(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱硬化後のそり発生を抑制し、短期間で製造でき、使用時の補強効果が十分な金属樹脂複合構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】金属板と繊維強化樹脂組成物が、発泡樹脂組成物を介して接合され、発泡樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、繊維長１〜３ｍｍ、繊維径５〜２０μｍの炭素繊維やガラス繊維を２〜３０重量部、熱活性型硬化剤を３〜３０重量部、熱活性型硬化触媒を０．５〜１５重量部、熱分解型有機系発泡剤を０．５〜１５重量部、アスペクト比が２：１以上の無機系充填剤を５０〜２００重量部、気泡防止剤を２〜１５重量部、含んで成る金属樹脂複合構造体。この金属樹脂複合構造体は、自動車用車体構造に有用である。金属板Ａ上に発泡体樹脂組成物Ｃを配設し、繊維強化樹脂組成物Ｂを配設した後に、発泡樹脂組成物Ｃを発泡させ硬化させて金属樹脂複合構造体を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と繊維強化樹脂組成物が、発泡樹脂組成物を介して接合されている３層の金属樹脂複合構造体であって、
上記発泡樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、繊維長１〜３ｍｍ、繊維径５〜２０μｍの炭素繊維及び／又はガラス繊維を２〜３０重量部、エポキシ樹脂用熱活性型硬化剤を３〜３０重量部、エポキシ樹脂用熱活性型硬化触媒を０．５〜１５重量部、熱分解型有機系発泡剤を０．５〜１５重量部、アスペクト比が２：１以上の無機系充填剤を５０〜２００重量部、気泡防止剤を２〜１５重量部、含んで成ることを特徴とする金属樹脂複合構造体。
【請求項２】
上記発泡樹脂組成物のエポキシ樹脂は、ビスフェノール型であることを特徴とする金属樹脂複合構造体。
【請求項３】
上記発泡樹脂組成物の板厚に対して、上記金属板の板厚が０．０２〜０．５倍、上記繊維強化樹脂組成物の板厚が０．０２〜１．０倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項４】
上記発泡樹脂組成物は、比重が０．３〜０．８ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項５】
上記金属板が鋼板又はアルミニウム板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項６】
上記繊維強化樹脂組成物が補強繊維成分とマトリックス樹脂成分とから構成され、該補強繊維成分は、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングステンカーバイド繊維、ガラス繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、パラ型アラミド繊維、メタ型アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアセタール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維及びセルロース系繊維から成る群より選ばれた少なくとも１種のものであり、連続繊維であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項７】
上記補強繊維成分は、織物又は一方向に配設されていることを特徴とする請求項６に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項８】
上記繊維強化樹脂組成物のマトリックス樹脂成分は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミノアミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリアミドイミド樹脂から成る群より選ばれた少なくとも１種のものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の金属樹脂複合構造体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体を用いた自動車用車体構造であって、
該金属板が車体鋼板であることを特徴とする自動車用車体構造。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体を製造するに当たり、
