(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１面が、凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面で、かつ、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面に形成されている繊維強化プラスチック成形品であって、粗面を形成する繊維強化プラスチックが、少なくとも、粗面を形成することを目的とする層と、強度や剛性を得ることを目的とする層との２層から構成されていることを特徴とする繊維強化プラスチック成形品。
【請求項２】
粗面が光の乱反射面および／または光の吸収面を構成していることを特徴とする、請求項１に記載の繊維強化プラスチック成形品。
【請求項３】
粗面を形成する繊維強化プラスチックが、そのプラスチック中に含まれる顔料によって着色されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック成形品。
【請求項４】
粗面を形成する繊維強化プラスチックが、その最も外側に、外観向上を目的とする着色層を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品。
【請求項５】
着色層が、２種類以上の色の異なる塗料滴の吹き付けにより形成されたものであることを特徴とする、請求項４に記載の繊維強化プラスチック成形品。
【請求項６】
粗面を形成する繊維強化プラスチックが、それを構成する層の数に関わらず一体的に成形されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品。
【請求項７】
心材と心材の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材とから構成されるサンドイッチ構造部を有し、少なくとも１つのスキン材が、請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品からなることを特徴とするサンドイッチ構造部を有する繊維強化プラスチック成形品。
【請求項８】
心材と心材の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材が、一体的に成形されていることを特徴とする、請求項７に記載のサンドイッチ構造部を有する繊維強化プラスチック成形品。
【請求項９】
少なくとも１面に所定の粗面形状を反転した凹凸面を加工した成形型を用い、成形品に型の凹凸面を転写することにより粗面を形成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
【請求項１０】
成形型の凹凸面が、変形に追従可能な弾力性を有する材料で形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
【請求項１１】
繊維強化プラスチック成形品が、心材と心材の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材とから構成されるサンドイッチ構造部を有し、少なくとも１つのスキン材が、前記粗面が形成されるものからなり、成形型の凹凸面が、成形品に含まれる心材よりも弾性率の低い材料で形成されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化プラスチック成形品およびその製造方法に関し、とくに、太陽光等の反射による眩惑を防止できるようにした、粗面を有する繊維強化プラスチック成形品、およびそれを容易に成形することができる繊維強化プラスチック成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、繊維強化プラスチック成形品は、複雑な曲面の形成が容易であるなどの特長を活かして、その表面は滑らかな光沢面とすることが一般的であった。また、凹凸のある粗面が形成される場合においても、たとえば成形後の塗装により凹凸面を形成するなどの方法に頼っており、形成される凹凸面の凹凸は浅く、またそのパターンが規則的なもの、あるいは周期性のあるものであるのが一般的であった。
【０００３】
