(57)【要約】【課題】電気製品等の複合材料製ハウジング表面に光沢を付与する。【解決手段】（ａ）炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの強化繊維織物からなる樹脂含浸プリプレグの未硬化複合材料を、含浸する基材樹脂（Ｍａｔｒｉｘ  Ｒｅｓｉｎ）を重量比約３０パーセントから６０パーセントの比率とし、一般の含浸繊維に含まれる基材樹脂量の１から２倍程度の含有量として、型内表面を研磨した金属金型内に配置し、（ｂ）真空に引いて脱ガスを行うと共に真空雰囲気下で加熱硬化させ、（ｃ）硬化複合製品を型抜きし、バリなど余剰部分を切除して製品化する。以上の方法で得られるハウジングは、表面に光沢を有し、表面コーティングなど仕上げ処理をするが必要ない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基材樹脂を予め含浸した強化繊維層を積層した未硬化複合材料において、そ      の基材樹脂の比率を３０〜６０重量％とし、
予め表面処理を施した金型に該未硬化の複合材料をセットし、
（ｂ）上記複合材料をセットした金型を真空雰囲気下において脱ガスし、
次いで、真空雰囲気中で加圧成型すると共に加熱して樹脂を硬化し、
（ｃ）成型硬化した複合材料を金型から取り出して、余剰部分を機械加工によって      除去する。
以上のステップからなることを特徴とする複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項２】
該複合材料の材質は、炭素繊維複合材料、アラミド繊維複合材料、ガラス繊維複合材料、染色繊維複合材料、又はこれらの強化繊維を組合わせたハイブリッド繊維複合材料であることを特徴とする請求項1記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項３】
該複合材料は、基材樹脂（Ｍａｔｒｉｘ  Ｒｅｓｉｎ）と強化繊維（Ｆｉｂｅｒ）からなり、プリプレグ（Ｐｒｅｐｒｅｇ）方式、又はハンドレイアップ（Ｗｅｔ  ｌａｙ−ｕｐ）方式により形成されることを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項４】
該基材樹脂は、熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｓｔｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎ）、又は熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｒｅｓｉｎ）であることを特徴とする請求項３記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項５】
該プリプレグ繊維の編織方法は、一方向配列方式（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）、平織方式（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）、朱子織（Ｓａｔｉｎ  Ｗｅａｖｅ）、斜文織方式（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）又は多軸織方式（Ｍｕｌｔｉ−ａｘｉａｌ  Ｗｅａｖｅ）であることを特徴とする請求項３記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項６】
該金属金型の上記表面処理は、緻密化処理であることを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項７】
該表面処理は、表面研磨処理であって、表面研磨金属金型（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ  Ｍｏｌｄ）とし、
該表面研磨処理は、機械研磨方式（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、化学研磨方式（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、又は化学／機械研磨方式（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃａｈｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）であることを特徴とする請求項６記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項８】
該表面処理は、表面硬化処理を含み、
該表面硬化処理は、表面クロムメッキ処理、表面チタンメッキ処理、表面浸炭処理、又は表面浸窒処理であることを特徴とする請求項６記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項９】
ステップ（ｂ）において、真空成型設備を使用して該複合材料を硬化させるようにして成り、
該真空成型設備はオートクレーブ釜、オーブン、及び真空ポンプからなることを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項１０】
