JP2005169801A - 加飾シート及びそれを接合した加飾高剛性成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を得ることができながら、量産性の向上も図ることができる加飾シート及びそれを接合した加飾高剛性成形品を提供する。
【解決手段】 熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シート１ａと、炭素繊維含有の織物シート１ｂとを、少なくとも表面側に透過シート１ａが位置するように二層又は多層構成で接合して加飾シート１を形成したため、この加飾シート１を他の高剛性成形品に表面に接合することにより、その高剛性成形品の表面に、透過シートから透けて見える炭素繊維含有の織物シートの模様が表れる。この加飾シートを高剛性成形品に接合することで、炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を有する加飾高剛性成形品を得ることができ、加飾性と高剛性が求められる自動車の外板部品等への適用に好適である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の車体構成部品として好適な加飾シート及びそれを接合した加飾高剛性成形品に関するものである。

軽量で高剛性な車体構成部品として、炭素繊維を含む織物に透明又は半透明な熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させた炭素繊維強化樹脂が知られている。この種の炭素繊維強化樹脂は、物性的に優れた機能を有するだけでなく、内部の炭素繊維がその表面を覆う透明又は半透明の樹脂から透けて見えるため、加飾性にも優れている（例えば、特許文献１。）。
特開平１１−１０７１０７号公報

しかしながら、このような従来の炭素繊維強化樹脂にあっては、炭素繊維含有の織物に含浸させた熱硬化性樹脂の硬化工程に長い時間（約２時間程度）を要するため、量産性の面で不利である。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を得ることができながら、量産性の向上も図ることができる加飾シート及びそれを接合した加飾高剛性成形品を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シートと、炭素繊維含有の織物シートとを、少なくとも表面側に透過シートが位置するように二層又は多層構成で接合したことを特徴とする加飾シートである。

請求項２に記載の発明は、透明又は半透明の熱可塑性樹脂から成る透過シートと、炭素繊維を含有した織物シートとを、少なくとも表面側に透過シートが位置するように二層又は多層構成で接合して加飾シートを形成し、該加飾シートを高剛性成形品の表面に接合したことを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項３に記載の発明は、高剛性成形品が、合成樹脂に発泡アルミを接合した構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項４に記載の発明は、合成樹脂が強化フィラーを含んでいることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項５に記載の発明は、高剛性成形品の合成樹脂と発泡アルミの接合が、射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われていることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項６に記載の発明は、高剛性成形品が、合成樹脂と発泡アルミから成る二層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項７に記載の発明は、高剛性成形品が、合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項８に記載の発明は、高剛性成形品が、発泡アルミの間に合成樹脂を挟んだ三層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項９に記載の発明は、高剛性成形品の合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの内部へ浸透した状態になっていることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項１０に記載の発明は、高剛性成形品の合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの反対側の面まで達してることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項１１に記載の発明は、高剛性成形品の合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂同士が連通した状態になっていることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項１２に記載の発明は、加飾シートの透過シートの表面に光触媒層が形成されていることを特徴とする加飾高剛性成形品である。

請求項１に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シートと、炭素繊維含有の織物シートとを、少なくとも表面側に透過シートが位置するように二層又は多層構成で接合して加飾シートを形成したため、この加飾シートを他の高剛性成形品に表面に接合することにより、その高剛性成形品の表面に、透過シートから透けて見える炭素繊維含有の織物シートの模様が表れ、従来の炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性をその高剛性成形品に対して付与することができる。熱可塑性樹脂のため織物シートとの接合に要する時間が短く、量産性に優れる。

請求項２に記載の発明によれば、炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を有する加飾シートを、高剛性成形品の表面に接合した加飾高剛性成形品を形成したため、加飾性と高剛性が求められる自動車の外板部品等への適用に好適である。加飾シートと高剛性成形品の接合は、加飾シート側の熱可塑性樹脂により行われても、高剛性成形品側の樹脂部分により行われても、あるいは両方により行われても良い。

