(57)【要約】  【課題】複合材料成形品の成形と同時に、その表面に一体的に様々な加飾が可能であるとともに、模様などを任意に変更することも可能であり、しかも低コストで経時変化が生じない、表面に加飾を有する複合材料成形品の製造方法とその複合材料成形品を提供する。  【解決手段】加熱加圧成形により製造する複合材料の成形にあたり、その複合材料の同じ表面上に表面粗さの異なる２種類の離型フィルム(10a,10b) を配して加熱加圧成形を行い、或いは型表面と表面粗さの異なる離型フィルム(10a) を用いて加熱加圧成形を行い、加圧加熱成形と同時に複合材料成形品の成形表面を加飾する。  【選択図】図２
2009166360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱加圧成形により製造する複合材料の成形にあたり、その複合材料の同じ表面上に表面粗さの異なる２種類の離型フィルムを配して加熱加圧成形を行い、加圧加熱成形と同時に複合材料成形品の成形表面を加飾する複合材料成形品の製造方法。
【請求項２】
加熱加圧成形により製造する複合材料の成形にあたり、型表面と表面粗さの異なる離型フィルムを用いて加熱加圧成形を行い、加圧加熱成形と同時に複合材料成形品の表面を加飾する複合材料成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の製造方法により製造される表面を加飾した複合材料成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面粗さの異なる素材を用いて加熱加圧成形と同時にその表面を加飾する複合材料成形品の製造方法と同製造方法により製造される複合材料成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な複合材料成形品の表面を加飾する方法は、複合材料成形品を成形したのち、サンドブラスト処理、スクリーン印刷、タンポ印刷、マスキング塗装、ステッカーなどの二次的な加工を施すことによって、複合材料成形品の表面に模様や、数字、文字などのマーキングによる加飾を行っている。
【０００３】
また、例えば特開２００２−１４４４８９号公報（特許文献１）には、第１の熱可塑性樹脂と第１の熱可塑性樹脂よりも融点の高い第２の熱可塑性樹脂とを非相溶状態で混練した熱可塑性樹脂材料を押出機より押し出して冷却賦形金型で冷却賦形して連続的に樹脂層を形成し、該樹脂層の少なくとも表面部分を、第２の熱可塑性樹脂の融点よりも高く、若しくは低い温度に加熱するとともに、該表面部分に分散された第２の熱可塑性樹脂を略一方向に細長く引き伸ばすことにより、前記樹脂層の表面に、前記第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂との色斑による木目調模様を形成する樹脂成形体の製造方法が開示されている。
【０００４】
前記第２の熱可塑性樹脂を引き伸ばす方法の１つは、例えば押出機から加熱状態で押し出された樹脂層の表面に研磨ロールやエンドレスベルト、或いは、ブラシ状や櫛状の研磨体を当てて一方向に引き伸ばす方法が採用される。また２つ目の方法は、熱可塑性樹脂材料を第１押出機より押し出して冷却し熱可塑性基材を成形した後、該基材の表面に上記第１及び第２の熱可塑性樹脂を含む上記樹脂材料を第２押出機より押し出して、前記樹脂層を積層一体化し、この積層時に前記樹脂層の表面部分を加熱するとともに該表面部分に分散された第２の熱可塑性樹脂を、例えば樹脂層の流路から突出する突起や同流路に形成されたスリットを通して、略一方向に細長く引き伸ばしている。
【特許文献１】特開２００２−１４４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のようにサンドブラスト処理、スクリーン印刷、マスキング塗装、ステッカーなどの二次的な加工を施して、複合材料成形品の表面に模様や、数字、文字などのマーキングによる加飾を行う場合、経時変化によって加飾の密着力の低下によって剥がれ落ちたり、劣化する問題点がある。さらに、成形工程と加飾工程は別であることから、工程増によるコストアップを伴う。
また、金型表面に表面粗さの異なる加工を施して模様を形成しておき、成形品の表面に前記金型表面の模様を転写する方法も行われているが、金型を代えないかぎり任意に模様を変更することができない。
【０００６】
一方、上記特許文献１に記載された加飾方法も、成形後の二次的な加工によるものであって、相変わらず表面が劣化しやすく、しかも押出機による連続成形であるため設備費の増大につながるだけでなく、いわゆる３次元的な複雑な構造をもつ複合材料成形体を製造することが不可能である。
【０００７】
本発明は、こうした問題点を解決するためになされたものであり、具体的な目的は複合材料成形品の成形と同時に、その表面に一体的に様々な加飾が可能であるとともに、模様などを任意に変更することも可能であり、しかも低コストで経時変化が生じない、表面に加飾を有する複合材料成形品の製造方法と同製造方法により製造される複合材料成形品とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明の第１の基本構成である、加熱加圧成形により製造する複合材料の成形にあたり、その複合材料の同じ表面上に表面粗さの異なる２種類の離型フィルムを配して加熱加圧成形を行い、加圧加熱成形と同時に複合材料成形品の成形表面を加飾する複合材料成形品の製造方法により達成される。
