JP5091522B2 - Surface treatment method for fiber reinforced resin molded products - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化樹脂成型品同士を接着する前に行われる繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a surface treatment method for a fiber-reinforced resin molded product performed before bonding fiber-reinforced resin molded products to each other.
例えば自動車部品などの樹脂成型品31同士を接着して組み立てる場合、樹脂成型品31の表面31aに不要物32が付着していると十分な接着強度が得られない為、この不要物32を予め除去しておく必要がある。
For example, when assembling by bonding resin molded
そこで、従来、樹脂成型品31の表面31aに付着した不要物32を除去する場合、樹脂成型品31を薬液(例えば特開平7−11297号に開示される洗浄剤)に浸漬して不要物32を除去する薬液処理が一般的に行われているが、不要物32が例えば成型時に使用した離型剤32であり、この離型剤32が図11に図示したように成型時に樹脂成型品31の樹脂表層部位31A内に入り込んだ状態となった場合、薬液に浸漬するだけではこの離型剤32を完全には除去することができない。
Therefore, conventionally, when removing the
この樹脂成型品31の樹脂表層部位31A内に入り込んだ離型剤32を完全に除去するには、離型剤32が入り込んだ位置まで樹脂成型品31の樹脂表層部位31Aを削る処理が有効であり、例えばサンドペーパーで削るサンドペーパー処理が考えられるが、このサンドペーパー処理は、樹脂成型品31が大型であったり特殊な形状(湾曲形状)であった場合に削りムラができてしまい、しかも、削った際に削り屑が飛散してしまい環境上好ましくない。
In order to completely remove the
特に樹脂成型品31が繊維強化樹脂を用いた樹脂成型品31であった場合、樹脂成型品31の樹脂表層部位31Aを削り過ぎて樹脂成型品31の表面から5〜10μ程度の深さ位置から存在する強化繊維31Bが露出することによっても十分な接着力が得られなくなるが、前述したサンドペーパー処理では強化繊維31Bを露出させずに定量削るのは極めて困難である。
In particular, when the resin molded
また、前述したサンドペーパー処理の他にも、樹脂成型品31の樹脂表層部位31Aを削る処理として、砥粒を圧縮空気により加速して噴射するサンドブラスト処理が考えられ、このサンドブラスト処理であれば前述したサンドペーパー処理に比して削り量を一定にすることができ、しかも、処理面に微細な凹凸が形成され表面積を大きくすることができる為、接着力の向上が期待できる。
In addition to the sandpaper treatment described above, as a treatment for cutting the resin
しかしながら、このサンドブラスト処理も前述したサンドペーパー処理と同様、噴射した砥粒や削り屑が周囲へ飛散して環境上好ましくなく、しかも、前述したように樹脂成型品31の表面31aから5〜10μ程度の深さ位置にある強化繊維31Bを露出させずに樹脂表層部位31Aを浅く削ろうとする場合、砥粒は可及的に小さくしなければならないが、実際に微細な砥粒を吹き付けようとすると空気抵抗を受けて有効な加工力が得られない為(微細な砥粒を加工面に勢い良くぶつけることができない為)、良好な削り処理を行うことができない。
However, this sandblasting treatment is also unfavorable to the environment because the sprayed abrasive grains and shavings scatter to the surroundings as in the case of the sandpaper treatment described above. When the resin
以上のように、従来、特に樹脂成型品31の樹脂表層部位31Aに入り込んだ離型剤32を良好に除去し得る処理が提案されていないのが現状である。
As described above, the present situation is that no treatment has been proposed so far that the
本発明者は、前述した問題点に鑑み、種々の実験・研究を繰り返し行った結果、液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射して繊維強化樹脂成型品の表面処理をすることにより、繊維強化樹脂成型品同士の接着前に該接着の阻害因子となる不要物を確実且つ良好に除去し得る画期的な繊維強化樹脂成型品の表面処理方法を発明した。 As a result of repeatedly conducting various experiments and researches in view of the above-mentioned problems, the present inventor performs surface treatment of a fiber-reinforced resin molded article by injecting a slurry that is a mixture of liquid and abrasive grains. An innovative surface treatment method for a fiber-reinforced resin molded product has been invented that can reliably and satisfactorily remove unwanted substances that inhibit the adhesion before the fiber-reinforced resin molded products are bonded to each other.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
繊維強化樹脂成型品1同士を接着する前に行う表面処理方法であって、液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を0.2MPa以上の噴射圧で噴射し、前記繊維強化樹脂成型品1の強化繊維が露出しないように樹脂表層部位1Aを削ることで該繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着する不要物5を除去し、前記スラリ4中の液体2の前記繊維強化樹脂成型品1に対する接触角を確知して前記不要物5の除去度合いを確認することを特徴とする繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に係るものである。
A surface treatment method performed before adhering fiber reinforced resin molded products 1 to each other , wherein slurry 4 which is a mixture of
