JP2000202855A

JP2000202855A - 自動車用外装部品の製造方法

Info

Publication number: JP2000202855A
Application number: JP410899A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kanayama; 賢教金山; Toshiyuki Kobayashi; 敏幸小林
Original assignee: Mitsubishi Chemical MKV Co; Toyota Motor Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】複合ペイントシートを使用した射出成形法によ
る自動車用外装部品の製造方法であって、深絞り部分を
有する形状であっても全体的に均一な色調および光沢の
外観の自動車用外装部品が得られる様に改良された上記
の製造方法を提供する。【解決手段】透明層、着色層、接着層および軟質ポリオ
レフィン系シートから成る複合ペイントシートを使用し
た射出成形法による自動車用外装部品の製造方法におい
て、キャビティサイドのキャビティ面に接触させること
なく沿わせて複合ペイントシートをセットし、キャビテ
ィ形状に沿った形状のヒーターによって上記の複合ペイ
ントシートを均一に予備加熱し、次いで、型締め前に前
記複合ペイントシートと接触することなるコアサイドの
金型部によって型締めの際に前記複合ペイントシートの
押込成形を行った後に射出成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用外装部品
の製造方法に関し、詳しくは、射出成形法により外装部
品の表面に射出成形と同時にペイント層を形成する自動
車用外装部品の改良された製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バンパー、サイドモールド等のプラスチ
ック製の自動車用外装部品は、その大半が射出成形によ
って成形される。そして、意匠性や耐傷付性の観点から
行われる塗装は、殆どの場合、成形品にアクリル−メラ
ミン系またはアクリル−イソシアネート系の熱硬化性樹
脂塗料をスプレー塗装した後に焼き付けによって架橋す
る方法によって行われる。従って、従来の塗装方法は、
成形工程とは別途に塗装設備を必要し、また、乾燥時に
揮発性有機溶剤が排出され、コスト的および環境的に問
題がある。

【０００３】近年、上記の問題を解決するために幾つか
の提案がなされている。例えば、特表平２−５０３０７
７号公報には、透明層、着色層およびバックアップシー
トの構成より成る複合ペイントシートを予備成形した後
に金型に挿入して合成樹脂を射出成形する方法が提案さ
れている。

【０００４】また、最近では、自動車部品のポリオレフ
ィン化が進んでおり、それに伴い、上記の様な複合ペイ
ントシートにおいても、ポリオレフィン系樹脂製のバッ
クアップシートが要求され、上記成形法の下に各種のシ
ートが検討されている状況にある。

【０００５】しかしながら、複合ペイントシートを別工
程で予備成形した後に射出成形金型に挿入する方法では
次の様な問題がある。すなわち、特に大型の曲面形状を
有する部品の場合は、予備成形品の搬送および金型への
挿入が困難となる。

【０００６】そこで、特開平４−９６４７号公報には、
上記の様な問題を解決するため、射出成形金型のキャビ
ティー内で複合ペイントシートを成形した後に合成樹脂
を射出成形する方法が提案されている。

【０００７】しかしながら、上記の方法による場合は次
の様な問題がある。すなわち、キャビティ周辺におい
て、メス型の予備成形をフィルムに行うため、形状の深
い部品の場合、複合ペイントシートが極度に伸ばされ、
しかも、複合ペイントシートに偏伸びが生じる。更に、
キャビティー面で予備成形するため、複合ペイントシー
トの意匠面に真空孔が残り外観上の欠陥が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、複合ペイントシ
ートを使用した射出成形法による自動車用外装部品の製
造方法であって、深絞り部分を有する形状であっても全
体的に均一な色調および光沢の外観の自動車用外装部品
が得られる様に改良された上記の製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、透明層、着色層、接着層および軟質ポリオレフィン
系シートから成る複合ペイントシートを使用した射出成
形法による自動車用外装部品の製造方法において、キャ
ビティサイドのキャビティ面に接触させることなく沿わ
せて複合ペイントシートをセットし、キャビティ形状に
沿った形状のヒーターによって上記の複合ペイントシー
トを均一に予備加熱し、次いで、型締め前に前記複合ペ
イントシートと接触することなるコアサイドの金型部に
よって型締めの際に前記複合ペイントシートの押込成形
を行った後に射出成形することを特徴とする自動車用外
装部品の製造方法に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】＜複合ペイントシートの構成＞本発明で使
用する複合ペイントシートは、透明層、着色層、接着層
および軟質ポリオレフィン系シートから成る。