請求項３に記載の発明によれば、高剛性成形品が合成樹脂に発泡アルミを接合した構造のため、合成樹脂の基本的機能に、発泡アルミのもつ静電シールド性、導電性、防音性、保温性、衝撃吸収性等の機能を付加をすることができる。成形時に、発泡アルミが溶融樹脂の熱を奪うため、樹脂の固化速度が高まり、ボイドの発生を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、高剛性成形品の合成樹脂が強化フィラーを含んでいるため、樹脂部分の強度が高まる。

請求項５に記載の発明によれば、高剛性成形品における合成樹脂と発泡アルミの接合が、発泡アルミをインサートした状態での、合成樹脂の射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われているため、発泡アルミと合成樹脂との確実な接合状態が得られる。

請求項６に記載の発明によれば、高剛性成形品が合成樹脂と発泡アルミから成る二層構造であるため、構造が単純で、二次加工が容易である。

請求項７に記載の発明によれば、高剛性成形品が合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造であるため、発泡アルミの両面が合成樹脂により覆われるため、発泡アルミの酸化防止効果がある。

請求項８に記載の発明によれば、高剛性成形品が発泡アルミの間に合成樹脂を挟んだ三層構造であるため、二層の発泡アルミが中間の合成樹脂により結合され、発泡アルミだけで全部を構成する場合に比べて強度が向上する。

請求項９に記載の発明によれば、高剛性成形品の合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの内部へ浸透した状態になっているため、合成樹脂と発泡アルミとの接合強度が高まる。

請求項１０に記載の発明によれば、高剛性成形品の合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの反対側の面まで達してるため、合成樹脂と発泡アルミとの接合強度が更に高まる。

請求項１１に記載の発明によれば、高剛性成形品の合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造にした場合に、合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂同士が連通した状態になっているため、三層間の接合強度が更に高まる。

請求項１２に記載の発明によれば、加飾シートの透過シートの表面に光触媒層が形成されているため、高剛性成形品の表面の防汚・抗菌効果が得られる。

炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を得ることができながら、量産性の向上も図ることができる加飾シート及びそれを接合した加飾高剛性成形品を提供する、という目的を、熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シートと、炭素繊維含有の織物シートとを、少なくとも表面側に透過シートが位置するように二層又は多層構成で接合したことにより実現した。以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の第１実施例を示す図である。第１実施例は、基本的に合成樹脂３ａ、５ａと発泡アルミ３ｂ、５ｂとの二層構造から成る高剛性成形品３、５の表面に、加飾シート１を接合することにより、加飾高剛性成形品２、４を形成している。図３は、高剛性成形品３の成形時の樹脂圧が通常な場合の加飾高剛性成形品２を示し、図４は高剛性成形品５の成形時の樹脂圧を高めた場合の加飾高剛性成形品４を示している。

図１及び図２に示すように、加飾シート１は、熱可塑性樹脂から成る２枚の透過シート１ａの間に炭素繊維含有の織物シート１ｂを挟んだ状態で接合した三層構造をしている。透過シート１ａは熱可塑性樹脂（例えばポリカーボネート）から成り、無色透明、有色透明、乳白色等の半透明で、表面の透過シート１ａから織物シート１ｂの模様が透けて見える。二層でも、三層以上の多層でも良いが、必ず使用状態で見られる方の表面側に透過シート１ａが位置するように接合する。透過シート１ａの表面には、図示せぬ光触媒層が形成されている。織物シート１ｂに炭素繊維ガラス、アラミド繊維を混合しても良い。

透過シート１ａと織物シート１ｂは重ね合わせた状態で熱プレスすることより、透過シート１ａが軟化して織物シート１ｂの繊維の隙間に入り込み、三層が一体接合され、あたかも織物シート１ｂが、二層を合わせた厚さの透過シート１ａの内部に埋設された状態となる。

このようにして形成した加飾シート１に対して、接合する相手方の部品の形状に応じて、予め真空成形、圧空成形、熱プレス成形等により、予備賦形を行っても良い。

高剛性成形品３、５を構成する発泡アルミ３ｂ、５ｂは、軽量、比重０．３（０．２〜０．８の範囲で可変）であり、静電シールド性、導電性、防音性、保温性、衝撃吸収性がある。発泡アルミ３ｂ、５ｂの大きさは、２５００ｍｍ×６５０ｍｍ×４５０ｍｍの物を必要に応じて切出し又はスライス加工して使用する。

