專利名稱：合成樹脂復(fù)合體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在坯料的外周面上形成有裝飾層的合成樹脂復(fù)合體 及其制造方法，所述坯料由使基質(zhì)樹脂浸漬到強(qiáng)化纖維中得到的預(yù) 成型材形成。
背景技術(shù)：
在坯料的外周面上形成裝飾層時，利用物理蒸鍍法等方法形成 金屬薄膜層(專利文獻(xiàn)1 )。
專利文獻(xiàn)L日本專利第3159592號公報(0012、 0013段、圖1
及圖2)

發(fā)明內(nèi)容
在上述物理蒸鍍法等方法中， 一般的真空蒸鍍法，是利用電子 束或電阻加熱等適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ拐翦兊慕饘僬羝?，并使該蒸汽化?金屬原子等沉積在坯料的表面上，由此形成裝飾層。被蒸汽化的原 子等的保有能量為例如O.leV左右的低能量。
因此，即使使用這樣的真空蒸鍍法，如果是A1、 Sn、 Zn等的低 熔點(diǎn)材料，便能夠形成缺陷少的質(zhì)量良好的膜。
但是，在使包含耐腐蝕性好的Cr、 Ti等高熔點(diǎn)材料的金屬、陶 瓷等沉積而得到的裝飾層上，由于沉積的原子等是低能量的，因此， 成為柱狀晶體的結(jié)構(gòu)， 一個一個的柱之間產(chǎn)生空隙。因此，在表面 反射率等的光學(xué)特性方面以及硬度方面還存在缺陷。
本發(fā)明的目的在于提供一種合成樹脂復(fù)合體，該合成樹脂復(fù)合 體具有通過一般的物理蒸鍍法即真空蒸鍍不可能得到的、即使采用 耐腐蝕性好的Cr、 Ti等高熔點(diǎn)材料也能夠提高硬度、致密且空隙少
3的裝飾層。
(結(jié)構(gòu))
技術(shù)方案一的特征結(jié)構(gòu)為，在坯料的外周面上形成有裝飾層， 所述坯料由使基質(zhì)樹脂浸漬到強(qiáng)化纖維中得到的預(yù)成型材形成，所 述裝飾層是使高能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積而成的，其作用效果如下。
(作用)
作為沉積的原子和/或分子，選擇保有高能量狀態(tài)的原子和/或分子。
因此，通過使這樣的保有高能量狀態(tài)的原子和/或分子附著沉積 在坯料的外周面上，由此形成裝飾層。
由于保有高能量狀態(tài)且沉積在坯料上的高能量狀態(tài)的原子和/或 分子被活性化，因此，相互結(jié)合容易、裝飾層的組織致密、也幾乎
沒有空隙。
(效果)
由此，由于裝飾層形成為致密且?guī)缀鯖]有空隙的組織，因此， 可以看到表面反射率等的光學(xué)方面的改善，表面的亮度色度呈現(xiàn)接 近金屬本體的高亮的色彩，并且，表面硬度也能夠接近金屬本體。 (結(jié)構(gòu))
技術(shù)方案二的特征結(jié)構(gòu)，在技術(shù)方案一的基礎(chǔ)上，在坯料的外 周面上形成有涂飾層，并且在所述涂飾層的外周面上形成有裝飾層， 其中，所述坯料由使基質(zhì)樹脂浸漬到強(qiáng)化纖維中得5 )J的預(yù)成型材形 成，所述裝飾層是使高能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積而成的，其作 用效果如下。
(作用效果)
在具有與技術(shù)方案一相對應(yīng)的作用效果的基礎(chǔ)上，還具有如下
的效果。
也就是說，無論基底層是坯料的外周面或是涂飾層，裝飾層與 基底層之間的緊密接著性均良好、能夠得到上述那樣的空隙少的裝飾層。
(結(jié)構(gòu))
技術(shù)方案三的特征結(jié)構(gòu)，在技術(shù)方案一或二的基礎(chǔ)上，通過能 量賦予機(jī)構(gòu)將原料固體、原料氣體或原料液體中的原子和/或分子激 勵成高能量狀態(tài)、并使被激勵成該高能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積， 由此形成所述裝飾層，其作用效果如下。 (作用效果)
對從原料固體、原料氣體或原料液體中取出的原子和/或分子，