【００１２】上記の透明層の構成材料は、特に制限され
ないが、フッ素系樹脂および熱可塑性アクリル樹脂の混
合物が好適である。

【００１３】フッ素系樹脂としては、ポリフッ化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ−４−フッ化エチレ
ン、エチレン−４−フッ化エチレン共重合体などが挙げ
られるが、後述する予備成形時の成形性の観点から、ポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好適である。一方、
熱可塑性アクリル樹脂としては、代表的にはポリメタク
リル酸メチルが挙げられるが、耐傷付性の観点から、ガ
ラス転移温度（Ｔｇ）が約６０℃以上の熱可塑性アクリ
ル樹脂が好適である。

【００１４】フッ素系樹脂と熱可塑性アクリル樹脂の混
合比率は、特に制限されないが、フッ素系樹脂２０〜８
０重量部に対し、熱可塑性アクリル樹脂８０〜２０重量
部の範囲が好適である。フッ素系樹脂が２０重量部未満
の場合は、耐候性および耐衝撃性が低下する傾向があ
り、８０重量部を超える場合は、耐傷付性が劣る傾向が
ある。

【００１５】透明層の厚さは、特に制限されないが、２
０〜１００μｍの範囲が好適である。厚さが２０μｍ未
満の場合は、外観（特に深み感）が低下する傾向があ
り、１００μｍを超える場合は、外観および物性の向上
効果が頭打ちとなり、コスト的に不利である。

【００１６】前記の着色層のマトリックス構成材料は、
特に制限されないが、（１）熱可塑性アクリル樹脂、
（２）フッ素系樹脂および熱可塑性アクリル樹脂の混合
物などが好適である。フッ素系樹脂の使用量は、耐候性
や顔料分散性などを考慮して適宜決定されるが、軟質ポ
リオレフィン系シートとの接着性の観点から、９０重量
%以下の範囲から選択するのが好ましい。

【００１７】着色層に使用する着色剤は、無機顔料や有
機顔料などから適宜選択されるが、その具体例として
は、カーボンブラック、酸化チタン、カオリンクレー、
亜鉛華、ベンガラ、パーマネントレッド、モリブデンオ
レンジ、コバルトブルー、群青、フタロシアニンブル
ー、マンガンバイオレッド等が挙げられる。これらの着
色剤は、２種以上を併用してもよい。また、メタリック
調やパール調などの特徴を発現させるため、アルミフレ
ーク、パール顔料を併用してもよい。

【００１８】着色層の厚さは、特に制限されないが、５
〜５０μｍの範囲が好適である。厚さが５μｍ未満の場
合は、予備成形で伸長された部分の色の変化が大きくな
る傾向があり、５０μｍを超える場合は、外観向上効果
が頭打ちとなり、コスト的に不利である。

【００１９】前記の接着層の構成材料は、特に制限され
ず、着色層と軟質ポリオレフィン系シートとの間におい
て十分な接着性を発揮し得る限り任意の材料から適宜選
択することが出きる。斯かる材料の具体例としては、塩
素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポ
リオレフイン系樹脂、塩素化ポリオレフイン系樹脂のア
クリル変成物、塩素化ポリオレフイン系樹脂とアクリル
系樹脂との積層物などが挙げられる。

【００２０】接着層として、塩素化ポリオレフイン系樹
脂とアクリル系樹脂との積層物を使用する場合、着色層
におけるのと同じアクリル系樹脂を使用し、アクリル系
樹脂側を着色層側、塩素化ポリオレフイン系樹脂側を軟
質ポリオレフィン系シート側に配置するのが好ましい。

【００２１】前記の軟質ポリオレフィン系シートに使用
するポリオレフィンは、特に制限されないが、プロピレ
ン単独重合体（ホモＰＰ）３０〜８０重量部と直鎖状低
密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）２０〜７０重量部との
混合物が好適である。ホモＰＰが３０重量部未満の場合
は、自動車用外装部品用の射出成形樹脂との接着性が劣
ると共に耐熱性も低下する傾向がある。一方、ホモＰＰ
が８０重量部を超える場合は、予備成形における温度範
囲が狭くなって成形性が悪化することがある。

