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樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法 - 富士重工業株式会社
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発明の名称 樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−44324
公開日 平成10年(1998)2月17日
出願番号 特願平8−209776
出願日 平成8年(1996)8月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】田代 烝治 (外1名)
発明者 細谷 佳光 / 渋沢 徹夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめた強化樹脂層と、この強化樹脂層と異なる収縮率を有しかつ上記強化樹脂層の表面に積層されて外表面となるゲルコート樹脂層とを有する樹脂製外装品において、強化樹脂層の裏面に上記ゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層したことを特徴とする樹脂製外装品。
【請求項2】 サーフェイシングマットは、補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめて形成され、かつ上記強化樹脂層の熱硬化性樹脂含浸率より大なる熱硬化性樹脂含浸率を有する請求項1に記載の樹脂製外装品。
【請求項3】 サーフェイシングマットは、ゲルコート樹脂層の厚さと略等しい厚さを有する請求項1または2に記載の樹脂製外装品。
【請求項4】 補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめた強化樹脂層及びこの強化樹脂層の表面に積層されて外表面となるゲルコート樹脂層を有する樹脂製外装品の製造方法において、樹脂製外装品の外表面形状に相応する型の成形面上にゲルコート用樹脂をスプレー塗布するゲルコート塗布工程と、硬化したゲルコート樹脂層上に補強材に熱硬化性樹脂を含浸した強化樹脂層を積層する積層工程と、強化樹脂層上に前記ゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層するサーフェイシングマット積層工程とを有することを特徴とする樹脂製外装品の製造方法。
【請求項5】 サーフェイシングマットは、ゲルコート樹脂層と略等しい厚さを有する請求項4に記載の樹脂製外装品の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバス等のエアインテーク部に取付けられるエアインテークグリル等の樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車両、例えばエンジン及びトランスミッション組立体等のパワーユニットを車体後部に配置するバス等においては、図7にバス30の斜視図を示すように、その最後端柱31にエンジンのための空気取入口が開口し、この空気取入口から塵埃、雨水或いは洗車時の水等が侵入するのを防止するエアインテークグリル32が設けられている。
【0003】このエアインテーク部に設けられるエアインテークグリル32等の比較的平板状の樹脂製外装品は、強度と共に装飾機能が要求されることから耐侯性及び外観性に優れる不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂をガラス繊維等によって補強した強化樹脂(FRP)が広く用いられている。
【0004】これら平板状の樹脂製外装品は、ハンドレイアップ法によって広く製造されている。この方法による樹脂製外装品の製造についてエアインテークグリル33を製造する場合を例に図8に示す工程説明図によって説明する。
【0005】先ずエアインテークグリル33の表面形状に相応する型41の成形面41aに離型剤を塗布し、その上にゲルコート塗布工程(a)によって、例えばイソフタル酸系のゲルコート用樹脂をスプレー42により吹き付け、例えば厚さが0.3〜0.5mm程度のゲルコート樹脂層34を形成する。
【0006】そしてゲルコート樹脂層34を硬化させてゲル化させた後、次の積層工程(b)においてゲルコート樹脂層34上に硬化剤を配合した不飽和ポリエステル樹脂等の未硬化状態の熱硬化性樹脂及びガラス繊維マット或いはガラス繊維クロスの補強材を交互に繰り返し積層しつつローラ43等により補強材に基材となる熱硬化性樹脂を含浸し、かつ脱泡して所定厚、例えば2mm程度の強化樹脂層35を形成する。