また、繊維強化樹脂成型品1同士を接着する前に行う表面処理方法であって、前記繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着する不要物5を除去すべく、液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を0.2MPa以上の噴射圧で噴射し、前記スラリ4中の液体2の前記繊維強化樹脂成型品1に対する接触角を確知して前記不要物5の除去度合いを確認しながら、前記繊維強化樹脂成型品1の強化繊維が露出しないように樹脂表層部位1Aを削り前記不要物5を除去することを特徴とする繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に係るものである。
Moreover, it is a surface treatment method performed before adhering the fiber reinforced resin molded products 1 to each other, and in order to remove the
また、請求項1,2いずれか1項に記載の繊維強化樹脂成型品の表面処理方法において、前記繊維強化樹脂成型品1の樹脂含有率は10〜75%であることを特徴とする繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に係るものである。
The fiber-reinforced, characterized in that the surface treatment method of a fiber-reinforced resin molded article according to any one of
また、請求項1〜3いずれか1項に記載の繊維強化樹脂成型品の表面処理方法において、前記砥粒3として約10μm以下の微粒子砥粒を採用したことを特徴とする繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に係るものである。
Further, according to the claim 1 to 3 The surface treatment method of a fiber-reinforced resin molded article according to any one, a fiber-reinforced resin moldings, characterized by employing about 10μm less fine abrasive grains as the
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の繊維強化樹脂成型品の表面処理方法において、前記不要物5は、前記繊維強化樹脂成型品1の成形の際に使用される離型剤であることを特徴とする繊維強化樹脂成型品の表面処理方法に係るものである。Moreover, in the surface treatment method of the fiber reinforced resin molded product according to any one of claims 1 to 4, the
本発明は上述のように構成したから、前述した従来処理と異なり、繊維強化樹脂成型品同士の接着前に該接着の阻害因子となる不要物を確実且つ良好に除去できる表面処理が行えることになるなど従来にない画期的な繊維強化樹脂成型品の表面処理方法となる。 Since the present invention is configured as described above, unlike the above-described conventional treatment, it is possible to perform a surface treatment that can reliably and satisfactorily remove unwanted substances that inhibit the adhesion before bonding between fiber reinforced resin molded products. This is an innovative surface treatment method for a fiber-reinforced resin molded product that has never been seen before.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて簡単に説明する。 Embodiments of the present invention considered to be suitable will be briefly described with reference to the drawings.
本発明は、繊維強化樹脂成型品1同士を接着する前において、繊維強化樹脂成型品1に液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を噴射して前記繊維強化樹脂成型品1の表面処理を行う。
The present invention, prior to bonding the fiber-reinforced resin molded article 1 with each other, the slurry 4 by spraying the surface of the fiber-reinforced resin moldings 1 is a mixture of
この際、スラリ4を構成する砥粒3は液体2により運ばれて繊維強化樹脂成型品1の表面1aに衝突せしめられ、該砥粒3の衝突により繊維強化樹脂成型品1の樹脂表層部位1Aは削られて該繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着した不要物5は除去され(繊維強化樹脂成型品1の樹脂表層部位1A内に入り込んだ不要物5まで除去される。)、更に、繊維強化樹脂成型品1の表面1aには細かい凹凸が形成される。
At this time, the
従って、繊維強化樹脂成型品1同士の接着前に該接着の阻害因子となる不要物を確実且つ良好に除去することができ、しかも、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに細かい凹凸が形成されることで表面積が広くなるから、繊維強化樹脂成型品1同士の堅固な接着が行われることになる。 Therefore, before the fiber reinforced resin molded products 1 are bonded to each other, unnecessary substances that become an obstruction factor for the bonding can be removed surely and satisfactorily, and fine irregularities are formed on the surface 1a of the fiber reinforced resin molded product 1. As a result, the surface area is increased, and thus the fiber-reinforced resin molded products 1 are firmly bonded to each other.
