[发明专利]接合体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及对以热塑性树脂为基体且含有不连续碳纤维的复合材料进行接合的接合体的制造方法。

背景技术

通常，作为以热塑性树脂为基体的复合材料的接合方法，可以举出利用螺栓-螺母和/或铆钉的连结、粘合剂、熔敷等。

在利用螺栓-螺母或铆钉进行连结时，需要在母材上开孔。因此，存在着母材强度降低、加工程序增加等问题。而且，尽管近年碳纤维复合材料因其强度和质量轻而作为具有轻量化效果的材料而受到关注，但是，一旦利用螺栓-螺母或者铆钉的连结位置增多，则随着连结部件的增加而导致重量增加，从而有损于使用碳纤维复合材料的益处。而利用粘合剂的接合由于无法实现高接合强度，因此不适用于结构部件。

就熔敷而言，有利用加热板、振动、超声波的熔敷方法。由于这类方法中使原材料直接一体化，不会因接合而增加重量，能够实现高强度，因此是非常有利于热塑性树脂的接合方法。但由于加热板熔敷中会出现拉丝现象，因此存在树脂附着于加热板的问题；在振动熔敷中，每一个工件都需要专用夹具，还需要使接合面振动，因此存在无法应对复杂形状的问题；在超声波熔敷中，存在着变幅杆（horn）的尺寸受到限制、无法应对大型工件和产生高频噪声的问题。

已知还有向含有导电性材料的树脂通电，使导电性材料发热，从而将树脂熔融进行熔敷的方法。专利文献1中记载了使得由导电性热塑性树脂成型的两个塑料成形体接触，在向两成形体之间通电使两者的接触部位发热熔融的状态下进行压接的塑料成形体的接合方法。但该方法中用于发热熔融的电流高达非常高的500～1200安培（专利文献1的第3页左上栏），尚有改善的余地。

专利文献2中公开了使得由热塑性树脂和碳纤维制成的两个树脂复合体相互熔融固化来制造热粘合体的方法。但在该方法中，也要施加高达10万安培的极大量的电流（专利文献2的第【0030】段）。

在非专利文献1中，公开了将由热塑性树脂和碳纤维制成的两个复合体夹持在电极之间进行通电焊接的方法。但是，其碳纤维使用连续纤维的单向材料，因此存在着复合体产生挠曲的缺点（非专利文献1的第264页左栏）。

这样，作为以热塑性树脂为基体的复合材料的接合方法，现在尚不存在不受工件尺寸及形状的影响、以低电流短得到无挠曲等缺点的高强度接合体的方法。

专利文献1：日本特开昭62-62733号公报

专利文献2：日本特开2009-73132号公报

非专利文献1：“碳纤维增强热塑性复合材料利用阻抗点焊的接合”，守屋一政，《日本航空宇宙学会志》，第42卷第259～266页，1994年4月。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以低电流在短时间内得到含有热塑性树脂和碳纤维的复合材料制成的、且挠曲等变形少的高强度接合体的方法。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究后，结果发现：在将含有热塑性树脂和碳纤维的多个复合材料叠合，用电极夹持进行通电，利用焦耳热使热塑性树脂熔融进行熔敷来制造接合体的方法中，当将热塑性树脂中无规（random）分布有不连续碳纤维的材料用作复合材料时，能够以低电流得到挠曲的产生少、强度高的接合体，至此完成了本发明。

即，本发明涉及一种接合体的制造方法，其具备下述各工序：

（i）制备含有热塑性树脂和不连续碳纤维，不连续碳纤维无规分布的多个复合材料的工序；

（ii）将多个复合材料叠合的工序；

（iii）以一对电极夹持叠合部位的至少一部分的工序；和

（iv）在电极之间通电，利用焦耳热使热塑性树脂熔敷的工序。

且本发明还涉及一种接合体的制造装置，其用于制造含有热塑性树脂和不连续碳纤维，且不连续碳纤维无规分布的多个复合材料叠合而成的接合体，其具备：

（i）与相互叠合的多个复合材料中的一侧表面层接触的第一电极；

（ii）与相互叠合的多个复合材料中的另一侧表面层接触的第二电极；

（iii）在第一电极和第二电极之间通电的电源；

（iv）与第一电极和第二电极中的至少一个电极连接的加压机构；和

（v）控制接合电流和通电时间的控制装置，

由第一电极和第二电极夹持多个复合材料的叠合部位中的至少一部分，在加压的状态下向电极之间通电，利用焦耳热将热塑性树脂熔敷。

附图说明

图1为本发明的制造方法的一例。

图2为本发明的制造方法的一例。

图3为本发明的制造方法的一例。