(57)【要約】繊維強化プラスチックから成る構成部品は、特に該構成部品を自動車構造のボディー部分として用いる場合に、表面の改良及び着色のために被覆される。本発明に基づく手段では、構成部品の表面の構造及び必要に応じて彩色に関する所望の特性をすでに有するプラスチックを、構成部品の表面の形状に相応して予備成形して、構成部品の形状寸法に相当する型内に装着し、繊維強化プラスチックを有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、半製品の組成に適した手段で、前記予備成形されたフィルムの、表面でない側に取り付け、次いで繊維強化プラスチックの硬化若しくは冷却の後に完成した構成部品を型から取り出すようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面を改良するための方法であって、構成部品をトランスファー成形若しくは熱成形によって成形する形式のものにおいて、まず、構成部品の表面の形状を有する型工具内に、プラスチックフィルムを装着し、該フィルムがすでに、表面の構造若しくは組成並びに必要に応じて表面の色に関する最終的な所定の特性を有していてよく、前記フィルムを構成部品の表面の形状に相応して変形し、該予備成形されたフィルムを適切な型内に装着し、繊維強化プラスチックを有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、半製品の組成に適した手段で、予備成形されたフィルムの、表面でない側に取り付け、次いで繊維強化プラスチックの硬化若しくは冷却の後に完成した構成部品を型から取り出すことを特徴とする、繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面を改良するための方法。
【請求項２】
予備成形されたフィルムを、プレスの形状付与のための工具の１つに、即ち雌型内に若しくは雄型上に装着し、かつ繊維強化プラスチックをマット若しくはポリマーメルトとしてプレスの前記工具の対応部分に装着し、かつ該半製品の組成に適した圧縮過程によって、前記予備成形されたフィルムを前記マット若しくはポリマーメルトと結合させる請求項１記載の方法。
【請求項３】
材料及び半製品として繊維強化プラスチックを用いて、該繊維強化プラスチックを、長繊維強化材・熱可塑化成形法（LFT-法）、ガラスマット強化材・熱可塑化成形法（GMT-法）若しくはシートモールディングコンパウンド成形法（SMC-法）によって形成する請求項２記載の方法。
【請求項４】
予備成形されたフィルムを型内に装着し、かつ該フィルムのキャビティー内に繊維マットを装着し、次いで型と閉じて、樹脂及び硬化剤で満たし、該型を前記注入された樹脂の硬化するまでの時間にわたって閉じたままにしておく請求項１記載の方法。
【請求項５】
構成部品の表面の改良のための被覆層を備えたプラスチックフィルムを用いる請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
構成部品の表面の改良のための着色された層を備える同時押出成形の二層若しくは三層のフィルムを用いる請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
構成部品のフィルムによって改良された表面を色素材料で被覆する請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の方法によって形成された繊維強化プラスチックから成る構成部品において、構成部品の表面の形状に相応して予備成形されたフィルムを設けてあり、該フィルムがすでに、表面の構造若しくは組成並びに必要に応じて表面の色に関する最終的な所定の特性を有していてよく、１つの繊維強化プラスチック上に有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって配置されていることを特徴とする、繊維強化プラスチックから成る構成部品。
【請求項９】
プラスチックフィルムが構成部品（１０）の表面の改良のための被覆層を有している請求項８記載の構成部品。
【請求項１０】
フィルムが、構成部品の表面の改良のための着色された層を備える同時押出成形の二層若しくは三層のフィルムである請求項８記載の構成部品。
【請求項１１】
構成部品のフィルムによって改良された表面が色素材料で被覆されている請求項８記載の構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面を改良するための方法及び該方法によって形成された構成部品に関する。
【０００２】