金属板又は繊維強化樹脂組成物の上に発泡体樹脂組成物を配設し、更に繊維強化樹脂組成物又は金属板を配設した後に、該発泡樹脂組成物を発泡させ硬化させることを特徴とする金属樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項１１】
金属板、発泡体樹脂組成物及び繊維強化樹脂組成物を３層構造に形成した後に、該金属板と繊維強化樹脂組成物との距離を一定に保持しながら、該発泡樹脂組成物を発泡させ硬化させることを特徴とする請求項１０に記載の金属樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項１２】
上記発泡樹脂組成物を、１４０〜２３０℃、１０〜３０分間の加熱処理により発泡させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の金属樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項１３】
金属板、発泡体樹脂組成物及び繊維強化樹脂組成物を３層構造に形成した後に、該金属板に電着塗装処理を行い、この処理の焼付け工程で該発泡樹脂組成物を発泡させることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つの項に記載の金属樹脂複合構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属樹脂複合構造体及びその製造方法に係り、更に詳細には、金属板と繊維強化樹脂組成物が発泡樹脂組成物を介して接合され、金属板／発泡樹脂組成物／繊維強化樹脂の３層構造をなす金属樹脂複合構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、土木・建築物、自動車、船舶などの補強部材として、金属と繊維強化樹脂組成物を接合した複合材料が普及してきている。
【０００３】
例えば、軽金属と繊維強化組成物を接着剤で一体化し、耐食性に優れ、強度・衝撃エネルギー吸収性能を向上させた軽金属／ＣＦＲＰハイブリッド構造材が提案されている（特許文献１参照）。
また、鉄やアルミニウムと繊維強化樹脂組成物を両面粘着テープなどの粘着材で粘着接合した輸送機器用バンパーのエネルギー吸収部材が提案されている（特許文献２参照）。
更に、アルミニウム材と繊維強化樹脂組成物をボルト接合で一体化し、自動車等の衝撃エネルギー吸収特性を向上させ、且つその変形量を小さくする自動車用のドア・サイドビームやバンパービーム等に使用される複合構造の衝撃吸収用部材が提案されている（特許文献３参照）。
更にまた、金属と繊維強化樹脂組成物とをボルト接合した場合、接合部で応力集中が発生して金属材料と繊維強化樹脂組成物の間の応力伝達が非効率的であるという理由から、接着剤で接着接合した衝撃エネルギー吸収部材が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ１９９９／０１０１６８
【特許文献２】特公２００２−２４０６５８号公報
【特許文献３】特開平６−１０１７３２号公報
【特許文献４】特開平１１−１７３３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金属と繊維強化樹脂との接合に、熱硬化性接着剤を用いて両者を接着接合した場合には、金属材料と繊維強化樹脂との線膨張係数の差により、熱をかけてから冷却した際、硬化時に貼り付け部材がそってしまい、備品の形状が変化してしまうという問題が生じていた。
これを防ぐために、常温硬化性接着剤を使用すると、硬化までに長時間放置する必要があり、量産製品の製造ラインに適用することが難しかった。
【０００５】
また、接着剤を用いた接合方法においては、作業工程に事前混合、塗布、硬化という時間とコストがかかるという問題があった。
即ち、液固状の接着剤では粘性が高いため、短時間に広い面積への塗布に多大な時間がかかり、液状の接着剤では作業環境が汚れる、厚み管理が難しい等、大量生産やライン導入には不適な側面があった。
【０００６】
更に、粘着テープでの接合は簡便であるが、例えば６０ｋｍで走行する車にかかる衝撃には耐えられず、衝撃を受けたときに、接着面が剥がれたり切れたりしてしまうという問題があった。
【０００７】