最近になって、繊維強化プラスチック成形品の用途が拡大し、屋外に大面積の成形品を設置するような、建築・土木分野の用途にも用いられるようになってきたが、屋外に設置する場合、太陽光線等の反射により、通行者や近隣居住者に眩惑を与える恐れがある。上記のように、たとえば成形後の塗装により凹凸面を形成したとしても、塗装で形成できる凹凸面の凹凸高さ（深さ）には限界があり、浅い凹凸しか形成できないので、太陽光線等の反射防止による眩惑防止性能としては不十分であった。また、形成される凹凸面は、パターンが規則的なもの、あるいは周期性のあるものが大半であるので、太陽光線等の乱反射性能も不十分であり、この面からも、眩惑防止性能として不十分なものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、上記のような問題を解消し、太陽光線等の入射に対しても、反射により眩惑を与えることがない繊維強化プラスチック成形品、およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る繊維強化プラスチック成形品は、少なくとも１面が、凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面で、かつ、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面に形成されている繊維強化プラスチック成形品であって、粗面を形成する繊維強化プラスチックが、少なくとも、粗面を形成することを目的とする層と、強度や剛性を得ることを目的とする層との２層から構成されていることを特徴とするものからなる。
【０００６】
上記のような、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面は、従来の塗装による方法では形成が困難なものであり、とくにこのような凹凸面を形成することを意図した特別な方法によらなければ形成することができないものである。
【０００７】
このような粗面は、光の乱反射面、および／または、光の吸収面を構成することができ、太陽光線等の入射に対して、凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面で適切に乱反射させることにより、および／または、光を適切に吸収することにより、反射光による眩惑が効果的に防止される。つまり、凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面であって、かつ、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面であることによって、優れた眩惑防止効果が得られるのである。
【０００８】
上記のような粗面を形成する繊維強化プラスチックは、そのプラスチック中に含まれる顔料によって着色されていてもよい。着色により、ランダムな凹凸面形状による乱反射性能に加え、適切な光の吸収性能をもたせることが可能になり、反射光による眩惑が一層効果的に防止される。
【０００９】
また、粗面を形成する繊維強化プラスチックは、少なくとも、粗面を形成することを目的とする層と、強度や剛性を得ることを目的とする層との２層から構成されている。このように構成すれば、容易に、目標とする強度や剛性を確保しつつ、本発明で目標とする優れた眩惑防止性能の両特性が、ともに良好に達成される。また、粗面を形成するための層と、強度剛性を得るための層を分離することにより、強度剛性を得るための強化繊維の配向に、表面の凹凸の影響による局部的な曲がりを生じないようにでき、強度剛性が低下することを防止することができる。
【００１０】
また、粗面を形成する繊維強化プラスチックは、その最も外側に、外観向上を目的とする着色層を有する構成とすることもできる。上述した繊維強化プラスチック中に含まれる顔料によって樹脂全体が着色されている構成、または、最外層に着色層を有する構成とすることにより、紫外線による樹脂の劣化を表面のわずかな部分のみに抑えることが可能になり、耐久性の向上も達成される。このような着色層は、いかなる方法で形成されてもよく、たとえば、２種類以上の色の異なる塗料滴の吹き付けにより形成することができる。
【００１１】
多層構成を有する、粗面を形成する繊維強化プラスチックは、それを構成する層の数に関わらず一体的に成形されていることが好ましい。これによって、繊維強化プラスチック成形品全体の成形性や、機械特性が良好に確保される。
【００１２】
本発明に係る繊維強化プラスチック成形品は、いわゆるサンドイッチ構造を有するものであってもよい。たとえば、心材と心材の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材とから構成されるサンドイッチ構造部を有し、少なくとも１つのスキン材が、前述のような繊維強化プラスチック成形品からなる、サンドイッチ構造部を有する繊維強化プラスチック成形品とすることができる。この場合、心材と心材の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材は、一体的に成形されていることが好ましく、これによってやはり、繊維強化プラスチック成形品全体の成形性や、機械特性が良好に確保される。
【００１３】
本発明に係る繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、上記のような構成を有する繊維強化プラスチック成形品をチックを成形する方法であり、少なくとも１面に前述した所定の粗面形状を反転した凹凸面を加工した成形型を用い、成形品に型の凹凸面を転写することにより粗面を形成することを特徴とする方法からなる。このように、後からの塗装ではなく、成形型の凹凸を転写して凹凸面を形成することにより、凸部と凹部の高さの差を大きくすることができる。