繊維強化プラスチックから成る構成部品は、例えばプラスチックトランスファー成形法（RTM-法[ resin-transfer-molding process]）若しくは長繊維強化材・熱可塑化成形法（LFT-法[ longreinforced-themoplastic process]）、ガラスマット強化材・熱可塑化成形法（GMT-法[ glass-mat-reinforced thermoplastic]）若しくシートモールディングコンパウンド成形法(SMC・法[ sheet-molding-compound process])によって成形され、特に該構成部品を自動車構造のボディー部分として用いる場合に、表面の改良及び着色のために被覆される。被覆は手間を必要とし、それというのはプラスチック構成部品の表面は被覆のために準備しなければならないからである。その理由は、製造法に起因する表面の凹凸にある。構成部品のこのような表面欠陥の原因は空洞、引け巣、クレーター若しくは繊維端部の突き出しにある。従って一般的には、例えば研磨若しくは均しによる機械的な表面処理を必要とし、即ち所望の表面品質は著しい手間を掛けてしか得られない。表面層、例えば樹脂質のフリース層若しくはIMC(in-mould coating [金型内コーティング])を付加的に施すことによって、表面を平滑化することも試みられている。
【０００３】
専門誌のAchim Grefenstein Vol. 10/99, Carl Hanser Verlag, Muenchen に掲載の論文：Folienhinterspritzen statt Lackieren, in Metalloberflaeche − Beschichten von Kunststoff und Metall （金属表面へのコーティングに代わるフィルム射出成形−プラスチック及び金属の被覆)により、射出成形において表面改善のためのフィルムを用いることは公知である。フィルムは予備成形されて、射出型内に装着される。次いで、フィルムのキャビティーに公知の方法でプラスチックを射出して、改善された表面を１つの作業工程で形成するようになっている。しかしながらこのようなフィルム射出成形によっては、寸法の限られた小さいプラスチック部品しか製造できない。圧縮成形法若しくは例えばRTM-法を用いて、寸法の大きな構成部品、例えば乗用車のフロントリッド、フード、テールリッド若しくは営業用自動車の風そらせプレート等を製造するようになっており、このような構成部品は繊維強化材によって必要な機械的特性を満たしている。しかしながら該方法でも、コーティングに必要な表面品質は達成されていない。
【０００４】
本発明の課題は、繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面の改良のための作業を軽減することである。
【０００５】
前記課題を解決するために本発明の手段では、構成部品の表面の構造及び必要に応じて彩色に関する所望の特性をすでに有するプラスチックを、構成部品の表面の形状に相応して予備成形して、構成部品の形状寸法に相当する型内に装着し、繊維強化プラスチックを有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、半製品の組成に適した手段で、前記予備成形されたフィルムの、表面でない側に取り付け、次いで繊維強化プラスチックの硬化若しくは冷却の後に完成した構成部品を型から取り出すようになっている。
【０００６】
構成部品の表面の改良は、フィルムインサート圧縮(film insert pressing)若しくはフィルム・プラスチック・トランスファー成形（Folien-Resin-Transfer-Moulding[ Folien-MTR]）によって行われてよい。フィルムインサート成形においては、予備成形されたフィルムをプレスの成形用の工具の１つに、即ち雌型内に若しくは雄型上に装着し、かつ繊維強化プラスチックをマット若しくはポリマーメルトとしてプレスの前記工具の対応部分に装着し、かつ該半製品の組成に適した圧縮手段によって、前記予備成形されたフィルムを前記マット若しくはポリマーメルトと結合するようになっている。
【０００７】
フィルム・プラスチック・トランスファー成形は閉じた１つの金型内で行われ、金型は１つのプレスの閉じたプレスツール、即ち雌型と雄型に相当するものである。金型内に、予備成形されたフィルムを装着され、次いで該フィルムのチャンバー内に繊維マット、即ち繊維強化材を装着される。次いで金型は周知の形式で真空下で樹脂及び硬化剤で満たされ、この場合に繊維マットは含浸される。金型は、前記注入された樹脂の硬化するまでの時間にわたって閉じられたままである。該成形は開放式金型でも可能である。
【０００８】
