JP7175496B2 - plastic laminate - Google Patents
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Description
本発明は、波形の中芯に板材を接合しているプラスチック積層体に関する。
BACKGROUND OF THE
波形である中芯の両面に板材を接合しているプラスチック積層体は開発されている。(特許文献1~3参照)
A plastic laminate has been developed in which plates are joined to both sides of a corrugated core. (See
波形中芯の表面に板材を熱溶着しているプラスチック積層体は、波形の中芯に板材を熱溶着する構造によって、内部に空気層を設けて厚くでき、軽量化と高強度、とくに曲げ剛性を強くできる特徴がある。さらに、以上の構造のプラスチック積層体は、中芯や板材に、カーボン繊維やガラス繊維などの補強繊維を埋設する繊維強化プラスチックを使用することで、より強度を向上して種々の用途に耐える曲げ剛性を実現できる。 The plastic laminate, in which the plate material is heat-welded to the surface of the corrugated core, has a structure in which the plate material is heat-welded to the corrugated core. There is a feature that can strengthen Furthermore, the plastic laminate with the above structure uses fiber-reinforced plastic in which reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber are embedded in the core and plate material, thereby improving strength and bending resistance to various applications. Rigidity can be achieved.
プラスチック積層体は、ほとんどの用途において表面処理して使用されることから、表面に塗料を塗布する技術が開発されている。(特許文献4参照)
表面処理されたプラスチック積層体は、塗膜で表面を綺麗に装飾し、あるいは断熱特性を改善するなど種々の特性を実現できる。しかしながら、プラスチック板は、表面に剥離しないように強固に塗膜を付着するのが難しく、とくに長期間にわたって剥離しないように付着するのは更に難しい。
Since plastic laminates are used after being surface-treated in most applications, techniques for applying paint to the surface have been developed. (See Patent Document 4)
Surface-treated plastic laminates can achieve various properties, such as decorating the surface with a coating film or improving thermal insulation properties. However, it is difficult to adhere a coating film firmly to the surface of a plastic plate without delamination, and it is even more difficult to adhere the coating to the surface without delamination, especially over a long period of time.
本発明は、この欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、塗膜等の表面処理層を剥離しない状態で強固に付着できるプラスチック積層体を提供することにある。 The present invention was developed with the aim of overcoming this drawback, and an important object of the present invention is to provide a plastic laminate to which a surface treatment layer such as a coating film can be strongly adhered without being peeled off. It is in.
本発明のプラスチック積層体は、補強繊維を熱可塑性樹脂に埋設してなる板状の繊維強化プラスチックからなる板材2と、板材2に熱溶着してなる補強繊維を熱可塑性樹脂に埋設してなる波形の繊維強化プラスチックからなる中芯3とからなり、板材表面の一部ないし全面に、平滑面2aと、平滑面2aよりも凹凸の大きい凹凸面2bとを設けており、さらに平滑面2aと凹凸面2bとを交互に縞状に配置して設けている。
The plastic laminate of the present invention comprises a
本発明は、プラスチック積層体を以下に限定するものではないが、以下の構成とすることができる。
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、熱可塑性樹脂に埋設している補強繊維で板材2の凹凸面2bを形成することで、微細な凹凸面2bを形成できる。さらにこのプラスチック積層体は、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を溶融して、繊維間の空隙の熱可塑性樹脂を移動させることで、補強繊維で微細な凹凸面2bを形成できる。このプラスチック積層体は、補強繊維で微細な凹凸面が形成できて、塗膜等の表面処理層をアンカー効果で効果的に付着できる。
Although the present invention does not limit the plastic laminate to the following, it can be configured as follows.
A plastic laminate according to an aspect of the present invention can form a fine
また、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、熱可塑性樹脂に埋設している補強繊維を板材2の表面に露出させる構造で凹凸面2bを形成でき、この構造によって、よりアンカー効果を高くできる。このプラスチック積層体は、補強繊維を表面に露出させて凹凸面を形成するので、補強繊維を埋設している熱可塑性樹脂を溶融し、流動させて微細な凹凸を設けることができ、しかも、補強繊維を表面に露出して形成される凹凸面は、優れたアンカー効果で塗膜等の表面処理層をより強固に接着できる特長がある。表面に露出する補強繊維が、アンダーカット状の微細な凹凸を設けてここに塗料を浸入させて高いアンカー効果を実現するからである。
In addition, the plastic laminate according to an aspect of the present invention can form the
さらにまた、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、好ましくは、斜面部3Bと接合部3Aとを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝3Eを設けてなる波形の中芯3とし、板材2は、裏面に中芯3の接合部3Aを熱溶着している接合領域2xの表面を平滑面2aとして、中芯3の熱溶着されない非接合領域2yの表面を凹凸面2bとすることができる。
Furthermore, the plastic laminate according to an aspect of the present invention preferably has
このプラスチック積層体は、中芯と板材とを強固に熱溶着しながら、微細な凹凸を縞状に設けることができる。それは、このプラスチック積層体が、斜面部と接合部とを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝を設けてなる波形の中芯の接合部を板材に熱溶着しており、中芯が熱溶着される接合領域を平滑面として、中芯が熱溶着されない非接合領域を凹凸面とするからである。この構造のプラスチック積層体は、図3及び図4に示すように、中芯の接合部と板材とを局部的に両面から加圧して熱溶着して製造できる。局部的に加圧される接合部は、熱溶融された熱可塑性樹脂が板材に強固に熱溶着される。また、このプラスチック積層体は、中芯を裏面に熱溶着する板材表面を接合領域としてその表面を綺麗な平滑面として、中芯と板材を強固に熱溶着する。さらに、裏面に中芯の熱溶着されない板材表面を非接合領域として、その表面を凹凸面にできる。接合領域は中芯の接合部と板材が両面から加圧されて平滑面となるが、非接合領域は板材が裏面側から加圧されることなく、熱溶融された熱可塑性樹脂が移動して補強繊維で凹凸が形成されるからである。接合領域は板材と中芯が積層状態で両面から加圧されるので、表面は平滑面となるが、非接合領域は板材表面が加圧面に接触するが、中芯側は加圧されないので、熱溶融された熱可塑性樹脂が補強繊維の間から移動して、補強繊維によって凹凸面となる。したがって、このプラスチック積層体は、中芯を板材に熱溶着する工程で、板材の表面に平滑面と凹凸面とを縞状に設けることができ、縞状の凹凸面を設けるために特別な処理工程を必要としない。また、中芯の接合部と板材とを加圧して熱溶着するので、強固に接合できる特長も実現できる。すなわち、このプラスチック積層体は、中芯を板材に熱溶着する製造工程で、板材の表面に平滑面と凹凸面とを縞状に設けて、板材と中芯を強固に熱溶着できる特長がある。 In this plastic laminate, fine unevenness can be provided in stripes while the core and the plate material are firmly welded by heat. This plastic laminate has slopes and joints alternately arranged, and the joints of the corrugated core formed by alternately providing parallel grooves on both sides at a predetermined pitch are thermally welded to the plate material. This is because the bonding area where the core is heat-welded is a smooth surface, and the non-bonding area where the core is not heat-welded is an uneven surface. As shown in FIGS. 3 and 4, the plastic laminate having this structure can be manufactured by locally pressurizing the joining portion of the core and the plate material from both sides and heat-sealing them. At the locally pressurized joining portion, the heat-melted thermoplastic resin is firmly heat-sealed to the plate material. Also, in this plastic laminate, the core and the plate material are firmly heat-welded by making the surface of the plate material to which the core is to be heat-welded to the back surface a bonding region, and making the surface a beautiful smooth surface. Furthermore, the surface of the plate material to which the core is not thermally welded to the back surface can be used as a non-joining region, and the surface can be made uneven. In the bonded area, the bonded portion of the core and the plate material are pressed from both sides to form a smooth surface. This is because the reinforcing fibers form unevenness. In the bonded area, the plate material and the core are laminated and pressure is applied from both sides, so the surface becomes smooth. The heat-melted thermoplastic resin moves from between the reinforcing fibers to form an uneven surface due to the reinforcing fibers. Therefore, in the step of heat-welding the core to the plate material, this plastic laminate can be provided with a striped smooth surface and an uneven surface on the surface of the plate material. No process required. In addition, since the joining portion of the core and the plate material are pressurized and heat-sealed, a strong joining feature can also be realized. In other words, this plastic laminate has a feature that the plate material and the core can be strongly heat-welded by providing a striped smooth surface and an uneven surface on the surface of the plate material in the manufacturing process of heat-welding the core to the plate material. .