上記真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）における処理温度は、常温〜１６００℃の温度範囲であることを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項１１】
上記真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）における成型加圧条件は、数気圧〜１００（０．数ＭＰａ〜１０ＭＰａ）気圧の圧力範囲であることを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項１２】
上記真空雰囲気条件は、密閉部材で全体を密閉して形成することを特徴とする請求項１記載の複合材料製光沢ハウジングの製造方法。
【請求項１３】
（ａ）基材樹脂を予め含浸した強化繊維層を積層した未硬化複合材料において、そ      の基材樹脂の比率を３０〜６０重量％とし、
予め表面処理（緻密化表面処理）を施した金型に該未硬化の複合材料をセット      し、
（ｂ）上記複合材料をセットした金型を真空雰囲気下において脱ガスし、
次いで、真空雰囲気中で加圧成型すると共に加熱して樹脂を硬化し、
（ｃ）成型硬化した複合材料を金型から取り出して、余剰部分を機械加工によって      除去する。
以上の製造方法で製造したことを特徴とする光沢ハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光沢ハウジングの製造方法及びその製品に関し、特に複合材料の光沢ハウジングの製造方法及びその製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬質のハウジング構造の用途は非常に広く、情報家電製品ならばノートパソコン、携帯電話、マウス、携帯情報端末（ＰＤＡ）のハウジングや、一般の生活用品ではスーツケースやいろいろな用品のハウジングなど様々である。使用する材料は、プラスチック材質や金属材質、例えばアルミ合金、マグネシウム合金など、製造方法はプラスチックハウジングでは、射出成型で製造でき、より精巧さを高めるために極薄射出成型といった方法も開発された。しかしこの方法は非常に精密な製造技術が要求され、しかも製造コストも高い。更に、成型物品の強度が不足し、破損しやすく、また表面コーティングが必要なことも極薄射出成型の主な欠点の一つである。
【０００３】
マグネシウム合金やアルミ合金を主とした金属材質ハウジングは製造工程が複雑なほか、金属は重量が大きいため、金属ハウジングは軽量化のニーズに適さない。このほか、金属ハウジングの表面酸化を防止し美観を維持するために、金属ハウジングは製造後にコーティングなどで金属ハウジング表面に保護層を形成したり、図案パターンを形成したりする必要があり、この方法は時間も工数もかかり、ハウジング表面は平面状で立体感がなく、現代の消費者の製品外観の様々なニーズに対応できない。
【０００４】
複合材料の高度な運用によって、硬質ハウジングは以上の製造方法２種のほか、複合材料を成型した硬質ハウジング構造で特許を得ているものもある。台湾特許第５２９３２６号に掲げるもう一つのノートパソコン、携帯電話及び携帯情報端末のハウジング製造方法では、公知の複合材料積層プレス法（Ｐｒｅｓｓ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）で複合材料ハウジングを製造して、軽量、変形しにくい、耐衝撃性といった特性を備えた複合材料ハウジングを得ている。しかしこの方法で得られるハウジングは表面の光沢が不足するため、表面に別途透明樹脂を塗布しなければ光沢のあるハウジング表面は得られない。つまり二次加工を経ないと複合材料の平滑表面構造が完成しない。そのため工程上の複雑さも存在する。更に、得られるハウジング表面は立体感に欠ける上、この方法で製造する複合材料ハウジングは表面の気泡やピンホールの発生が避けられず、こうして得られる複合材料ハウジングでは品質要求の高い製品には使用できない。
【特許文献１】台湾特許公告第５２９３２６号
【特許文献２】特表２００１−５００５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複合材料の表面を成型したそのままで光沢面構造とし、後の仕上げ工程を不要にして、公知技術の上述の欠点を改善するために、複合材料製光沢ハウジング製造方法及びその製品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は複合材料製光沢ハウジングの製造方法及びその製品を提供し、主に真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）を利用し、複合材料形態と積層によって調整制御することにより、表面コーティングを行わずに表面に光沢があり立体感を具えたノートパソコン、携帯電話、マウス、携帯情報端末の光沢ハウジングを製造できるようにする。
【０００７】
本発明はまた、複合材料製光沢ハウジングの製造方法とその製品を提供し、その方法は以下のステップを含む。
（ａ）表面研磨金属金型に未硬化の複合材料の表面層を提供する。
（ｂ）真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）を用いて複合材料を硬化させ、      硬化複合製品を形成する。
（ｃ）硬化複合製品を機械加工して光沢ハウジングを形成する。
【０００８】