【０００９】
同じく上記目的は、本発明の第２の基本構成である、加熱加圧成形により製造する複合材料の成形にあたり、型表面と表面粗さの異なる離型フィルムを用いて加熱加圧成形を行い、加圧加熱成形と同時に複合材料成形品の表面を加飾する複合材料成形品の製造方法によっても達成できる。
【発明の効果】
【００１０】
上記第１及び第２の基本構成を備えた本発明の複合材料成形品の製造方法によれば、通常の加圧加熱成形金型を格別の設計変更を要せずに利用でき、しかも成形品の成形と同時に一体に形成される表面加飾であるため、経時変形による模様などが剥がれ落ちや劣化がなく、長期にわたって安定した形態を保持するものである。また、金型の彫刻による模様転写ではないことから、切り出したり切り抜いたりする離型フィルムの形状変更によるデザイン柄の変更が任意であり、特に製造番号の記入としても好適である。また、従来のような二次的な印刷や塗装工程による追加作業の必要がなく、それに費やすコストも省くことができ工業的に有益なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の代表的な実施形態を詳しく説明する。
本発明の複合材料成形品に使用される強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維等の補強繊維を用いて一方向に引き揃えた材料、これらの繊維を製織した織布、短繊維をランダムに配向したマット材料、不織布などが挙げられる。
本発明の複合材料成形品のマトリクス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００１２】
本発明に用いる離型フィルムの材質は、具体的には、ポリフッ化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル、ＰＥＴ、ナイロンなどがある。
本発明に用いる離型フィルムの厚さは、０．０１〜０．３ｍｍであることが好ましい。０．０１ｍｍ未満の場合、離型フィルムを剥がす時に千切れやすく成形後の剥ぎ取りが困難となる。また、０．３ｍｍを超えると複合材料成形品に転写した離型フィルムの段差に樹脂溜りや欠損などの欠陥が生じるため好ましくない。
【００１３】
また、金型の彫刻による模様転写ではないことから、切り出す離型フィルムの形状を変更することによるデザイン柄の変更が容易であり、製造番号の記入としても好適である。
次に、本発明の実施例を比較例とともに図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る表面を加飾した複合材料成形品の構造を示しており、図２は同複合材料成形品の成形時におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置と、Ｐ字状に切り抜いた離型フィルムを示している。
【００１５】
本実施例では、三菱レイヨン（株）製ＰＡＮ系炭素繊維クロスプリプレグＴＲ３１１０  ３８０ＧＭＰ（平織り繊維目付け２００グラム、エポキシ樹脂含有率４０重量％）を長さ３００ｍｍ×幅３００ｍｍのシートに裁断し、この裁断したシートを４枚重ねたプリプレグ積層体１３を製作した。
【００１６】
このプリプレグ積層体１３の加飾を施したい表面に、Ｐの文字の輪郭形状を切り抜いた表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製ポリフッ化ビニル樹脂製）を貼り付けて離型フィルム付きプリプレグ積層体を得た。このプリプレグ積層体の下面全体に表面粗さＲａ０．２μｍの離型フィルム１０ｂ（旭ガラス製フッ素樹脂系フィルム）を貼り付け、さらに離型フィルム付きプリプレグ積層体の上面に表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製テフロン（登録商標）樹脂製）を貼り付けた。
【００１７】
こうして得られた離型フィルム付きプリプレグ積層体をベース面金型１１と上金型１２の間に挟み込み、１３０℃に加温したプレス機で圧力５００ｋＰａを負荷して２時間保持し、プリプレグ積層体１３を硬化させた。その後、金型から取り出して、硬化した離型フィルム付きプリプレグ積層体の表裏両面から離型フィルム１０ａ及び離型フィルム１０ｂを剥がした後、Ｐ字上に切り抜いた離型フィルム１０ａをピンセットと粘着テープを用いて剥がして取り除き、図１に示す表面にＰ字状に膨出した複合材料成形品を得た。このとき、前記複合材料成形品の本体表面の粗さは膨出部表面の粗さよりも粗く、文字が明瞭に表出している。
【実施例２】
【００１８】
図３は本発明の実施例２に係る表面を加飾した複合材料成形品の構造を示しており、図４は同複合材料成形品の成形時におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置と、Ｐ字状に切り出した離型フィルムを示している。
【００１９】