本発明のプラスチック積層体は、板材の表面に表面処理層を付着する。このプラスチック積層体は、種々の用途に最適な表面処理層を選択して、用途に最適な表面状態のプラスチック積層体にできる特長がある。
In the plastic laminate of the present invention, a surface treatment layer is attached to the surface of the plate material. This plastic laminate has the advantage that it is possible to select the most suitable surface treatment layer for various uses to obtain a plastic laminate having the optimum surface state for each use.
さらに、本発明のプラスチック積層体は、表面処理層を塗膜とする。さらにまた、表面処理層は、下地塗料に仕上げ塗料を積層してなる積層構造の塗膜とすることができる。
Further, in the plastic laminate of the present invention, the surface treatment layer is a coating film. Furthermore, the surface treatment layer can be a coating film having a laminate structure in which a finishing coating is laminated on a base coating.
さらに、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、中芯の片面に、あるいは両面に板材を熱溶着することができ、また、板材と中芯に、カーボン繊維を補強繊維として埋設しているプラスチック積層体として極めて高い強度を実現し、さらに板材と中芯の熱可塑性樹脂をナイロン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、PET、PP、PPS、フェノキシ樹脂のいずれかとすることができる。 Further, in the plastic laminate according to one aspect of the present invention, plate materials can be thermally welded to one side or both sides of the core, and carbon fibers are embedded in the plate material and the core as reinforcing fibers. A very high strength is realized as a plastic laminate, and the thermoplastic resin of the plate material and the core can be any one of nylon resin, polycarbonate, acrylic resin, PET, PP, PPS , and phenoxy resin.
以上のプラスチック積層体は、表面に用途に最適な表面処理層を接着して表面処理しながら、表面処理層を強固に、剥離しない状態で接着できる特徴がある。それは、以上のプラスチック積層体が、表面に平滑面と凹凸面とを交互に縞状に配置して、縞状に配置している凹凸面のアンカー効果で表面処理層が強固に接着されるからである。以上のプラスチック積層体は、全面を凹凸面とすることなく、平滑面と凹凸面とを縞状に配置するので、平滑面によって表面処理層の表面を綺麗な平面状に仕上げながら、局部的に縞状に設けている凹凸面のアンカー効果で表面処理層を強固に表面に接着できる特徴がある。とくに、本発明のプラスチック積層体は、平滑面と凹凸面とを交互に縞状に配置しているので、平滑面で表面を綺麗な平滑面に仕上げながら、その両側に設けた凹凸面のアンカー効果で表面処理層の全体を強固に剥離しない状態で接着できる特徴がある。 The plastic laminate described above is characterized in that the surface treatment layer can be firmly adhered in a non-peeling state while the surface is treated by adhering the surface treatment layer suitable for the application to the surface. This is because the above plastic laminate has smooth surfaces and uneven surfaces alternately arranged in stripes on the surface, and the anchor effect of the uneven surfaces arranged in stripes firmly bonds the surface treatment layer. is. In the plastic laminate described above, the smooth surface and the uneven surface are arranged in stripes without making the entire surface uneven. It has the characteristic that the surface treatment layer can be strongly adhered to the surface by the anchor effect of the uneven surface provided in stripes. In particular, in the plastic laminate of the present invention, since the smooth surface and the uneven surface are alternately arranged in stripes, the smooth surface finishes the surface to a beautiful smooth surface, and the anchors of the uneven surface provided on both sides of the smooth surface can be used. As a result, the surface treatment layer as a whole can be strongly adhered without being peeled off.
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (e.g., "upper", "lower", and other terms including those terms) are used as necessary, but the use of these terms is These terms are used to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the invention is not limited by the meaning of these terms. Also, parts with the same reference numerals appearing in a plurality of drawings indicate the same or equivalent parts or members.
Further, the embodiments shown below are specific examples of the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. In addition, unless there is a specific description, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described below are not intended to limit the scope of the present invention, but are intended to be examples. It is intended. In addition, the contents described in one embodiment and example can also be applied to other embodiments and examples. Also, the sizes and positional relationships of members shown in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.
本発明のプラスチック積層体は、板材と中芯とからなり、板材と中芯は、補強繊維を熱可塑性樹脂に埋設している板状の繊維強化プラスチックである。中芯は台形波状で片面又は両面に板材を熱溶着している。さらに、プラスチック積層体は、板材の表面に、平滑面と平滑面よりも凹凸の大きい凹凸面とを設けて、平滑面と凹凸面とを交互に縞状に配置している。板材の表面は、全面を平滑面とするものでなく、また全面を凹凸面とするものでもない。板材は、表面に縞状に凹凸面を設けている。縞状の凹凸面は、表面に塗布される塗膜をアンカー効果で剥離しないように接着する。 The plastic laminate of the present invention comprises a plate material and a core, and the plate material and the core are plate-shaped fiber-reinforced plastics in which reinforcing fibers are embedded in a thermoplastic resin. The core has a trapezoidal corrugated shape and plate materials are heat-sealed on one or both sides. Further, in the plastic laminate, a smooth surface and an uneven surface having greater unevenness than the smooth surface are provided on the surface of the plate material, and the smooth surface and the uneven surface are alternately arranged in stripes. The surface of the plate material is neither entirely smooth nor entirely uneven. The plate material has a striped uneven surface on its surface. The striped uneven surface adheres the coating applied to the surface by an anchor effect so that it does not peel off.
