樹脂部材の表面処理方法

【課題】本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な樹脂部材の表面処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂部材１同士を接着する前に行われる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を噴射して前記樹脂部材１の表面処理をする樹脂部材の表面処理方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材同士を接着する前に行われる樹脂部材の表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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樹脂部材の表面処理をすることにより、樹脂部材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樹脂部材の表面処理方法を発明した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１２】
樹脂部材１同士を接着する前に行われる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を噴射して前記樹脂部材１の表面処理をすることを特徴とする樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１３】
また、請求項１記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記表面処理を行い前記樹脂部材１の表面１ａに付着する不要物５を除去した後、この表面処理に使用した前記スラリ４中の液体２の前記樹脂部材１に対する接触角の確知により前記不要物５の除去度合いを確認することを特徴とする樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１４】
また、請求項１記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記表面処理で使用するスラリ４中の液体２の前記樹脂部材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ながら前記表面処理を行うことを特徴とする樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記樹脂部材１は樹脂成型品１であることを特徴とする樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記樹脂部材１は繊維強化樹脂成型品１であり、この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樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の樹脂部材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樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【００１８】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記スラリ４を噴射する噴射圧を０．２ＭＰａ以上に設定したことを特徴とする樹脂部材の表面処理方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１９】
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、樹脂部材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樹脂部材の表面処理方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
請求項１記載の発明においては、樹脂部材１同士を接着する前において、樹脂部材１に液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して前記樹脂部材１の表面処理を行う。
【００２２】
この際、スラリ４を構成する砥粒３は液体２により運ばれて樹脂部材１の表面１ａに衝突せしめられ、該砥粒３の衝突により樹脂部材１の樹脂表層部位１Ａは削られて該樹脂成型品１の表面１ａに付着した不要物５は除去され（樹脂部材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、樹脂部材１の表面１ａには細かい凹凸が形成される。
【００２３】
従って、樹脂部材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、樹脂部材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、樹脂部材１同士の堅固な接着が行われることになる。
【００２４】
また、請求項１記載の発明は、液体２と砥粒３との混合物であるスラリ４を噴射して樹脂部材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により運ばれて樹脂部材１の表面１ａに勢いよく衝突するから、樹脂部材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成型品であっても、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。
【００２５】
また、請求項２及び請求項３記載の発明においては、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。
【００２６】
即ち、この試験は、図８に図示したように除去処理後の樹脂部材１の表面１ａに水Ｗを落とし、この水Ｗにおける樹脂部材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、樹脂部材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）。
【００２７】
この点、請求項２及び請求項３記載の発明においては、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、樹脂部材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。
【実施例】
【００２８】
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。
【００２９】
本実施例は、樹脂部材１としての樹脂成型品１同士を接着する前に行われる樹脂成型品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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
スラリ噴射部９は、図１に図示したように樹脂成型品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。
【００３３】
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。
【００３４】
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の噴射速度で樹脂成型品１の表面１ａに噴射させると、該樹脂成型品１の表面１ａに付着した不要物５が良好に除去され、樹脂成型品１の表面１ａに細かい凹凸が形成される。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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
樹脂成型品１の表面１ａまでのノズル距離・・・５０ｍｍ
【００３９】
図３に図示したように樹脂成型品１として繊維強化樹脂を用いた樹脂成型品１（繊維強化樹脂の樹脂含有率は１０〜７５％）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。
【００４０】
前記加工条件で処理した場合、図４，６に図示したように樹脂成型品１を往復移動させる処理をすることで、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、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。
【００４１】
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、衝突させた勢いで樹脂成型品１の強化繊維１Ｂが露出してしまう。
【００４２】
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（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。）。
【００４３】
また、本実施例は、除去処理が行われた樹脂成型品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。
【００４４】
具体的には、前述した表面処理を行い樹脂成型品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の樹脂成形品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。
【００４５】
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。
【００４６】
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の樹脂成形品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。
【００４７】
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（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。）。
【００４８】
本実施例は上述のように構成したから、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、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、樹脂成型品１同士の堅固な接着が行われることになる。
【００４９】
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により運ばれて樹脂成型品１の表面１ａに勢いよく衝突するから、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。
【００５０】
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、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。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施例を示す斜視図である。
【図２】本実施例に係る表面処理装置の説明図である。
【図３】本実施例による処理前の樹脂成型品１を示す断面図である。
【図４】本実施例に係る樹脂部材の表面処理方法の説明図である。
【図５】本実施例に係る樹脂部材の表面処理方法の説明図である。
【図６】本実施例に係る樹脂部材の表面処理方法の説明図である。
【図７】本実施例に係る樹脂部材の表面処理方法の説明図である。
【図８】本実施例に係る樹脂部材の表面処理方法の説明図である。
【図９】本実施例の有効性を実験した結果を表した説明図である。
【図１０】本実施例の有効性を実験した結果を表した説明図である。
【図１１】従来例による処理前の樹脂成型品31を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１樹脂部材・樹脂成型品
１ａ表面
２液体
３砥粒
４スラリ
５不要物

【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材同士を接着する前に行われる表面処理方法であって、液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射して前記樹脂部材の表面処理をすることを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記表面処理を行い前記樹脂部材の表面に付着する不要物を除去した後、この表面処理に使用した前記スラリ中の液体の前記樹脂部材に対する接触角の確知により前記不要物の除去度合いを確認することを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記表面処理で使用するスラリ中の液体の前記樹脂部材に対する接触角の確知により不要物の除去度合いを確認しながら前記表面処理を行うことを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記樹脂部材は樹脂成型品であることを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記樹脂部材は繊維強化樹脂成型品であり、この繊維強化樹脂成型品の樹脂含有率は１０〜７５％であることを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記砥粒として約１０μｍ以下の微粒子砥粒を採用したことを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の樹脂部材の表面処理方法において、前記スラリを噴射する噴射圧を０．２ＭＰａ以上に設定したことを特徴とする樹脂部材の表面処理方法。

【図１】