また、本発明は、液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を噴射して繊維強化樹脂成型品1の表面処理をする為、噴射された砥粒3や削り屑は液体2に保持されて周囲への飛散が可及的に抑制されることになり、しかも、微細な砥粒3であっても、質量の多い液体2により運ばれて繊維強化樹脂成型品1の表面1aに勢いよく衝突するから、繊維強化樹脂成型品1の表面1aから浅い位置までの削り処理が確実に行えることになり、よって、砥粒3を適宜選択することにより、表面1aから5〜10μ程度の深さ位置にある強化繊維1Bを露出させずに樹脂表層部位1Aを浅く削る処理が行えることになる。
Further, in the present invention , since the slurry 4 which is a mixture of the
また、本発明においては、従来から不要物5の除去処理後に行われる該不要物5の除去度合いを確認する試験(水濡れ性試験)も極めて効率良く行われることになる。
In the present invention , a test (water wettability test) for confirming the degree of removal of the
即ち、この試験は、図8に図示したように除去処理後の繊維強化樹脂成型品1の表面1aに水Wを落とし、この水Wにおける繊維強化樹脂成型品1の表面1aに対する接触角Rの確知により不要物5の除去度合いを確認するものであるが(接触角Rが大きいほど不要物5の除去度合いが良好であることを表す。)、実際には、接触角Rが厳密に何度であるかを計測するものではなく、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに落とした水Wが玉状になるか膜状になるかで確認するものであり、接触角Rが小さいほど水Wは玉状となり(不要物5の除去度合いが低く親水性が低い)、接触角Rが大きいほど水Wは膜状となる(不要物5の除去度合いが高く親水性が高い)。
That is, in this test, as shown in FIG. 8, water W is dropped on the surface 1a of the fiber reinforced resin molded article 1 after the removal treatment, and the contact angle R of the water W with respect to the surface 1a of the fiber reinforced resin molded article 1 is measured. Although the degree of removal of the
この点、本発明においては、不要物5を除去する際に使用するスラリ4の液体2をそのまま前記試験に利用することができる為、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着する不要物5の除去と該不要物5の除去度合いを確認する試験を効率良く迅速且つ確実に行えることになる。
In this respect, in the present invention , since the
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、繊維強化樹脂成型品1同士を接着する前に行われる該繊維強化樹脂成型品1の表面1aを処理する方法であり、後述する液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を噴射する表面処理装置を使用して行われる。
The present embodiment is a method of treating the surface 1a of the fiber reinforced resin molded product 1 performed before bonding the fiber reinforced resin molded products 1 to each other, and is a slurry that is a mixture of the
具体的には、この表面処理装置は、図2に図示したように被処理体搬送機能を具備し、スラリ噴射部9と、下方位置に配設されるスラリ貯溜部6と、このスラリ貯溜部6からポンプ装置7を介してスラリ噴射部9へスラリ4を搬送するスラリ搬送部8とから成り、前記スラリ噴射部9から噴射されたスラリ4は前記スラリ貯溜部6へ送られて再利用される構成である。
Specifically, as shown in FIG. 2, the surface treatment apparatus has a function of conveying an object to be processed, and includes a
スラリ貯溜部6は、所定量のスラリ4を貯溜することができ、この内部に貯留されるスラリ4を常時撹拌するスラリ撹拌機能が設けられている。 The slurry storage unit 6 can store a predetermined amount of the slurry 4 and is provided with a slurry stirring function for constantly stirring the slurry 4 stored therein.
