JP5853083B1 - 複合材料装飾品の製造金型及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人工で複合材料を異質の品物に積層することにより、工数が多く掛かり、且つ接着剤の寿命が短いという問題を解決することが可能な複合材料装飾品とその製造金型及び製造方法を提供する。【解決手段】充填空間を有し、充填空間内に結合付属品定位部が成形されており、結合付属品定位部は柱であり、充填空間は結合付属品定位部を囲むように設けられており、結合付属品定位部は、互いに連接する、押付段と、嵌め段と、を有し、押付段の外径は嵌め段の外径よりも大きく、複数の樹脂注入口が設けられており、各樹脂注入口は充填空間と連通する第１金型と、基材収容空間を有し、複数の樹脂注入口が設けられており、各樹脂注入口は基材収容空間と連通する第２金型と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、複合材料装飾品の製造金型及び製造方法に関するものである。

複合材料の一つである炭素繊維複合材料は、軽くて強度及び耐腐食性が高いため、各分野に広汎に利用されている。炭素繊維複合材料は、人工で異質の品物に積層して、当該品物を装飾し、又は補強する。しかし、人工で積層する方式は、工数が多く掛かる他、炭素繊維複合材料を接着剤によって当該品物に貼り付ける場合、接着剤は劣化しやすいため、接着剤が劣化すると、炭素繊維複合材料全体が直接当該品物から離脱する問題がある。

本発明の主な目的は、複合材料が人工で異質の品物に積層することにより、工数が多く、且つ接着剤の寿命が短いという問題を解決することが可能な複合材料装飾品の製造金型及び製造方法を提供することにある。

本発明の複合材料装飾品の製造金型は、充填空間を有し、充填空間内に結合付属品定位部が成形されており、結合付属品定位部は柱であり、充填空間は結合付属品定位部を囲むように設けられており、結合付属品定位部は、互いに連接する、押付段と、嵌め段と、を有し、押付段の外径は嵌め段の外径よりも大きく、複数の樹脂注入口が設けられており、各樹脂注入口は充填空間と連通する第１金型と、基材収容空間を有し、複数の樹脂注入口が設けられており、各樹脂注入口は基材収容空間と連通する第２金型と、を含み、第１金型は、ナット状を呈する結合付属品を定位するためのものであり、結合付属品は結合部を有し、結合部はねじ穴であり、結合付属品の結合部が嵌め段を嵌めており、嵌め段と結合部が凹凸の嵌合なため、結合部が嵌め段に隠され、結合付属品は、結合部が嵌め段を嵌めた後、押付段に押付け、第２金型の基材収容空間は複数の複合材料層を収容し、第２金型の基材収容空間が設けられている面は、第１金型の充填空間が設けられている面に対向し、基材収容空間が充填空間と連接するように、第１金型と第２金型を型合わせることが可能であることを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造金型は、第１金型の充填空間の横断面形状は、ドーナツ形、矩形、又は多角形を呈することを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造方法は、第１金型の結合付属品定位部に結合付属品を定位し、結合付属品は結合部を有し、第１金型に充填空間が設けられており、充填空間の内部に結合付属品定位部が成形されており、結合付属品定位部は、互いに連接する、押付段と、嵌め段と、を有し、結合部は、少なくとも一部が嵌め段に隠され、押付段に押付ける結合付属品定位ステップと、複数の複合材料層を重ねて第２金型の基材収容空間に収容する複合材料層定位ステップと、第１金型と第２金型を型合わせた後、結合付属品が複合材料層に当接する型合わせステップと、第１金型には、充填空間と連通する樹脂注入口が複数設けられており、第２金型には、基材収容空間と連通する樹脂注入口が複数設けられており、各樹脂注入口から充填樹脂を注入し、充填樹脂は、結合樹脂体と複数の繊維の混合体であり、これらの繊維は、長さ及び向きが互いに異なり、充填樹脂を第１金型の充填空間に注入して、第２金型の複合材料層の内部に滲入して、充填樹脂で第１金型と前記第２金型の間を満たす樹脂注入ステップと、樹脂注入ステップの後、温度を上昇することにより充填樹脂を固化し、充填樹脂が固化した後、充填樹脂内の繊維が複合材料層と結合して、全体が複合装飾板になり、充填空間にある充填樹脂が固化したと結合部になり、結合部が結合付属品を覆うように結合付属品と結合し、充填樹脂は結合部と複合装飾板を結合する固化ステップと、固化ステップの後、第１金型と第２金型を分離して、複合材料装飾品を取り出す離型ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造方法は、樹脂注入ステップにおいて、結合樹脂体は、樹脂類材料、又は熱可塑性材料であることを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造方法は、樹脂類材料である結合樹脂体は、エポキシ、ポリウレタン、又はビニールエステルを採用することを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造方法は、熱可塑性材料である結合樹脂体は、ナイロン、ポリカーボネート、又はポリウレタンを採用することを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造方法は、繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、石綿繊維、又は人造繊維を採用することを特徴とする。