切り出し、又はスライス加工した物の断面切口は、発泡アルミ３ｂ、５ｂのセル断面が露出している。切出し又はスライス加工した発泡アルミ３ｂ、５ｂをプレス圧縮又はローラープレスすることでヤング率を高めることが可能である。圧縮することで体積が減るため、比重は大きくなる。

この発泡アルミ３ｂ、５ｂを、前記加飾シート１と一緒に、金型にインサート又はインモールドした状態で、合成樹脂３ａ、５ａの成形を行う。成形方法は、通常の射出成形、スタンピング成形、射出プレス成形の何れでも良く、それらの組み合わせでも良い。溶融樹脂の熱により、加飾シート１の裏側の透過シート１ａが軟化して、合成樹脂３ａ、５ａと確実に接合される。加飾シート１を、本実施形態のような三層構造でなく、単純な透過シート１ａと織物シート１ｂからなる二層構造にし、加熱軟化した合成樹脂３ａ、５ａが加飾シート１の裏側の織物シート１ｂに直接接するような場合でも、溶融樹脂が織物シート１ｂの繊維の隙間に入り込むため、確実に接合する。

発泡アルミ３ｂ、５ｂをインサート又はインモールドするため、成形時に発泡アルミ３ｂ、５ｂが溶融樹脂の熱を奪い、合成樹脂３ａ、５ａの固化速度が高まることとなり、合成樹脂３ａ、５ａ側におけるボイドの発生が抑制される。

合成樹脂３ａ、５ａは、前記の成形方法に使用できる材料であれば何でも良い（例えばポリプロピレン）。また、合成樹脂３ａ、５ａ中に、強度を高めるための強化フィラーを混合しても良い。

強化フィラーとしては、短繊維のガラスフィラー（ＧＦ）、長繊維のガラスフィラー（ＬＧＦ）、ランダム長繊維のガラスフィラー（ＲＧＦ・ＧＭＴガラスマットサーモプラスチック）、ガラス繊維織物（ＴＧＦ）、短繊維の炭素繊維（ＣＦ）、長繊維の炭素繊維（ＬＣＦ）、ランダム長繊維の炭素繊維（ＲＣＦ）、炭素繊維織物（ＴＣＦ）、ステンレスの短繊維（ＳＦ）、ステンレスの長繊維（ＬＳＦ）などの強化繊維を使用することができる。他にも、タルク、マイカ（雲母）、貝殻紛、植物繊維が使用でき、上記フィラーとのランダムな組み合わせが容易で使用用途に応じた物性値（曲げ弾性率、引っ張り破断点強度、Ｉｚｏｄ衝撃値）が得られる。

成形時の樹脂圧が通常でも、合成樹脂３ａが発泡アルミ３ｂのセルを突き破り、発泡アルミ３ｂの内部へ部分的に浸透した状態となる（図３参照）。従って、発泡アルミ３ｂに対する合成樹脂３ａのアンカー効果により、合成樹脂３ａと発泡アルミ３ｂとの接合強度が高まる。

成形時の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂５ａが発泡アルミ５ｂのセルを突き破って反対側の面まで達した状態となる（図４参照）。従って、合成樹脂５ａと発泡アルミ５ｂとの接合強度が更に高まる。

この第１実施例によれば、熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シート１ａと、炭素繊維含有の織物シート１ｂとを、少なくとも表面側に透過シート１ａが位置するように二層又は多層構成で接合して加飾シート１を形成したため、この加飾シート１を他の高剛性成形品３、５に表面に接合することにより、その高剛性成形品３、５の表面に、透過シート１ａから透けて見える炭素繊維含有の織物シート１ｂの模様が表れ、従来の炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性をその高剛性成形品３、５に対して付与することができる。透過シート１ａが熱可塑性樹脂のため織物シート１ｂとの接合に要する時間が短く、量産性に優れる。

また、炭素繊維強化樹脂と同様の加飾性を有する加飾シート１を、高剛性成形品３、５の表面に接合することにより、加飾高剛性成形品２、４を形成したため、加飾性と高剛性が求められる自動車の外板部品等への適用に好適である。