スラリ噴射部9は、図1に図示したように繊維強化樹脂成型品1を搬送する搬送部10の上方に配されるスラリ噴射本体9Aと、このスラリ噴射本体9Aから下方へ向けて突設されるノズル体9Bとで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
スラリ噴射本体9Aは、その側面部に前述したスラリ搬送部8が接続されるとともに、上面部に別回路で設けられる圧縮空気搬送部11が接続されており、スラリ搬送部8から供給されるスラリ4を圧縮空気搬送部11から供給される圧縮空気により加速して、所定の噴射速度でノズル体9Bから噴射されるように構成されている。
The slurry injection
液体2と約10μm以下の微粒子砥粒3とを混合したスラリ4を約50mm/secの噴射速度で繊維強化樹脂成型品1の表面1aに噴射させると、該繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着した不要物5が良好に除去され、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに細かい凹凸が形成される。
When the slurry 4 in which a mixture of a
ノズル体9Bは、ノズル開口部が方形状となる巾広ガンタイプに構成されており、このノズル開口部は、繊維強化樹脂成型品1の巾と同一若しくはそれ以上の巾となるように設定されており、よって、スラリ4は繊維強化樹脂成型品1の巾と同一若しくはそれ以上の巾で噴射されることになる。
The
また、本実施例で使用するスラリ4は、液体2と微粒子砥粒3との混合物である。
Further, the slurry 4 used in the present embodiment is a mixture of the
この砥粒3としては、微粒子のアルミナ、セラミック、ガラス、樹脂、ステンレスなど適宜採用される。
As the
以上の構成からなる表面処理装置Sを使用し、以下のような加工条件下で繊維強化樹脂成型品1における表面処理を行った。
砥粒・・・アルミナ♯2000(平均粒径7μ)
エアー圧力・・・0.2MPa
ノズル巾・・・90mm
ノズル移動速度・・・50mm/sec
繊維強化樹脂成型品1の表面1aまでのノズル距離・・・50mm
Using the surface treatment apparatus S having the above configuration, the surface treatment was performed on the fiber-reinforced resin molded article 1 under the following processing conditions.
Abrasive grain: Alumina # 2000 (average grain size 7μ)
Air pressure: 0.2 MPa
Nozzle width ... 90mm
Nozzle moving speed ... 50mm / sec
Nozzle distance to the surface 1a of the fiber reinforced resin molded product 1 ... 50 mm
図3に図示したように繊維強化樹脂成型品1として樹脂含有率が10〜75%の繊維強化樹脂成型品を採用し、スラリ4として、砥粒3(アルミナ)が液体3(水)に対して体積比20%となるスラリ4を使用した。 Figure 3 as a fiber-reinforced resin molded article 1 as shown tree fat content adopts the 10-75% of the fiber-reinforced resin moldings, as a slurry 4, abrasive grains 3 (alumina) liquid 3 (water) Slurry 4 having a volume ratio of 20% was used.
前記加工条件で処理した場合、図4,6に図示したように繊維強化樹脂成型品1を往復移動させる処理をすることで、繊維強化樹脂成型品1の表面1aの不要物5(離型剤)は一様に除去され、ムラのない均一な加工表面(図示省略の細かい凹凸面)が得られた。尚、繊維強化樹脂成型品1に対してノズル体9Bを往復移動させるようにしても良い。
When treated with the processing conditions, by the process of reciprocating the fiber-reinforced resin molded article 1 as shown in FIG. 4 and 6, unwanted substances on the surface 1a of the fiber-reinforced resin molded article 1 5 (release agent ) Was uniformly removed, and a uniform processed surface (fine uneven surface not shown) with no unevenness was obtained. The
また、本発明者は、その後条件等を変えた種々の実験により、この表面処理方法であれば、加工量や表面粗度の要求次第では砥粒の粒径を可及的に小さくしても良好な処理が行われることを確認している。尚、粒径が大きな砥粒3であると、衝突させた勢いで繊維強化樹脂成型品1の強化繊維1Bが露出してしまう。
In addition, the present inventor has made it possible to reduce the grain size of the abrasive grains as much as possible depending on the requirements of the processing amount and the surface roughness, according to various surface experiments by changing the conditions and the like. It has been confirmed that good processing is performed. If the
図9は前記条件において、エアー圧を変えて処理した場合の削り量の変化を示したものであり、この実験から0.2MPa以上であれば十分実施可能であることが確認できた(繊維強化樹脂成型品1同士を接着する際に十分な接着強度が得られる状態に処理できる。)。 FIG. 9 shows the change in the amount of shaving when the air pressure is changed under the above-mentioned conditions. From this experiment, it was confirmed that 0.2 MPa or more was sufficient ( fiber reinforcement). When the resin molded products 1 are bonded to each other, they can be processed so that sufficient adhesive strength is obtained.
