(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）繊維複合プラスチックからなる少なくとも１つの基体を設けるステップと、
ｂ）少なくとも１つの装飾フィルムを設けるステップと、
ｃ）前記少なくとも１つの基体を加熱するステップと、
ｄ）金型において、前記少なくとも１つの基体の少なくとも１つのエリアを前記少なくとも１つの装飾フィルムに結合させるステップと、を備え、
ステップｄ）では、前記金型において、前記装飾フィルムを前記基体に形成し、
前記基体は、シート状の半製品として設けられ、
前記形成後、キャリア層が前記装飾フィルムから取り外され、
別のステップｅ）において、少なくとも１つのプラスチック構造が、射出成形により、プラスチック成形品に成形され、
前記成形は、２００℃〜３２０℃の温度により行われ、
前記成形は、１０バール〜２０００バールの圧力で行われ、
前記成形は、前記金型において行われることを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項２】
前記装飾フィルムは、ロール製品として設けられ、前記形成前、打抜かれ又は切取られ、又は、前記金型において打抜かれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
対流式オーブン又は金型内において、赤外線照射、接触加熱により加熱され、及び／又は、前記繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスのガラス転移温度又は融点よりも高い０℃〜１００℃に加熱され、及び／又は、１００℃〜３００℃の温度に加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記金型は、温度制御され、及び／又は、４０℃〜１８０℃の温度に等温的に加熱され、及び／又は、温度制御（Variothermal Temperature Control）され、前記温度制御は、使用されるポリマーの融点より低い０Ｋ〜２５０Ｋの範囲で１Ｋ／ｓ〜３０Ｋ／ｓの加熱又は冷却勾配により行われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記装飾フィルムは、位置合わせマーク及び／又はスタンプマークを用いて、前記金型において位置決めされ、及び／又は、前記基体及び／又は前記装飾フィルムは、クランプ装置及び／又は真空により前記金型に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記形成中、表面構造は、前記基体及び／又は前記プラスチック構造及び／又は前記装飾フィルムに、少なくとも部分的に取り込まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ＰＥＴからなるキャリア層を有する装飾フィルムが使用され、前記装飾フィルムは、５μｍ〜２５０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形品の製造方法、この方法により得られるプラスチック成形品、及び、この方法に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維複合プラスチックは多面的且つ柔軟に使用可能である。繊維の種類、構造、及び、マトリックス材料の選択により、各部品に生じる荷重条件に対する機械的特性に関して、繊維複合プラスチックを最適化することができる。このような繊維複合プラスチックは、同一性能を有する他の多くの材料と比べて、部品をより薄く及び／又はより軽くすることができる。
【０００３】
しかしながら、多くの場合、繊維複合プラスチックは、光学的に魅力的ではない表面品質、並びに／又は、特定の用途には機械的耐性及び／若しくは化学的耐性が不十分な表面品質を有する。エッジエリアでは、繊維複合プラスチック部品は、通常、形状作り後、オープンエッジ及び／又は突出繊維を有する。このため、繊維複合プラスチック部品は、通常、目に見えない構造部品に使用される、又は、別の高価な処理ステップを必要とする。
【０００４】
繊維複合部品の表面をコーティングするための周知の方法は、通常、複数の充填及びニス塗りステップを有する。このため、このような方法の実施は複雑且つ高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、コーティングされたプラスチック成形品を製造するための改良方法、改良プラスチック成形品、及び、上記方法に使用することのできる金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の方法、請求項２６に記載のプラスチック成形品、及び、請求項６０に記載の金型により達成される。
【０００７】
明確化のために、一般的に列挙又は好ましい範囲で記載された全ての定義及びパラメータは、いずれの組み合わせも含まれることに留意されたい。
【０００８】
装飾フィルムとは、少なくとも１つのニス層からなる乾燥ニスシステムを意味する。ニス層は、製造されるプラスチック成形品のプロセス統合表面コーティングのために、予めキャリアフィルムに塗布される。特定の圧力、温度、及び、時間プロフィール下で、乾燥ニスシステムは、接着剤及び／又は材料結合によりプラスチック成形品との接合を可能にし、これにより、乾燥ニスシステムは、装飾及び／又は機能表面特徴により、全面又は少なくとも選択エリアでプラスチック成形品のコーティングを可能にする。したがって、本発明の装飾フィルムという用語は、いわゆる転写システム及び積層システムとして少なくとも１つの乾燥ニス層の改良を意味する。転写システムでは、キャリアフィルムは、フィルム塗布プロセス後及びプラスチック成形部の形状作りプロセス後、プラスチック部分に塗布された転写層から分離可能である。積層システムでは、キャリアフィルムの残りは、例えば、別のニス層と一緒に成形品の表面に設けられる。後者では別の可能性が存在する。別の可能性は、例えば、表面保護としてのキャリアフィルム使用及び「第２表面」装飾、即ち、プラスチック成形品とキャリアフィルムとの間の装飾層の配置である。
【０００９】
以下では、巨視的な形状作りと関係なく、形成又は成形とは、プラスチックマトリックスのあらゆる種類の動きを意味する。プラスチック成形部に金型からの改良表面特性を設けるために、このような動きは、２次元又は３次元プラスチック成形部の形状作りの目的を超えて必要である。プラスチックマトリックスが流動可能状態且つ成形可能状態になるという事実に基づいて、各マトリックスプラスチックに適合した温度及び／又は加圧により、マトリックスの移動性が生じる。これにより、プラスチック成形部のより良い表面品質を得ることができる。これは、周知のドレープ成形プロセスの表面と比較して光学的に大幅に改善されるように、繊維複合半製品の表面が本発明のプロセスで達成したマトリックス分布により平坦化されるという事実により定義されることが好ましい。繊維複合半製品の表面は、低及び高マトリックスであることから、基本的に凹凸が付けられている。
【００１０】
本発明のプラスチック成形品を製造するための方法は、
ａ）少なくとも１つの繊維複合プラスチックに基づいて、少なくとも１つの基体を設けるステップと、
ｂ）少なくとも１つの装飾フィルムを設けるステップと、
ｃ）少なくとも１つの基体を加熱するステップと、
ｄ）金型において、少なくとも１つの基体と少なくとも１つの装飾フィルムとを接合するステップと、を備える。
【００１１】
これにより、繊維複合プラスチックからなる少なくとも１つの基体と、プラスチック成形品の表面の少なくとも１つのエリアを形成又は覆う少なくとも１つの装飾フィルムと、を備える、プラスチック成形品が得られる。
【００１２】
ステップｄ）では、金型において、装飾フィルムを有する基体の共通の形成部を設けることが特に有益である。この共通の形成部は同時に作成することもできる、又は、装飾フィルムは金型の内部に対する吸引により予め形成され、その後、基体は金型を閉じることにより装飾フィルムと一緒に形成される。
【００１３】
金型は、上記方法を実施するために特に適している。この金型は、プラスチック成形品を製造するためのものである。この金型において、第１の金型半体と少なくとも１つの第２の金型半体とを閉じた状態で、それらの間にキャビティが形成される。キャビティはプラスチック成形品の形状を補完する。金型が閉じている場合、金型に挿入された少なくとも１つの基体と、金型に挿入された少なくとも１つの装飾フィルムとを形成するための形成面として、キャビティに対向する金型の表面の少なくとも１つのエリアを形成することができる。キャビティの部分エリアを金型キャビティとして形成することができる。金型キャビティは、１つ以上のプラスチック化合物による全面へのバックインジェクションモールディング、形成された基体への少なくとも１つのプラスチックエレメントの注入、又は、形成された基体の少なくとも１つのエッジエリアのオーバーモールディングのためのものである。
【００１４】
この方法により、プラスチック成形品が得られる。このプラスチック成形品において、
繊維複合プラスチックの優れた機械的特性と、装飾フィルム並びにそれらのデザイン及び／又は機能的特徴により改良された魅力的及び／又は機能化可能な表面デザインと、が組み合わされている。加熱及び形成中に導入された熱により、圧力の利用と組み合わせて、少なくとも１つの装飾フィルムが少なくとも１つの基体に同時に接合される。その結果、このための別のステップを省略することができる。
【００１５】
同じサイクルにおいて、金型は、オーバースプレーだけでなく、バックインジェクションモールディング又はオーバーモールディング、及び、別のプラスチックエレメントの注入を可能にすることから、ポリマー成形化合物からなる構造を、更に、プラスチック成形品に組み込むことができる。これは、少なくとも１つの基体を単に形成するだけでは実現不可能である。
