复合材料与金属相接 合，该接合构件通过权利要求1或权利要求17所述的方法而获得， 其中，当以1mm/秒的拉伸速度执行拉伸测试时，接合强度为5MPa以上。
【文档编号】B32B15/08GK104245282SQ201380018183
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】竹内正基, 平田滋己, 加藤卓巳, 佐野弘树 申请人:帝人株式会社