以下、さらに図面に基づいて、本発明の好ましいプラスチック積層体を詳述する。
図1に示すプラスチック積層体1は、平面状の板材2と、板材2に熱溶着して接合している台形波状の中芯3とからなる。板材2と中芯3は、熱可塑性樹脂に補強繊維を埋設している繊維強化プラスチックである。プラスチック積層体1は、図1に示すように、中芯3の片面に板材2を熱溶着して容易に湾曲できるので、この構造は、湾曲させて使用する用途に最適である。ただ、プラスチック積層体は、図2に示すように、中芯3の両面に板材2を熱溶着して曲げ剛性を高くすることもできる。
The preferred plastic laminate of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
A
プラスチック積層体1は、軽量化して強い曲げ剛性の要求される用途に適しており、たとえば全体の厚さ(D)を、用途を考慮して、0.8mm以上、好ましくは1.5mm以上、さらに好ましくは2mm以上とする。プラスチック積層体1は、厚くして高強度にできるが、嵩張って重くなるので、用途を考慮して、例えば10cm以下、好ましくは3cm以下、さらに軽量化が大切な用途においては、好ましくは1cm以下とする。
The
板材2と中芯3は、強度を考慮して、厚さ(d;t)を例えば0.15mm以上、好ましく0.2mm以上とする。板材2と中芯3は、厚くすると重くなるので、軽量化を考慮して、例えば1mm以下、好ましくは0.8mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下とする。板材2と中芯3は、強度と全体の厚さ(D)を考慮して同じ厚さとされ、あるいは板材を中芯よりも厚くして表面強度を向上し、あるいは又、中芯を板材よりも厚くして曲げ強度を強くする。
Considering the strength, the thickness (d; t) of the
本発明のプラスチック積層体は、アルミニウム、マグネシウムなどの金属板に代わって、好ましくは、車両のボディー鋼板、携帯電話やタブレットなどの電子機器のケースなどに使用される。たとえば、プラスチック積層体は、薄くして軽量化と曲げ強度を実現でき、たとえば、全体の厚さ(D)を3mm、板材2と中芯3の厚さ(d;t)を0.15mmとして、車両のボディー鋼板に使用される厚さ0.65mmの高張力鋼の7倍の曲げ剛性と、重量を1/9にできる軽量化を実現する。車両のボディー鋼板を含む他の種々の用途において、軽量化と曲げ剛性は極めて大切な特性である。あらゆる用途において薄く、軽く、曲がり難い特性が要求されるからである。 The plastic laminate of the present invention is preferably used for body steel plates of vehicles, cases of electronic devices such as mobile phones and tablets, etc., instead of metal plates such as aluminum and magnesium. For example, the plastic laminate can be thinned to achieve weight reduction and bending strength. , 7 times the flexural rigidity of 0.65 mm thick high-strength steel used for vehicle body steel, and 1/9 the weight. In a variety of other applications, including vehicle body steel, weight reduction and bending stiffness are extremely important properties. This is because properties that are thin, light, and resistant to bending are required for all uses.
プラスチック積層体1は、板材2の裏面に台形波状の中芯3を熱溶着している。中芯3は、斜面部3Bと接合部3Aとを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝3Eを設けてなる台形波状とし、台形波の頂上部を接合部3Aとして、この接合部3Aを板材2の裏面に熱溶着している。図の中芯3は、中芯3の斜面部3Bを平面状の傾斜面3Dとし、傾斜面3Dは両面を露出させて優れた曲げ強度を実現している。
In the
板材2と中芯3の繊維強化プラスチックは、プラスチックに補強繊維を埋設している。板材2と中芯3は、少なくとも互いに熱溶着された状態においては、プラスチックを熱可塑性樹脂とする繊維強化プラスチックである。繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂は、例えばナイロンやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂、あるいは未硬化状態では熱硬化性の物性を示し、加熱して硬化した状態で熱可塑性の物性を示す両性プラスチック、たとえばフェノキシ樹脂に補強繊維を埋設している。未硬化状態で熱硬化性の物性を示す両性プラスチックは、未硬化状態では液状ないしペースト状で、硬化させると熱可塑性の物性となるプラスチックである。ただし、本発明は繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を、ナイロンやポリカーボネート、あるいはフェノキシ樹脂等の両性プラスチックに特定するものでなく、ナイロンやポリカーボネートに代わって、アクリル樹脂、PET、PP、PPS、HTPE等の熱可塑性樹脂も使用できる。
The
補強繊維は、好ましくはカーボン繊維である。補強繊維をカーボン繊維とする繊維強化プラスチックは高強度であることから、とくに高い強度が要求されるプラスチック積層体に適している。ただ、補強繊維には、カーボン繊維に代わって、ガラス繊維、芳香族ポリアミド系樹脂、PBO繊維、超高強力ポリエチレン繊維、高強力ポリアリレート繊維等の熱可塑性樹脂に埋設して繊維強化プラスチックを補強できる繊維も使用できる。 The reinforcing fibers are preferably carbon fibers. Since fiber-reinforced plastics using carbon fibers as reinforcing fibers have high strength, they are suitable for plastic laminates that require particularly high strength. However, instead of carbon fiber, fiber reinforced plastic is reinforced by embedding it in thermoplastic resin such as glass fiber, aromatic polyamide resin, PBO fiber, ultra-high strength polyethylene fiber, and high strength polyarylate fiber. Any available fiber can also be used.
繊維強化プラスチックは、補強繊維を編組して網状とし、あるいは平行姿勢に配置して複数層に積層し、あるいは立体的に方向性なく集合して繊維シートとし、この繊維シートを熱可塑性樹脂に埋設して製作される。補強繊維を立体的に方向性なく集合してなる繊維シートは、湿式抄紙法で製作され、あるいは乾式で所定の厚さに集合して不織布としてシート状に製造される。板材2と中芯3は、シート状ないし板状の繊維強化プラスチックが使用され、あるいは繊維シートにプラスチックを含浸しているプリプレグが使用される。熱可塑性樹脂のプリプレグは、中芯3を板材2に熱溶着する工程でプラスチックを硬化してプラスチック積層体1とする。
Fiber-reinforced plastics are made by braiding reinforcing fibers into a mesh, or by arranging them in parallel and laminating them in multiple layers, or by assembling them three-dimensionally without directionality to form a fiber sheet, and then embedding this fiber sheet in a thermoplastic resin. Manufactured by A fiber sheet formed by gathering reinforcing fibers in a three-dimensional manner without directionality is produced by a wet papermaking method, or is produced in a sheet form as a non-woven fabric by gathering the fibers to a predetermined thickness by a dry process. Sheet-like or plate-like fiber-reinforced plastic is used for the
湿式抄紙法は、補強繊維を水に懸濁して抄紙用スラリーとし、この抄紙用スラリーを湿式抄紙してシート状とする。この方法は、複数種の補強繊維と無機粉末などの添加材を懸濁して抄紙用スラリーとして繊維シートを製造でき、さらに、補強繊維に加えて、粉末状又は微細な粒状の熱可塑性樹脂や未硬化状態の両性プラスチックとを水に懸濁して抄紙用スラリーとし、これを抄紙してプラスチックを含む繊維シートとした後、乾燥、加熱状態でプレスして繊維強化プラスチックを製造できる。この製造方法は、繊維シートを均一に分散して優れた曲げ剛性の繊維強化プラスチックを製造できる。さらに、種々の添加物を添加し、これを均一に分散して繊維強化プラスチックを多量生産できる特徴がある。さらにまた、材質、長さ、太さ等が異なる種々の補強繊維を均一に分散して繊維強化プラスチックを製造できるので、補強繊維に安価な再生原料を使用して優れた物性の繊維強化プラスチックを多量生産できる特徴がある。ただし、本発明は繊維強化プラスチックの製造方法を特定するものではない。 In the wet papermaking method, reinforcing fibers are suspended in water to form a papermaking slurry, and the papermaking slurry is wet-made into a sheet. In this method, a plurality of types of reinforcing fibers and additives such as inorganic powder can be suspended to produce a fiber sheet as a slurry for papermaking. A hardened amphoteric plastic is suspended in water to prepare a slurry for papermaking, which is made into a fiber sheet containing plastic, dried and pressed in a heated state to produce a fiber-reinforced plastic. This production method can uniformly disperse the fiber sheet and produce a fiber-reinforced plastic having excellent bending rigidity. Furthermore, it has the characteristic that various additives can be added and uniformly dispersed to mass-produce fiber-reinforced plastics. Furthermore, since fiber-reinforced plastics can be manufactured by uniformly dispersing various reinforcing fibers of different materials, lengths, thicknesses, etc., fiber-reinforced plastics with excellent physical properties can be produced by using inexpensive recycled raw materials for reinforcing fibers. It has the advantage of mass production. However, the present invention does not specify the manufacturing method of the fiber-reinforced plastic.