本発明の複合材料装飾品の製造金型及び製造方法によれば、人工で複合材料を異質の品物に積層することにより、工数が多く掛かり、且つ接着剤の寿命が短いという問題を解決できるという効果を有する。

本発明の一実施例の複合材料装飾品の製造金型の構造を示す分解断面図である。 本発明の一実施例の複合材料装飾品の製造金型を型合わせた状態を示す模式図である。 本発明の一実施例の複合材料装飾品の製造金型により、複合材料装飾品を製造する方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例の複合材料装飾品の製造金型によって作製される複合材料装飾品の構造を示す断面図である。 本発明の一実施例の複合材料装飾品の製造金型によって作製される複合材料装飾品の構造を示す斜視図である。 複合材料装飾品をホイールに組付ける方法を示す斜視図である。 複合材料装飾品がホイールに組付けられている状態を示す断面図である。 複合材料装飾品がドアハンドルに組付けられている状態を示す模式図である。 複合材料装飾品がバンパーに組付けられている状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施例の複合材料装飾品の製造方法は、製造金型により複合材料装飾品を製造する。複合材料装飾品の製造金型は、第１金型１０と、第２金型２０と、を含む。

第１金型１０は充填空間１１を有する。充填空間１１内に結合付属品定位部１２が成形されている。本実施例では、充填空間１１の横断面形状がドーナツ形を呈し、充填空間１１が結合付属品定位部１２を囲むように設けられているが、本発明はこれらに限定されない。充填空間１１の横断面形状は、矩形、又は多角形を呈してもよい。結合付属品定位部１２は柱である。結合付属品定位部１２は、互いに連接する、押付段１２１と、嵌め段１２２と、を有する。押付段１２１の外径は嵌め段１２２の外径よりも大きい。第１金型１０に複数の樹脂注入口１３が設けられている。各樹脂注入口１３は充填空間１１と連通する。第１金型１０の一端の表面にガイド柱１４が複数設けられている。
第１金型１０は、結合付属品Ａを定位するためのものである。結合付属品Ａは結合部Ａ１を有する。結合部Ａ１はねじ穴である。結合付属品Ａの結合部Ａ１が嵌め段１２２を嵌めており、嵌め段１２２と結合部Ａ１が凹凸の嵌合によって、結合部Ａ１が嵌め段１２２に隠される。結合付属品Ａは、結合部Ａ１が嵌め段１２２を嵌めた後、押付段１２１に押付ける。

第２金型２０は基材収容空間２１を有する。第２金型２０に複数の樹脂注入口２２が設けられている。各樹脂注入口２２は基材収容空間２１と連通する。第２金型２０の一端の表面に複数のガイド穴２３が成形されている。第２金型２０の基材収容空間２１は複数の複合材料層Ｂを収容する。第２金型２０の基材収容空間２１が設けられている面は、第１金型１０の充填空間１１が設けられている面に対向する。基材収容空間２１が充填空間１１と連接するように、第１金型１０と第２金型２０を型合わせることが可能である。