通過能量賦予機(jī)構(gòu)實(shí)施高能量化再將其取出。使處于該高能量狀態(tài) 的原子和/或分子沉積在坯料或涂飾層上。由于保有高能量狀態(tài)、且
沉積在坯料上的高能量狀態(tài)的原子和/或分子為活性化的，因此形成 為相互結(jié)合容易、致密且?guī)缀鯖]有空隙的組織。
因此，由于在坯料或涂飾層上形成致密且?guī)缀鯖]有空隙的組織， 因而能夠形成表面的亮度色度呈現(xiàn)高亮色彩的裝飾層。 (結(jié)構(gòu))
技術(shù)方案四的特征結(jié)構(gòu)，在技術(shù)方案一或二的基礎(chǔ)上，在高真 空狀態(tài)下，以高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材料的合金、作為添 加元素含有高熔點(diǎn)金屬材料的材料或陶瓷材料、利用等離子現(xiàn)象， 使被激勵成高能量狀態(tài)的原子和/或分子離子化并釋出、使釋出并被 離子化的原子和/或分子沉積，由此形成所述裝飾層，其作用效果如 下。
(作用效果)
通過利用等離子現(xiàn)象，能夠使來自高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn) 金屬材料的合金、作為添加元素含有高熔點(diǎn)金屬材料的材料或陶瓷 材料的、被激勵成高能量狀態(tài)的原子和/或分子以離子化的狀態(tài)釋出。 而且，由于使該高能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積，因此，沉積形成 的裝飾層其表面的亮度色度呈現(xiàn)高亮色彩，成為空隙少的裝飾層。 (結(jié)構(gòu))
技術(shù)方案五的特征結(jié)構(gòu)，在技術(shù)方案一或二的基礎(chǔ)上，在存在
5惰性氣體的高真空壓狀態(tài)下，配置具有能夠?qū)⑿纬伤鲅b飾層的原 子放出的高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材料的合金、作為添加元 素含有高熔點(diǎn)金屬材料的材料或陶瓷材料的負(fù)電極、以及位于與所
述負(fù)電極相對的位置的正電極，對兩電極賦予直流電使其產(chǎn)生電弧 放電現(xiàn)象，使形成所述裝飾層的原子作為高能量狀態(tài)的離子釋出在 所述負(fù)電極的表面上，將所述高能量化原子和/或分子與所述處理氣 體一同移送、使其附著沉積在所述坯料或所述涂飾層的外周面上， 由此形成所述裝飾層，其作用效果如下。 (作用效果)
在高真空壓下至少存在惰性氣體(也可以是惰性氣體與反應(yīng)性 氣體混合存在的處理氣體)的情況下，在正負(fù)兩電極間流過直流電。 這樣，在兩電極間引起電弧放電現(xiàn)象，在負(fù)電極的表面，來自高熔 點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材料的合金、作為添加元素含有高熔點(diǎn) 金屬材料的材料或陶瓷材料的離子化的原子釋出。這些離子化的原 子處于高能量狀態(tài)。
在正負(fù)兩電極之間，與惰性氣體一起，高能量化原子和電子成 為等離子狀態(tài)，高能量化原子和/或分子與惰性氣體一起移動，并使 其沉積在所述坯料或涂飾層的外周面上，形成裝飾層。
因此，由于在坯料或涂飾層上形成有致密且空隙少的組織，因 此，表面的亮度色度呈現(xiàn)出高亮色彩，能夠形成硬質(zhì)、致密、空隙 少、雜質(zhì)少的裝飾層。
另外，在采用氮化物或氧化物等的陶瓷的情況下，化合物在理 想的狀態(tài)下反應(yīng)。也就是說，如果通過蒸鍍法等使其發(fā)生反應(yīng)，有 可能不能形成目的化合物，而形成類似的化合物。例如，即使希望
形成Ti02 ，有可能形成的是TiC^.5這樣的非完全反應(yīng)物的物質(zhì)。
對此，若使用本發(fā)明的制法，便能夠以完全的方式形成目的化 合物。因此，能夠再現(xiàn)所期待的色彩表現(xiàn)(TiN的金色)、硬度、 以及光學(xué)方面的性質(zhì)(Ti02或Si02的折射率)。


圖1是表示真空式等離子處理裝置的構(gòu)成圖。
圖2是表示在竿坯件的外周面上直接形成裝飾層的狀態(tài)的縱剖