【００１６】
更に、少なくとも１つの基体を輪郭の近くに設けることにより、この方法は材料のより効果的な利用を可能にする。金型により少なくとも２つのプロセスステップを１つの製造ステップに統合することにより、エネルギー及び処理時間を更に節約することができる。少なくとも２つのプロセスステップは、機能エレメントの形成、射出成形ステップと、表面コーティングステップとである。
【００１７】
上記方法は、繊維複合プラスチックの表面仕上げのための従来のニス塗り及びニススプレー方法よりも更なる利益をもたらす。これらは、通常、いくつかのニス塗りステップが行われるマルチステップ方法に関連している。いくつかのニス塗りステップには、例えば、カソードディップコーティング（Cathodic Dip Coating (CDC)）、繊維の塗布、ベースコーティング、及び、クリアコーティングが挙げられる。プラスチック成形品の加熱の繰り返し、並びに／又は、個々の形状作り及びコーティングプロセスによる加圧が回避されることから、上記方法の枠組み内の又は上記金型によるシングルステップ処理は、特に優れたプロセスをもたらす。これは、このような方法で得ることのできるプラスチック成形部の品質及び信頼性を向上させる。
【００１８】
これは、従来技術と比べた材料の使用量の減少、上記金型によるシングルステップ処理によるサイクル時間の短縮、ウエットニス塗り方法と比べ装飾フィルムが予め光学的欠陥が検査されることによる部品浪費の減少、により、コストを削減することができる。
【００１９】
装飾フィルムはロール製品として設けられることが好ましい。これにより、装飾フィルムを、連続材料として、規定のフィルム搬送技術により金型を介して搬送することができる。このような構造は、本発明により装飾フィルムを金型に挿入するための別の把持具等の使用を省略することができることから、装飾フィルムの取扱いを容易にする。これにより、サイクル時間の取扱い部分を短縮することができる。更に、ローラの巻き取り機により、装飾フィルムをしわのない状態で保持し、必要であれば、正確に位置合わせした状態とすることが有益である。
【００２０】
位置合わせ精度とは、２つ以上のエレメント及び／又は層の互いの位置決め精度を意味する。位置合わせ精度は所定の許容値内で変化するが、その変化は出来る限り小さくする必要がある。同時に、処理の安定性を高めるために、いくつかのエレメント及び／又は層の互いの位置合わせ精度は、重要な特徴である。例えば、センサ式の光学的に検出可能な位置合わせマークにより正確な位置決めを行うことができる。これらの位置合わせマークは、特別な個別のエレメント、エリア、又は、層を表すこともできるが、それらを、位置決めされるエレメント、エリア、又は、層の一部とすることもできる。
【００２１】
代わりに、形成前に、スタンピング又は切り取りにより、装飾フィルムを処理することもできる。
【００２２】
装飾フィルムを完全に分断することができ、所望の最終形状のフラットパターンに応じた２次元の輪郭が、装飾フィルムに与えられる。代わりに、装飾フィルムに単に孔を開けることもでき、金型でのみ完全に分断することもできる。
【００２３】
形成前に、例えば、ローラ対ローラエンボシング加工、カレンダー加工、又は圧縮成形加工により、装飾フィルムを基体に塗布することができる。
【００２４】
このような構成は、例えば、装飾フィルムが最初に所望の形状に打ち抜かれた場合に有益である。加熱前に、装飾フィルムを基体に塗布すると、その後、装飾フィルムと基体とを接着又は材料接合させるために、加熱ステップを更に利用することができる。そのような接着又は材料接合は、製造されるプラスチック成形部の冷却中に金型で硬化する。このような方法で予め固定された装飾フィルムの場合、金型における装飾フィルムのための別の保持エレメントを省略することができる。その結果、装飾フィルムを取扱うために特別に装着された金型を使うことなく、装飾フィルム及び基体の取扱いがより容易になる、又は、プラスチック成形品の有益なコーティングが可能になる。  
【００２５】
代わりに、所望の３次元最終形状のフラットパターンに応じた輪郭で要求されるように、装飾フィルムを、スタンピングにより金型で２次元的な大きさにまず切断することもできる。
【００２６】
少なくとも１つの基体は、シート状半製品として設けることが更に好ましい。このような半製品は有機シートとも呼ばれ、このような半製品を所望の最終輪郭に容易に切断することができる。その結果、切断中、材料が失われることはほとんどない。更に、特に取扱いが容易であることから、シート状の半製品が好ましい。有機シートは、長繊維又は連続繊維が埋め込まれ、部分的又は完全に浸透したプラスチックマトリックスからなる半製品の軽量で硬いシートである。繊維は、強度及び剛性のような合成物の機械的特性をはっきり決めるが、少なくとも１つのプラスチックからなるプラスチックマトリックスは、力を繊維間に伝達し、曲げ力に対して繊維を支持し、外部の攻撃から繊維を保護する。一方で、繊維を１方向（１方向、例えばテープ）のみに配向させることができ、２方向で互いに直交させる（直交異方性又は平衡）、又は、互いに所望の角度で準等方的に配置することができる。連続繊維は高い配向度で大きく伸ばされ、プラスチックマトリックスに多量に組み込まれることが有益である。他方で、繊維は、繊維を介して有機シート内の力の伝達点間の力の流れを可能にする。力の流れは、そのような有機シート／半製品に基づき部品の機械的な動作を高める。プラスチックとして、少なくとも１つの熱可塑性物質を使用することが好ましい。
【００２７】
少なくとも１つの基体は、対流式オーブン又は金型内において赤外線照射、接触加熱により加熱されることが好ましい。これにより、基体は、簡単且つエネルギー効率の良い方法で均一に加熱される。
【００２８】
少なくとも１つの基体は、金型が閉じる前に加熱されることが好ましい。金型内又は金型外、好ましくは金型内においてこの加熱を行うことができる。
【００２９】
少なくとも１つの基体は、０℃〜１００℃、好ましくは１０℃〜５０℃の温度に加熱されることが好ましい。これらの温度は、繊維複合プラスチックのマトリックスに使用されるプラスチックの融点又はガラス転移温度よりも高い。これにより、その後の方法ステップにおいて基体を確実に形成することができ、軟化したプラスチックマトリックスを均一に流すことができる。
【００３０】
更に、少なくとも１つの基体は、１００℃〜３００℃の範囲の温度、好ましくは１６０℃〜２８０℃の範囲の温度、更に好ましくは２００℃〜２５０℃の範囲の温度に加熱されることが有益である。
【００３１】
少なくとも１つの基体のプラスチックマトリックスの具体的な温度は、各プラスチック、好ましくは熱可塑性物質に応じて選択される。
【００３２】
更に、少なくとも１つの基体と少なくとも１つの装飾フィルムとは、互いに少なくとも部分的に結合されていることが有益である。この結合は、金型の２つの金型半体の間で水圧、空気圧、又は、電圧を印加することにより行われる。これにより、形成プロセス中、圧力及び形成度合を正確に制御することができる。その結果、高品質な材料及び表面を備えるプラスチック成形品が得られる。
【００３３】
金型は温度制御されることが更に好ましい。このような温度制御は、特に形成中の基体の早い冷却を防ぐ。このような冷却は、不十分な形成結果をもたらす可能性がある。形成前及び／又は形成中及び／又は形成後、温度制御を行うことができる。
【００３４】
金型は、４０℃〜１８０℃、好ましくは７０℃〜１５０℃、更に好ましくは８０℃〜１２０℃の温度に等温的に加熱されることが好ましい。  
【００３５】
代わりに、金型を温度制御（Variothermal Temperature Control）することができる。この温度制御は、例えば、使用されるポリマーの融点未満の０Ｋ〜２５０Ｋの範囲で１Ｋ／ｓ〜３０Ｋ／ｓの加熱又は冷却勾配により行われる。この変形例では、温度制御を形成プロセスに適合させることができる。その結果、例えば、プラスチック成形部の不規則な縮み／収縮、又は、拡大による表面品質の劣化又は収縮及びゆがみを防ぐことができる。
【００３６】
装飾フィルムに塗布された位置合わせマーク及び／又は装飾フィルムに組み込まれたスタンプマークを用いて、少なくとも１つの装飾フィルムを金型に正確に位置合わせして位置決めすることが好ましい。このため、プロセス制御に接続されたセンサを、マークを検出するために使用することが好ましい。これにより、装飾フィルムと基体とは、互いに正確に相対的に位置決めされる。このような位置決めは、装飾フィルムに任意に設けることができる装飾モチーフを正確に位置合わせして基体に塗布し、不正確な位置決めによる無駄を防ぐために必要である。
【００３７】
更に、少なくとも１つの基体及び／又は少なくとも１つの装飾フィルムは、金型においてクランプ装置及び／又は真空により固定されることが有益である。これにより、金型において基体及び／又は装飾フィルムの移動又は滑りを防ぐことができる。その結果、所望の位置決め状態が維持される。更に、このような保持手段は、水平金型の場合、基体又は装飾フィルムを上側金型半体に位置決めすることができ、垂直金型の場合、各金型半体に基体又は装飾フィルムを確実に保持することができる。
【００３８】
ステップｅ）では、少なくとも１つのプラスチック構造は、射出成形によりプラスチック成形品の全面、一部、又は、周囲に成形されることが特に好ましい。成形を射出成形とすることができ、例えば、バックインジェクションモールディング及び／又は注入及び／又はオーバーモールディングすることができる。これにより、形成のみでは生成することができない別の構造エレメントを実現することができる。したがって、少なくとも１つの基体のエッジエリアをオーバーモールディングすることもできる。その結果、形成により露出する無機又は有機強化繊維をプラスチック構造に取り入れることができる。これにより、特に滑らかなエッジを有するプラスチック成形品が提供される。