更にまた、金属のレインフォースを溶接して補強すると、重量が増加してしまい、輸送機器などに使用した際は燃費が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の有する課題及び新たな知見に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱硬化後のそり発生を抑制し、短期間で製造でき、使用時の補強効果が十分な金属樹脂複合構造体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、金属板と繊維強化樹脂組成物を、エポキシ樹脂を主成分とし、炭素繊維やガラス繊維、エポキシ樹脂用熱活性型硬化剤、エポキシ樹脂用熱活性型硬化触媒、熱分解型有機系発泡剤、無機系充填剤、気泡防止剤を所定量含めた発泡樹脂組成物を用いて接合することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明の金属樹脂複合構造体は、金属板と繊維強化樹脂組成物が、発泡樹脂組成物を介して接合されている３層の金属樹脂複合構造体であって、
上記発泡樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、繊維長１〜３ｍｍ、繊維径５〜２０μｍの炭素繊維及び／又はガラス繊維を２〜３０重量部、エポキシ樹脂用熱活性型硬化剤を３〜３０重量部、エポキシ樹脂用熱活性型硬化触媒を０．５〜１５重量部、熱分解型有機系発泡剤を０．５〜１５重量部、アスペクト比が２：１以上の無機系充填剤を５０〜２００重量部、気泡防止剤を２〜１５重量部、含んで成ることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の自動車用車体構造は、上記金属樹脂複合構造体を用いた自動車用車体構造であって、該金属板が車体鋼板であることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の金属樹脂複合構造体の製造方法は、上記金属樹脂複合構造体を製造するに当たり、金属板又は繊維強化樹脂組成物の上に発泡体樹脂組成物を配設し、更に繊維強化樹脂組成物又は金属板を配設した後に、該発泡樹脂組成物を発泡させ硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属板と繊維強化樹脂組成物を、エポキシ樹脂を主成分とし、炭素繊維やガラス繊維、エポキシ樹脂用熱活性型硬化剤、エポキシ樹脂用熱活性型硬化触媒、熱分解型有機系発泡剤、無機系充填剤、気泡防止剤を所定量含めた発泡樹脂組成物を用いて接合することとしたため、加熱硬化後のそり発生を抑制し、短期間で製造でき、使用時の補強効果が十分な金属樹脂複合構造体及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の金属樹脂複合構造体について説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り、質量百分率を表わすものとする。
【００１５】
本発明の金属樹脂複合構造体は、金属板と繊維強化樹脂組成物が、発泡樹脂組成物を介して接合されている３層構造をなす。
また、上記発泡樹脂組成物は、エポキシ系の発泡樹脂組成物であり、以下（ａ）〜（ｇ）の材料、
（ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂１００重量部に対して、
（ｂ）繊維長１〜３ｍｍ、繊維径５〜２０μｍの炭素繊維、ガラス繊維のいずれか一方又は双方を２〜３０重量部、
（ｃ）エポキシ樹脂用熱活性型硬化剤を３〜３０重量部、
（ｄ）エポキシ樹脂用熱活性型硬化触媒を０．５〜１５重量部、
（ｅ）熱分解型有機系発泡剤を０．５〜１５重量部、
（ｆ）アスペクト比が２：１以上の無機系充填剤を５０〜２００重量部、
（ｇ）気泡防止剤を２〜１５重量部、
を含んで成る。
【００１６】
接合部に用いる発泡樹脂組成物を上記構成とすることで、十分な発泡反応が起こり、衝撃吸収性の高い発泡体層が得られる。
例えば、図１に示すような、金属板Ａ／発泡樹脂組成物Ｃ／繊維強化樹脂組成物Ｂの３層構造体となる。
【００１７】
ここで、エポキシ樹脂（ａ）は、接着性、機械的な性質、電気的性質、化学的性質、寸法精度などに優れているという観点から、ビスフェノール型であることが好ましい。
また、上記無機系充填剤（ｆ）は、代表的には、針状、柱状、板状などの形状のものを用いることができる。
【００１８】
更に、本発明の金属樹脂複合構造体は、上記発泡樹脂組成物の板厚に対して、上記金属板の板厚は０．０２〜０．５倍、上記繊維強化樹脂組成物の板厚は０．０２〜１．０倍であることが好ましい。
【００１９】
上記金属板の板厚が０．０２倍よりも小さければ、発泡体に対する接着強度が低下してしまい、補強効果を得るための十分な強度が保持されないことがある。また、０．５倍より大きければ、衝撃エネルギー吸収特性を発揮することができない。例えば、金属板平面への衝撃により大きな荷重がかかったとき、その衝撃で金属板から繊維強化樹脂組成物が剥がれてしまい、衝撃を受け止めるのが金属板単体となってしまうことがある。
【００２０】