側(cè)寸見圖。
圖3是表示在竿坯件的外周面上形成涂飾層、再在該涂飾層上
形成裝飾層的狀態(tài)的縱剖側(cè)視圖。
圖4是表示真空式等離子處理裝置的其他實(shí)施結(jié)構(gòu)的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式) 對在作為坯料的竿坯件1上形成裝飾層2、由此構(gòu)成作為合成樹 脂復(fù)合體的釣竿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。對作為處理對象的竿坯件1的結(jié)
構(gòu)進(jìn)4亍"i兌明。
雖未圖示，使環(huán)氧等熱固化性樹脂浸漬至)j碳纖維等強(qiáng)化纖維中， 構(gòu)成預(yù)成型片材。另外，也可以利用散料模制法、片材模制法構(gòu)成 成形用片材。將預(yù)成型片材等裁剪成規(guī)定形狀，形成主圖樣。另夕卜， 雖未圖示，但為了謀求對竿尾端等的加強(qiáng)，使用與主圖樣相比軸芯 長度短的加強(qiáng)圖樣等。
作為主圖樣，具有將強(qiáng)化纖維向周向拉齊的第一層、將強(qiáng)化纖 維沿軸線方向拉齊的第二層、以及將強(qiáng)化纖維向周向拉齊的第三層。 將這些層重疊巻繞在芯軸上，另外，通過將這些層依次巻繞積層在 芯軸上，構(gòu)成筒狀體。將筒狀體與芯軸一體燒結(jié)，在將芯軸脫芯后， 再將其裁剪成規(guī)定長度并進(jìn)行研磨處理等，構(gòu)成竿坯件l。
接下來，對在該竿坯件1的外周面上施設(shè)裝飾層2時所使用的 等離子處理裝置3進(jìn)行說明。等離子處理裝置3構(gòu)成為，在高真空 的腔體3A內(nèi)設(shè)置竿坯件1，并配置負(fù)電極4和正電極5。負(fù)電極4 中使用能夠?qū)⒈环e層的金屬原子等放出的金屬體，正電極5作為促 使金屬原子的放出的觸發(fā)器構(gòu)成。
關(guān)于上述負(fù)電極4，可以采用高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材
7料的合金等、以及陶瓷材料，但尤其優(yōu)選Cr、 Ti。關(guān)于上述正電極 5，優(yōu)選鴒、鈦等的高熔點(diǎn)金屬材料等。
接下來，對運(yùn)轉(zhuǎn)方法進(jìn)行說明。
(1) 放電方式為電弧放電。還可以邊檢查竿坯件1的升溫狀態(tài)
(保持在80。C以下)邊進(jìn)行斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2) 作為維持等離子狀態(tài)并輸送金屬離子的氣體，使用氬氣、 氦氣等的惰性氣體，但在希望進(jìn)行氮化物、碳化物、氧化物等的陶 資的沉積的情況下，使用氮?dú)?、碳化氫氣體、氧氣作為反應(yīng)性氣體。
(3) 使用電壓為數(shù)十瓦、電流值為數(shù)十 數(shù)百安培。電壓為通 常直流低電壓，但也可以采用脈沖放電獲得大電流。為了防止雜質(zhì) 的混入，腔體3A內(nèi)的到達(dá)真空度采用10 —5~ 10 —4orr，而工作壓力 則為10 —3 ~ 10—lrTorr。
(4) 通過以上的結(jié)構(gòu)，若對各電才及4、 5通電，則通過陰電極 (負(fù)電極)表面的強(qiáng)力電場，引起冷陰極電弧放電，在陰電極表面 釋出極小的陰極點(diǎn)。該陰極點(diǎn)為高溫且活性極高，在陰電極表面釋 出高能量的離子化了的原子。能量數(shù)值可以認(rèn)為約50~150eV。離 子化率也處于60% ~ 90%的范圍內(nèi)。
(5) 帶正電的金屬離子和電子混合在一起形成等離子狀態(tài)。在
格
3
況下，碳化氫離子、氧離子、氮離子等也混雜在一起。被金屬離子 分離的電子被陽極(正極)誘導(dǎo)。
(6)高能量狀態(tài)的離子化的金屬原子通過上述惰性氣體或惰性 氣體與反應(yīng)性氣體混合后的處理氣體被向著竿坯件1輸送。在已導(dǎo) 入上述反應(yīng)性氣體的情況下，氧氣、氮?dú)?、碳化氫也變成離子被輸 送。不過，反應(yīng)性氣體和金屬離子在電極之間或在輸送途中發(fā)生反 應(yīng)形成陶資，以這種陶瓷狀態(tài);故輸送。