【００２２】軟質ポリオレフィン系シートの厚さは、特
に制限されないが、予備成形後の形状保持性、射出成形
時の射出圧力による破壊防止や射出樹脂からの熱による
融解防止の観点から、０．１〜１ｍｍの範囲が好適であ
る。

【００２３】＜複合ペイントシートの製造＞前記の複合
ペイントシートは例えば次の様な方法で製造することが
出来る。先ず、透明層、着色層および接着層の各構成材
料をそれぞれ有機溶剤に溶解または分散させ、次いで、
離型性フイルムの上に順次に重ね塗りし、離型性フイル
ム／透明層／着色層／接着層の構成から成る塗布シート
を形成する。有機溶媒としては、例えば、トルエン、メ
チルエチルケトン、γ−ブチロラクトン等が挙げられ
る。離型性フイルムとしては、後述の熱ラミネートの観
点から、ポリエチレンテレフタレートフイルムが好適で
ある。また、塗布方法としては、リバースロールコート
法やコンマコート法などが適宜採用されるが、接着層の
様に厚さの薄い層の成形にはグラビアコート法なども採
用することが出来る。

【００２４】透明層、着色層および接着層の形成法とし
ては、上記の様に離型性フイルムを利用する方法の他、
各層の構成で使用する樹脂の種類の選択により、押出成
形法も採用することが出来る。

【００２５】次いで、Ｔダイ押出法などの常法にて成形
した軟質ポリオレフィン系シートと上記の塗布シートと
を当該塗布シートの接着層の軟化点以上の温度で熱ラミ
ネートした後、塗布シートの離型性フイルムを剥離して
複合ペイントシートを得る。

【００２６】＜射出成形法＞次に、添付図面に基づき本
発明における射出成形法について説明する。図１は、キ
ャビティサイドに複合ペイントシートをセットした状態
の断面説明図、図２は、キャビティ形状に沿った形状の
ヒーターによる複合ペイントシートの加熱状態の断面説
明図、図３は、コアサイドによる押込成形前の状態の断
面説明図である。

【００２７】本発明において、射出成型機は、横型また
は縦型の何れでもよいが、後述する予備加熱の際の複合
ペイントシートのドローダウンを考慮するとキャビティ
サイドに対しコアサイドが上下に稼働する縦型が好まし
い。本発明で使用する金型は、後述する様に、キャビテ
ィサイドのキャビティ面に接触させることなく沿わせて
複合ペイントシートをセットした状態において型締めを
行った場合、型締め前に複合ペイントシートと接触する
ことなるコアサイドの金型部が存在する金型である。斯
かる金型は、例えば、バンパーの様な比較的複雑な形状
の自動車用外装部品のための金型として一般に使用され
ている。なお、キャビティ面は、表面欠陥がなく且つ硬
質で高光沢であることが好ましい。

【００２８】本発明の製造方法においては、図１に示す
様にキャビティサイド（１）のキャビティ面に沿わせて
複合ペイントシート（３）をセットし、図２に示す様に
キャビティ形状に沿った形状のヒーター（４）によって
上記の複合ペイントシートを均一に予備加熱し、次い
で、図３に示す様にコアサイド（２）を降下させて型締
めを行た後に射出成形する。図中、符号（１１）〜（１
３）はキャビティサイドの凸部、符号（２１）〜（２
３）はコアサイドの凹部であり、（１ａ）はキャビティ
サイドの肩部、（２ａ）コアサイドのベース金型部、
（２ｂ）はコアサイドの先端金型部を表す。

【００２９】複合ペイントシート（以下シートと略記す
る）のセット法は、キャビティサイドのキャビティ面に
接触させることなく沿わせてセットし得る方法であれば
特に制限されない。例えば、（１）キャビティ形状のク
ランプでシートを固定し、当該クランプをキャビティ周
辺（キャビティサイドの肩部（１ａ）等）に据え付ける
方法、（２）キャビティ周辺に一定間隔で設けたピンで
シートを固定する方法、（３）キャビティ周辺に設けた
真空孔からシートを真空引きする方法などが挙げられ、
部品の形状に応じて適切な方法が選択される。ところ
で、キャビティサイドのキャビティ面に接触させてシー
トをセットした場合は、伸び代がないため後述の押込成
形を行うことが出来ず、また、例えばキャビティサイド
の肩部（１ａ）にシートを掛けて水平に配置した場合
は、射出成形の際にシートが伸び過ぎるという問題があ
る。なお、キャビティサイドにシートをセットする際、
キャビティ面にシートの意匠面側を位置させる。