上記繊維強化樹脂組成物の板厚が０．０２倍よりも小さければ、補強効果を得るために十分な強度が得られないことがある。１．０倍より大きければ、強度は得られるが、より多くの成形時間とコストがかかり、値段と性能が見合わなくなる。
【００２１】
また、上記発泡樹脂組成物は、比重が０．３〜０．８ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
比重が０．３ｇ／ｃｍ３より小さいと、複合構造体に力が加わって曲げられたときに十分な強度が得られないことがある。０．８ｇ／ ｃｍ３より大きいと、軽量化効果が得られないことがある。
【００２２】
更に、上記発泡樹脂組成物は、衝撃剪断強度が高いことが好ましく、代表的には、金属板や繊維強化樹脂組成物との接合剪断強度が０．１〜１０ＭＰａの範囲内であることが良い。
【００２３】
上記金属板としては、特にその材質は限定されないが、代表的には、鋼板、アルミニウム板、チタニウム板など、又はこれらを任意に組合わせた合金等を使用できる。特に、アルミニウム板の線膨張係数は、２３×１０−６ｋ−１と、鋼板の１０×１０−６ｋ−１に比べて大きく、加熱時に伸びる割合も大きいため、発泡樹脂組成物使用によるそりを防ぐ効果を高めることができる。
【００２４】
また、上記金属板には、比重が１〜９ｇ／ｃｍ３の範囲内の金属を使用するのが良い。このときは、金属樹脂複合構造体を軽量化でき、輸送機器に用いた場合には燃料消費を抑えることができるとともに、取り付け／組み立て作業時の取扱い性が容易となるので有効である。
【００２５】
上記繊維強化樹脂組成物は、補強繊維成分とマトリックス樹脂成分とから構成することができる。
ここで、補強繊維成分としては、例えば、（１）炭素繊維、黒鉛繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングステンカーバイド繊維、ガラス繊維等の無機繊維、（２）全芳香族ポリエステル繊維（高強力ポリアリレート繊維を含む）、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維等のポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（以下ＰＢＯ繊維）、パラ型アラミド繊維、メタ型アラミド繊維、ポリアセタール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の耐熱性合成繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の有機繊維、及び（３）セルロース系繊維等の天然繊維、を使用できる。
これら補強繊維成分であれば特に限定されないが、鋼性・強度に優れることから炭素繊維が好ましい。また、炭素繊維の中でも更に構造材としての強度と弾性率のバランスが良い、強度３．５〜１０ＧＰａの範囲内、弾性率２００〜５００ＧＰａの範囲内のポリアクリルニトリル系の炭素繊維を使用するのが特に好ましい。
【００２６】
なお、上記繊維強化樹脂組成物は連続繊維であることが好ましい。ここで言う「連続繊維」とは、５０ｍｍ以上の長さをもつものを言う。
【００２７】
一方、上記繊維強化樹脂組成物のマトリックス樹脂成分としては、例えば、（１）エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、（２）ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ＰＢＴなどのポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミノアミド樹脂、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアミドイミドなどの熱可塑性樹脂、を使用できる。
これらマトリックス樹脂成分であれば特に限定されないが、優れた成形性、耐薬品性及び耐候性を付与する観点からは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂を使用するのが好ましい。
【００２８】
これらマトリックス樹脂成分は、繊維強化樹脂組成物の強度が高められる観点からは、樹脂の伸びが上記補強繊維成分より大きい方が好ましい。また、発泡樹脂組成物の発泡工程における加熱・加圧処理時の変形を小さくする観点からは、熱硬化性樹脂の方が好ましい。
【００２９】
上述した本発明の金属樹脂複合構造体は、金属板／発泡樹脂組成物／繊維強化樹脂組成物の３層構造体であり、優れた衝撃吸収効果を有する。これにより、用途としては、自動車などの輸送機器や、家屋や棚の梁などの建築物、建造物が挙げられる。