【0007】強化樹脂層35を常温或いは加熱硬化した後、硬化したゲルコート樹脂層34及び強化樹脂層35からなる成形部材36を型41から取り出し、次のトリミング工程(c)により不要部分を切除し、外気導入孔33aを開口して図9に平面図を示すエアインテークダクト33を得る。
【0008】このようにして得られたエアインテークダクト33の外表面は、ガラス繊維を含まないゲルコート用樹脂が硬化したゲルコート樹脂層34によって被覆されることからガラス繊維が表面に浮き出すことがなくある程度の外観性向上が得られ、かつ浮き出したガラス繊維を介して水分等が内部に浸透する等の不具合が回避されて耐候性が確保される。
【0009】なお、ガラス繊維と熱硬化性樹脂からなる強化樹脂層の表面を耐食層により被覆して強化樹脂層の耐食性を向上せしめる先行技術として特開昭60−19524号公報がある。この先行技術は強化樹脂層の表面にガラスフレークまたはグラファイトフレークと熱硬化性樹脂からなる層を一体的に設けることにより耐食性の向上を図るものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記樹脂製外装品、例えばエアインテークグリル33は強化樹脂層35の外表面が硬化したゲルコート樹脂層34によって被覆されることから外観性及び耐候性が得られる。
【0011】しかし、エアインテークグリル33の外表面となるゲルコート樹脂層34と強化樹脂層35の収縮率が異なり、例えばゲルコート樹脂層34の収縮率が20/1000に対し強化樹脂層35の収縮率が15/1000とゲルコート樹脂層34の収縮率が強化樹脂層35に対して大であることに起因して図8(d)に示すように型41から取り出した後にゲルコート樹脂34によって形成される外装面が凹なるように反り湾曲変形する。
【0012】よってエアインテークグリル33の外表面の平面度が確保できず、またエアインテークグリル33の裏面に強化樹脂層34に含まれるガラス繊維が露出することから開口する外気導入孔33a等から露見して外観品質の低下を招き、かつエアインテークグリル33の湾曲変形に伴ってバス車体への取付性に劣る等の不具合がある。
【0013】この対策として図10に断面図を示すように強化樹脂層33の裏面にもゲルコート用樹脂を塗布することにより強化樹脂層35の表裏両面を収縮率が同一のゲルコート樹脂層34、34aでサンドイッチ状に被覆する方策もあるが、ガラス繊維マット或いはガラス繊維クロス等の補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめて形成される強化樹脂層35の裏面は平滑性に乏しくゲルコート樹脂層34aは、強化樹脂層34の凹凸形状に倣って凹凸状に形成される。従ってゲルコート樹脂層34aの凹凸形状に起因してゲルコート樹脂層34aの収縮にむらが生じ、この不均一な収縮に伴ってエアインテークグリル33裏面の平滑性が充分に達成できない等の不具合がある。
【0014】従って本発明の目的は、平板性及び外表面の平滑性を確保することにより外観性及び取付性に優れる高品質の樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明による樹脂製外装品は、補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめた強化樹脂層と、この強化樹脂層と異なる収縮率を有しかつ上記強化樹脂層の表面に積層されて外表面となるゲルコート樹脂層とを有する樹脂製外装品において、強化樹脂層の裏面に前記ゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層したことを特徴とする。
【0016】従って強化樹脂層の表裏両面が互に略等しい収縮率を有するゲルコート樹脂層とサーフェイシングマットによって被覆されたサンドイッチ構造となり、サーフェイシングマットによって裏面の平滑性が向上することと相俟って湾曲変形が防止される。
【0017】また上記目的を達成する本発明による樹脂製外装品の製造方法は、樹脂製外装品の外表面形状に相応する型の成形面上にゲルコート用樹脂をスプレー塗布するゲルコート塗布工程と、硬化したゲルコート樹脂層上に補強材に熱硬化性樹脂を含浸した強化樹脂層を積層する積層工程と、強化樹脂層上に上記ゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層するサーフェイシングマット積層工程とを有することを特徴とするものであり、上記強化樹脂層が互に略等しい収縮率を有するゲルコート樹脂層とサーフェイシングマットとの間に積層されて湾曲変形を防止し得る樹脂製外装品が容易に得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明における樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法の第1の実施の形態を樹脂製品がエアインテークグリルの場合を例に図1乃至図5によって説明する。