通過上述那樣的結(jié)構(gòu)，在竿坯件1的外周面形成裝飾層2。裝飾 層2的膜厚被確保為 一定的厚度，該厚度被控制為100納米~ 1微米。
由于采用通過電弧放電使金屬原子離子從陰電極(負(fù)電極)釋出的結(jié)構(gòu)，因此，不僅使高能量的原子離子釋出，而且，與利用真 空蒸鍍法等以及利用電子束或電阻加熱裝置來形成薄膜形成用的金 屬原子離子的情況相比，裝飾層的離子密度高、沉積的裝飾膜2的 離子化率高、沉積密度高、硬度也充分，空隙也變少了。
作為裝飾層2，由于沉積高能量的金屬離子等，而且由于在沉積 的狀態(tài)下金屬離子維持高能量狀態(tài)及活性化，因而形成相互結(jié)合容 易且致密、空隙少的組織。
如上所述，由于裝飾層2是離子化率及硬度均較高且空隙少的 組織，因此，其表面的亮度、色度等也較高，呈現(xiàn)出明亮的金屬光 澤。該第一實(shí)施方式所示的利用弧離子鍍法進(jìn)行的Cr成膜，色差計 的示數(shù)顯示為L *值90以上的明亮程度。作為測定光源，是重氫-鹵素，基材是玻璃載片。
另外，以以往方法獲得的Cr成膜，其色差計的示數(shù)顯示為1^* 值僅為60~70，明亮程度不好。
這樣，由于相對于電極、另外設(shè)置作為使金屬離子等沉積的目 標(biāo)的竿坯件1，因此，無需對竿坯件1通電便能夠抑制竿坯件1自身 的升溫。
(第二實(shí)施方式)
在此，對所使用的等離子處理裝置6進(jìn)行說明。如圖4所示， 等離子處理裝置6構(gòu)成為，在真空的腔體6A內(nèi)設(shè)置竿坯件1,并配 置負(fù)電極4和正電極5。負(fù)電極4中使用能夠?qū)⒈环e層的金屬原子等 放出的金屬體，正電極5作為促使金屬原子的放出的觸發(fā)器構(gòu)成。
與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，正電極5以包圍負(fù)電極4的方 式成為圍繞其周圍的筒狀，等離子化的原子從負(fù)電極4的周圍被放 出。
(第三實(shí)施方式)
在此，說明技術(shù)方案三的實(shí)施方式。
(l)對原料固體、原料氣體或原料液體中照射電子束，通過電 阻加熱裝置進(jìn)行加熱，由此，以在空間上擴(kuò)散的狀態(tài)將原子和/或分
9子取出。
(2) 通過能量賦予機(jī)構(gòu)對該取出的原子和/或分子實(shí)施高能量 化。也就是說，取出的原子和/或分子為基底狀態(tài)，對它們進(jìn)行能量 照射從而進(jìn)行激勵、使其成為高能量狀態(tài)。
(3) 作為能量賦予機(jī)構(gòu)，可以使用(a)使處理氣體等電離、
使其呈現(xiàn)出等離子狀態(tài)，通過使上述取出的原子移動到該等離子中
從而進(jìn)行激勵的謀求高能量化的機(jī)構(gòu)；或者(b)使用照射激光、UV 等的電磁波的機(jī)構(gòu)。
該能量賦予機(jī)構(gòu)，由于僅局部地作用在原子等上，因此，不會 對竿坯件1造成熱的影響，不會導(dǎo)致硬化劑等的劣化。
(4) 變成高能量狀態(tài)的原子和/或分子，在如第一實(shí)施方式所述 那樣使用惰性氣體、處理氣體的情況下，與處理氣體一起被移送到 竿坯件1并一皮沉積。
(5) 在將上述反應(yīng)性氣體導(dǎo)入的情況下，氧氣、氮?dú)?、碳化?也成為離子被輸送。不過，反應(yīng)性氣體和金屬離子在電極之間或在 輸送途中發(fā)生反應(yīng)而使陶瓷釋出、以該陶瓷狀態(tài)被輸送。或者，陶 瓷在竿坯件1的表面釋出并沉積。
(第四實(shí)施方式)
在此，對在涂飾層7的外周面上形成裝飾層2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 如圖3所示，在竿坯件1的外周面上形成有涂飾層7。涂飾層7是通 過對環(huán)氧、有機(jī)類涂料等的樹脂涂料進(jìn)行噴涂、刮漿等的施工方法 而形成的。
在上述那樣結(jié)構(gòu)的涂飾層7的外周面上形成上述的裝飾層2。裝 飾層2通過上述的方法形成。 (其他實(shí)施方式)