本発明に基づく方法は、フィルムインサート圧縮によってもフィルム・プラスチック・トランスファー成形によっても、面積の大きな構成部品、例えばトランクルームリッド、若しくはドア部材を安価に、かつ公知のフィルムインサート成形と同等の表面品質で製造可能である。フィルムは、着色された層若しくは特別に準備された被覆層を含んでいてよい。フィルムとして、同時押出成形の二層・フィルム若しくは三層・フィルムを用い、このようなフィルムはフィルムインサート成形でも用いられものである。同時押出成形によって、二層若しくは三層複合材内に着色された薄いプラスチック層を形成することができる。本発明に基づく方法は、有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、表面の前処理なしにかつコーティングなしに従来の方法に比べて極めて少ない作業工程で、繊維強化プラスチックの改良を可能にする。効果的な着色にとって、後続の簡単なコーティング過程が可能である。
【０００９】
フィルムインサート成形の経過を、図１乃至図６に概略的に示してある。図１の工程では、フィルムインサート成形に適したフィルム１をロール２から繰り出して、必要な大きさに切り取る。フィルム１は図２の工程で、成形すべき構成部品の表面の形状を有する型３上に装着されて、符号４で暗示する適当な装置によって、有利には熱作用下で変形されて、プレフォームを成し、プレフォーム、即ち予備成形されたフィルム５は構成部品の表面の形状を有している。図示を省略してあるもののはみ出すばり及び余剰部分を除去した後に、予備成形されたフィルム５は図３の工程で、概略的に示すプレス７の雌型６内に装着される。雄型８の輪郭は、製造すべき構成部品の壁厚さを考慮してある。図４の工程で、繊維強化プラスチックから成る半製品９は、プレス７内のシート５のキャビティー内に装着され、従ってフィルム５は外面、即ち表向き面、要するにワークの、環境にさらされる面を形成するものである。図５の工程で、半製品９に対する成形を行い、該成形において繊維強化プラスチックは雄型とフィルム５との間の空間を満たして、雄型及びフィルムの輪郭に適合する。半製品としては、圧縮成形若しくは熱成形によって、特にSMC法、GMT法、若しくはLFT法によって変形可能な繊維強化プラスチックが適している。成形に必要な温度は、フィルム５を損傷させてしまうような温度よりも低くなっている。繊維強化プラスチックの硬化若しくは冷却の後に、図６に示すように、プレス７は開かれて、完成した構成部品１０は、例えば突き出し装置１１を用いて雄型８から外される。構成部品は、必要に応じて清掃若しくは縁部のばりなどを除去して使用される。構成部品１０はフィルム５によって、仕上げ加工若しくはコーティングをもはや必要としない使用に適した表面を有している。付加的に簡単なコーティングを行うことも可能でかつ効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】フィルムインサート成形過程の第１の工程を示す斜視図
【図２】フィルムインサート成形過程の第２の工程を示す断面図
【図３】フィルムインサート成形過程の第３の工程を示す断面図
【図４】フィルムインサート成形過程の第４の工程を示す断面図
【図５】フィルムインサート成形過程の第５の工程を示す断面図
【図６】フィルムインサート成形過程の第６の工程を示す断面図
【符号の説明】
【００１１】
１  フィルム、  ２  ロール、  ３  型、  ５  予備成形されたフィルム、  ６  雌型、  ７  プレス、  ８  雄型、  ９  半製品、  １０  構成部品、１１  突き出し装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月14日(2004.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック（９）から成る構成部品（１０）の表面を改良するための方法であって、繊維強化プラスチックをトランスファー成形若しくは熱成形によって成形する形式のものにおいて、まず、構成部品（１０）の表面の形状を有する型工具（３）内に、プラスチックフィルム（１）を装着し、該フィルム（１）がすでに、表面の構造若しくは組成並びに必要に応じて表面の色に関する最終的な所定の特性を有していてよく、前記フィルム（１）を構成部品（１０）の表面の形状に相応して変形し、該予備成形されたフィルム（５）を適切な型（７）内に装着し、該型（７）内へ前記予備成形されたフィルム（５）の、表面でない側に、すでに含浸された若しくは含浸すべき繊維マット若しくはポリマーメルト（９）に装着し、形状の付与を行い若しくはマットを真空下で樹脂及び硬化剤によって含浸して、型を満たし、次いで繊維強化プラスチックの硬化若しくは冷却の後に、前記フィルム（５）及び該フィルムと結合された繊維強化プラスチック（９）から成る完成した構成部品（１０）を型（７）から取り出すことを特徴とする、繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面を改良するための方法。