【0019】図1はエアインテークグリル10の平面図である、エアインテークグリル10は略平板状であってスリット状の外気導入孔10aが複数開口し、例えば図2に取付状態を示すようにバス30の最後端柱31に開口するエンジン用空気取入口を覆うように取付けられる。
【0020】このエアインテークグリル10は、ハンドレイアップ法によって製造され、このエアインテークグリル10の製造方法を図3に示す工程説明図に従って説明する。
【0021】先ずエアインテークグリル10の外表面形状に相応する型41の成形面41aにワックス等の離型剤を塗布して準備する。
【0022】次にゲルコート塗布工程(A)において型41の成形面41aに塗布した離型剤上に靭性、耐薬品性、耐候性及び光沢性に優れた、例えばイソフタル酸系のゲルコート用樹脂をスプレー42により吹き付け、例えば厚さが0.3〜0.5mm程度のゲルコート樹脂層12を形成する。
【0023】そしてゲルコート塗布工程(A)でスプレー塗布したゲルコート樹脂層12を常温硬化、例えば20℃の雰囲気中で約60分硬化せしめ、続く積層工程(B)により所定厚さの強化樹脂層13を形成する。
【0024】この積層工程(B)では、硬化したゲルコート樹脂層12上にメチルエチルケトンパーオキサイト等の硬化剤を配合したハンドレイアップ樹脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂等の未硬化状態の熱硬化性樹脂及びガラス繊維マット例えば日東紡績株式会社製チョップドストランドマットMC450A.N(商品名)或いはガラス繊維クロス等の補強材を交互に積層を繰り返しつつローラ43によって補強材に未硬化状態の熱硬化性樹脂を含浸及び脱泡し、必要な厚さ、例えば2mm程度まで積層して強化樹脂層13を形成する。
【0025】続くサーフェイシングマット積層工程(C)において、強化樹脂層13上にサーフェイシングマット14を載置し、かつローラ43によってサーフェイシングマット14を強化樹脂層13上に押圧することによりサーフェイシングマット14と強化樹脂層13との密着を図る。
【0026】ここでこのサーフェイシングマット14は、例えばガラス繊維等からなる長繊維を無定方向でかつ均一に分散させた補強材、例えば日東紡績株式会社製フィラメントマットMF30P104(商品名)を未硬化状態の熱硬化性樹脂、例えば不飽和ポリエステル系樹脂によって接着一体化した可撓性を有する薄いマットであって、強化樹脂層13に比べ樹脂含有率が大きく、ゲルコート樹脂層12と略同一厚さ、本実施の形態では約0.5mmでかつ、ゲルコート樹脂層12と略等しい収縮率、例えば20/1000に構成される。
【0027】従って図4(a)に示すように上面が凹凸を有する強化樹脂層13上にサーフェイシングマット14を載置し、ローラ43によってサーフェイシングマット14を強化樹脂層13上に押圧することにより図4(b)に示すようサーフェイシングマット14と強化樹脂層13との密着が得られ、かつサーフェイシングマット14の表面の平滑性が得られる。
【0028】続いてこのように形成されたゲルコート樹脂層12、強化樹脂層13及びサーフェイシングマット14からなる積層体11は加熱炉によって120〜150℃で約120分或いは常温、例えば20℃で1日硬化し、型41から取り出される。
【0029】離型された積層体11は、強化樹脂層13の表裏両面が略収縮率及び厚さが同一でかつ平板状なゲルコート樹脂層12及びサーフェイシングマット14によって一体的に被覆された、すなわちサンドイッチ構造であることから表裏両面の収縮が均一になり、反り等の湾曲変形及び凹凸変形が防止されて平板性及び表面平滑性が確保できる。
【0030】続くトリミング工程(D)で周辺の不要部分を削除すると共に外気導入孔10aとなる開口部を穿設して積層体11の外形形状を整える。
【0031】トリミング工程(D)で外形形状を整えられた積層体11は、順次表面形状を整える表面仕上げ、塗装の仕上げを良好にするため表面調整としてのサンディング及びサーフェイサー塗装、上塗り塗装、硬化の各工程を経て図1に平面図、図5に図1のA−A線断面を示す樹脂製のエアインテークグリル10となる。