特に、自動車用車体構造として代表的な適用箇所には、図２に示すように、ダッシュ（Ｉ）、サイドドア（Ｇ）、バンパー（Ｈ）、バンパー補強材、ボンネット、各種フレーム、サブフレーム、各種ロッド、インパクトビーム、サイドビーム、サイドピラーなどがあり、広い範囲で適用が可能である。
また、自動車のダッシュやサイドドアとして適用した場合には、車室内の騒音を低減することができる。即ち、単に接着材で鋼板に繊維強化樹脂組成物を貼り付けた従来品に比べて、吸音性能、遮音性能がともに向上し、高い吸音・遮音性能を発現できる。
なお、吸音性能を表す垂直入射率はＪＩＳ  Ａ１４０５、遮音性能を洗わず透過損失はＪＩＳ  Ａ１４１６によって測定することができる。
【００３０】
次に、本発明の金属樹脂複合構造体の製造方法について説明する。
本発明の製造方法では、上述した金属樹脂複合構造体を製造するに当たり、金属板又は繊維強化樹脂組成物の上に発泡体樹脂組成物を配設し、更に繊維強化樹脂組成物又は金属板を配設した後に、該発泡樹脂組成物を発泡させ硬化させる。
【００３１】
例えば、金属板及び繊維強化樹脂組成物を予め成形しておき、これらを発泡体樹脂組成物を介して張り合わせ、加熱処理を行い発泡体樹脂組成物を発泡させ、硬化させることによって、金属樹脂複合構造体が得られる。
【００３２】
また、本発明の製造方法では、金属板、発泡体樹脂組成物及び繊維強化樹脂組成物を３層構造に形成した後に、該金属板と繊維強化樹脂組成物との距離を一定に保持しながら、該発泡樹脂組成物を発泡させ硬化させることが好ましい。
【００３３】
具体的には、例えば、金属板と、発泡樹脂組成物を貼り付けた繊維強化樹脂組成物とを、該発泡樹脂組成物を介してこれらが一定の距離を保つように固定具を用いて金属樹脂複合構造体を得ることができる。
また、発泡樹脂組成物を貼り付けた金属板と、繊維強化樹脂組成物とを、該発泡樹脂組成物を介してこれらが一定の距離を保つように固定具を用いて金属樹脂複合構造体を得ることができる。
更に、上記固定具の代わりに、又は上記固定具と併用して、発泡樹脂組成物の発泡時に金属板、繊維強化樹脂組成物のいずれか一方又は双方を外側から押止できる治具を配設することもできる。
更にまた、図３に示すように、金属板、発泡体樹脂組成物及び繊維強化樹脂組成物の３層構造体を、部品形状に成形された型内に固定した後に、加熱発泡させ、硬化させることによって金属樹脂複合構造体を得ることもできる。
かかる固定具や治具や型を用いることで、加熱発泡の際に任意の厚さに制御することが可能となり、密着力、衝撃剪断強度の高い金属樹脂複合構造体が得られる。
【００３４】
更に、本発明の製造方法で用いる発泡樹脂組成物は、熱をかけると内部に気孔が発生し、発泡する。この発泡反応は、１４０℃〜２３０℃の加熱処理を行うことで促進できる。
かかる温度域で発泡樹脂組成物は柔らかくなり、加熱により伸びた金属板及び繊維強化樹脂組成物と共に伸びる。この発泡樹脂組成物の柔らかい状態は、完全に冷えて固まるまで保たれるため、金属板や繊維強化樹脂組成物が冷えて収縮した際にも該発泡樹脂組成物が追従し、線膨張係数の差による反りを生じることなく、硬化することができる。
【００３５】
更にまた、発泡樹脂組成物は、金属や繊維強化樹脂組成物と接触するだけで粘着するものであるが、衝撃剪断強度を向上させるためには、加熱した後に冷却して硬化させることが有効である。
目安としては、１４０℃〜２３０℃で１０〜３０分間の加熱処理を行うことが適切である。１４０℃より低い温度では十分な発泡反応が起こりにくく、２３０℃より高温度では、発泡樹脂組成物が変性してしまい、十分な性能が得られないことがある。
【００３６】
なお、金属板／発泡樹脂組成物／繊維強化樹脂組成物の３層構造体において、発泡樹脂組成物を発泡させ３層を接合する際は、ネジ、ボルト、リベット、クリップなどの機械接合を併用して脱落を防止しても差し支えない。
また、金属板として車体鋼板を用いた車体部品を製造する際は、加熱発泡工程は、製造ラインでの電着塗装焼付け工程を利用できるため、新たな工程、設備投入の必要もなく、経済的となる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）に、このエポキシ樹脂を１００重量部とすると、繊維長２ｍｍ、繊維径１０μｍの炭素繊維（ｂ）を５重量部、硬化剤（ｃ）であるジシアンジアミドを１１重量部、硬化触媒（ｄ）であるアミンアダクト（エポキシ化合物付加ポリアミン）を６重量部、有機系発泡剤（ｅ）であるアゾジカルボンアミドを６重量部、無機系充填剤（ｆ）である珪酸カルシウムを１３０重量部、及び気泡防止剤（ｇ）である酸化カルシウムを９重量部、プラネタリーミキサーを用いて室温で混合し、発泡樹脂組成物を調製した。
【００３９】
