JPH0221968A - 反応性射出成形物品の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は反応性射出成形物品の塗装方法（こ関する。

〔従来の技術〕

反応性射出成形物品とは、熱硬化性樹脂を成形用金型内
部において硬化および成形を同時に行なうことにより得
られる樹脂成形物品であり、例えばポリオールおよびポ
リイソシアネートを原料として成形したウレタンＲ工Ｍ
　（Ｒｅａｃｔｉｏｎ工ｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｕｌｄ
ｉｎｇ　）が実用に供されてふり、その優れた強度、可
撓性、並びに成形時の形状設計が自由である等の点から
、主として自動車部品の分野で有用である。

ウレタンＲ工Ｍは原則的には内部が発泡し、表面は平滑
になっている成形品であるが、成形条件等により、その
表面も部分的に多孔質になっている場合がしばしば見受
けられる。特に成形直後にはその多孔質が多いことが通
常である。

かかる成形品の塗装においてはその微細孔を防ぐため急
速硬化が可能であって、成形品の可撓性に追随できる可
撓性を有する塗膜を形成しつる塗料並びに塗装が要求さ
れる。

従来ウレタンＲ工Ｍへの伶装は（１）ウレタンＲ工Ｍ成
形後ボストキュアを行ない表面の微細孔を更に小さくし
た後、常温に近い温度でｉ波型ポリウレタン樹脂塗料を
塗装する方法、あるいは触媒等を加えた低温硬化型のポ
リウレタン樹脂塗料を塗装する方法、（２）ウレタンＲ
工Ｍ成形後数日間放置し、表面が平滑になった後低湿型
ポリウレタン樹脂塗料を塗装する方法などが知られてい
る。また（３）ウレタンＲ工Ｍの塗料および塗装法とし
て、特開昭５８−７８７３７号が知られている。更に（
４）ポリウレタン塗料の考速硬化のため、ポリウレタン
塗料を塗装後、アミンまたはアンモニア雰囲気中で処理
して硬化させる方法が特公昭５１−２０９．１号、特公
昭５３〜１９０３８号、特公昭５９−４２０２．’０６
号、特開昭５７−１３１２２０号により知られている。

また（５）ウレタンＲ工Ｍの塗装方法として特公昭５９
−７５７４号があり、（６）多孔質基材のポリウレタン
塗料での塗装方法として特開昭５８５３４５号および特
ｍＭＦＪｒｆ６０−３１５３３号が知られている。また
（７）本発明者等は上述した塗装方法の改良方法を特願
昭６１−２５２４２８号として出願した。

〔発明が解決しようとするＲ題〕

しかしながら上述した（１）および（２）の塗装法は乾
燥に長時間を要したり、低温タイプポリウレタン樹脂塗
料では可使時間が短く、現場での取り扱いが繁雑もしく
は置部であったり、更に作業工程に大きなロスがでる欠
点を有しており、得られた塗膜もウレタンＲ工Ｍの可撓
性に十分に適した性質を有していなかった。

更には低温硬化型のポリウレタン樹脂塗料であっても硬
化時間を早くするためには６０〜ｉｏｏ’ｃｓ度の加熱
を必要としており、このため急速効果をするには加熱エ
ネルギーを必要としていた。

上記（３）にはアミン雰囲気中で硬化させるポリウレタ
ン塗料とウレタンＲ工Ｍの塗装について記載されている
がウレタンＲ工Ｍのピンホールの抑制についての記載は
なく、この方法ではビンホ（４′　） −ルの抑制ができないのが現状である。

また（４）に示した先願発明ではポリウレタン樹脂塗料
の一応の急速硬化を行なうことができるが、これらの方
法を反応性射出成形品であるウレタンＲ工Ｍに適用する
と得られる塗膜の耐沸水性において劣り、塗膜にブリス
ターもしくはピンホールを発生する欠点を有していた。

また（５）の特公昭５９へ７５７４号にはウレタンＲ工
Ｍに塗膜を形成する方法が記載されてはいるが、これは
予め型内に塗膜を前形成し、これをウレタンＲ工Ｍ成形
時に転写する方法であり、非常に効率の悪い方法である
。

また（６）の方法はウレタンＲ工Ｍの塗装方法でなく、
シート成形配合物またはバルク成形配合物から成形され
たＦＲＰ　（ポリエステルをベースにした）成形品の塗
装方法であり、ウレタンＲ工Ｍの如き軟質成形品には適
しておらず、可撓性、付着性、耐水性等において充分で
ない欠点を有する。

また上記（′７）の先願発明の塗装方決は上述した（４
”） 従来の塗装方法を大きく改良したすぐれた塗装方法であ
るが、最近になって意匠性重視の観点から、塗膜外観の
より高度な平滑性、高鮮映化が求められており、この目
的のためにはこの方法は未だ充分とはいえず下塗り塗膜
の平滑性を更に高度にする必要があることがわかった。