図1のプラスチック積層体1は、図の部分拡大断面図に示すように、台形波状である中芯3の頂上部に設けた接合部3Aを板材2の裏面に熱溶着している。台形波状の中芯3は、斜面部3Bと接合部3Aとを交互に配置して台形波状とし、斜面部3Bを平面状の傾斜面3Dとしている。
In the
図のプラスチック積層体1は、斜面部3Bの板材2に対する傾斜角(α)を約70度、接合部3Aの横幅(W)をプラスチック積層体全体の厚さ(D)の約50%としているが、中芯3の斜面部3Bは、傾斜角(α)を30度以上であって90度未満、好ましくは45度以上であって80度以下とすることができ、また、接合部3Aの横幅(W)は、プラスチック積層体1全体の厚さ(D)の20%以上であって100%以下、好ましくは30%以上であって70%以下、さらに、好ましくは35%以上であって60%以下とすることができる。
In the
プラスチック積層体1は、板材2の表面に、平滑面2aと凹凸面2bを設けている。凹凸面2bは、平滑面2aよりも凹凸の大きい面で、平滑面2aと凹凸面2bは交互に縞状に配置される。凹凸面2bは、板材2の表面に接着される塗膜31等の表面処理層30を強固に接着する。プラスチック積層体1は、好ましくは、表面全体に縞状に平滑面2aと凹凸面2bを設けて表面処理層全体を剥離しない状態で接着する。ただ、凹凸面2bは必ずしもプラスチック積層体1の全面に縞状に配置する必要はなく、剥離し易い領域に局部的に平滑面2aと凹凸面2bとを縞状に配置することもできる。
In the
プラスチック積層体1は、好ましくは、板材2を構成する繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂に埋設している補強繊維で凹凸面2bを形成する。このプラスチック積層体1は、板材2の熱可塑性樹脂に埋設している補強繊維の一部を板材表面に突出させて凹凸面2bを形成する。このプラスチック積層体1は、板材2を加熱して、板材2の繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して、埋設している補強繊維を表面に露出させる。熱溶融された熱可塑性樹脂は、補強繊維の表面から移動して、補強繊維を露出させる。補強繊維で形成される凹凸面2bは、細い補強繊維で微細な凹凸を形成し、さらに、補強繊維でアンダーカット状の凹凸面2bを設けて、アンカー効果で表面処理層30をより強固に接着する。
The
方向性なく立体的に補強繊維を埋設している繊維強化プラスチックの板材2は、熱可塑性樹脂を熱溶融して補強繊維を表面に露出させることで、方向性なく立体的に集合している補強繊維を表面に露出して不規則な凹凸を形成できる。とくに、この繊維強化プラスチックは、補強繊維を立体的に方向性なく集合しているので、繊維の交点が高く突出して、アンカー効果の高い凹凸面2bを形成できる。表面に補強繊維を平行姿勢に配置している繊維強化プラスチックの板材2は、熱可塑性樹脂を熱溶融して、補強繊維間の熱可塑性樹脂を裏面側に移動させて、補強繊維の間に隙間を設けて凹凸面2bを形成する。
The fiber-reinforced
プラスチック積層体1は、板材2と中芯3とを加熱して熱可塑性樹脂を熱溶融状態とし、互いに積層された板材2と中芯3の接合部3Aとを加圧して中芯3と板材2を熱溶着することができる。このプラスチック積層体1は、中芯3の接合部3Aが熱溶着される接合領域2xの板材表面を平滑面2aにでき、中芯3の接合部3Aが熱溶着されない非接合領域2yの板材表面を凹凸面2bにできる。それは、接合領域2xは中芯3と板材2とを熱溶着する工程で両面から加圧され、非接合領域2yは中芯3が板材2に加圧されないからである。接合領域2xは、板材2と中芯3が積層状態で両面から加圧されるので、板材表面は加圧面により平滑面2aとなるが、非接合領域2yは板材表面が加圧されないので、熱溶融された熱可塑性樹脂が補強繊維の間から移動して、補強繊維によって凹凸面2bとなる。とくに、凹凸面2bを補強繊維で微細な凹凸にできる。また、このプラスチック積層体1は、台形波状の中芯3の溶着部3Aを板材2に熱溶着することで、板材2の接合領域2xに平滑面2aを形成して、非接合領域2yに凹凸面2bを形成するので、板材表面に交互に縞状の平滑面2aと凹凸面2bとが形成される。
The
プラスチック積層体1は、熱可塑性樹脂が熱溶融状態となる温度まで板材2と中芯3を加熱し、熱可塑性樹脂が熱溶融された板材2と中芯3とを積層すると共に、板材2と中芯3の接合部3Aとの積層部分を局部的に加圧して中芯3と板材2を熱溶着することができる。この方法は、板材2と中芯3とを熱溶着する工程で、熱可塑性樹脂を熱溶融状態まで加熱した板材2と中芯3とを積層した後、中芯3の接合部3Aを板材2に局部的に加圧して中芯3と板材2を熱溶着する。
The
中芯3の繊維強化プラスチックは、図3に示す成形装置10で台形波状に成形される。この図の成形装置10は、一対の成形金型11と、一方の成形金型11を往復運動させるアクチュエーターのシリンダ12とを備える。一対の成形金型11は、繊維強化プラスチック9を挟んで台形波状に成形するように、対向する成形面11Xを互いに噛み合う台形波状としている。一対の成形金型11は繊維強化プラスチック9を挟んで加圧し、この状態で加熱して台形波状に成形する。熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチック9は、加熱状態で加圧して台形波状に成形した後、冷却して熱可塑性樹脂を硬化させて成形金型11から脱型する。両性プラスチックは、熱硬化性樹脂を加熱して熱可塑性樹脂とするので、両性プラスチックの繊維強化プラスチックは、加熱状態で加圧して台形波状に成形して熱硬化性樹脂を硬化させる。両性プラスチックは加熱して熱硬化性樹脂が硬化するので、必ずしも冷却することなく成形金型から排出できる。
The fiber reinforced plastic of the
成形金型11の対向する成形面11Xは、繊維強化プラスチック9を挟んで互いに嵌合する台形波状として、中芯3の繊維強化プラスチック9を加熱状態で挟んで台形波状に成形する。成形金型11は、図4に示すように、成形面11Xに一定のピッチで平行な凸条13を設けると共に、隣接する凸条13の間には溝14を設けた細長い台形波状としている。一対の成形金型11は、一方の成形面11Xに設けた凸条13が他方の成形面11Xに設けた溝14に対向して互いに嵌合するように構成されており、一対の成形面11Xで繊維強化プラスチック9を両面から挟着して、対向する凸条13と溝14とを嵌合させて台形波状に成形する。図の成形金型11は、凸条13の先端面13Aの両側縁に面取部13Bを設けると共に、溝14の底面14Aの両側縁に湾曲コーナー部14Bを設けている。面取部13Bと湾曲コーナー部14Bは湾曲面で、繊維強化プラスチック9を両面から加熱状態で挟むことで、中芯3の斜面部3Bの接合部3Aとの境界部分に湾曲部3Cを成形する。