鋼板（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）に、上記発泡樹脂組成物を貼り付けた。この発泡樹脂組成物に対向するように、繊維強化樹脂組成物（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を、鋼板からの距離を２０ｍｍに保った状態で治具にて固定し、恒温槽にて１５０℃で３０分間加熱し、エポキシ系発泡樹脂組成物を発泡、硬化させ、はみ出した部分をカッターナイフで切り落として、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
なお、上記繊維強化樹脂組成物の構成は、強化繊維として炭素繊維（引張強度５ＧＰａ、弾性率２３０ＧＰａ、破断伸度１．５％）の織物、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を使用し、予め硬化させておいたものである。
【００４０】
（実施例２）
発泡樹脂組成物において、（ｂ）成分として、繊維長２ｍｍ、繊維径１０μｍの炭素繊維１重量部用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４１】
（実施例３）
発泡樹脂組成物において、（ｂ）成分として、繊維長２ｍｍ、繊維径１０μｍの炭素繊維２０重量部用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４２】
（実施例４）
鋼板と繊維強化樹脂組成物の距離を５ｍｍに保った状態で治具にて固定したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４３】
（実施例５）
繊維強化樹脂組成物の強化繊維に、ガラス繊維（引張強度３ＧＰａ、弾性率７０ＧＰａ、破断伸度４％）の織物を用いたこと、発泡樹脂組成物の（ｂ）成分として、繊維長２ｍｍ、繊維径１７μｍのガラス繊維を５重量部用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４４】
（実施例６）
繊維強化樹脂組成物の強化繊維に、高強力ポリアリレート繊維（引張強度３ＧＰａ、弾性率１０４ＧＰａ、破断伸度２．７％）の織物を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４５】
（実施例７）
繊維強化樹脂組成物の強化繊維に、パラ型アラミド繊維（引張強度２．８ＧＰａ、弾性率１０９ＧＰａ、破断伸度２．４％）の織物を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４６】
（実施例８）
繊維強化樹脂組成物の強化繊維に、炭素繊維（引張強度５ＧＰａ、弾性率２３０ＧＰａ、破断伸度１．５％）を一方向に配置したものを用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４７】
（実施例９）
金属板に厚さ０．７ｍｍのアルミニウム板を使用したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰返して、本例の金属樹脂複合構造体を得た。
【００４８】
（比較例１）
鋼板（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）に、エポキシ系室温硬化型接着材を塗布し、塗布厚さ１ｍｍになるようスペーサー（ガラスビーズ使用）を入れ、その上から遷移強化樹脂組成物（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を貼り付け、クリップにて固定し、２３℃にて２日間静置し硬化させ、本例の構造体を得た。
このとき使用した遷移強化樹脂組成物の構成は、実施例１と同様のものである。また、この時要した作業時間は、接着剤の調合に１０分、塗布に５分、硬化に２日であった。
【００４９】
（比較例２）
鋼板（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）に、エポキシ系加熱硬化型接着剤を塗布し、塗布厚さ１ｍｍになるようスペーサー（ガラスビーズ使用）を入れ、その上から遷移強化樹脂組成物（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を貼り付け、クリップにて固定し、８０℃にて６０分間加熱し硬化させ、本例の構造体を得た。
このとき使用した繊維強化樹脂組成物の構成は、実施例１と同様のものである。
【００５０】
（比較例３）
鋼板と繊維強化樹脂組成物の距離を５ｍｍに保った状態で治具にて固定し、恒温槽にて１５０℃で３０分間加熱し、ウレタン系発泡樹脂組成物を発泡、硬化させたこと以外は、比較例１と同様の操作を繰返して、本例の構造体を得た。