従って本発明の目的は、反応性射出成形物品、例えばウ
レタンＲＩＭの塗装に関し、ウレタンＲ工Ｍ＼ の表面欠陥ｌこ起因する塗膜外観の不良をなくし、低温
短時間で硬化でき、可撓性のある塗膜を形成でき、しか
も更に高度な外観を有する塗膜を得るための改良された
塗装方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、反応性射出成形物品をポリウレタン樹脂下塗
り塗料で塗装し、す１続き４０℃以下の温度で５分以上
のセツティングを行ない、次いで気相状態にあるアミン
雰囲気中で塗膜を硬化させた後、更に上塗り塗料として
熱硬化性樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料を塗装し
硬化させることからなり、上記下塗りポリウレタン樹脂
塗料が（ａ）Ｔｇ　：　−４０℃〜３０℃、水酸基価：
２０〜１６０、数平均分子量：１ｏｏｏ〜１００００で
あるポリオールと、（ｂ）ポリイソシアネートと、（ｃ
）沸点１−６０℃〜３ｏｏ℃の溶剤を含み、（ｄ）ＯＨ
当量対イソシアネート当量の比がｏ、５：１〜２：１で
ある反応性射出成形物品の塗装方法である。

本発明に２いて用いられる反応性射出成形物品は前記し
た如きものであり、ウレタンＲ工Ｍ１繊維強化ウレタン
Ｒ工Ｍなどが挙ケラれる。

本発明で使用する気相状態のアミン雰囲気中で硬化させ
るポリウレタン樹脂下塗り塗料のポリオールとしては、
アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、アルキ
ッドポリオール、ポリオレフィンポリオールなどのポリ
オールが用いられるが、特にアクリルポリオール８よび
ポリエステルポリオールが適しており、この中でもＴｇ
ニー４０℃〜３０℃、水酸基価：２０〜１６０、数平均
分子量：　１０００〜１００００のポリオールが適して
いる。特にＴｇニー２０℃〜２０℃、水酸基価：４０〜
１４５、数平均分子量：１５００〜６０００のアクリル
ポリオール２よびポリエステルポリオールが望ましい。

Ｔｇが３０℃より高いと可撓性が不足し、また−４０℃
より低いと表面硬度が不足し、水酸基価が１６０より高
いと可撓性が不足し、また２０より低いと耐湿性、耐温
水性等の化学的性能が劣るようになり、数平均分子量か
１００００より大であると塗膜外観が不良となり、’　
１０００より小さいと耐湿性、耐温水性等の化学的性能
が劣るようになる。

本発明で上記アミン雰囲気中で硬化させるポリウレタン
樹脂下塗り塗料に使用するのに適したポリイソシアネー
トは、トルイレンジイソシアネート（ＴＤ工）、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ　）　、メチレン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤ
工）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤ工）、
イソホロンジイソシアネート（工ＰＤ工）、トリフェニ
ルメタントリイソシアネート、フェニレンジイソシアネ
ート、リシンジイソシアネート、および上記のメチロー
ル付加物または３〜５量体など、更にはこれらの混合物
である。

上述したポリオールとポリイソシアネートとは、そのＯ
Ｈ当量対イソシアネート当量の比が０５＝１〜２：１と
なるように使用する。ＯＨ当量か０５より小さくなると
付着性の低下、可撓性の低下が生じまた２より大きくな
ると耐水性、耐温水性の低下および架橋密度が小さくな
ることによりピンホール抑制効果が小さくなる。

本発明において用いられるアミン雰囲気中で硬化させる
ポリウレタン樹脂下塗り塗料は、沸点１６０℃〜３００
℃の範囲の溶剤を有させる。

これらは、アミン雰囲気中で硬化させるポリウレタン樹
脂下塗り塗料の塗膜の平滑性を、より向上させる目的か
ら加えるものであり、より詳しくは、塗布後の未硬化塗
膜のレベリングを促進させ、また、スプレー塗装を行な
う場合に空気中に浮遊する半硬化状のスプレーダストが
塗膜表面に付着した際のいわゆる「ダストなじみ性」を
良化させる効果を有する。上記溶剤の沸点が１６０℃未
満であると上記効果が小さく、また、３００℃を越える
と溶剤が硬化塗膜中１こ残留し、塗膜性能を劣化させる
ので好ましくない。

このような溶剤の例としては、例えばエチレングリコー
ルモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコール
ジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、３
−メトキシブチルアセテート、２−エチルヘキシルアセ
テート、シクロヘキシルアセテート、ペンシルアセテー
ト等のエステル類、ジイソブチルケトン、メチｌＬ／ｎ
−ヘキシルケトン、イソホロン、メチルシクロヘキサノ
ン、アセトフェノン、↑（−メチルピロリドン等のケト
ン類、ジエチルベンゼン、アミルベンゼン、テレピン油
、重質ソルベントナフサ等炭化水素類旧よびそれらの混
合物等が挙げられる。これらは１種または２種以上混合
して使用して差支えないが、使用量は全溶剤中１重量％
〜５０重景％が好ましい。１重量％より少ないと塗膜の
平滑性向上効果が少なく、また５０重量％より多いと塗
装作業番こ支障を来す場合が有る。不発明番こおいては
上述した特別に添加する溶剤の外に一般に用いられるエ
ステル類、ケトン類、炭化水素類を含む。