The opposing molding surfaces 11X of the molding die 11 are formed into a trapezoidal wave shape that fits together with the fiber reinforced
一対の成形金型11は、繊維強化プラスチック9を加熱・加圧し、さらに冷却するために内部に、加熱用と冷却用の循環路(図示せず)を設けている。加熱用の循環路は、加熱油などの流体を循環して成形面11Xを加熱し、冷却用の循環路は冷却水等の流体を循環して成形面11Xを冷却する。加熱用の循環路は、温水又は加熱油などの液体、あるいは水蒸気などの気体を循環させる加熱システムに連結され、冷却用の循環路は、冷却水や気化して気化熱で冷却する冷媒などの流体を循環させる冷却システムを連結している。加熱システムは流体を加熱して成形金型11の循環路に循環させる。冷却システムは流体を冷却して成形金型11の循環路に循環させる。
The pair of molding dies 11 heats and pressurizes the fiber-reinforced
以上の成形装置10は、以下の工程で繊維強化プラスチック9を台形波に成形する。
1.成形面11Xを水平姿勢とし、上成形金型11Bをシリンダ12で上昇して一対の成形金型11を開いた状態とする。この状態で、下成形金型11Aの上面である成形面11Xに、シート状の繊維強化プラスチック9をセットする。
2.両方の成形金型11の循環路の加熱油や加熱水蒸気など加熱流体を循環して、成形金型11の成形面11Xを加熱状態とする。
3.シリンダ12で上成形金型11Bを降下して、一対の成形金型11の成形面11Xで繊維強化プラスチック9を加熱状態に加圧して、台形波状に成形する。
4.両方の成形金型11の循環路に循環していた加熱流体の循環を停止して、循環路に冷却液を循環して成形面11Xを冷却する。
5.台形波状に成形された繊維強化プラスチック9を冷却した後、上成形金型11Bをシリンダ12で上昇して、繊維強化プラスチック9を台形波状に成形された中芯3を脱型する。
熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチックの中芯3は、熱可塑性樹脂が硬化する温度まで冷却して、成形金型11から脱型し、両性プラスチックの中芯は、熱可塑性樹脂が降下して熱可塑性樹脂となる状態で脱型できる。
The
1. The
2. A heating fluid such as heating oil or heated steam is circulated in the circulation paths of both molding dies 11 to heat the molding surfaces 11X of the molding dies 11 .
3. The upper molding die 11B is lowered by the
4. The circulation of the heating fluid that has been circulating in the circulation paths of both
5. After cooling the fiber reinforced
The fiber-reinforced
プラスチック積層体1は、板材2と中芯3の接合部3Aとを積層し、この積層部分を両面から挟んで加熱・加圧することで、板材2と中芯3の接合部3Aの熱可塑性樹脂を熱溶融させると共に、板材2と中芯3の接合部3Aとを局部的に加圧して中芯3と板材2を熱溶着する。この方法は、台形波状に成形した中芯3と板材2とを積層して、一対の加熱された熱板で中芯3と板材2との積層体を挟んで加熱・加圧して、板材2と中芯3とを熱溶着する。
The
図1のプラスチック積層体1は、図5と図6に示す接合装置25で、板材2と中芯3を熱溶着する。この接合装置25は、一対の熱板26と、一方の熱板26を往復運動させるアクチュエーターのシリンダ27とを備えている。図の接合装置25は、板材2に中芯3を積層し、下熱板26Aと上熱板26Bとで中芯3の溶着部3Aを板材2に加熱状態で押圧して熱溶着する。下熱板26Aは表面を平面状とし、上熱板26Bは、中芯3の溶着部3Aを局部的に加熱・加圧するプレス突起28を、中芯3の台形波状のピッチで設けている。この熱板26は、下熱板26Aの上面に板材2を載せて、この下熱板26Aで板材2を加熱し、板材2の上に中芯3を積層して、上熱板26Bのプレス突起28で中芯3の溶着部3Aを加熱・加圧して、板材2と中芯3とを熱溶着する。下熱板26Aに加熱されて熱溶融された板材2の表面は、上熱板26Bのプレス突起28が中芯3の溶着部3Aを加熱・加圧して熱溶着する接合領域2xにおいて、表面を平面状とする下熱板26Aで加圧されて平滑面2aが形成され、中芯3が熱溶着されない非接合領域2yにおいては、下熱板26Aで加圧されることなく、補強繊維により凹凸面2bが形成される。熱板26で板材2に中芯3を接合する方法は、板材表面をより綺麗な平滑面として板材2と中芯3とを接合できる。さらに、プラスチック積層体1は、表面に凹凸を設けた熱板で板材表面を加熱・加圧して凹凸面2bを形成することもできる。
In the
下熱板26Aと上熱板26Bは、板材2と中芯3とを加熱・加圧して接合した後、板材2と中芯3とを冷却し、加圧状態を解除してプラスチック積層体1を搬出する。上下の熱板26は、内部に加熱油などの加熱冷媒を循環して加熱され、その後に、冷却液を循環して冷却される。一対の熱板26は、板材2と中芯3を加熱状態で加圧して熱溶着した後、冷却するために、成形金型11と同じように、内部には加熱用と冷却用の循環路(図示せず)を設けている。加熱用の循環路は、加熱油などの流体を循環して下熱板26Aの表面と上熱板26Bのプレス突起28を加熱し、冷却用の循環路は冷却水等の流体を循環して下熱板26Aの表面と上熱板26Bのプレス突起28を冷却する。加熱用の循環路は、温水又は加熱油などの液体、あるいは加圧蒸気などの気体を循環させる加熱システムに連結され、冷却用の循環路は、冷却水や気化して気化熱で冷却する冷媒などの流体を循環させる冷却システムを連結している。加熱システムは流体を加熱して熱板26の循環路に循環させる。冷却システムは流体を冷却して熱板26の循環路に循環させる。
The lower
以上の接合装置25は、以下の工程で板材2と中芯3を接合する。
1.上下の熱板26を水平姿勢とし、上熱板26Bをシリンダ22で上昇して一対の熱板26を開いた状態とする。この状態で、下熱板26Aの上に板材2をセットし、板材2の上に中芯3を積層する。中芯3は、上熱板26Bのプレス突起28が、平行溝3Eに案内される位置にセットされる。
2.両方の熱板26の循環路の加熱油や加熱水蒸気など加熱流体を循環して、下熱板26Aの表面と上熱板26Bのプレス突起28を加熱状態とする。
3.シリンダ27で上熱板26Bを降下して、上下の熱板26で中芯3と板材2を加熱状態に加圧して、中芯3の接合部Aを板材2に熱溶着してプラスチック積層体1とする。
4.両方の熱板26の循環路に循環していた加熱流体の循環を停止して、循環路に冷却液を循環して下熱板26Aの表面と上熱板26Bのプレス突起28を冷却する。