本実施例では、実施例１と同様の手法で製作したプリプレグ積層体１３の加飾を施したい表面にＰの文字の形状に切り出した表面粗さＲａ０．２μｍの離型フィルム１０ｂ（旭ガラス製フッ素樹脂系フィルム）を貼り付けた。このプリプレグ積層体１３の表裏両表面の全体に表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製ポリフッ化ビニル樹脂製）を貼り付けた後、実施例１と同様の成形条件で硬化させて、図３に示すような表面にＰ字状に凹んだ部分が形成された複合材料成形品を得た。このときの、凹み部の表面粗さは複合材料成形品本体の表面粗さよりも小さく、複合材料成形品本体の表面にＰの文字形状が明瞭に表出された。
【実施例３】
【００２０】
図５は本発明の実施例３に係る表面を加飾した複合材料成形品の構造を示しており、図６は同複合材料成形品の成形時におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置と、Ｐ字状に切り出した離型フィルム及び同一形状に切り抜いた離型フィルムを示している。
【００２１】
本実施例では、実施例１と同様の手法で製作したプリプレグ積層体１３の加飾を施したい表面にＰの文字の形状に切り出した表面粗さＲａ０．２μｍの離型フィルム１０ｂ（旭ガラス製フッ素樹脂系フィルム）を貼り付けた。さらにＰの文字の輪郭形状を切り抜いた表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製ポリフッ化ビニル樹脂製）のＰの文字を切り抜いた部分に、Ｐの文字の形状に切り出した離型フィルム１０ｂを嵌め合わせて貼り付け、プリプレグ積層体１３の前記離型フィルム１０ａ，１０ｂを貼り合わせた面とは反対側の表面全体に表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製ポリフッ化ビニル樹脂製）を貼り付けた後に、実施例１と同様の成形条件で硬化させて、図５に示すような表面が加飾された複合材料成形品を得た。このときの加飾は、複合材料成形品本体の同一平面上にＰの文字形状を表出させたのである。
【実施例４】
【００２２】
図７は本発明の実施例４に係る表面を加飾した複合材料成形品の構造を示しており、図８は同複合材料成形品の成形時におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置と、Ｐ字状に切り出した離型フィルムを示している。
【００２３】
本実施例では、実施例１と同様の手法で製作したプリプレグ積層体１３の加飾を施したい表面にＰの文字の形状に切り出した表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム１０ａ（デュポン（株）製ポリフッ化ビニル樹脂製）を貼り付けた後、表面粗さＲａ０．１μｍの鋼製のベース金型１１および上金型１２で挟みこみ、実施例１と同様の成形条件で硬化させて、図７の表面が加飾された複合材料成形品を得た。このとき、ベース金型１１および上金型１２の型面には予め離型剤が塗布される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１における成形品の上面図とI-I 線に沿った矢視断面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置を示す断面図とＰ字状に切り抜かれた離型フィルムを示す上面図である。
【図３】本発明の実施例２における成形品の上面図とIII-III 線に沿った矢視断面図である。
【図４】本発明の実施例２におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置を示す断面図とＰ字状に切り出した離型フィルムを示す上面図である。
【図５】本発明の実施例３における成形品の上面図とV-V 線に沿った矢視断面図である。
【図６】本発明の実施例３におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置を示す断面図とＰ字状に切り出した離型フィルム及び同一形状に切り抜いた離型フィルムの上面図である。
【図７】本発明の実施例４における複合材料成形品の上面図とVI-VI 線矢視断面図である。
【図８】本発明の実施例４におけるプリプレグ積層体、離型フィルム及び金型の配置を示す断面図とＰ字状に切り出された離型フィルムを示す上面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０ａ        表面粗さＲａ０．８μｍの離型フィルム
１０ｂ        表面粗さＲａ０．２μｍの離型フィルム
１１          ベース金型
１２          上金型
１３          プリプレグ積層体
【図１】
2009166360.tif 000003
【図２】
2009166360.tif 000004
【図３】
2009166360.tif 000005
【図４】
2009166360.tif 000006
【図５】
2009166360.tif 000007
【図６】
2009166360.tif 000008
【図７】
2009166360.tif 000009
【図８】
2009166360.tif 000010