【００３９】
形成中、表面構造が少なくとも１つの基体及び／又はプラスチック構造及び／又は少なくとも１つの装飾フィルムに少なくとも部分的に組み込まれることが更に有益である。これは、金型における対応のダイプレートにより行うことができる。金型半体の１つの内面が、例えば磨かれていない工具鋼から形成されると、艶消し構造を形成することができる。対応する負構造を有する金型により、他の構造、例えば触覚的に知覚可能なレリーフを形成面に形成することもできる。
【００４０】
射出成形は、２００℃〜３２０℃の範囲、好ましくは２４０℃〜２９０℃の範囲、更に好ましくは２４０℃〜２７０℃の範囲の温度で行われることが好ましい。
【００４１】
更に、射出成形は、１０バール〜２０００バールの範囲、好ましくは２００バール〜１５００バールの範囲、更に好ましくは５００バール〜１３００バールの範囲の圧力で行われることが有益である。
【００４２】
射出成形プロセスの圧力及び温度は、使用されるプラスチック化合物の種類及び生成されるプラスチック構造の形状に合わせて調整される。
【００４３】
射出成形は金型で行われることが特に好ましい。この場合、ステップｄ）及びｅ）が組み合わされて行われることが好ましい。
【００４４】
これにより、別の射出成形金型を省略することができる。これは、装備の費用、製造時間、及び、コストを削減する。
【００４５】
代わりに、射出成形を別の射出成形金型で行うこともできる。
【００４６】
この変形例では、例えば、既存の射出成形金型を更に使用することができる。
【００４７】
形成後及び／又は射出成形後、プラスチック成形品は、例えば１Ｋ／ｓ〜３０Ｋ／ｓの冷却率で１５０℃〜０℃の範囲の温度に冷却されることが更に好ましい。
【００４８】
これにより、プラスチック成形品全体又は注入されたプラスチック構造の制御された固化が達成される。その結果、冷却中のゆがみ等が防止される。
【００４９】
更に、形成後及び／又は射出成形後、装飾フィルムからキャリア層を分離させることが好ましい。このようなキャリア層は、処理中に装飾フィルムを保護することができる。その結果、特に優れた表面品質が達成される。プラスチック成形部の最終処理中、例えば、組み込み後のみ、キャリア層を分離させることもできる。
【００５０】
ＰＥＴからなるキャリア層を有する装飾フィルムを使用することが有益である。この場合、装飾フィルムは、５μｍ〜２５０μｍ、好ましくは１２μｍ〜５０μｍの厚さを有する。
【００５１】
少なくとも１つの基体は、熱可塑性プラスチックマトリックスの連続繊維及び／又は長繊維、並びに、任意の短繊維からなる少なくとも１つのシート材料層を有することが更に好ましい。
【００５２】
少なくとも１つのシート材料層は、布地及び／又はスクリム及び／又はマット及び／又は不織布材料及び／又はニット織物及び／又は網及び／又は一方向に整列したシート材料、例えば、ＵＤテープ（UD=Unidirectional（一定方向））であることが好ましい。
【００５３】
無機材料、有機材料、及び、これらの組み合わせが繊維材料として使用されることが好ましい。無機材料としては、例えば、ケイ酸塩又は非ケイ酸塩ガラス、炭素、ホウ素、アラミド、炭化ケイ素、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、及び、ケイ酸塩が挙げられる。有機材料としては、例えば、自然又は合成ポリマー、好ましくは、ポリエステル、ポリアミド、及び、自然繊維、例えば、コットン又はセルロースが挙げられる。
【００５４】
使用される強化繊維は、連続強化繊維に対して少なくとも１０ｍｍの長さであることが好ましい。連続強化繊維を個別繊維、粗紡、より糸、糸、麻糸、又は、ロープとすることができる。
【００５５】
個別フィラメントは、０．５μｍ〜２５μｍの範囲の直径を有することが好ましい。
【００５６】
連続強化繊維とは、通常、５０ｍｍを超える長さを有するものを意味するが、特に、各複合材料の長手方向の長さに略対応する長さを有するものを意味する。
【００５７】
しかしながら、実施例では、異なる繊維材料の組み合わせも使用することができる。
【００５８】
このようなシート材料パイルは、所望の機械的特性を少なくとも１つの基体に与える。それらの構造を、プラスチック成形品の予測荷重に適合させることができる。その結果、プラスチック成形品は、実際の荷重状態に最適な強度及び／又は剛性を有する。
【００５９】
シート材料パイルは、プラスチックマトリックスと別の層を形成しないが、プラスチックマトリックスにより浸透する。その結果、繊維及びプラスチックは不可欠な構成要素を形成する。
【００６０】
例えば、少なくとも１つのシート材料層は、布地及び／又はスクリム及び／又はマット及び／又は不織布材料であることが有益である。この場合、これらの材料は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維及び／又はアラミド繊維及び／又は自然繊維である。
【００６１】
プラスチック成形品のそれぞれの最適化構造を作るために、適用用途に応じて、シート材料パイルの異なる種類及び異なる繊維材料を互いに自由に組み合わせることができる。
【００６２】
少なくとも１つのシート材料層は、５ｇ／ｍ２〜３０００ｇ／ｍ２の範囲、好ましくは１００ｇ／ｍ２〜９００ｇ／ｍ２の範囲、特に好ましくは１５０ｇ／ｍ２〜４００ｇ／ｍ２の範囲の坪量を有することが好ましい。
【００６３】
更に、基体は、最大で１００シート材料パイル、好ましくは２〜４０シート材料パイル、特に好ましくは２〜１０シート材料パイルを有することが有益である。
【００６４】
ここでは、シート材料パイル数は、基体の予測荷重状態及び基体の所望の層厚に応じて選択される。
【００６５】
少なくとも１つの基体は、０．０５ｍｍ〜６ｍｍの範囲、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲、特に好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の材料厚を有し、２５％〜８５％の範囲、好ましくは３５％〜６５％の範囲、特に好ましくは４５％〜５５％の範囲の繊維含有量を有することが有益である。
【００６６】
繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスは、基本成分として、少なくとも１つのプラスチック、好ましくは、少なくとも１つの熱可塑性物質を含む。少なくとも１つの熱可塑性物質は、ポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリアクリル酸塩、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリヒダントイン（polyhydantoin）、ポリフェニレンオキシド、ポリアーレンスルフィド（polyarylene sulfides）、ポリスルホン、ポリカーボネイト、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ＴＰＯ、ＴＰＵ、及び、ＰＯＭからなる群から選択されることが好ましい。
【００６７】
ビニルポリマーは、ポリビニルハロゲン化合物（polyvinyl halides）、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテルからなる群が選択されることが好ましい。
【００６８】
ポリアミドは、ＰＡ６６、ＰＡ６、及び、ＰＡ１２からなる群から選択されることが好ましい。
【００６９】
少なくとも１つの熱可塑性物質は、繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスのＰＡ６６、ＰＡ６、ＰＡ１２、ＰＰＡ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＴＰＵ、及び、ＰＣからなる群から選択されることが特に好ましい。  
【００７０】
少なくとも１つの熱可塑性物質は、ＴＰＵ、ＰＡ６、及び、ＰＣからなる群から選択されることが特に好ましい。
【００７１】
耐燃性の少なくとも１つの熱可塑性物質は、繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスに使用されることが特に好ましい。熱可塑性物質を様々な組み合わせとすることができる。ＰＣ／ＡＢＳの組み合わせを使用することが好ましい。
【００７２】
好ましい実施例では、少なくとも１つの基体が少なくとも１つの層、例えば、少なくとも１つの繊維を含まないプラスチック層及び／又は電子機能を可能にする層により覆われている。
【００７３】
これにより、プラスチック成形品の特性を更に適合させることができる。別のプラスチック層は、基体の機械的特性を最適化することができる。機能層は、基体に、例えば電気的又は光学的な別の機能を組み込むことができる。
【００７４】
少なくとも１つのカバー層は、少なくとも１つの基体として、同じプラスチック、好ましくは熱可塑性物質を含むことが好ましい。
【００７５】
少なくとも１つの装飾フィルムは、少なくとも１つのニス層を備えることが好ましい。このニス層は、例えばラジカル架橋バインダからなる。ラジカル架橋バインダは、例えば、アクリレート、アジリジン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ニトロセルロース、又は、これらの混合物である。このようなニス層は、装飾を実現する最も簡単な可能性である。ニス層を、透明、半透明、又は、不透明とすることができ、いずれの場合でも、ニス層は、有色又は無色である。ニス層を全面又は一部に設けることができる。ニス層は、光学及び非光学活性技術機能効果をもたらすことができる。