更に、高剛性成形品３、５が、合成樹脂３ａ、５ａに発泡アルミ３ｂ、５ｂを接合した構造のため、合成樹脂３ａ、５ａの基本的機能に、発泡アルミ３ｂ、５ｂのもつ静電シールド性、導電性、防音性、保温性、衝撃吸収性等の機能を付加をすることができる。

加えて、高剛性成形品３、５が合成樹脂３ａ、５ａと発泡アルミ３ｂ、５ｂから成る二層構造であるため、構造が単純で、二次加工が容易であると共に、加飾シート１の表面側の透過シート１ａにおける表面に、光触媒層（図示せぬ）が形成されているため、加飾シート１の表面の防汚・抗菌効果が得られる。

図５及び図６は、本発明の第２実施例を示す図である。以下の実施例では、第１実施例と高剛性成形品７、９の部分だけ相違するので、高剛性成形品７、９の構造のみを詳しく説明し、加飾シート１自体の説明は省略する。

第２実施例では、基本的に合成樹脂７ａ、９ａの間に、発泡アルミ７ｂ、９ｂを挟んだ三層構造からなる高剛性成形品７、９に、加飾シート１を接合することで、加飾高剛性成形品６、８を形成している。図５は、高剛性成形品７の成形時の樹脂圧が通常な場合の加飾高剛性成形品６を示し、図６は高剛性成形品９の成形時の樹脂圧を高めた場合の加飾高剛性成形品８を示している。

図５の樹脂圧が通常の場合は、合成樹脂７ａが発泡アルミ７ｂのセルを突き破り、発泡アルミ７ｂの内部へ部分的に浸透した状態となる。図６の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂９ａが発泡アルミ９ｂのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂９ａ同士が連通した状態になっている。従って、合成樹脂９ａと発泡アルミ９ｂから成る三層間の接合強度が更に高まる。

また、発泡アルミ７ｂ、９ｂを合成樹脂７ａ、９ａの間に挟んだ三層構造は、発泡アルミ７ｂ、９ｂの両面が合成樹脂７ａ、９ａにより覆われるため、発泡アルミ７ｂ、９ｂの酸化防止効果がある。

図７及び図８は、本発明の第３実施例を示す図である。第３実施例も、先の実施例と高剛性成形品１１、１３の部分だけ相違するので、高剛性成形品１１、１３の構造のみを詳しく説明し、加飾シート１自体の説明は省略する。

第３実施例では、基本的に発泡アルミ１１ｂ、１３ｂの間に、合成樹脂１１ａ、１３ａを挟んだ三層構造からなる高剛性成形品１１、１３に、加飾シート１を接合することにより、加飾高剛性成形品１０、１２を形成している。図７は、高剛性成形品１１の成形時の樹脂圧が通常な場合の加飾高剛性成形品１０を示し、図８は高剛性成形品１３の成形時の樹脂圧を高めた場合の加飾高剛性成形品１２を示している。

図７の樹脂圧が通常の場合は、合成樹脂１１ａが発泡アルミ１１ｂのセルを突き破り、発泡アルミ１１ｂの内部へ部分的に浸透した状態となる。図８の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂１３ａが発泡アルミ１３ｂのセルを突き破って反対側の面まで達した状態となる。従って、合成樹脂１３ａと発泡アルミ１３ｂとの接合強度が更に高まる。

発泡アルミ１１ｂ、１３ｂの間に合成樹脂１１ａ、１３ａを挟んだ三層構造であるため、二層の発泡アルミ１１ｂ、１３ｂが中間の合成樹脂１１ａ、１３ａにより結合され、発泡アルミ１１ｂ、１３ｂだけで全部を構成する場合に比べて強度が向上する。

本発明に係る加飾高剛性成形品２、４、６、８、１０、１２は、自動車のドア、バックドア（リヤゲート）、クォータパネルの外板部品、フロントエンド骨格部品等に使用することができる。また、衝撃吸収性もあるため、バンパービーム（バンパーアーマチャー）や、フロントエンドモジュール、ボンネット、トランク、アンダーカバー、コアサポート、バックパネル、トランクフロア等にも採用可能である。