【0032】このようにして得られたエアインテークグリル10は、ガラス繊維マット或いはガラス繊維クロス等の補強材に基材となる熱硬化性樹脂を含浸して形成される強化樹脂層13の表裏両面を略等しい収縮率及び厚さを有し、かつ平板状のゲルコート樹脂層12とサーフェイシングマット14で一体的に被覆したいわばサンドイッチ構造であることから湾曲することがなく、極めて表面が平滑な平板状であり、また裏面がサーフェイシングマット14で被覆されることから裏面に補強材のガラス繊維が露出することがなくなり外気導入孔10aからこれらが露見することなく外観品質が向上し、かつ裏面の平滑化に伴ってバス車体への取付性が向上する。
【0033】次に図6により本発明における樹脂製外装品及び樹脂製外装品の製造方法の第2の実施の形態をスプレーアップ法によりエアインテークグリルを製造する場合を例に説明する。
【0034】先ず、第1の実施の形態と同様に、エアインテークグリルの表面形状に相応する型41の成形面41aに離型剤を塗布し、ゲルコート塗布工程(A′)においてゲルコート用樹脂をスプレー42により吹き付けてゲルコート樹脂層12を形成し、かつゲルコート樹脂層12を硬化せしめる。
【0035】次に積層工程(B′)で固化したゲルコート樹脂層12上にスプレーガン44によって不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂とガラス繊維とを同時に吹き付けて所定厚さに積層し、ローラ43により押圧して脱泡を行って強化樹脂層23を得る。
【0036】この積層工程(B′)で用いるスプレーガン44は、一般に双頭ガンと称され、一方のノズルから硬化剤を含む未硬化状態の熱硬化性樹脂を、他方のノズルからカッタでガラスロービングを切断しながら吐出するものであり、前記第1の実施の形態で記載したハンドレイアップ法に比べ、作業に熟練を要するが、作業能率が向上し、連続して多量に製造する場合に適する。
【0037】続くサーフェイシングマット積層工程(C′)で第1の実施の形態同様ゲルコート樹脂層12と略同一厚さでかつ、略等しい収縮率のサーフェイシングマット14を強化樹脂層23上に載置積層し、かつローラ43により強化樹脂層23上に押圧することによりサーフェイシングマット14と強化樹脂層23との密着を図る。
【0038】次にこのようにして形成されたゲルコート樹脂層12、強化樹脂層23及びサーフェイシングマット14からなる積層体21を加熱炉にて加熱或いは常温硬化させ、しかる後型41から取り出す。
【0039】そして型41から取り出された積層体21は、強化樹脂層23の表裏両面が互に略同一の収縮率及び厚さを有する平板状のゲルコート樹脂層12、サーフェイシングマット14によって一体的に被覆されることから積層体21の湾曲変形が防止され、かつ表面の平滑性が確保できる。
【0040】続くトリミング工程(D′)で積層体21の周辺及び外気導入孔となる開口部を削除して外形形状を整え、順次表面仕上げ、サーフェイサー塗装、上塗り塗装、硬化の各工程を経て樹脂製のエアインテークグリルとなる。
【0041】このようにして得られるエアインテークダクトは、強化層23の表裏両面が互に略等しい収縮率及び厚さを有する平板状のゲルコート樹脂層12及びサーフェイシングマット14によって被覆されたサンドイッチ構造であることから前記第1の実施の形態と同一の効果を有し、外観品質及び取付性が良好な高品質な樹脂製外装品となる。
【0042】上記各実施の形態では、強化樹脂層の補強材としてガラス繊維を用いたが、カーボンクロス等他の材料を補強材に用いることも、またエアインテークグリルに限定されることなく、装飾板等他の樹脂製外装品に広く適用することも可能である。
【0043】
【発明の効果】以上説明した本発明における樹脂製外装品によると、補強材に熱硬化性樹脂を含浸せしめた強化樹脂層と、強化樹脂層と異なる収縮率を有しかつ強化樹脂層の表面に設けられて外表面となるゲルコート樹脂層とを有する樹脂製外装品において、強化樹脂層の裏面に上記ゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層することから、強化樹脂層の表裏両面が収縮率が略等しいゲルコート樹脂層とサーフェイシングマットによって被覆されたサンドイッチ構造となり湾曲変形が防止されて樹脂製品の平板状が維持され外表面の平滑性が確保でき、かつサーフェイシングマットにより裏面が平滑に覆われて外観性及び取付性が大幅に向上した高品質の樹脂製外装品が確保できる。
【0044】また本発明による樹脂製外装品の製造方法によると型の成形面上にゲルコート用樹脂、補強材に熱硬化性樹脂を含浸する強化樹脂層及びゲルコート樹脂層と略等しい収縮率を有するサーフェイシングマットを積層することにより、湾曲変形がなく、平板状でかつ外表面及び裏面が平滑な外観性及び取付性に優れた高品質の樹脂製外装品が容易に得られる等本発明特有の効果を有するものである。




 

 


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