【００１４】
この方法においては、成形型の凹凸面が、変形に追従可能な弾力性を有する材料で形成されていることが好ましい。成形型の凹凸面が弾力性のある材料で形成されていることにより、脱型時に大きな力を必要としたり、また型や成形品が欠けたりすることがない。また、成形型の凹凸面が、前述の如きサンドイッチ構造を有する成形品の場合、成形品に含まれる心材よりも弾性率の低い材料で形成されていることが好ましい。これによって、成形時に圧力のかかる成形法（例えばＳＣＲＩＭＰ法）を用いても、成形型の凹凸が強度剛性を得るための層に影響することがなくなり、強度低下などの現象が防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る繊維強化プラスチック成形品を示している。図１において、１は繊維強化プラスチック成形品全体を示しており、たとえば、防音壁や区画壁として好適な構造の繊維強化プラスチック成形品を示している。２は壁本体部、３は他の建築物や台座への取付部を示している。本実施態様では、とくに壁本体部２が本発明に係る繊維強化プラスチック成形品の構成を有しており、その少なくとも１面（外面）が、凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面で、かつ、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面４に形成されている。
【００１６】
本実施態様では、壁本体部２は、心材５と、心材５の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材６とから構成されるサンドイッチ構造部に構成されており、少なくとも外側のスキン材６、あるいはその外側に付加された層が、粗面４を有する形状に形成されている。心材５と心材５の両面側に位置する繊維強化プラスチック製スキン材６は、一体的に成形されている。心材５の材質は特に限定されないが、全体としての軽量性を確保する上からは、所望の強度、剛性を有しつつ、極力比重または見かけ比重の小さいものが好ましい。たとえば、発泡体（たとえば、硬質発泡ポリウレタン）や、木材、ハニカム構造体などを使用できる。
【００１７】
粗面４を形成する繊維強化プラスチック層は、本実施態様では、図２に示すように、少なくとも、粗面４を形成することを目的とする層７と、強度や剛性を得ることを目的とする層８との２層を有しており、さらに層７の外側（最外層）に、主として外観向上を目的とし、さらに紫外線による樹脂劣化防止性能も備えた、着色層９が設けられている。
【００１８】
強度や剛性を得ることを目的とする層８は、たとえば、強化繊維を一方向、２方向、織物等の形態で含む層からなり、粗面４を形成することを目的とする層７は、たとえば、強化繊維のマット等を含む層からなり、着色層９は、たとえば、２色以上のゲルコート層や顔料含有樹脂層等からなる。２色以上の着色層は、たとえばエアガン等を用いて、２種類以上の色の異なる塗料滴の吹き付けることにより形成することができる。強化繊維の種類は特に限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維、不飽和ポリエステル繊維、さらには無機繊維などから、用途に応じて適宜選択でき、これらを組み合わせて使用することもできる。また、マトリックス樹脂の種類も特に限定されず、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に加え、熱可塑性樹脂も使用可能である。
【００１９】
凸部と凹部がランダムに配置された凹凸面で、かつ、平均的な凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ以上である粗面４を形成するには、予めその粗面４の形状を反転させた凹凸面を有する成形型を用いて成形するのが好ましい。従来の塗装による方法では、本発明で規定した凹凸深さを有する粗面を形成することは困難である。成形品に成形型の凹凸面を転写することにより、本発明で規定した凹凸深さを有する粗面を容易に形成することができる。
【００２０】
成形型の凹凸面は、とくに脱型の際に変形に追従可能な弾力性を有する材料で形成されていることが好ましく、このような凹凸面形成材料として、たとえば比較的低硬度のウレタンゴム等を使用するができる。また、前述の如く成形品に心材５が含まれる場合には、心材５よりも弾性率の低い材料で形成されていることが好ましい。このような材料で成形型の凹凸面を構成することにより、前述の如く、脱型時に大きな力を必要としたり、また型や成形品が欠けたりすることが防止され、また、脱型時に成形品側に変形などの悪影響を与えることが防止される。
【００２１】