また、本実施例は、除去処理が行われた繊維強化樹脂成型品1の表面1aにおける不要物5の除去度合いを確認する試験(前述した図8の水濡れ性試験)が行われる。
Further, in this example, a test (the water wettability test in FIG. 8 described above) for confirming the degree of removal of the
具体的には、前述した表面処理を行い繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着する不要物5を除去した後、この表面処理で使用するスラリ4中の液体2の繊維強化樹脂成型品1に対する接触角の確知により不要物5の除去度合いを確認する。
Specifically, after the surface treatment described above is performed and the
図4,5に図示したように、除去処理の途中段階では、未だ一部の不要物5が残存している為、スラリ4中の液体2が玉状となり、図6,7に図示したように、除去処理の最終段階では、不要物5が残存していない為、スラリ4中の液体2が膜状となる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the middle of the removal process, a part of the
本実施例では、スラリ噴射部9に係るノズル体9Bを不要物5が完全に除去されるであろうと想定される回数を往復移動させて除去処理を行った後、スラリ噴射部9からのスラリ4の噴射を停止して、スラリ4中の液体2の繊維強化樹脂成型品1に対する接触角の確知により不要物5の除去度合いを確認しているが、不要物5の除去度合いを確認しなが表面処理を行う、即ち、ノズル体9Bの移動の作動停止を繰り返し行うようにし、このノズル体9Bを停止させる毎に不要物5の除去度合いを確認するようにしても良い。
In this embodiment, the
図10は前記条件において、エアー圧を変えて処理した場合の除去度合いを示したものであり、0.2MPaも液体2が玉状になる部分もあったが、ほんの僅かであり、0.2MPa以上であれば十分実施可能であることが確認できた(繊維強化樹脂成型品1同士を接着する際に十分な接着強度が得られる状態に処理できる。)。
FIG. 10 shows the degree of removal when the air pressure is changed under the above-mentioned conditions, and there are portions where the
本実施例は上述のように構成したから、繊維強化樹脂成型品1同士の接着前に該接着の阻害因子となる不要物5(離型剤)を確実且つ良好に除去することができ、しかも、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに細かい凹凸が形成されることで表面積が広くなるから、繊維強化樹脂成型品1同士の堅固な接着が行われることになる。 Since the present embodiment is configured as described above, it is possible to reliably and satisfactorily remove the unnecessary material 5 (release agent) that becomes an inhibition factor of the adhesion before the fiber-reinforced resin molded articles 1 are adhered to each other. since the surface area by fine irregularities on the surface 1a of the fiber-reinforced resin molded article 1 is formed it becomes wider, so that the firm adhesion of the fiber-reinforced resin molded article 1 with each other is performed.
また、本実施例は、液体2と砥粒3との混合物であるスラリ4を噴射して繊維強化樹脂成型品1の表面処理をする為、噴射された砥粒3や削り屑は液体2に保持されて周囲への飛散が可及的に抑制されることになり、しかも、微細な砥粒3であっても質量の多い液体2により運ばれて繊維強化樹脂成型品1の表面1aに勢いよく衝突するから、繊維強化樹脂成型品1の表面1aから浅い位置までの削り処理が確実に行えることになり、よって、砥粒3を適宜選択することにより、例えば繊維強化樹脂を用いた繊維強化樹脂成型品1であっても表面1aから5〜10μ程度の深さ位置にある強化繊維1Bを露出させずに樹脂表層部位1Aを浅く削る処理が行えることになる。
Further, in this embodiment, since the slurry 4 which is a mixture of the
また、本実施例は、不要物5を除去する際に使用するスラリ4の液体2をそのまま前記試験に利用することができる為、繊維強化樹脂成型品1の表面1aに付着する不要物5の除去と該不要物5の除去度合いを確認する試験が効率良く迅速且つ確実に行われることになる。
Moreover, since the
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 Note that the present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
1 繊維強化樹脂成型品
1A 樹脂表層部位
1a 表面
2 液体
3 砥粒
4 スラリ
5 不要物
1 Fiber reinforced resin molded product
1A resin surface layer
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