本発明は、また、複合材料製光沢ハウジングの製造方法及びその製品を提供し、光沢ハウジングはノートパソコンハウジング、マウスハウジング、携帯電話ハウジング、携帯情報端末（ＰＤＡ）のいずれかとし、その構造は基材樹脂と少なくとも一繊維製品を含む未硬化複合材料を上述の方法によって製造する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の複合材料製光沢ハウジングの製造方法は、各種複合材料とプリプレグ材質に適し、得られる光沢ハウジングは高品質が要求されるノートパソコンハウジング、携帯電話ハウジング、携帯情報端末ハウジング、マウスハウジングなどに適しており、スーツケースまたはその他の製品など一般の生活用品も本発明の方法でそのまま光沢ハウジングを製造することができ、別途表面コーティング処理を必要としない。この光沢ハウジングは気泡やピンホールの発生がほとんどなく、外観に立体感がある。本発明の方法はコストを大幅に削減できるほか、現在の工業技術に完全に応用でき、産業上の利用可能性を具えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の好適な実施例の方法のステップは、まず未硬化の複合材料を準備し１１、ここで複合材料の材質は製品の用途に応じて定めることとし、複合材料は炭素繊維複合材料、アラミド繊維複合材料、ガラス繊維複合材料、染色繊維複合材料、及びこれらの繊維からなるハイブリッド複合材料を使用することができる。
【００１１】
複合材料は、基材樹脂（Ｍａｔｒｉｘ  Ｒｅｓｉｎ）を含浸した繊維（Ｆｉｂｅｒ）数層を具え、使用する形式はハンドレイアップ（Ｗｅｔ  ｌａｙ−ｕｐ）及びプリプレグ（Ｐｒｅｐｒｅｇ）とすることができる。繊維（Ｆｉｂｅｒ）に含浸する基材樹脂（Ｍａｔｒｉｘ  Ｒｅｓｉｎ）は重量比約３０パーセントから６０パーセントの比率とし、およそ一般の含浸繊維に含まれる基材樹脂量の１から２倍程度の含有量とする。複合材料の基材樹脂は熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｎ）または熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｒｅｓｉｎ）とし、繊維の編織方法は、一方向配列方式（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）、平織方式（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）、朱子織（Ｓａｔｉｎ  Ｗｅａｖｅ）、斜文織方式（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）及び多軸織方式（Ｍｕｌｔｉ−ａｘｉａｌ  Ｗｅａｖｅ）のうちの一つとする。
【００１２】
複合材料を金属金型の表面層に入れる前に、正確な寸法と形状に裁断し、予め前述の比率の基材樹脂を含浸してから、金属金型表面層に入れ、真空密閉部材で金型とともに袋に挿入し密封して後続作業に備える。
【００１３】
別途、予め金属金型の準備（提供）１２において、必要に応じて金属金型に表面処理１３、すなわち金属金型のキャビティ部分表面層に緻密化表面処理を施す。金属金型に表面処理を施す１３ステップにおいて、緻密化表面処理は表面研磨処理または表面硬化処理を含む。通常用いる表面研磨処理は、機械研磨（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｉｎｇ）、化学研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｉｎｇ）または化学／機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｉｎｇ、ＣＭＰ）といった方法で、金属金型の表面を研磨して、表面研磨金属金型（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ  Ｍｏｌｄ）を形成する。表面硬化処理の場合は、表面クロムメッキ処理、表面チタンメッキ処理、表面浸炭処理及び表面浸窒処理といった方法の一つとし、金属金型の強度と硬度を強化する。
【００１４】
続いて、未硬化の複合材料を金属金型の表面層に配置（提供）し１４、真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）で複合材料を硬化（Ｃｕｒｅｄ）させ１５、硬化（Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ）複合製品を形成する。
最後に、機械加工１６は硬化した半製品のバリなど余剰材料を製品の必要に応じて機械加工方式で切断し、硬化複合製品に必要な寸法にし、所要の光沢ハウジングを形成する。
【００１５】
本発明の真空成型法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）で複合材料を硬化（Ｃｕｒｅｄ）させる１５ステップでは、真空成型設備の使用と工程パラメータの調整の組合わせによって所要の光沢ハウジング製品を製造することができる。これはオートクレーブ釜、オーブン、真空ポンプといった真空成型設備で上に述べた真空成型工程を実施する。この工程において、真空密閉部材に収容された未硬化の複合材料と金型を真空に引いて、脱ガスし、
更に、該真空雰囲気中で常温〜１６００℃の温度範囲で加熱すると共に金型により未硬化複合材料を数気圧〜１００気圧（０．数ＭＰａ〜１０ＭＰａ）で加圧成型することにより、ハウジングの成型と基材樹脂の硬化を行う、