本発明に係る繊維強化プラスチック成形品の成形方法としては、例えばハンドレイアップ法、オートクレーブ法等、一般的な繊維強化プラスチックの成形方法のいずれでも成形することができる。また、プルトルージョン法等の連続成形法により成形した各部材を、適当な寸法に切断の後、組立接合により成形することもできる。しかし、好ましくは、一体的な成形が容易で、かつ繊維含有率を高めて軽量化を達成しやすい、いわゆるＲＴＭ法やＲＩＭ法、また、成形部位を減圧すると同時に注入樹脂の拡散材を配置する一体成型法（ＳＣＲＩＭＰ法）等、強化繊維を配置したキャビティー内に液体状のプラスチックを注入する成形法の採用が望ましい。
【００２２】
【実施例】
以下に、より具体的な実施例に基づいて説明する。
図１および図２に示したような繊維強化プラスチック成形品を製造した。凹凸面を転写するための型として、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に定められた硬度測定方法で、６０度の硬度を有するウレタンゴムにより形成された、平均的な深さが約３ｍｍの凹凸のあるシートを用い、該シートの表面に、シリコン系の離型材を塗布した。その後、ポリエステル樹脂を主剤とするゲルコートを、白、黒、茶３色の塗料粒の配置となるようにエアガンを用いて塗布、一旦硬化させた。
【００２３】
さらに、粗面を有する外面側の成形に対しては、粗面を形成することを目的とする層を形成するため、ガラス繊維のチョップドストランドマットを１プライ、強度剛性を得ることを目的とする層を形成するために、ガラス繊維の０／９０°織物を１プライと、炭素繊維の０°織物を１プライ積層し、心材として３０倍発泡硬質ポリウレタン発泡体を使用し、非粗面を有する内面側の成形に対しては、非粗面のスキン層を形成するためにガラス繊維０／９０°織物を１プライ積層した上で、全体を前述のＳＣＲＩＭＰ法により一体成形した。なお、マトリクス樹脂には不飽和ポリエステル樹脂を用い、顔料を用いて灰色に着色した。
【００２４】
得られた繊維強化プラスチック成形品は、煉瓦に似た意匠面を持ち、直射日光の入射に対しても、一定の方向に光を反射することなく、眩惑を与えないものとすることができた。また、深い凹凸を持つ型を用いたにもかかわらず、その脱型は極めて容易で、得られた成形品にも、脱型後の型にも、傷や欠けは生じなかった。
【００２５】
得られた繊維強化プラスチック成形品を切断し、その断面を観察すると、粗面のすぐ内側に、粗面を形成することを目的とする層を設けたため、強度を得ることを目的とする層の強化繊維は、凹凸面の影響を受けることなく、ほぼ直線の状態を保てていた。これにより、引張強度や弾性率といった物性は、設計通りに発現できた。
【００２６】
また、本成形技術を用いて、本発明で規定した粗面を持つ、図１および図２に示したような形態の鉄道高架橋用防音壁を成形し、高架橋に試験的に設置したところ、高架橋下の側道においても、眩惑を感じるような日光の反射はなく、沿線住民にも配慮した防音壁とすることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る繊維強化プラスチック成形品によれば、その表面に直射日光が入射しても、それを乱反射することにより、第３者に眩惑を与えることがない繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。すなわち、建築物や構造物として、屋外に設置されるものに対しても、繊維強化プラスチック成形品を適用することができるようになる。
【００２８】
また、その表面をゲルコートなどの着色層で覆ったり、マトリクス樹脂に顔料を加えるなどして着色することにより、外観の意匠性を向上するばかりでなく、紫外線による繊維強化プラスチック成形品の劣化を最小限に抑えることができ、より屋外での使用に適したものとすることができる。
【００２９】
さらに、粗面を形成することを目的とする層を設けることにより、強度剛性を得ることを目的とする層に含まれる強化繊維の直線性を保つことができ、その結果、本来の強度、剛性に影響を及ぼすことなく、繊維強化プラスチック成形品の表面を所望の粗面とすることができる。
【００３０】
また、凹凸面を転写する成形型に、大きな変形に追従できる弾力のある材料を用いることにより、深い凹凸を持つ表面であっても、脱型に大きな力を必要としたり、また脱型時に型や成形品を傷つけたりすることなく、容易に目標とする成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る繊維強化プラスチック成形品の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  繊維強化プラスチック成形品
２  壁本体部
３  取付部
４  粗面
５  心材
６  繊維強化プラスチック製スキン材
７  粗面を形成することを目的とする層
８  強度や剛性を得ることを目的とする層
９  着色層
【図１】
0003610921.tif 000002
【図２】
0003610921.tif 000003