【００７６】
特に簡単な実施例では、このニス層は接着剤層として機能することから、このニス層は、プロセス中の熱又はプロセスに導入された熱を利用して基体への接合作用をもたらす。したがって、この場合の装飾フィルムは単層である。
【００７７】
少なくとも１つのニス層は、２μｍ〜１５μｍの厚さを有することが好ましい。
【００７８】
別の好ましい実施例では、装飾フィルムは、例えば、アクリレート、ＰＶＣ、塩素化ポリオレフィン、又は、これらの組み合わせからなる少なくとも１つのプライマー層を有する。
【００７９】
プライマー層はニス層と基体との間に設けられていることが好ましい。これは、基体とニス層とが直接接合できるように、例えば、基体の材料と互換性のない材料のニス層を塗布することにより可能になる。
【００８０】
少なくとも１つのプライマー層は、１μｍ〜４μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００８１】
更に、少なくとも１つのプライマー層及び／又は少なくとも１つのニス層は、着色剤、例えば、多色又は無彩色顔料及び／又は効果顔料、薄膜層システム、コレステリック液晶、染料及び／又は金属又は非金属ナノ粒子を備えることが好ましい。
【００８２】
これにより、様々な装飾を実現することができる。着色剤は、各層において均一である必要はないが、その全面で変化することができることから、モチーフを形成することができる。プライマー層及びニス層の着色剤は、互いに補完することができる。その結果、複雑なデザインを実現することができる。
【００８３】
少なくとも１つのニス層及び／又は少なくとも１つのプライマー層は、５％〜４０％の範囲の色素沈着を有することが好ましい。
【００８４】
好ましい実施例では、装飾フィルムは、例えば、ラジカル架橋バインダを有する少なくとも１つの透明ニス層を有することが好ましい。このラジカル架橋バインダは、例えば、アクリレート、メラミン、アジリジン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ニトロセルロース、又は、これらの混合物である。完成プラスチック成形品では、このような透明ニス層は、外表面を形成することが好ましいことから、外側へ向かって装飾フィルムを密封する。その結果、装飾フィルムは、例えば、機械的又は化学的影響から保護される。
【００８５】
少なくとも１つの透明ニス層は、３μｍ〜１０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００８６】
装飾フィルムは、例えば、ＰＥＴからなる分離可能なキャリア層を備えることが更に好ましい。装飾フィルムの処理中、このようなキャリア層は、基体と反対側の面を形成し、処理中の装飾フィルムを保護し安定化させる。プラスチック成形品の完成後、又は、最終配置位置への組み込み後、キャリア層を除去することができ、転写層としてドライニスの薄膜パケットを成形品に転写することができる。これにより、転写層は、接着及び／又は材料接合により接着剤を形成することができる。
【００８７】
キャリア層は、５μｍ〜２５０μｍの範囲、好ましくは１２μｍ〜５０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。更に、装飾フィルムは、例えば、メラミン、ＰＥ、カルナバ、ＰＴＦＥ、セルロースからなる少なくとも１つの分離層を備えることが好ましい。
【００８８】
このような分離層は、装飾フィルムの別の層と、キャリア層との間に配置されていることが好ましい。分離層により、キャリア層をそれらの層から傷を付けずに完全に分離させることができる。
【００８９】
少なくとも１つの分離層は、０．５μｍ〜３μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００９０】
装飾フィルムは、例えば、アクリレート、ＰＶＣ、塩素化ポリオレフィン、又は、これらの混合物からなる少なくとも１つの接着剤層を有することが更に有益である。
【００９１】
接着剤層は、基体に装飾フィルムを接合させることから、基体に装飾フィルムを取り付ける前に装飾フィルムの表面を形成する。接着層の材料組成は、基体の材料組成に合わせて調整されている。その結果、加熱中又は形成中、装飾フィルムと基体とは確実に接合することができる。
【００９２】
少なくとも１つの接着層は、１μｍ〜５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００９３】
更に、装飾フィルムは、例えば、アクリレートからなる少なくとも１つの複製層を備えることが有益である。表面レリーフがこの複製層に組み込まれている。
【００９４】
このようなレリーフ構造を有する複製層により、光学可変効果のような様々な光学的効果だけでなく、機能的効果を実現することができる。この機能的効果は、例えば、触覚的特性又は液体を受け入れ又は弾く特性である。特に、複製層の異なる形状の構造により、装飾フィルムの異なる光沢度がもたらされる。この光沢度の範囲は、高光沢から艶消し又は光沢のあるブラシ構造までの範囲である。特に、上述のブラシ構造を、複製だけでなく特別なブラシにより複製層に組み込むことができる。
【００９５】
少なくとも１つの複製層は、０．３μｍ〜３μｍの範囲、好ましくは０．５μｍ〜１．５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００９６】
少なくとも１つの複製層の表面レリーフは、少なくとも１つの光学可変エレメントを形成することが有益である。この光学可変エレメントは、例えば、ホログラム、キネグラム（登録商標）若しくはトラストシール（登録商標）、好ましくは線状若しくは交差正弦波回折構造、線状若しくは交差シングル若しくはマルチステップ矩形格子、０次元回折構造、非対称レリーフ構造、ブレーズド格子、好ましくは等方性若しくは異方性マット構造、光回折及び／又は光反射及び／又は光フォーカスマイクロ若しくはナノ構造、バイナリ若しくは連続フレネルレンズ、バイナリ若しくは連続フレネル自由曲面、マイクロプリズム構造、又は、これらの構造の組み合わせである。
【００９７】
これにより、模倣が難しい様々な魅力的なデザインを実現することができる。
【００９８】
好ましい実施例では、装飾フィルムは、少なくとも１つの反射層を有する。少なくとも１つの反射層は、例えば、金属及び／又は高反射率材料からなる。この金属は、アルミニウム、銀、金、クロム、スズ、又は、それらの合金若しくは酸化物であることが好ましい。この高反射率材料は、例えばＺｎＳ又はＴｉＯ２からなる。
【００９９】
これらの層を部分的に設けることもできることから、これらの層はパターン又はモチーフを形成する。更に、反射層により、複製層における回折又は反射レリーフ構造を視認することができる、又は、所定の光沢レベルを達成することができると同時にそれらのコントラストを向上させることができる。
【０１００】
少なくとも１つの反射層は、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、特に好ましくは１５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲の厚さを有することが有益である。
【０１０１】
更に、装飾フィルムは少なくとも１つの機能層、例えば、電気機能層を有することが好ましい。例えば、これらを、電気回路を形成する機能層とすることができる。電気回路は、例えば、アンテナ構造、結合面、ＬＥＤディスプレイエレメント、タッチセンサ機能、又は、電磁場に対するシールドである。したがって、魅力的なデザインに加え、機能エレメントを組み込むことができる。その結果、プラスチック成形部を、例えば、装置の制御パネルとして使用することができる。
【０１０２】
特に好ましい実施例では、プラスチック成形品は少なくとも１つのプラスチック構造を備える。このプラスチック構造は、機械的安定性の理由により、全面にバックインジェクションモールディング、又は、特定のプラスチックエレメントの機能的な組み込みのために、部分的に注入、又は、エッジエリアの少なくとも一部の平坦化及び／又は密封のために、オーバーモールディングされ得る。このため、必須成分として基体に含まれるものと同じプラスチック、好ましくは、熱可塑物質が使用される。これにより、プラスチック構造と基体とは、確実に強固に接合される。
【０１０３】
代わりに、基体に含まれた少なくとも１つの熱可塑性物質との接着接合に適した熱可塑性物質を使用することもできる。別の実施例では、上記技術、バックインジェクションモールディング、注入、及び、オーバーモールディングを組み合わせることにより、射出成形プロセスを用いて、異なる特性を有する少なくとも２つの熱可塑性物質によりプラスチック構造を製造することが有益であることが証明されている。これにより、例えば、プラスチック成形品の特定のエリアの異なる着色が実現される、又は、別の密封エレメントがプラスチック成形品に組み込まれる。
【０１０４】
射出成形に使用される熱可塑性物質は、ポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリアクリル酸塩、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリヒダントイン（polyhydantoins）、ポリフェニレンオキシド（polyphenylene oxides）、ポリアーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリカーボネイト、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ＴＰＯ、ＴＰＵ、及び、ＰＯＭからなる群から選択されることが好ましい。