次に、本実施例の複合材料装飾品の製造方法を説明する。本実施例の複合材料装飾品の製造方法は、結合付属品定位ステップＩと、複合材料層定位ステップＩＩと、型合わせステップＩＩＩと、樹脂注入ステップＩＶと、固化ステップＶと、離型ステップＶＩと、を含む。

結合付属品定位ステップＩは、第１金型１０の結合付属品定位部１２に結合付属品Ａを定位し、結合付属品Ａは結合部Ａ１を有し、結合付属品Ａの結合部Ａ１は、少なくとも一部が結合付属品定位部１２の嵌め段１２２に隠され、押付段１２１に押付ける。

複合材料層定位ステップＩＩは、複数の複合材料層Ｂを重ねて第２金型２０の基材収容空間２１に収容する。

型合わせステップＩＩＩは、第１金型１０と第２金型２０を型合わせる。型合わせているときには、第１金型１０のガイド柱１４が第２金型２０のガイド穴２３に差し込む。型合わせた後、結合付属品Ａが複合材料層Ｂに当接する。

樹脂注入ステップＩＶは、第１金型１０に樹脂注入口１３が複数設けられており、第２金型２０に樹脂注入口２２が複数設けられており、樹脂注入口１３、２２から充填樹脂Ｃを注入する。充填樹脂Ｃは、結合樹脂体Ｃ１と複数の繊維Ｃ２の混合体である。結合樹脂体Ｃ１は、樹脂類材料、又は熱可塑性材料である。
樹脂類材料である結合樹脂体Ｃ１は、エポキシ、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＰＵ）、又はビニールエステル（Ｖｉｎｙｌ ｅｓｔｅｒ）を採用する。熱可塑性材料である結合樹脂体Ｃ１は、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はポリウレタンを採用する。これらの繊維Ｃ２は、炭素繊維、ガラス繊維、鉱石繊維（玄武岩繊維、石綿繊維）、又は人造繊維を採用する。これらの繊維Ｃ２は、長さ及び向きが互いに異なり、結合樹脂体Ｃ１に混入されている。
第１金型１０に注入する充填樹脂Ｃは、第１金型１０の充填空間１１を満たす。第２金型２０に注入する充填樹脂Ｃは、第２金型２０の複合材料層Ｂの内部に滲入する。そして充填樹脂Ｃは第１金型１０と前記第２金型２０の間を満たす。

固化ステップＶは、樹脂注入ステップＩＶの後、第１金型１０と第２金型２０との温度を上昇させることにより充填樹脂Ｃを固化する。充填樹脂Ｃが固化した後、充填樹脂Ｃ内の繊維Ｃ２が各複合材料層Ｂと結合して、全体が複合装飾板３０になる。充填空間１１にある充填樹脂Ｃが固化すると結合部４０になる。結合部４０が結合付属品Ａを覆うように結合付属品Ａと結合すると同時に、充填樹脂Ｃが結合部４０と複合装飾板３０を結合する。

離型ステップＶＩは、固化ステップＶの後、第１金型１０と第２金型２０を分離して、複合材料装飾品を取り出す。

上記の複合材料装飾品の製造金型により、複合材料装飾品を製造する場合には、第１金型１０に結合付属品Ａを定位して、第２金型２０に複合材料層Ｂを定位して、型合わせステップ、樹脂注入ステップ及び固化ステップを行うと、複合材料装飾品を製造することが可能である。
第１金型１０の充填空間１１と結合付属品定位部１２の配置により、樹脂注入ステップ及び固化ステップを行った後、結合付属品Ａと複合材料層Ｂを結合することが可能であると共に、結合部４０が成形される。このように、加工プロセスは極めて簡単である。金型に樹脂を良く注入することにより、充填樹脂Ｃが各複合材料層Ｂに十分に滲入し、結合付属品Ａと複合材料層Ｂが結合され、結合部４０が成形されるため、製造の効率が高く、製造された複合材料装飾品の全体構造の結合強度が高く、製品の品質が向上する。