本発明の方法で得られる光沢ハウジングはそのままノートパソコンハウジング、マウスハウジング、携帯電話ハウジング、携帯情報端末ハウジングなどとすることができ、その表面は平滑で、別途、表面コーティング処理をする必要がない。
【００１６】
図２に示すように、本発明の真空成型法で光沢ハウジングを製造する略図では、本発明が使用する真空成型設備２に使用する金属金型２１表面は表面研磨処理を施してあり、金属金型２１は平滑な表面を具える。ま平滑表面にクロムメッキ処理、硬質チタンメッキ処理、表面浸炭処理または表面浸窒処理などといった表面硬化処理を行うことができ、離型剤をスプレー塗布し、後続の離型ステップ進行を容易にする。
【００１７】
複数層のプリプレグ材質の複合材料２２を順に適当な角度で金属金型２１上に積層し、真空密閉部材２３で密封した後、真空成型設備２で真空処理を行い、及び真空密閉部材２３の密封確実性を検査する。
密封が完了した金属金型２１をプリプレグ材質の複合材料２２を一緒にオーブンまたは同時に加熱できるオートクレーブ釜に送入し、硬化成型（Ｃｕｒｅ／Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）を行い、使用したプリプレグ材質の硬化温度・圧力・時間の条件と真空成型条件とに合わせて硬化工程に必要な条件を調整し、硬化成型する。最後に、硬化成型した複合材料を真空密閉部材２３を外してから型抜きし、機械加工で所要の形状寸法を具えた光沢ハウジングが得られる。
【００１８】
図３に示すように、本発明の第一の好適な実施例では、３から５層の炭素繊維の平織製織布（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｆａｂｌｉｃ、Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）または多層アラミド繊維／エポキシ樹脂（Ｋｅｖｌａｒ／Ｅｐｏｘｙ）の朱子織プリプレグ（Ｋｅｖｌａｒ  Ｆｉｂｅｒ  Ｆａｂｌｉｃ、Ｓａｔｉｎ  Ｗｅａｖｅ）３１を複合材料積層の内容とし、オートクレーブ釜を使用して真空成型処理を行い、これらのプリプレグ３１を硬化成型する。ノートパソコンハウジング製造に必要な工程条件に合わせて硬化温度を１１０℃〜１５０℃、硬化圧力を２〜２０気圧に選択してノートパソコン光沢ハウジング３が得られる。光沢ハウジング３は主にプリプレグ３１の基材樹脂比率を高くすることにより、真空硬化成型と同時にプリプレグ３１が金属金型２１のキャビティ部分表面層に接触する表面をそのまま光沢の高い光沢面３１０構造を形成でき、単純な基材樹脂硬化でこれを構成する。そのため、ノートパソコンの光沢ハウジング３の表面が光沢をもち平滑であることから、表面に別途コーティングを施す必要がない。更に、表面の光沢面３１０は真空及び高圧処理を経ており、気泡やピンホールの発生はほとんどなく、外観に立体感があり、市場でノートパソコンハウジングに求められる優美さ・高品質といったニーズを満たすことができる。
【００１９】
図４に示すように、本発明の好適な実施例では、多層プリプレグを複合材料の積層内容とし、局部に図案パターンブロックやタグ４を加え、本発明の真空成型方式で、金属金型とプリプレグの密閉セットをオーブンに入れ、各種電気製品のハウジング所要の工程条件に合わせて硬化温度を１１０〜１５０℃、真空条件下で２時間加熱して硬化を行うようにして、光沢ハウジングが得られる。同様に、光沢ハウジングの表面は光沢をもち平滑であるため、別途表面コーティングを施す必要がなく、更に表面は気泡やピンホールの発生がほとんどなく、外観に立体感がある。
【００２０】
更に、図３で局部断面に示すように、予め文字や図案のステッカーや銘板やタグ５を金属ハウジング型内に入れて複合材料と一緒に積層成型してもよく、タグ５は基材樹脂を予め含ませた形態としてもよく、樹脂を含ませる重量比率は前述の繊維各層のプリプレグの重量比率とし、タグ５の表面とプリプレグ３１の表面が自然に融合するようにし、これも光沢面３１０構造を形成し、銘板やタグ５の一体硬化も達成できる。タグ５は一般のプラスチック材質やその他金属材質としてもよく、同様にタグ５付近の複合材料の余剰の含浸樹脂がタグ５の表面に流れて光沢表面を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適な実施例のステップ図である。
【図２】本発明の真空成型法を使用して光沢ハウジングを製造する略図である。
【図３】本発明の第一の好適な実施例で、本発明の方法で製造したパソコン光沢ハウジングである。
【図４】本発明の全体の好適な実施例で、本発明の方法で製造した光沢ハウジングである。
【符号の説明】
【００２２】
１１   未硬化の複合材料を提供する
１２   金属金型を提供する
１３   金属金型に表面処理を施す
１４   未硬化の複合材料を金属金型の表面層に提供する
１５   真空成型法で複合材料を硬化させる
１６   機械加工
２     真空成型設備
２１   金属金型
２２   複合材料
２３   真空密閉部材
３     ノートパソコン光沢ハウジング
３１   プリプレグ
３１０ 光沢面
４     タグ
５     タグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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