【０１０５】
ビニルポリマーは、ポリビニルハロゲン化合物（polyvinyl halides）、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテルからなる群から選択されることが好ましい。
【０１０６】
ポリアミドは、ＰＡ６６、ＰＡ６、及び、ＰＡ１２からなる群から選択されることが好ましい。
【０１０７】
少なくとも１つの熱可塑性物質は、射出成形のために、ＰＡ６６、ＰＡ６、ＰＡ１２、ＰＰＡ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＴＰＵ、及び、ＰＣからなる群から選択されることが特に好ましい。
【０１０８】
少なくとも１つの熱可塑性物質は、射出成形のために、ＴＰＵ、ＰＡ６、及び、ＰＣからなる群から選択されることが更に特に好ましい。
【０１０９】
形成処理では、必要な程度が達成できない、又は、対応するアンダーカットが達成されないことから、基体の形成処理によっては製造することのできない構造を実現することができる。
【０１１０】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造の材料は、添加物を含むことが好ましい。この添加物は、例えば、２０ｍ％〜６０ｍ％（ｍ％＝質量パーセント）の範囲の充填量のガラス、炭素、又は、自然繊維、銅、酸化アルミニュウム、グラファイト、流動性を向上させるための物質、ＵＶ安定剤、難燃剤、フォーマー（formers）、静電荷を散らす物質若しくは電気伝導路を形成するための物質である。
【０１１１】
このような添加物は、プラスチック構造に別の視覚的、機械的、化学的、又は、機能的特性を与えることができる。
【０１１２】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造の材料は、着色剤、例えば、多色若しくは無彩色顔料及び／又は効果顔料、薄膜システム、コレステリック液晶、染料及び／又は金属若しくは非金属ナノ粒子である。
【０１１３】
したがって、残りのプラスチック成形品の外観にプラスチック構造を光学的に適合させることができる。
【０１１４】
少なくとも１つのプラスチック構造は、少なくとも１つの基体の１つ以上のエッジエリアを囲むことが更に好ましい。
【０１１５】
これにより、少なくとも１つの基体の突出繊維、形成により露出した繊維を、プラスチック構造に組み込むことができる。その結果、プラスチック成形品の光学的及び触覚的に魅力的な滑らかなエッジを得ることができる。
【０１１６】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造は、強化エレメント及び／又は固定エレメントを備えることが好ましい。強化エレメントは、例えばリブ体又はドームである。固定エレメントは、例えば、クリップ、ロックフック、スナップフック、ブラケット、スクリュー開口、ロック開口、スプリング、又は、溝である。
【０１１７】
これにより、別の固定手段を必要とせずにプラスチック成形品を別の部品に接合することができる、及び／又は、プラスチック成形品の機械的安定に寄与することができる。
【０１１８】
射出成形金型の少なくとも１つの金型半体は、金型キャビティに射出成形材料を注入するために少なくとも１つのランナーを有することが好ましい。これは、ホットランナー又はコールドランナーであることが好ましい。コールドランナーでは、射出成形材料は、固化し、完成プラスチック成形品により除去される必要があり、その後又は除去中に分離される。ホットランナーでは、射出成形可能なプラスチック化合物は加熱される。その結果、プラスチック化合物は固化することなく金型に残る。加工対象物からのランナーシステムのその後の分離を省略することできるが、この方法は、装備面においてより高額となり、ランナーシステムにおいて別のバルブを必要とすることもある。
【０１１９】
少なくとも１つのランナーは、キャビティに対して移動することのできるエレメントを備えることが更に好ましい。これにより、基体を超えて突出する装飾フィルムの部分エリアを突き抜けることができる。これにより、プラスチック化合物を、装飾フィルムの側面から装飾フィルムと基体との間のエリアに注入することができる。
【０１２０】
更に、少なくとも１つの金型半体は、基体及び／又は装飾フィルムのための保持装置を有することが有益である。この保持装置は、例えば、クランプ装置及び／又は吸引装置である。これにより、基体及び装飾フィルムを金型に固定することができる。その結果、各部は正確に位置決めされる。
【０１２１】
更に好ましい実施例では、少なくとも１つの金型半部は、キャビティを密封するための密封エレメントを備える。これにより、キャビティ内の負圧又は真空を維持することができる。一方で、密封エレメントは、装飾フィルム及び／又は基体を金型に固定する役割を果たし、他方で、キャビティの除去により、形成プロセス中に光学品質を損なうエアバブルを防ぐことができる。
【０１２２】
更に、少なくとも１つの金型半体は、装飾フィルムの一部のエリアを分離及び／又は一部のエリアに孔を開けるスタンプ装置を備えることが好ましい。これにより、別のスタンピング工具を省略することができ、ロール製品として、装飾フィルムを金型に送ることができる。金型半体が閉じると、装飾フィルムは所望の形状にスタンプされることが好ましい。
【０１２３】
少なくとも１つの金型半体は、キャビティに組み込まれた材料の温度制御のための温度制御装置を有することが更に有益である。この温度制御装置は、例えば、少なくとも１つの温度制御媒体チャンネル及び／又は少なくとも１つの電気温度制御装置である。これにより、形成中の基体の温度及び／又は射出成形中のプラスチック化合物の温度を適切にすることができる。その結果、早い冷却を防ぐことができ、特に良好な形成及び本質的な形成品質が達成される。
【０１２４】
更に好ましい実施例では、少なくとも１つの金型半体は、少なくとも１つのスライドを備える。このスライドは金型キャビティに対して移動可能であり、このスライドを金型キャビティに挿入することができる。これにより、注入されたプラスチック構造にアンダーカットを実現することができる。
【０１２５】
更に、少なくとも１つの金型半体は、完成プラスチック成形部を排出するための少なくとも１つのエジェクタエレメントを備えることが好ましい。このエジェクタエレメントは、例えばエジェクタピンである。これにより、金型から完成プラスチック成形品を容易に排出することができる。
【０１２６】
金型は、電気、水力、又は、空気圧縮装置を備えることが更に有益である。これにより、金型半体を互いに近づけることができ、互いに押し付け合うことができる。圧縮装置の個別のエネルギー生成エレメントは、別々に制御可能であることが有益である。これにより、金型半体の相対移動を正確に制御することができ、形成中の接触圧力を正確に制御することができる。
【０１２７】
更に、形成面のエリアにおける金型の抜き勾配は、２°より大きい角度を有することが好ましい。
【０１２８】
また、形成面のエリアにおける金型の内側半径は、基体の厚さよりも大きいことが有益である。
【０１２９】
更に、形成面のエリアにおける金型の外側半径は、形成面のエリアにおける金型の内側半径と、基体の厚さとの合計よりも大きいことが好ましい。
【０１３０】
同様に、金型キャビティのエリアにおける金型の抜き勾配は、０．５°より大きい角度を有することが好ましい。これらの幾何学的パラメータにより、完成プラスチック成形品を問題なく離型することができる。
【０１３１】
更に好ましい実施例では、形成面は、少なくとも部分的に等方性又は異方性表面構造を有する。これにより、完成プラスチック成形品の外観を制御することができ、例えば、艶消し面又は特別の触覚的構造を生成することができる。
【０１３２】
更に、金型は、金型に対して装飾フィルムを搬送するコンベアを備えることが有益である。これにより、ロール製品としての装飾フィルムの特に簡単な処理が可能になる。その結果、別の把持部等が不要になる。
【０１３３】
図に示す実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】図１は、プラスチック成形品の実施例を製造するための基体を示す概略断面図である。
【図２】図２は、プラスチック成形品の実施例を製造するための装飾フィルムを示す概略断面図である。
【図３】図３は、図１の基体及び図２の装飾フィルムを有するプラスチック成形品の実施例を示す断面図である。
【図４】図４は、プラスチック成形品の製造方法の実施例のステップを示す概略図である。
【図５】図５は、プラスチック成形品を製造するための金型の２つの実施例を示す概略図である。
【図６】図６は、プラスチック成形品の製造方法の別の実施例のステップを示す概略図である。
【図７】図７は、プラスチック成形品の製造方法の別の実施例のステップを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３５】
被覆繊維強化プラスチック成形品を製造するために、まず、少なくとも１つの基体１が設けられる。少なくとも１つの基体は、繊維強化プラスチックからなる。少なくとも１つの基体１は、少なくとも１つのシート材料層を備える。シート材料層は、熱可塑性プラスチッツクマトリックスの連続繊維及び／又は長繊維からなる。
【０１３６】
このようなシート材料パイルは、少なくとも１つの基体１に所望の機械的特性を与える。その構造を、プラスチック成形品の予測荷重に適用することができる。その結果、プラスチック成形品は、実際の荷重状態のために最適な強度及び／又は剛性を有する。