5.中芯3と板材2が熱溶着されたプラスチック積層体1の加熱部を冷却した後、上熱板26Bをシリンダ27で上昇して、プラスチック積層体1を熱板26から脱型する。
プラスチック積層体1は、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂が硬くなるまで冷却して、熱板26から脱型する。両性プラスチックの繊維強化プラスチック、あるいは両性プラスチックで中芯3と板材2とを熱溶着しているプラスチック積層体1は、両性プラスチックの熱可塑性樹脂が硬化して熱可塑性樹脂となって硬くなる状態に冷却して脱型する。
The joining
1. The upper and lower
2. A heating fluid such as heating oil or heated steam is circulated in the circulation path of both
3. The upper
4. The circulation of the heating fluid circulating in the circulation paths of both
5. After cooling the heating portion of the
The
熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチックは、加熱されて熱可塑性樹脂が溶融された状態の板材2と中芯3とを両面から加圧して熱溶着する。したがって、繊維強化プラスチックの板材2と中芯3は、接着剤を使用することなく熱溶着できる。ただ、プラスチック積層体1は、接着剤を介して熱溶着することもできる。板材2と中芯3は、例えば、加熱することで溶融する接着剤を介して熱溶着することができる。
The fiber-reinforced plastic of thermoplastic resin is heat-sealed by applying pressure from both sides to the
接着剤を介して板材2と中芯3を熱溶着するプラスチック積層体1は、接着剤として、ホットメルトのように加熱して溶融する熱可塑性樹脂が使用できる。このようなホットメルトとして、例えば、非溶融状態でシート状のものを用意し、このシート状の接着剤を板材2の裏面側に積層して使用することができる。シート状の接着剤は、板材2を加熱することで熱可塑性樹脂を溶融させて板材2と中芯3とを両面から加圧して溶着する。このとき、ホットメルトと共に加熱される板材2の熱可塑性樹脂も溶融される。このため、溶融された熱可塑性樹脂が両面から加圧して熱溶着される接合領域2xでは平滑面2aが形成され、加圧されることなく熱溶着されない非接合領域2yでは凹凸面2bが形成される。
The
繊維強化プラスチックには、両性プラスチックのプリプレグも使用できる。両性プラスチックのプリプレグは、繊維シートに未硬化状態の両性プラスチックを含浸している。両性プラスチックは、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の両方の物性を示すプラスチックで、未硬化状態においては液状ないしペースト状で熱可塑性の物性を示し、硬化すると熱可塑性の物性を示す熱可塑性エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂である。両性プラスチックのプリプレグには、新日鉄住金マテリアルズ株式会社の「NS-TEPreg(登録商標)」が使用できる。 Amphoteric plastic prepregs can also be used for fiber-reinforced plastics. Amphoteric plastic prepreg is a fiber sheet impregnated with uncured amphoteric plastic. Amphoteric plastics are plastics that exhibit the physical properties of both thermosetting resins and thermoplastic resins. Thermoplastic epoxy resins that exhibit thermoplastic properties in the uncured state in a liquid or paste state, and exhibit thermoplastic properties when cured. is a phenoxy resin. "NS-TEPreg (registered trademark)" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. can be used as the amphoteric plastic prepreg.
両性プラスチックのプリプレグは、板材2や中芯3に使用され、両性プラスチックを硬化させて板材2と中芯3を接合する。両性プラスチックのプリプレグは、板材2と中芯3として積層する状態で加熱されて、両性プラスチックを熱で硬化させる。硬化した両性プラスチックは熱可塑性樹脂となって、板材2と中芯3の溶着部3Aを両面から加圧して板材2と中芯3とを熱溶着する。両性プラスチックのプリプレグは、板材2又は中芯3の一方に使用され、あるいは板材2と中芯3の両方に使用される。板材2に両性プラスチックのプリプレグを使用して製造されたプラスチック積層体1は、プリプレグの両性プラスチックを加熱・加圧して硬化して熱溶着するので、接合領域2xの板材表面をより綺麗な平滑面2aにできると共に、加圧されない非接合領域2yにおいては板材表面に凹凸面2bが形成される。中芯3に使用されるプリプレグは、台形波状に成形した後、板材2に積層して熱溶着される。板材2と中芯3の両方にプリプレグを使用するプラスチック積層体1は、板材2と中芯3との結合強度を強くできる。
The amphoteric plastic prepreg is used for the
以上のプリプレグは、両性プラスチックの未硬化状態で保形性をコントロールできる。中芯用のプリプレグは、未硬化状態をコントロールして変形できるシート状の状態で台形波状に成形した後、板材2に積層して熱溶着する。プリプレグは、一対の加熱成形ローラで挟んで台形波状に成形される。プリプレグを台形波状に成形する加熱成形ローラは、両性プラスチックを加熱、加圧して完全に硬化し、あるいは両性プラスチックを完全には硬化させないが、板材2に積層する状態で台形波状を維持できる保形性のある状態まで硬化させる。
The above prepreg can control the shape retention in the uncured state of the amphoteric plastic. The prepreg for the core is molded into a trapezoidal wave shape in a sheet-like state that can be deformed by controlling the uncured state, and then laminated on the