【請求項２】
予備成形されたフィルム（５）を、プレス（７）の形状付与のための工具（６，８）の１つに、即ち雌型（６）内に若しくは雄型（８）上に装着し、かつ繊維強化プラスチックを有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、プレス（７）の前記工具の対応部分に装着し、かつ該半製品（９）の組成に適した圧縮過程によって、前記予備成形されたフィルム（５）を前記マット若しくはポリマーメルトと結合させる請求項１記載の方法。
【請求項３】
材料及び半製品として繊維強化プラスチックを用いて、該繊維強化プラスチックを、長繊維強化材・熱可塑化成形法（LFT-法）、ガラスマット強化材・熱可塑化成形法（GMT-法）若しくはシート・モールディング・コンパウンド成形法（SMC-法）によって形成する請求項２記載の方法。
【請求項４】
予備成形されたフィルムを型内に装着し、かつ該フィルムのキャビティー内に繊維マットを装着し、次いで型と閉じて、樹脂及び硬化剤で満たし、該型を前記注入された樹脂の硬化するまでの時間にわたって閉じたままにしておく請求項１記載の方法。
【請求項５】
構成部品の表面の改良のための被覆層を備えたプラスチックフィルム（１）を用いる請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
構成部品の表面の改良のための着色された層を備える同時押出成形の二層若しくは三層のフィルムを用いる請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
構成部品のフィルムによって改良された表面を色素材料で被覆する請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の方法によって形成された繊維強化プラスチックから成る構成部品において、構成部品の表面の形状に相応して予備成形されたフィルムを設けてあり、該フィルムがすでに、表面の構造若しくは組成並びに必要に応じて表面の色に関する最終的な所定の特性を有していてよく、有利には熱硬化性・マトリックス若しくは熱可塑性・マトリックスによって、含浸されたマット若しくはポリマーメルトから成る１つの繊維強化プラスチックに結合されていることを特徴とする、繊維強化プラスチックから成る構成部品。
【請求項９】
プラスチックフィルム（１）が構成部品（１０）の表面の改良のための被覆層を有している請求項８記載の構成部品。
【請求項１０】
フィルムが、構成部品（１０）の表面の改良のための着色された層を備える同時押出成形の二層若しくは三層のフィルムである請求項８記載の構成部品。
【請求項１１】
構成部品（１０）のフィルムによって改良された表面が色素材料で被覆されている請求項８記載の構成部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ヨーロッパ特許公開第０８１９５１６Ａ１号明細書により、対象物を成形中に、例えば射出成形、ダイカスト成形若しくは発泡成形中に被覆フィルムによって被覆する方法は公知である。被覆フィルムは、内側に構成部品の原型を有する開放式の型内に装着される。原型は閉じられて成形材料で満たされ、この場合に成形材料は対象物の形成のために原型内で硬化し若しくは反応するようになっている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７３１９０３Ａ１号明細書には、車両のルーフモジュール若しくはスライドルーフの製造方法を開示してある。フォームプレートは全体を、エポキシ樹脂で含浸された繊維マットで取り囲まれて、適当な温度と適当な圧力で圧縮される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１３９９４Ａ１号明細書には、繊維強化された構成部品の製造のための低圧・SMC(Sheet Moulding Compound)を記載してある。SMCは、２つのフィルム間に配置された流動性でかつ等方性の樹脂マットであり、この場合には樹脂は無秩序な繊維によって強化されている。
本発明の課題は、繊維強化プラスチックから成る構成部品の表面の改良のための作業を軽減することである。


【国際調査報告】
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