【０１３７】
シート材料パイルは、プラスチックマトリックスと別体の層を形成することはないが、プラスチックマトリックスにより浸透する。その結果、繊維及びプラスチックは、不可欠な構成要素を形成する。
【０１３８】
例えば、少なくとも１つのシート材料層は、布地及び／又はスクリム及び／又はマット及び／又は不織布材料からなることが有益である。これらは、ガラス繊維及び／又は炭素繊維及び／又はアラミド繊維及び／又は自然繊維からなる。
【０１３９】
用途に応じて、プラスチック成形品の最適な構造を作るために、シート材料パイルの異なる繊維材料及び異なる種類を互いに自由に組み合わせることができる。
【０１４０】
少なくとも１つのシート材料層は、５ｇ／ｍ２〜３０００ｇ／ｍ２、好ましくは１００ｇ／ｍ２〜９００ｇ／ｍ２、特に好ましくは１５０ｇ／ｍ２〜４００ｇ／ｍ２の坪量を有することが好ましい。
【０１４１】
更に、少なくとも１つの基体は、最大で１００シート材料パイル、好ましくは２〜４０シート材料パイル、特に好ましくは２〜１０シート材料パイルを有することが有益である。
【０１４２】
ここでも、シート材料パイル数は、基体１の所望の層厚と、予測荷重状態とに応じて選択される。
【０１４３】
使用された繊維パイルは、同じ坪量を有し、同じ繊維種類からなることが好ましい。しかしながら、異なる繊維材料の組み合わせを使用することもできる。好ましい繊維材料は、様々な種類のケイ酸塩及び非ケイ酸塩ガラス、炭素、ホウ素、炭化ケイ素、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、及び、ケイ酸塩、並びに様々な有機材料である。様々な有機材料は、好ましくは天然又は合成ポリマー、好ましくはポリアクリル窒化物、ポリエステル、高度に延伸されたポリオレフィン系繊維、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、コットン、及び、セルロースである。
【０１４４】
実施例では、外側パイルの炭素繊維及び中間パイルのガラス繊維が組み合わされる。異なる坪量でパイルを組み合わせることもできる。このような合成物の場合、中心対称が非常に重要である。本発明の中心対称とは、個々のパイルが配置されることを意味する。個々のパイルは、その異なる機械的特性、異なる温度、拡大、収縮が次の結果をもたらさないように配置される。その結果とは、平らに製造されたプラスチック成形品が温度の作用下でたわみ不均一になることである。また、本発明の中心対称とは、部品への曲げ荷重が生じた場合、曲げ方向に応じて異なる安定性が同じ曲げ軸に沿って測定されるように、個々のパイルが配置されることを意味する。
【０１４５】
少なくとも１つの基体１は、０．０５ｍｍ〜６ｍｍの範囲、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲、特に好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の厚さを有し、２５％〜８５％の範囲、好ましくは３５％〜６５％の範囲、特に好ましくは４５％〜５５％の範囲の繊維含有率を有することが有益である。
【０１４６】
少なくとも１つの耐撚性の熱可塑性物質を、繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスに使用することが好ましい。また、様々な組み合わせの熱可塑性物質を使用することができる。ＰＣ／ＡＢＳの組み合わせを使用することが好ましい。上記プラスチックの組み合わせ使用することもできる。
【０１４７】
好ましい実施例では、基体１は、少なくとも１つの層、例えば、少なくとも１つの繊維を含まないプラスチック層及び／又は電気的機能を可能にする層により覆われている。これにより、プラスチック成形品の特性を更に適合させることができる。別のプラスチック層は、基体１の機械的特性を最適化することができる。機能層は、別の機能、例えば、電子的又は光学的機能を基体１に組み込むことができる。
【０１４８】
別の処理の前に、基体１を浸透させ固化させる。浸透とは、全ての繊維が完全に濡れることを意味し、固化とは、熱可塑性物質の溶融により閉じ込められた空気の存在を意味する。したがって、浸透及び固化プロセスは、温度、圧力、時間のパラメータに依存する。
【０１４９】
本発明の固化とは、１０重量％未満の空気部分が繊維複合材料に存在することを意味する。
【０１５０】
繊維の浸透は、使用されるプラスチック、例えば熱可塑性物質の粘度に依存する。熱可塑性溶融物は、通常、高い粘度を有することから、繊維の浸透は、高圧力及び／又は温度並びに時間に依存する。
【０１５１】
最適な機械的特性を達成するために、固化に加え、マトリックスの熱可塑性物質にフィラメントを出来る限り完全に浸透させることが必要である。機械特性値、例えば張力の測定により、両特性を測定することができる。ＩＳＯ５２７−４又は５に応じたプラスチックの場合、張力を測定するために、引張試験、準静的破壊試験方法が用いられる。したがって、使用されることが好ましい熱可塑性樹脂複合材料は、使用される繊維に応じて、ＩＳＯ５２７−４又は５に応じた２５０〜２０００ＭＰａの範囲の張力を有する。
【０１５２】
完全な浸透及び完全な固化状態では、シート材料の繊維は、基体１に強度及び剛性を与える役割を有し、より脆弱な繊維とは対照的に、マトリックスは、全合成物の破壊点で伸長に良い影響を及ぼす。繊維の異なる配向により、例えば、布地の形体では、特別な荷重状態に反対に作用することができる（異方性）。例えば、ランダム繊維不織布材料の利用により、等方性を達成することができる。
【０１５３】
基体１に加え、更に、装飾フィルム２が設けられている。このような装飾フィルムの実施例が図２に示されている。装飾フィルム２は、キャリア層２１、分離層２２、保護層２３、装飾層２４、及び、接着剤層２５を備える。装飾層２４以外の全ての層は任意で設けられている。
【０１５４】
キャリア層２１は、装飾フィルムから分離可能であり、ＰＥＴからなることが好ましい。キャリア層２１は、５μｍ〜２５０μｍの範囲、好ましくは１２μｍ〜５０μｍの範囲の厚さを有する。装飾フィルム２の製造中、このようなキャリア層２１は、基体１と反対側の表面を形成し、処理中、装飾フィルム２を保護し安定化する。プラスチック成形品の完成後、又は、最終組み込み位置への組み込み後のみ、キャリア層２１を除去することができる。
【０１５５】
キャリア層２１の分離を容易にするために、分離層２２が設けられている。分離層２２は、例えば、メラミン、ＰＥ、カルナバ、ＰＴＦＥ、又は、セルロースからなり、０．５μｍ〜３μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１５６】
保護層２３は、透明なニス層として形成されることが好ましく、例えばラジカル架橋バインダからなる。ラジカル架橋バインダは、例えば、アクリレート、メラミン、アジリジン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ニトロセルロース、又は、これらの混合物である。
【０１５７】
完成プラスチック成形品では、このような透明ニス層は、外面を形成することが好ましいことから、外側に向けて装飾フィルム２を密封するように機能する。その結果、装飾フィルムは、例えば、機械的又は化学的影響から保護される。
【０１５８】
保護層２３は、３μｍ〜１０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１５９】
装飾層２４は、プラスチック成形品の実際の装飾を形成する。装飾層を単層又は複数層とすることができる。
【０１６０】
装飾層２４は、少なくとも１つのニス層、例えば、ラジカル架橋バインダを含有することが好ましい。ラジカル架橋バインダは、アジリジン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ニトロセルロース、又は、これらの混合物である。このようなニス層は、装飾を実現する最も簡単な手段である。
【０１６１】
簡単な実施例では、このニス層は接着剤層として機能することができる。したがって、基体が加熱されると、ニス層は基体１に接合する。この場合、装飾フィルム２のニス層は、単層のみである。少なくとも１つのニス層は、２μｍ〜１５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１６２】
更に好ましい実施例では、装飾層２４は、少なくとも１つのプライマー層を備える。プライマー層は、例えば、ラジカル架橋バインダからなり、ラジカル架橋バインダは、例えば、アクリレート、ＰＶＣ、塩素化ポリオレフィン、又は、これらの混合物である。
【０１６３】
プライマー層は、ニス層と基体１との間に配置されていることが好ましい。これは、例えば、基体１の材料と互換性のない材料からなるニス層を塗布することにより実現できる。
【０１６４】
少なくとも１つのプライマー層は、１μｍ〜４μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１６５】
少なくとも１つのプライマー層及び／又は少なくとも１つのニス層は、着色剤を備えることが好ましい。着色剤は、例えば、多色又は無彩色顔料及び／又は効果顔料、薄膜層システム、コレステリック液晶、染料及び／又は金属若しくは非金属ナノ粒子である。
【０１６６】
これにより、様々な装飾を実現することができる。着色剤は、各層に均一に存在する必要はないが、その表面で変化することができることから、モチーフを形成することができる。ニス層及びプライマー層の着色剤は、互いに補完することができる。その結果、複雑なデザインを実現することができる。
【０１６７】