プラスチック積層体1は、多くの用途で立体形状に成形される。板材2と中芯3の繊維強化プラスチックが、補強繊維を埋設するプラスチックを熱可塑性樹脂とし、さらに板材2と中芯3とを熱可塑性樹脂で接着しているプラスチック積層体1は、板状として多量生産した後、加熱、加圧して用途に適した立体的な形状に成形される。板状のプラスチック積層体1を立体形状に成形できるように、板材2と中芯3は熱可塑性樹脂を介して熱溶着される。
The
図6に示す、中芯3の溶着部3Aを加圧して板材2に熱溶着する工程において、熱溶融された熱可塑性樹脂や液状ないしペースト状の両性プラスチックは、図1の一部拡大断面図に示すように、接合部3Aと板材2とに押圧されて、湾曲部3Cと板材2との間に押し出されて隙間充填接着剤4Aとなる。図のプラスチック積層体1は、斜面部3Bと接合部3Aとのコーナー部に湾曲部3Cを設けており、この湾曲部3Cと板材2との間に隙間充填接着剤4Aを充填している。押し出された隙間充填接着剤4Aは、加熱、硬化して板材2と中芯3とを熱溶着する。湾曲部3Cと板材2との間に押し出される隙間充填接着剤4Aは、中芯3の接合部3Aと板材2との押圧力を調整して、接合部3Aから湾曲部3Cに押し出される量を調整できる。
In the process of pressurizing the
さらに、図1に示すプラスチック積層体1は、板材2の表面に表面処理層30を付着している。プラスチック積層体1は、種々の用途に応じて、最適な表面処理層30を選択して板材表面に設けることができる。このような表面処理層30として、板材表面に塗膜31を付着することができる。ただ、表面処理層30は、塗膜には限定せず、板材表面に付着して板材表面を被覆し、あるいは装飾できる他の全ての処理層も採用できる。たとえば、外装シートや外装膜となるシート材や金属箔を接着剤や粘着層を介して付着して表面処理層30とすることもできる。この場合においても、板材表面に設けた凹凸面2bにより、接着剤や粘着層をアンカー効果で強固に付着して、表面処理層を剥がれないように接着できる。
Furthermore, the
以上のプラスチック積層体1は、以下の工程で表面処理層30として塗膜31を板材表面に塗装して付着できる。
プラスチック積層体1の板材表面に、下塗工程で下地塗料32を塗布する。下地塗料32は、塗膜料を板材表面に強く付着して、板材2の表面を平滑にし、さらに、板材2の表面をベースカラーに着色する。下塗工程は、板材2の表面にシーラー32Aを塗布して、シーラー32Aをアンカー効果で板材2の凹凸面2bに付着する第1下塗工程と、シーラー32Aの表面にベースカラー塗料32Bを塗布して板材2をベースカラーに着色する第2下塗工程とで下地塗膜32を形成する。
The above-described
A
第1下塗工程は、下地塗料32を板材2に剥離しないように付着させる。この工程に使用されるシーラー32Aは、板材表面の凹凸面2bに浸入して、下地塗料32をしっかりと板材2に付着する。シーラー32Aは、粘度が低いポリエステル系、あるいはウレタン系等の液体塗料で、板材2の凹凸面2bの微細な空隙に浸入してアンカー効果で板材2にしっかりと付着される。
In the first undercoating step, the
第2下塗工程のベースカラー塗料32Bは、板材2の表面を白色に近い色に着色する。ベースカラー塗料32Bは、下地の色ムラをほぼ完全に隠蔽して、板材2の表面全面を均一でむらのない色に着色する。
The
さらに、下塗工程は、第1下塗工程の後工程としてシーラー32Aの表面に紫外線硬化塗料を塗布し、あるいは、第2下塗工程の後工程としてベースカラー塗料32Bの表面に紫外線硬化塗料を塗布することもできる。これらの紫外線硬化塗料は、紫外線を照射して速やかに硬化される。紫外線硬化塗料は、紫外線で硬化させた後、表面をブラシサンダー等で全面を均一に研磨して平滑面にする。このように、紫外線硬化塗料を塗布することで、下地塗料32を強靱な塗膜にできる。
Furthermore, in the undercoating process, an ultraviolet curing paint is applied to the surface of the
上塗工程は、ベースカラー塗料32Bの表面に、透明ないし半透明の仕上げ塗料33を塗布する。上塗工程は、例えば、ロールコーターで仕上げ塗料33を塗布する。さらに、上塗工程は、後工程として、塗布された仕上げ塗料33の表面に紫外線硬化塗料を塗布することもできる。このように、紫外線硬化塗料を塗布することで、仕上げ塗料33の表面を硬化させて強靱にできる。
In the top coating process, a transparent or
以上のプラスチック積層体1は、中芯3の片面に板材2を接合しているが、中芯3の両面に板材2を接合することもできる。両面に板材2を接合するプラスチック積層体1は、中芯3の一方の表面に最初に接合される板材2は、中芯3の接合部3Aを局部的に押圧して板材2に熱溶着し、他方の表面に接合される板材2は、板材2と中芯3の接合部3Aとの間に接着剤を塗布して接合して接合し、あるいは、板材2と中芯3の対向面をヒーター10で加熱して熱溶融させる状態で押圧して接合できる。
In the
[実施例1]
図1のプラスチック積層体1は、以下の工程で製造できる。
この図のプラスチック積層体1は、中芯3の片面に板材2を接着している。
板材2と中芯3は、カーボン繊維をナイロン6に埋設しているカーボン繊維強化プラスチックである。
このカーボン繊維強化プラスチックは、ナイロン6とカーボン繊維の混合比を容積比として、全体の比重を1.32としている。
カーボン繊維強化プラスチックは、カーボン繊維を立体的に方向性なく集合してナイロン6に埋設している。
板材2と中芯3の厚さ(d、t)は0.15mmである。
中芯3は、接合部3Aと傾斜面3Dの斜面部3Bとを交互に連結する台形波状で、接合部3Aの横幅(W)を1.5mm、斜面部3Bの板材2に対する傾斜角(α)を70度として、プラスチック積層体1の全体の厚さ(D)を3mmとする波高の台形波状に成形している。
[Example 1]
The
In the
The
This carbon fiber reinforced plastic has a total specific gravity of 1.32, where the mixing ratio of nylon 6 and carbon fiber is the volume ratio.
In carbon fiber reinforced plastic, carbon fibers are three-dimensionally aggregated without directivity and embedded in nylon 6.