上記の複合材料装飾品の製造金型によって作製される複合材料装飾品は、複合装飾板３０と、結合付属品Ａと、結合部４０と、を含む。

複合装飾板３０は、結合樹脂体Ｃ１及び複数の繊維Ｃ２によって複数の複合材料層Ｂを結合する構成を含む。結合樹脂体Ｃ１は、樹脂類材料、又は熱可塑性材料である。樹脂類材料である結合樹脂体Ｃ１は、エポキシ、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＰＵ）、又はビニールエステル（Ｖｉｎｙｌ ｅｓｔｅｒ）を採用する。熱可塑性材料である結合樹脂体Ｃ１は、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はポリウレタンを採用する。これらの繊維Ｃ２は、炭素繊維、ガラス繊維、鉱石繊維（玄武岩繊維、石綿繊維）、又は人造繊維を採用する。これらの繊維Ｃ２は、長さ及び向きが互いに異なる。

結合付属品Ａは、複合装飾板３０の一面に結合されており、結合部Ａ１を有する。本実施例では、結合付属品Ａがナットであり、結合部Ａ１がねじ穴である。

結合付属品Ａの数量に対応する結合部４０は、結合付属品Ａを覆うように複合装飾板３０の一面に結合されている。本実施例では、結合部４０が円形ロッド構造を採用するが、もちろん、矩形ロッド構造、又は多角形ロッド構造を採用してもよい。
図１及び図２に示す結合部４０を例にして説明するが、結合部４０の数量と複合装飾板３０の位置はこれらに限定されない。例えば図３から図６に示すように、複合装飾板３０に二つの結合部４０が設けられていてもよい。

次に、本発明の製造金型又は製造方法によって作製される複合材料装飾品の使用状態を説明する。複合材料装飾品３０は、図５から図８に示すように、結合部４０が結合されている面に、色、模様や商標などを塗布し、又は印刷してもよい。複合材料装飾品を合わせようとする品物Ｄに、結合部４０が挿通可能な合わせ結合部Ｄ１を設けるだけでよい。
品物Ｄに複合材料装飾品を結合する場合には、前記複合材料装飾品の結合部４０を合わせ結合部Ｄ１に挿通して、固定具Ｅを結合部４０に差し込んで結合付属品Ａに固定する。本実施例では、結合付属品Ａがナットであり、固定具Ｅがねじ軸である。もちろん、結合付属品Ａがねじ軸であり、固定具Ｅがナットでもよい。

図５を参照する。本発明の製造金型又は製造方法によって作製される複合材料装飾品が組み付けられている品物Ｄはホイールである。このように、本発明の複合材料装飾品により、ホイールが装飾される。
図７及び図８を参照する。品物Ｄは、ドアハンドル、又はバンパーでもよい。衝突されやすいドアハンドルやバンパーに前記複合材料装飾品を組付けることにより、装飾の効果を有する他、複合装飾板３０により、品物Ｄの構造が補強される。本発明の製造金型又は製造方法によって作製される複合材料装飾品は、結合付属品Ａと固定具Ｅの結合であるため、結合の安定性及び強度が接着剤よりも高く、接着剤のように劣化しないので、長期間使用することが可能である。

本発明は、複合材料装飾品に適用することができる。

１０ 第１金型
１１ 充填空間
１２ 結合付属品定位部
１３ 樹脂注入口
１４ ガイド柱
２０ 第２金型
２１ 基材収容空間
２２ 樹脂注入口
２３ ガイド穴
３０ 複合装飾板
４０ 結合部
１２１ 押付段
１２２ 嵌め段
(I） 結合付属品定位ステップ
(II) 複合材料層定位ステップ
(III) 型合わせステップ
(IV) 樹脂注入ステップ
(V) 固化ステップ
(VI) 離型ステップ
Ａ 結合付属品
Ａ１ 結合部
Ｂ 複合材料層
Ｃ 充填樹脂
Ｃ１ 結合樹脂体
Ｃ２ 繊維
Ｄ１ 合わせ結合部
Ｄ 品物
Ｅ 固定具

Claims (7)