少なくとも１つのニス層及び／又は少なくとも１つのプライマー層は、５％〜４０％の範囲の色素沈着を有することが好ましい。
【０１６８】
更に、装飾層２４が少なくとも１つの複製層を備えることが有益である。複製層は、例えばアクリレートからなる。表面レリーフが複製層に組み込まれている。
【０１６９】
このようなレリーフ構造を有する複製層により、光学可変効果のような様々な光学的効果だけでなく、触覚的特性又は液体を受け入れ若しくは弾く特性のような機能的効果を実現することができる。
【０１７０】
少なくとも１つの複製層は、０．３μｍ〜３μｍの範囲、好ましくは０．５μｍ〜１．５μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１７１】
少なくとも１つの複製層の表面レリーフが少なくとも１つの光学可変エレメントを形成することが有益である。光学可変エレメントは、例えば、ホログラム、キネグラム（登録商標）若しくはトラストシール（登録商標）、好ましくは線状若しくは交差正弦波回折格子、線状若しくは交差シングル若しくはマルチステップ矩形格子、ゼロ次元回折構造、非対称レリーフ構造、ブレーズド格子、好ましくは異方性若しくは等方性マット構造、光回折及び／又は光反射及び／又は光フォーカスマイクロ若しくはナノ構造、バイナリ若しくは連続フレネルレンズ、バイナリ若しくは連続フレネル自由曲面、マイクロプリズム構造、又は、これらの組み合わせ構造である。
【０１７２】
これにより、模倣が難しい様々な魅力的なデザインを実現することができる。
【０１７３】
更なる実施例では、装飾層２４は、少なくとも１つの反射層を備える。反射層は、金属及び／又は高い反射率を有する材料からなる。金属は、アルミニウム、銀、金、クロム、又は、これらの合金からなることが好ましい。高い反射率を有する材料は、例えばＺｎＳ又はＴｉＯ２である。
【０１７４】
このような層を部分的に設けることもできることから、このような層は、パターン又はモチーフを形成することができる。更に、反射層は、複製層における回折若しくは反射レリーフ構造を見えるようにする、又は、コントラスを向上させることができる。
【０１７５】
少なくとも１つの反射層は、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、特に好ましくは１５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【０１７６】
更に、装飾層２４は、少なくとも１つの機能層、例えば、電気機能層を有することが好ましい。例えば、装飾層を、電気回路を形成する機能層とすることができる。電気回路は、例えば、アンテナ構造、結合面、ＬＥＤディスプレイエレメント、タッチセンサ機能である。装飾層は電磁場等を遮断する。したがって、魅力的なデザインに加え、機能エレメントを組み込むことができる。その結果、このようなプラスチック成形部を装置のコントロールパネルとして使用することができる。
【０１７７】
装飾フィルムの接着剤層２５は、例えば、ＡＢＳ、ＰＣ、又は、それらの組み合わせからなり、１μｍ〜５μｍの範囲の厚さを有する。
【０１７８】
接着剤層２５は、装飾フィルム２を基体１に接合することから、基体１に装飾フィルム２を取り付ける前に装飾フィルム２の表面を形成する。接着剤層２５の材料組成は、基体１の材料組成と適合する。その結果、加熱中又は形成中、装飾フィルム２と基体１とが強固に結合する。
【０１７９】
基体１に装飾フィルム２を塗布後、これらは、接着剤層２５を介して強固に結合する。キャリア層２１を取り除くことができ、その結果、図３に示す完成プラスチック成形部３が得られる。
【０１８０】
装飾フィルム２の図２に示された実施例は、例示的なものである。他の層順序及び層構造、例えば、多層構造及び個々の層が部分的にのみ塗布された構造が可能である。
【０１８１】
別の実施例では、着色ニス層は、同時に、接着剤層の機能を担うことができる。ここでは、別の保護層は設けられていない。したがって、このような装飾フィルム２は、すべての用途に対して耐摩耗性が十分ではない。
【０１８２】
ここでは、例えばニスを用いることができる。このニスは、５〜１５μｍの範囲の層厚及び３０％〜７５％の範囲の色素沈着を有し、ＰＶＣ、アクリレート（これらの混合物）からなる。このような装飾フィルム２は、ＡＢＳ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ポリスチレン、ＴＰＯ、ＴＰＵ、ＰＯＭ、又は、ＰＡに基づいて基体１に塗布されることが好ましい。
【０１８３】
別の実施例では、第１カラー層と第２カラー層とを組み合わせることができる。第１カラー層は、約５μｍの層厚及び約４０％の色素沈着を有し、アクリレートからなる。第２カラー層は、約５μｍの層厚及び約５０％の色素沈着を有し、アクリレート／ＰＶＣからなる。これらの層に好ましい基板材料はＡＢＳである。
【０１８４】
着色層を完全に省略することもできる。透明又は半透明な（半透明に染色された）保護ニス層２３は、同時に接着剤層の機能も担っている。別の装飾層２４は設けられていない。したがって、いずれの場合にも、装飾フィルム２を介して基体１を見ることができる。
【０１８５】
ここでは、３μｍ〜１０μｍの範囲の層厚を有し、アクリレート又はポリウレタン（又はこれらの混合物）からなる保護ニス層２３が好ましい。好ましい基板材料、基体のプラスチックマトリックスは、ＡＢＳ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ポリスチレン、ＴＰＯ、ＴＰＵ、又は、ＰＯＭである。
【０１８６】
透明保護ニス層２３を少なくとも１つの追加接着剤層２５と組み合わせることができる。接着剤層２５の少なくとも１つは、顔料及び／又は染料により染められること（半透明）が好ましい。少なくとも１つの接着剤層２５は同時に装飾層の機能も担っている。
【０１８７】
ここでは、透明ニス層２３はラジカル架橋結合バインダからなる。ラジカル架橋結合バインダは、例えば、アクリレート、メラミン、アジリジン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ニトロセルロース、及び、これらの混合物である。この透明ニス層２３は、３μｍ〜１０μｍの範囲の厚さを有し、色素沈着はない。
【０１８８】
別のプライマーは、アクリレート、ＰＶＣ、塩素化ポリオレフィン（及びこれらの混合物）からなり、約１μｍ〜４μｍの範囲の層厚を有し、５％〜３５％の範囲の色素沈着を有する。
【０１８９】
ここでは、好ましいマトリックス材料は、ＡＢＳ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ポリスチレン、ＴＰＯ、ＴＰＵ、ＰＯＭ、又は、ＰＡである。
【０１９０】
別の実施例では、分離層２２は、約０．５μｍの厚さを有し、ＰＥ／セルロース混合物からなる。第１透明ニス層は、約５μｍの厚さを有し、ＵＶ硬化メラミン架橋アクリレートからなる。第２透明ニス層は、約１μｍの厚さを有し、ＵＶ硬化メラミン架橋アクリレートからなる。更に、ここでは、約１μｍの厚さ及び約１５％の色素沈着を有し、ＰＶＣからなる別のプライマーが設けられている。好ましい基板はＡＢＳ／ＰＣである。
【０１９１】
図４は、被覆プラスチック成形品３を製造するための方法の実施例を示す。
【０１９２】
ここでは、まず、基体１は加熱装置４で加熱される。この加熱は、対流式オーブン又は金型５の内部で赤外線照射、接触加熱により行われる。これにより、基体１の均一な加熱が簡単かつエネルギー効率良く行われる。
【０１９３】
基体１は、０℃〜１００℃の範囲、好ましくは１０℃〜５０℃の範囲で繊維複合プラスチックのプラスチックマトリックスの融点よりも高い温度まで加熱されることが好ましい。この加熱は、その後のステップにおいて基体の確実な形成を可能にし、柔らかいプラスチックマトリックスの均一な流れも可能にする。
【０１９４】
基体１は、１００℃〜３００℃の範囲、好ましくは１６０℃〜２８０℃の範囲、更に好ましくは２００℃〜２５０℃の範囲の温度に加熱されることが好ましい。正確な温度は、基体の各プラスチックマトリックスに応じて選択される。
【０１９５】
加熱後、基体１は金型５に転写される。操縦者として、把持部、吸引装置等が設けられた産業ロボット等により、この転写を行うことができる。
【０１９６】
金型５は、互いに移動可能な２つの金型半体５１、５２を有する。金型半体５１、５２は、形成された基体１の最終的な輪郭を規定する形成面５３、５４を形成する。形成面５３、５４を有する金型半体５１、５２を、図４の配置とは反対に配置することもできる。更に、金型は温度制御媒体チャンネル５５を備える。これにより、金型半体の温度を調整することができる。
【０１９７】
搬送装置５６により、装飾フィルム２を金型５に搬送することができる。金型５では、装飾フィルム２は、クランプフレーム５７又は真空により、金型半体５１又は金型半体５２に固定されていることが好ましい。シール５８は真空気密方法で金型５を密封する。
【０１９８】
装飾フィルム２は、位置合わせマーク及び／又はスタンプマークを用いて金型５に配置されていることが好ましい。これにより、装飾フィルム２と基体１とは相対的に確実に位置決めされる。その結果、不正確な位置決めを防ぐことができる。
【０１９９】
基体１及び装飾フィルム２が挿入された後、基体１及び装飾フィルム２は、金型５の２つの金型半体５１、５２の間で水圧、空気圧、又は、電圧により形成される。これにより、形成プロセス中、形成の圧力及び程度を正確に制御することができる。その結果、高い材料及び表面品質を有するプラスチック成形品３が得られる。
【０２００】