The thickness (d, t) of the
The
板材2と中芯3は、図5と図6に示すように、一対の熱板26で熱溶着して接合する。一対の熱板26は、図6に示すように、中芯3の接合部3Aを板材2に局部的に押圧するプレス突起23を設けている。熱板26は、プレス突起28で接合部3Aと板材2を加圧して、板材2と中芯3を熱溶着した後、冷却して接合する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
板材2は、中芯3の接合部3Aを熱溶着している接合領域2xと、中芯3を熱溶着してしない非接合領域2yとが交互に縞状に配置される。板材2の接合領域2xは、中芯3を裏面に熱溶着している状態で、平滑ロール15の表面に密着して冷却されるので、表面は平滑面2aとなる。板材2の非接合領域2yは、表面に平滑ロール15を密着することなく冷却されるので、熱溶融した熱可塑性樹脂が移動して表面が凹凸面2bとなる。
In the
以上の工程で製作されたプラスチック積層体1は、図7の平面図に示すように、板材表面に平滑面2aと凹凸面2bが交互に縞状に形成される。なお、図7においては、平滑面2aと凹凸面2bとを区別しやすくするために、凹凸面2bをクロスハッチングで表示している。さらに、図7は、板材表面に形成された平滑面2aと凹凸面2bの表面状態を非接触3次元測定装置(三鷹光器(株)製、NH-3N)を使用して測定した結果も表示している。なお、この非接触3次元測定装置の仕様と測定方法は、以下の通りであった。
As shown in the plan view of FIG. 7, the
非接触式のレーザプローブを用い、被測定物の表面の凹凸を測定した。被測定物の表面にレーザ光をスポット照射し、これをプローブとして表面を探り、被測定物の表面の幅及び高さの寸法を測定した。
測定範囲……XY:150mm、Z:100mm
測定精度……XY:(1+5L/150)μm、Z:(1+5L/100)μm
分解能………XY:0.1μm、Z:0.01μm
A non-contact laser probe was used to measure the unevenness of the surface of the object to be measured. A spot of laser light was irradiated on the surface of the object to be measured, and the surface was probed using this as a probe to measure the width and height of the surface of the object to be measured.
Measurement range: XY: 150 mm, Z: 100 mm
Measurement accuracy: XY: (1+5L/150) μm, Z: (1+5L/100) μm
Resolution……XY: 0.1 μm, Z: 0.01 μm
この図に示すように、板材表面には、平滑面2aよりも凹凸の大きい凹凸面2bが縞状に形成される。このプラスチック積層体1は、板材表面に表面処理層30を設ける際には、この凹凸面2bによるアンカー効果により表面処理層30を強固に接着できる。
As shown in this figure, an
以上の工程で製作されたプラスチック積層体1は、以下の下塗工程と上塗工程で表面に塗膜31を形成する。
(1)下塗工程
第1下塗工程でサンディングシーラー32Aを塗布する。その後、サンディングシーラー32Aを硬化させた後、第1下塗工程の後工程として、紫外線を照射して硬化する紫外線硬化塗料(図示せず)を塗布する。紫外線を照射して紫外線硬化塗料を硬化させた後、表面を研磨して平滑面とする。研磨には、ブラシサンダー機を使用する。次に第2下塗工程として、フローローター機でもってベースカラー塗料32Bを厚く塗布して、下地色をほぼ完全に隠蔽して、板材2の表面を白色に着色する。ベースカラー塗料32Bを硬化させた後、第2下塗工程の後工程として、さらにその表面に紫外線硬化塗料を塗布して硬化させる。紫外線硬化塗料を紫外線で硬化させた後、表面を研磨して平滑面とする。
A
(1) Undercoating Step The sanding
(2)上塗工程
下塗工程で表面を着色したプラスチック積層体1は、板材2の表面に、透明の仕上げ塗料33を塗布する。上塗工程では、ロールコーター機で透明の仕上げ塗料33を塗布する。上塗工程においては、ウレタン系あるいはポリエステル系、あるいはアクリル系の塗料が塗布される。この塗料を硬化させた後、上塗工程の後工程として、仕上げ塗料33の表面に透明の紫外線硬化塗料(図示せず)を塗布する。この紫外線硬化塗料には、例えば、ウレタン系の紫外線硬化塗料を使用する。
(2) Top Coating Process For the
以上の工程で製造されるプラスチック積層体1は、軽くて強い曲げ強度を実現しながら、板材表面に付着された塗膜31を板材表面の凹凸面2bによるアンカー効果で強固に付着できる。以上のプラスチック積層体1は、板材表面は綺麗な平滑面となり、しかも1cmの曲率半径で90度折り曲げる状態と、平面状とする折り曲げを1000回繰り返して、剥離しない接合強度を実現し、さらに重量は車両のボディー鋼板に使用される厚さを0.65mmとする高張力鋼に比較して1/9に軽量化でき、さらに曲げ剛性は高張力鋼の7倍と極めて強くなる。
The
本発明のプラスチック積層体は、表面に平滑面と凹凸面とを配置することで、その表面に表面処理層を強固に、剥離しないように接着できるプラスチック積層体として、車両のボディー鋼板や携帯電話のケースなどに、金属板に代わって有効に利用される。 By arranging a smooth surface and an uneven surface on the surface, the plastic laminate of the present invention can be used as a plastic laminate that can adhere a surface treatment layer firmly to the surface without peeling, such as a steel plate for the body of a vehicle or a mobile phone. It is effectively used in place of metal plates for cases such as
1…プラスチック積層体
2…板材
2a…平滑面
2b…凹凸面
2x…接合領域
2y…非接合領域
3…中芯
3A…接合部
3B…斜面部
3C…湾曲部
3D…傾斜面
3E…平行溝
4A…隙間充填接着剤
9…繊維強化プラスチック
10…成形装置
11…成形金型
11A…下成形金型
11B…上成形金型
11X…成形面
12…シリンダー
13…凸条
13A…先端面
13B…面取部
14…溝
14A…底面
14B…湾曲コーナー部
25…接合装置
26…熱板
26A…下熱板
26B…上熱板
27…シリンダー
28…プレス突起
30…表面処理層
31…塗膜
32…下地塗料
32A…シーラー
32B…ベースカラー塗料
33…仕上げ塗料
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記板材に熱溶着してなる補強繊維を熱可塑性樹脂に埋設してなる台形波状の繊維強化プラスチックからなる中芯とからなるプラスチック積層体であって、
前記板材表面の一部ないし全面に、平滑面と、前記平滑面よりも凹凸の大きい凹凸面とを設けており、さらに前記平滑面と前記凹凸面とを交互に縞状に配置して設けてなり、
さらにまた、前記板材の表面に塗膜の表面処理層を付着してなり、前記表面処理層が塗膜であることを特徴とするプラスチック積層体。 A plate material made of a plate-shaped fiber-reinforced plastic in which reinforcing fibers are embedded in a thermoplastic resin;
A plastic laminate comprising a core made of fiber-reinforced plastic having a trapezoidal wave shape, in which reinforcing fibers thermally welded to the plate material are embedded in a thermoplastic resin,
A smooth surface and an uneven surface having greater unevenness than the smooth surface are provided on a part or the entire surface of the plate material, and the smooth surface and the uneven surface are alternately arranged in stripes. become,
Furthermore, a plastic laminate comprising a surface treatment layer of a coating film attached to the surface of the plate material, wherein the surface treatment layer is a coating film .
前記板材の表面が、裏面に前記中芯の接合部を熱溶着してなる接合領域を前記平滑面として、前記中芯が熱溶着されない非接合領域を前記凹凸面としてなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載されるプラスチック積層体。 The core has a trapezoidal wave shape in which slope portions and joint portions are alternately arranged and parallel grooves are alternately provided on both surfaces at a predetermined pitch,
The surface of the plate material is characterized in that the bonded area formed by heat-welding the core core to the back surface is the smooth surface, and the non-bonded area where the core is not heat-welded is the uneven surface. Item 4. A plastic laminate according to any one of items 1 to 3.
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