【００３０】キャビティ形状に沿った形状のヒーター
は、遠赤外線セラミックヒーター、遠赤外線クォーツヒ
ータ等により構成することが出来る。ヒーターの形状
は、シートを均一に予備加熱するという目的からして、
キャビティ形状に実質的に沿った形状であればよく、キ
ャビティ形状と完全に同一形状である必要はない。そし
て、ヒーターの射出成形型内の搬入はロボットを利用し
て自動化することも可能である。シートの加熱の程度
は、シートの通常の予備成形の際に採用される加熱と同
じでよい。

【００３１】本発明においては、公知の金型内予備成形
とは異なり、金型内で真空成形などを行わず、図３に示
す様にコアサイドを降下させて型締めを行うことのみに
よってシートの賦形（押込成形）を行う。すなわち、本
発明においては、型締め前にシート（３）と接触するこ
となるコアサイドの先端金型部（２ｂ）により、シート
の押込成形を行う。従って、シートの温度低下を防止す
るため、シートの加熱完了後は直ちに型締めを行うのが
好ましい。

【００３２】ところで、型締め前にシート（３）と接触
することなるコアサイドの金型部により、その部分のシ
ート温度が低下して均一なシートの伸びが得られない場
合がある。斯かる問題に対処するため、（１）型締め前
に複合ペイントシートと接触することなるコアサイドの
金型部（例えばコアサイドの先端金型部（２ｂ）等）に
エア吹き出し孔（図示せず）を設けておき、型締めと同
時に部分的なエアーブローを行う方法、上記の金型部に
断熱剤やスリップ剤を塗布して断熱処理する方法などが
推奨される。

【００３３】射出成形は通常の条件で行うことが出来
る。射出樹脂の温度と圧力により、予備成形されたシー
トがキャビティと同一形状となると同時に射出樹脂とシ
ートの裏面部が融着して一体化され、ペイント層が備え
られた自動車用外装部品が製造される。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。金型としては、図１〜
３に示す構造を有し且つコアサイドの先端金型部（２
ｂ）にエア吹き出し孔（図示せず）を有する金型を使用
した。

【００３５】実施例１先ず、離型性ポリエステルフイルムの表面に、透明層
（５０μｍ）、着色層（２０μｍ）、接着層（５μｍ）
を形成して塗布シートを作製した。透明層は、ポリフッ
化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ：エルフアトケム社製「カ
イナー３０１」）とポリメチルメタクリレート樹脂（Ｐ
ＭＭＡ：デュポン社製「エルバサイト２０１０」）との
８／２（重量比）の混合物、着色層は、上記のＰＶＤＦ
とＰＭＭＡとの４／６（重量比）の混合物１００重量部
に着色顔料（シルバーラインマニュファクチャリング
社製「スパークルシルバー」）２０重量部が配合された
組成物、接着層は、塩素化ポリプロピレン樹脂（日本製
紙社製「スーパークロン８２２」）にてそれぞれ形成さ
れている。各層の形成は、有機溶剤に原料成分を溶解し
て塗布液を調製し、これをリバースロールコート法にて
塗布する方法によって行った。一方、Ｔダイ押出法にて
厚さ０．５ｍｍの軟質ポリオレフィン系シートを成形し
た。シート材料には、ポリエチレン（２５重量部）、ポ
リプロピレン（６０重量部）、エチレン−プロピレンゴ
ム（ＥＰＲ）（５重量部）及びタルク（１０重量部）か
ら成る組成物を使用した。

【００３６】次いで、温度１５０℃、圧力１０Ｋｇ／ｃ
ｍ²の条件下、上記の塗布シートと軟質ポリオレフィン
系シートとを熱ラミネートし、離型性ポリエステルフイ
ルムを剥離して複合ペイントシートを得た。

【００３７】次いで、図１に示す様に、縦型射出成型機
の金型キャビテイーの形状に沿わせて上記の複合ペイン
トシートをセットした。その後、図２に示す様に、複合
ペイントシートの温度が１５０℃となる様にヒーターで
加熱した後、図３に示す様に、金型を閉めてコアサイド
で押込成形した。その際、コアサイドの先端金型部（２
ｂ）に設けられたエア吹き出し孔からのエアーブローは
行わなかった。その後、直ちに、２１０℃の温度で射出
樹脂を注入して図４（ａ）及び（ｂ）に示す自動車用外
装部品を製造した。なお、図４中、Ｌ１：３５０ｍｍ、
Ｌ２：１７５０ｍｍ、Ｌ３：３４０ｍｍである。