【００５１】
（比較例４）
鋼板と繊維強化樹脂組成物の距離を５ｍｍに保った状態で治具にて固定し、恒温槽にて１５０℃で３０分間過熱し、ポリプロピレン系発泡樹脂組成物（ＥＰＰ：発泡ポリプロピレン）を発泡、硬化させたこと以外は、比較例１と同様の操作を繰返して、本例の構造体を得た。
【００５２】
（比較例５）
鋼板（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）の上から繊維強化樹脂組成物（幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）を配置し、長さ４ｍｍのリベットにて２箇所接合し、本例の構造体を得た。
このとき使用した繊維強化樹脂組成物の構成は、実施例１と同様のものである。
【００５３】
実施例及び比較例で得た構造体について、以下の４つの評価を行った。結果一覧を表２に示す。
【００５４】
（１）硬化後のそり
本鋼板／Ｃ繊維強化樹脂組成物部材を平面上に置き、硬化後のそり高さをノギスにて計測した。測定箇所の詳細を図４に示す。
硬化後の変形量が、試験片長さの０．２％未満であるときを◎、０．２％以上０．５％未満であるとき○、それ以上を×として評価した。
【００５５】
（２）曲げ弾性
本鋼板／Ｃ繊維強化樹脂組成物部材を用いて、３点曲げ試験を行った。なお、３点曲げ試験は、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて測定した。
強度については、０．７ｍｍ鋼板の曲げ強度の２倍より大きい強度を有するものを◎、０．７ｍｍ鋼板の曲げ強度の１倍より大きく２倍以下の強度を有するものを○、１０ｍｍ曲げたときに試験片が座屈したものを△、１０ｍｍ曲げたときに試験片が剥がれたものを×として評価した。
弾性については、曲げ試験測定値の弾性域における傾きが、０．７ｍｍの鋼板の２倍より大きいものを◎、１倍より大きく２倍以下を○、０．７ｍｍの鋼板とほぼ同等のものを△、０．７ｍｍの鋼板より小さい場合を×として評価した。
【００５６】
（３）シャルピー衝撃
本鋼板／Ｃ繊維強化樹脂組成物部材を用いて、シャルピー衝撃試験を行った。なお、シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ  Ｋ７１１１に準じて測定した。
試験は、鋼板面よりハンマー入射をする形で実施した。このときの試験後の試験片の状態が、変形あるいは剥がれのないものを◎、変形がわずかに見られるが剥がれのないものを○、変形が大きいが剥がれのないものを△、変形及び剥がれがあるものを×として評価した。
【００５７】
（４）総合評価
すべての試験結果において◎又は○のみ、あるいは△が２個以下のときを○、△が３個以上あるとき又は×が１つでもあるときを×として評価した。
【００５８】
【表１】
2007196545.tif 000003
【００５９】
【表２】
2007196545.tif 000004
【００６０】
表１及び表２に示した結果から明らかなように、実施例１〜９の金属樹脂複合構造体は、いずれも比較例２に対し、成型後のそりが生じないことで優れていた。
また、強度・衝撃特性は、金属樹脂複合構造体としての要求性能を満足することがわかる。
更に、実施例１と比較例３の結果より、発泡樹脂組成物がウレタン系では、そりは妨げるものの、十分な強度が得られず、また衝撃性能も低い。
更にまた、ポリプロピレン系やボルト接合では、いっそう強度・衝撃特性が低下する。よって、本発明で規定するエポキシ系の発泡樹脂組成物を使用すると十分な強度・衝撃性能が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の金属樹脂複合構造体は、建材、家屋等の構造物や、自動車、鉄道車両等の輸送機器などに好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の金属樹脂複合構造体の一例を示す概略図である。
【図２】本発明を車体に適用する際の、適用可能場所を示した図である。
【図３】本発明の発泡体加熱時に取り付けた治具の概略図である。
【図４】本発明を評価する試験の様子の概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ：金属板
Ｂ：繊維強化樹脂組成物
Ｃ：発泡樹脂組成物
Ｄ：補強繊維
Ｅ：マトリックス樹脂
Ｆ：加熱発泡時に使用する固定治具
Ｇ：ドア
Ｈ：バンパー
Ｉ：ダッシュ
【図１】
2007196545.tif 000005
【図２】
2007196545.tif 000006
【図３】
2007196545.tif 000007
【図４】
2007196545.tif 000008