この発明の第１実施例に係る加飾シートを示す分解断面図。 この発明の第１実施例に係る加飾シートを示す断面図。 この発明の第１実施例に係る加飾高剛性成形品（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第１実施例に係る加飾高剛性成形品（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第２実施例に係る加飾高剛性成形品（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第２実施例に係る加飾高剛性成形品（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第３実施例に係る加飾高剛性成形品（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第３実施例に係る加飾高剛性成形品（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。

符号の説明

１ 加飾シート
１ａ 透過シート
１ｂ 織物シート
２、４、６、８、１０、１２ 加飾高剛性成形品
３、５、７、９、１１、１３ 高剛性成形品
３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ 合成樹脂
３ｂ、５ｂ、７ｂ ９ｂ、１１ｂ、１３ｂ 発泡アルミ

Claims (12)

1. 熱可塑性樹脂から成る透明又は半透明の透過シート（１ａ）と、炭素繊維含有の織物シート（１ｂ）とを、少なくとも表面側に透過シート（１ａ）が位置するように二層又は多層構成で接合したことを特徴とする加飾シート。
2. 透明又は半透明の熱可塑性樹脂から成る透過シート（１ａ）と、炭素繊維を含有した織物シート（１ｂ）とを、少なくとも表面側に透過シート（１ａ）が位置するように二層又は多層構成で接合して加飾シート（１）を形成し、
   該加飾シート（１）を高剛性成形品（３、５、７、９、１１、１３）の表面に接合したことを特徴とする加飾高剛性成形品。
3. 請求項２に記載の加飾高剛性成形品（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   高剛性成形品（３、５、７、９、１１、１３）が、合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）に発泡アルミ（３ｂ、５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂ）を接合した構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品。
4. 請求項３に記載の加飾高剛性成形品（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）が強化フィラーを含んでいることを特徴とする加飾高剛性成形品。
5. 請求項３又は請求項４に記載の加飾高剛性成形品（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   高剛性成形品（３、５、７、９、１１、１３）の合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）と発泡アルミ（３ｂ、５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂ）の接合が、射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われていることを特徴とする加飾高剛性成形品。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の加飾高剛性成形品（２、４）であって、
   高剛性成形品（３、５）が、合成樹脂（３ａ、５ａ）と発泡アルミ（３ｂ、５ｂ）から成る二層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品。
7. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の加飾高剛性成形品（６、８）であって、
   高剛性成形品（７、９）が、合成樹脂（７ａ、９ａ）の間に発泡アルミ（７ｂ、９ｂ）を挟んだ三層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品。
8. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の加飾高剛性成形品（１０、１２）であって、
   高剛性成形品（１１、１３）が、発泡アルミ（１１ｂ、１３ｂ）の間に合成樹脂（１１ａ、１３ａ）を挟んだ三層構造であることを特徴とする加飾高剛性成形品。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の加飾高剛性成形品（２、６、１０）であって、
   高剛性成形品（３、７、１１）の合成樹脂（３ａ、７ａ、１１ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（３ｂ、７ｂ、１１ｂ）のセルを突き破り、発泡アルミ（３ｂ、７ｂ、１１ｂ）の内部へ浸透した状態になっていることを特徴とする加飾高剛性成形品。
10. 請求項６又は請求項９に記載の加飾高剛性成形品（４、１２）であって、
    高剛性成形品（５、１３）の合成樹脂（５ａ、１３ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（５ｂ、１３ｂ）のセルを突き破り、発泡アルミ（５ｂ、１３ｂ）の反対側の面まで達してることを特徴とする加飾高剛性成形品。
11. 請求項８に記載の加飾高剛性成形品（８）であって、
    高剛性成形品（９）の合成樹脂（９ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（９ｂ）のセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂（９ａ）同士が連通した状態になっていることを特徴とする加飾高剛性成形品。
12. 請求項２〜１１のいずれか１項に記載の加飾高剛性成形品（２、４、６、８、１０、１２）であって、
    加飾シート（１）の透過シート（１ａ）の表面に光触媒層が形成されていることを特徴とする加飾高剛性成形品。

Images