水平に配置された金型分離面、即ち、垂直移動可能な金型半体５１、５２を有する金型５を用い、金型半体５１を下方に配置し、金型半体５２を上方に配置した場合、装飾フィルム２が金型半体５１と反対にガイドされると、基体１を金型半体５１に直接挿入又は配置することができる。このような変形例における装飾フィルム２を、基体１と金型半体５２との間の挿入された基体１の上に配置することができる。
【０２０１】
形成中、金型５は、温度制御媒体チャンネル５５により温度制御されることが好ましい。このような温度制御は、不十分な形成を引き起こす可能性のある形成中の表面に対する基体の過剰な急速冷却を防ぐ。
【０２０２】
形成中、金型５は、４０℃〜１８０℃の範囲、好ましくは７０℃〜１５０℃の範囲、更に好ましくは８０℃〜１２０℃の範囲の温度に等温的に温度制御されることが好ましい。
【０２０３】
代わりに、形成中、金型５を温度制御（Variothermal Temperature Control）することができる。この温度制御は、例えば、ポリマーの融点よりも低い０Ｋ〜２５０Ｋの範囲で１Ｋ／ｓ〜３０Ｋ／ｓの加熱勾配により行われる。
【０２０４】
この変形例では、温度制御を形成プロセスに適合させることができる。その結果、例えば、ワークの不規則な収縮及び拡大によるゆがみ及び表面品質の劣化を防ぐことができる。
【０２０５】
形成中、表面構造が基体１及び／又は装飾フィルム２に少なくとも部分的に組み込まれることが更に好ましい。
【０２０６】
これは、金型５における対応のダイプレートにより行うことができる。金型半体５１、５２の一方の内面が磨かれていない工具鋼等により形成されると、艶消し面を形成することができる。触覚的に知覚可能なレリーフ等の他の構造を、対応する負構造を有する金型５により形成面に形成することができる。
【０２０７】
形成後、別のプラスチック構造３１を、全面にバックインジェクションモールディング若しくはプラスチック成形部３に部分的に注入することができる、又は、エッジエリアを密封方法でオーバーモールディングすることができる。このため、金型は、図４に示されていないランナーシステム５９を備える。ランナーシステムのデザインの例は図５Ａ及び図５Ｂに示されている。
【０２０８】
図５Ａに示すように、ランナー５９２を基体１が挿入される下側金型半体５２に配置することができる。代わりに、図５Ｂに示されたように、ランナー５９２を反対側に装飾フィルム２が設けられた上側金型半体５１に設けることができる。
【０２０９】
どちらの場合も溶解プラスチック化合物は、ランナー５９２を介して金型のキャビティ５９３にガイドされる。溶解プラスチック化合物は、キャビティにおいてプラスチック成形品３に接触し固化する。
【０２１０】
これにより、形成のみでは生成することのできない別の構造エレメント３１を実現することができる。したがって、基体１のエッジエリアをオーバーモールディングすることができる。その結果、突出するプラスチックファイバをプラスチック構造３１により囲うことができる。これにより、特に滑らかなエッジを有するプラスチック成形品を提供することができる。
【０２１１】
ＰＣ、ＰＰ、ＴＰＵ、ＰＡ、又は、これらの組み合わせを射出成形に使用することが好ましい。注入プラスチックは、例えば、基体のプラスチックマトリックスの材料に適合して選択される。少なくとも１つのプラスチック構造３１は、基体１のプラスチックマトリクスと同じプラスチックからなることが有益である。代わりに、基体１に含まれた熱可塑性物質の少なくとも１との接合に適した熱可塑性物質を使用することができる。
【０２１２】
これにより、プラスチック構造３１と基体１とを強固に接合することができる。代わりに、上記技術、バックインジェクションモールディング、注入、及び、オーバーモールディングを組み合わせることにより、射出成形プロセスを用いて、少なくとも２つのプラスチック、好ましくは熱可塑性物質によりプラスチック構造３１を製造し、プラスチック成形品３のエリアの異なる色を実現し、プラスチック成形品３に別の密封エレメントを組み込むことが有益であることが証明されている。
【０２１３】
射出成形は、２００℃〜３２０℃の範囲、好ましくは２４０℃〜２９０℃の範囲、更に好ましくは２４０℃〜２７０℃の範囲の温度で行われることが好ましい。更に、射出成形は、１０バール〜２０００バールの範囲、好ましくは２００バール〜１５００バールの範囲、更に好ましくは５００バール〜１３００バールの範囲の圧力で行われることが有益である。
【０２１４】
射出成形プロセスの圧力及び温度は、使用されるプラスチック化合物及び生成されるプラスチック構造３１の形状に合わせて調整されている。
【０２１５】
成形後及び／又は射出成形後、プラスチック成形品３は、例えば１Ｋ／ｓ〜３０Ｋ／ｓの冷却率で１５０℃〜０℃の範囲の温度に冷却されることが更に好ましい。
【０２１６】
これにより、注入されたプラスチック構造３１と、全体のプラスチック成形品３とは、制御され固化する。その結果、冷却中のゆがみ等が防止される。
【０２１７】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造３１の材料は、添加物、例えば、ガラス、炭素若しくは天然繊維、銅、酸化アルミニウム、グラファイト、流動性を向上させる物質、ＵＶ安定剤、難燃剤、フォーマー（formers）、静電荷を散らす物質若しくは電気伝導性経路を形成する物質を含むことが好ましい。このような添加物は、別の視覚的、機械的、化学的、又は、機能的特性をプラスチック構造３１に与えることができる。
【０２１８】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造３１の材料は、着色剤、例えば、多色又は無彩色顔料及び／又は効果顔料、薄膜層システム、コレステリック液晶、染料及び／又は金属若しくは非金属ナノ粒子を備えることが有益である。したがって、プラスチック構造３１を残りのプラスチック成形品３のデザインに任意で適合させることができる。
【０２１９】
少なくとも１つのプラスチック構造３１は、基体１のエッジエリアを囲むことが更に好ましい。これにより、基体１の突出繊維をプラスチック構造３１に含むことができる。その結果、光学的及び触覚的に魅力的な滑らかなプラスチック成形品３のエッジが得られる。
【０２２０】
更に、少なくとも１つのプラスチック構造３１は、強化エレメント、例えば、リブ体若しくはドーム、及び／又は、固定エレメント、例えば、クリップ、ロックフック、スナップフック、ブラケット、スクリュー開口、ロック開口、スプリング、又は、溝を備えることが好ましい。
【０２２１】
これにより、必要な別の固定手段を用いることなく、プラスチック成形品３を別の部品に結合させることができる、及び／又は、プラスチック成形品３の機械的安定性に更に寄与することができる。
【０２２２】
注入プラスチック構造３１の冷却後、完成プラスチック成形品３は最終的に離型される。容易に離型するために、形成面５３、５４のエリアにおける金型５の抜き勾配は、２°より大きい角度を有することが有益である。形成面５３、５４のエリアにおける金型５の内側半径は、基体の厚さよりも大きいことが有益である。更に、形成面５３、５４のエリアにおける金型５の外側半径は、形成面５３、５４のエリアにおける金型５の内側半径と、基体１の厚さとの合計よりも大きいことが好ましい。
【０２２３】
キャビティ５９３のエリアにおける金型５の抜き勾配は、０．５°より大きい角度を有することが同様に有益である。
【０２２４】
これらの幾何学的パラメータより、完成プラスチック成形品を容易に離型することができる。
【０２２５】
図６、７、は、プラスチック成形品３を製造するための方法の２つの別の実施例を示す。
【０２２６】
図６に係る実施例は、別の金型６に装飾フィルム２を形成する前に、装飾フィルム２がすでに基体１に結合されているという点で上記実施例と異なっている。これは、例えば、ローラ対ローラエンボシング加工、カレンダー加工、又は、圧縮成形加工により行うことができる。
【０２２７】
装飾フィルム２は、まず、所望の形に打ち抜かれることが有益である。装飾フィルム２が加熱前に基体１へ塗布されると、加熱ステップが用いられ、装飾フィルム２と基体１とを強固に結合する。このような方法により予め固定された装飾フィルム２の場合、金型５における装飾フィルム２のための別の保持エレメントを省略することができる。その結果、装飾フィルム２と、基体１との取扱いが容易になる。
【０２２８】
図７に示す実施例は、プラスチック構造３１の射出成形が金型５で行われないという点においてのみ図４に示す実施例と異なる。代わりに、形成されたプラスチック成形品３は、金型５から取り除かれ、別の射出成形金型７に搬送され、そこで、プラスチック構造３１は上記した方法により注入される。この金型を水平又は垂直金型とすることができる。
【符号の説明】
【０２２９】
１          基体
２          装飾フィルム
２１        キャリア層
２２        分離層
２３        保護層
２４        装飾層
２５        接着剤層
３          プラスチック成形品
３１        プラスチック構造
４          加熱装置
５          金型
５１        金型半体
５２        金型半体
５３        形成面
５４        形成面
５５        温度制御チャンネル
５６        コンベア
５７        クランプ装置
５８        シール
５９        ランナーシステム
５９１      エレメント
５９２      ランナー
５９３      キャビティ
６          金型
７          射出成形金型
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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