1. 充填空間を有し、前記充填空間内に結合付属品定位部が成形されており、前記結合付属品定位部は柱であり、前記充填空間は前記結合付属品定位部を囲むように設けられており、前記結合付属品定位部は、互いに連接する、押付段と、嵌め段と、を有し、前記押付段の外径は前記嵌め段の外径よりも大きく、複数の樹脂注入口が設けられており、前記各樹脂注入口は前記充填空間と連通する第１金型と、
   基材収容空間を有し、複数の樹脂注入口が設けられており、前記各樹脂注入口は前記基材収容空間と連通する第２金型と、を含み、
   前記第１金型は、ナット状を呈する結合付属品を定位するためのものであり、前記結合付属品は結合部を有し、前記結合部はねじ穴であり、前記結合付属品の前記結合部が前記嵌め段を嵌めており、前記嵌め段と前記結合部が凹凸の嵌合なため、前記結合部が前記嵌め段に隠され、前記結合付属品は、前記結合部が前記嵌め段を嵌めた後、前記押付段に押付け、
   前記第２金型の前記基材収容空間は複数の複合材料層を収容し、前記第２金型の前記基材収容空間が設けられている面は、前記第１金型の前記充填空間が設けられている面に対向し、前記基材収容空間が前記充填空間と連接するように、前記第１金型と前記第２金型を型合わせることが可能であることを特徴とする、
   複合材料装飾品の製造金型。
2. 前記第１金型の前記充填空間の横断面形状は、ドーナツ形、矩形、又は多角形を呈することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料装飾品の製造金型。
3. 第１金型の結合付属品定位部に結合付属品を定位し、前記結合付属品は結合部を有し、前記第１金型に充填空間が設けられており、前記充填空間の内部に前記結合付属品定位部が成形されており、前記結合付属品定位部は、互いに連接する、押付段と、嵌め段と、を有し、前記結合部は、少なくとも一部が前記嵌め段に隠され、前記押付段に押付ける結合付属品定位ステップと、
   複数の複合材料層を重ねて第２金型の基材収容空間に収容する複合材料層定位ステップと、
   前記第１金型と前記第２金型を型合わせた後、前記結合付属品が前記複合材料層に当接する型合わせステップと、
   前記第１金型には、前記充填空間と連通する樹脂注入口が複数設けられており、前記第２金型には、前記基材収容空間と連通する樹脂注入口が複数設けられており、前記各樹脂注入口から充填樹脂を注入し、前記充填樹脂は、結合樹脂体と複数の繊維の混合体であり、これらの前記繊維は、長さ及び向きが互いに異なり、前記充填樹脂を、前記第１金型の前記充填空間に注入して、前記第２金型の前記複合材料層の内部に滲入して、前記充填樹脂で前記第１金型と前記第２金型の間を満たす樹脂注入ステップと、
   樹脂注入ステップの後、温度を上昇させることにより前記充填樹脂を固化し、前記充填樹脂が固化した後、前記充填樹脂内の前記繊維が前記複合材料層と結合して、全体が複合装飾板になり、前記充填空間にある前記充填樹脂が固化すると結合部になり、前記結合部が前記結合付属品を覆うように前記結合付属品と結合し、前記充填樹脂は前記結合部と前記複合装飾板を結合する固化ステップと、
   固化ステップの後、前記第１金型と前記第２金型を分離して、複合材料装飾品を取り出す離型ステップと、を含むことを特徴とする、
   複合材料装飾品の製造方法。
4. 前記樹脂注入ステップにおいて、前記結合樹脂体は、樹脂類材料、又は熱可塑性材料であることを特徴とする、請求項３に記載の複合材料装飾品の製造方法。
5. 樹脂類材料である前記結合樹脂体は、エポキシ、ポリウレタン、又はビニールエステルを採用することを特徴とする、請求項４に記載の複合材料装飾品の製造方法。
6. 熱可塑性材料である前記結合樹脂体は、ナイロン、ポリカーボネート、又はポリウレタンを採用することを特徴とする、請求項４に記載の複合材料装飾品の製造方法。
7. 前記繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、石綿繊維、又は人造繊維を採用することを特徴とする、請求項３に記載の複合材料装飾品の製造方法。

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