(1 )作為沉積在上述裝飾層2上的原子和/或分子，除離子外， 還可以是中性粒子、自由基。
(2)在竿坯件1的表面、涂飾層7的表面上施設(shè)裝飾層2時， 在竿坯件1等的表面與裝飾層2之間的緊密接著性不充分的情況下，
10需要在預(yù)處理工序進(jìn)行氬轟擊處理，然后再進(jìn)行施設(shè)裝飾層2的工序。
氬轟擊處理中，等離子電源為RF，壓力為氬氣10—4~ 10-3Torr, 電功率為300 ~ 500w,夾具轉(zhuǎn)速為0.5 1.5rpm，處理時間為7~13分鐘。
(3)作為合成樹脂復(fù)合體，除上述的釣竿外，還包括漁線輪座、 釣線引導(dǎo)器、漁線輪等所使用的樹脂成形品、或自行車的框架、曲 柄臂、高爾夫球桿等的樹脂成形品。
權(quán)利要求
1.一種合成樹脂復(fù)合體，在坯料的外周面上形成有裝飾層，所述坯料由使基質(zhì)樹脂浸漬到強(qiáng)化纖維中得到的預(yù)成型材形成，所述裝飾層是使高能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積而成的。
2. —種合成樹脂復(fù)合體，在坯料的外周面上形成有涂飾層，并 且在所述涂飾層的外周面上形成有裝飾層，其中，所述坯料由使基 質(zhì)樹脂浸漬到強(qiáng)化纖維中得到的預(yù)成型材形成，所述裝飾層是使高 能量狀態(tài)的原子和/或分子沉積而成的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的合成樹脂復(fù)合體，其特征在于，通 過能量賦予機(jī)構(gòu)將原料固體、原料氣體或原料液體中的原子和/或分 子激勵成高能量狀態(tài)、并使被激勵成該高能量狀態(tài)的原子和/或分子 沉積，由此形成所述裝飾層。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的合成樹脂復(fù)合體，其特征在于，在 高真空狀態(tài)下，以高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材料的合金、作 為添加元素含有高熔點(diǎn)金屬材料的材料或陶瓷材料、利用等離子現(xiàn) 象，使被激勵成高能量狀態(tài)的原子和/或分子離子化并釋出、使釋出 并被離子化的原子和/或分子沉積，由此形成所述裝飾層。
5. —種權(quán)利要求1或2所述的合成樹脂復(fù)合體的制造方法，其 特征在于，在存在惰性氣體的高真空壓狀態(tài)下，配置具有能夠?qū)⑿?成所述裝飾層的原子放出的高熔點(diǎn)金屬材料、含高熔點(diǎn)金屬材料的 合金、作為添加元素含有高熔點(diǎn)金屬材料的材料或陶瓷材料的負(fù)電 極、以及位于與所述負(fù)電極相對的位置的正電極，對兩電極賦予直 流電使其產(chǎn)生電弧放電現(xiàn)象，使形成所述裝飾層的原子作為高能量 狀態(tài)的離子釋出在所述負(fù)電極的表面上，將所述高能量化原子和/或 分子與所述處理氣體一 同移送、使其附著沉積在所述坯料或所述涂 飾層的外周面上，由此形成所述裝飾層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合成樹脂復(fù)合體及其制造方法，作為合成樹脂復(fù)合體的竿體，通過對形成裝飾層的金屬原子等實(shí)施離子化等的改進(jìn)，竿體的硬度提高，并成為體積密度高的高耐腐蝕性竿體。在真空壓下，配置具有能夠?qū)⑿纬裳b飾層的原子和/或分子放出的原料的負(fù)電極(4)以及位于與負(fù)電極(4)相對的位置的正電極(5)。在兩電極間施加直流電壓使其呈放電狀態(tài)。這樣，在負(fù)電極(4)的表面上，高能量化的原子被離子化并釋出，使該離子化的原子和/或分子附著沉積在竿坯件(1)的外周面上，由此形成裝飾層。
文檔編號C23C16/513GK101624697SQ20081018444
公開日2010年1月13日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者朝河孝元 申請人:株式會社島野