【００３８】上記の射出樹脂としては、プロピレン−エ
チレンブロック共重合体（エチレン含量：８重量%、Ｍ
ＦＲ：３０ｇ／１０分）とエチレン−プロピレン共重合
ゴム（ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄）：７０、密度：0．８７
ｇ／ｃｍ³）とタルク（平均粒径：５μｍ、アスペクト
比：７）との６０／３０／１０（重量比）混合物を使用
した。

【００３９】上記の自動車用外装部品の評価は次の様に
行った。すなわち、複合ペイントシートの延伸部分とし
て、図５（ａ）〜（ｃ）で示す（１）〜（９）の部分の
６０度グロス及び色を測定し、未延伸部分との色差（Δ
Ｅａｂ）を算出する。６０度グロスの測定にはハンディ
光沢計（スガ試験機社製「ＨＧ−２６８」）を使用し、
色差の測定には、色差計（クラボウ社製「ＣＯＬＯＲ−
７ｅ²」）を使用した。結果を表１に示した。表１中、
（）内の数字が６０度グロスの測定値である。

【００４０】実施例２実施例１において、コアサイドの先端金型部（２ｂ）に
設けられたエア吹き出し孔からのエアーブローを行いな
がら型締め（押込成形）を行った以外は、実施例１と同
様にして自動車用外装部品を製造した評価を行った。結
果を表１に示した。

【００４１】比較例１射出成形前に金型内で真空成形を行う従来公知の方法に
より自動車用外装部品を製造した。すなわち、先ず、実
施例１と同じく図１に示す様にキャビテイーの形状に沿
わせて複合ペイントシートをセットした。その後、複合
ペイントシートの温度が１５０℃となる様に平面形状の
ヒーターで加熱した後、キャビティサイドの底面に設け
られた真空孔から真空引きして複合ペイントシートを予
備成形した。以降、実施例１と同様に操作して自動車用
外装部品を製造した。評価結果を表１に示した。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、深絞り部
分を有する形状であっても全体的に均一な色調および光
沢の外観の自動車用外装部品が得られる。従って、本発
明は、バンパー、サイドモール、マッドガード、フロン
トグリル等の殆どの自動車用外装部品の製造に好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】キャビティサイドに複合ペイントシートをセッ
トした状態の断面説明図

【図２】キャビティ形状に沿った形状のヒーターによる
複合ペイントシートの加熱状態の断面説明図

【図３】コアサイドによる押込成形前の状態の断面説明
図

【図４】各実施例および比較例で製造した自動車用外装
部品の説明図

【図５】図４に示す自動車用外装部品における６０度グ
ロス及び色の測定部位の説明図

【符号の説明】

１：キャビティサイド２：コアサイド３：複合ペイントシート４：キャビティ形状に沿った形状のヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林敏幸愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 4F206 AA03 AA04F AA09 AA11F AD05 AD11 AD20 AH24 AK05 JA07 JB12 JC08 JF05 JL02 JM02 JN26 JN27 JN32 JQ06 JQ83

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明層、着色層、接着層および軟質ポリ
オレフィン系シートから成る複合ペイントシートを使用
した射出成形法による自動車用外装部品の製造方法にお
いて、キャビティサイドのキャビティ面に接触させるこ
となく沿わせて複合ペイントシートをセットし、キャビ
ティ形状に沿った形状のヒーターによって上記の複合ペ
イントシートを均一に予備加熱し、次いで、型締め前に
前記複合ペイントシートと接触することなるコアサイド
の金型部によって型締めの際に前記複合ペイントシート
の押込成形を行った後に射出成形することを特徴とする
自動車用外装部品の製造方法。
【請求項２】型締め前に複合ペイントシートと接触す
ることなるコアサイドの金型部に設けられたエアー吹き
出し孔からブローしながら押込成形する請求項１又は２
に記載の製造方法。
【請求項３】射出成型機として縦型成型機を使用する
請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】自動車用外装部品がバンパーである請求
項１〜３の何れかに記載の製造方法。