更に本発明に用いられるアミン雰囲気中で硬化させるポ
リウレタン樹脂下塗り塗料には公告の種々の着色顔料、
体質顔料などの顔料類、２よび界面活性剤、消泡剤、レ
ベリング剤、色分かれ防止剤などの添加剤を含有できる
。

本発明に２いては、上述のポリウレタン樹脂下塗り塗料
を塗装後、引続き４０℃以下の温度で５分以上のセツテ
ィングを行ない次いで気相状態にあるアミン雰囲気中で
塗膜を硬化させる。

４０℃以下の温度で５分以上のセツティングを行なうこ
とにより、未硬化塗膜のレベリングが完全に完了して硬
化後より平滑な塗膜が得られ、この結果上塗り塗料の塗
装後の塗膜外観、特に鮮映性が向上する。セツティング
時の温度が４０℃以上であると、溶剤の蒸発によりレベ
リング性が劣る傾向が有り好ましくない。またセツティ
ング時間は５分以上であれはよいが、より好ましくは５
〜６０分の範囲である。５分未満ではレベリング不完全
となることがありまり６０分を越えるとゴミ付着量の増
大、塗装設備の設置面積の増大等工程上の支障が生ずる
ので好ましくない、また、本発明では通常の溶剤中に更
に前述の沸点１６０℃〜３００℃の溶剤を含有させたこ
とと上述の４０℃以下の温度で５分以上のセツティング
を併用することにより、より高度な塗膜の平滑性が得ら
れることがわかった。

本発明においては、上述のポリウレタン樹脂下塗り塗荊
ヲ塗装し引続き４０℃以下の温度で５分以上のセツティ
ング後、塗膜を気相状態にあるアミン雰囲気中で硬化さ
せるのであるがこの時使用し得るアミンとしては第３ア
ミンが好ましく、例えばトリメチルアミン、トリエチル
アミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリ
アミルアミンなどの脂肪族第３アミン、ジメチルアニリ
ン、ジエチルアニリン、トリベンジルアミンなどの芳香
族アミン、Ｎ−メチルモルホ！Ｊ　ン、Ｎ−エチルモル
ホリンあるいはトリエタノールアミン、メチルジェタノ
ールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタ
ノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジ（２−エ
チルヘキシル）エタノールアミン、工チルジェタノール
アミン、トリイソプロパツールアミン、ジブチルイソプ
ロパノールアミンなどのアルカノールアミンが使用でき
中でもジメチルエタノールアミンが好ましい。

上記アミン類による雰囲気としては気相中のアミン濃度
約１０〜３０００　ｐｐｍ　ｓ好ましくは３００〜１２
００　ｐｐｍが適している。温度は０〜８０℃、好まし
くは２０〜４０℃が適している。アミン雰囲気中での硬
化時間は樹脂組成、形成する膜厚、第３アミンの種類、
温度２よび濃度などによって異なるが一般的には１〜１
０分間、好ましくは２〜４分間である。なお、アミン雰
囲気中での処理後必要であれば更に１００℃以下の温度
で３〜１５分間加熱処理してもよい。

本発明で上塗り塗料として用いられる熱硬化性樹脂塗料
またはポリウレタン樹脂塗料の中、熱硬化性樹脂塗料と
してはアクリルメラミン樹脂塗料、アルキドメラミン樹
脂塗料等が使用できる。これらは塗料中に含有するメラ
ミン樹脂とアクリル樹脂またはアルキド樹脂が加熱によ
り縮合して硬化塗膜を得るものであり所望する塗膜物性
によってアクリル樹脂、またはアルキド樹脂、およびメ
ラミン樹脂を種々選択することができる。加熱温度は１
００℃〜１４０℃である。また、ポリウレタン樹脂塗料
としては種々の１液型マタは２液型ポリウレタン樹脂塗
料が使用できる。１液型ポリウレタン樹脂塗料とは塗料
中にブロック化ポリイソシアネート樹脂２よび水酸基を
有する樹脂を含み、１２０〜１４０℃に加熱することに
よりブロック化化合物が解離して遊離のイソシアネート
基を生威し、インシアネート基と水酸基の反応によりウ
レタン結合を生成し硬化塗膜を得る塗料である０２液型
ポリウレタン樹脂塗料とは、水酸基を有する樹脂を含む
主剤と、イソシアネート基を有する樹脂を含む硬化剤を
混合後塗装する塗料であり、通常８０〜１００℃にて２
０分〜６０分加熱すること番こより硬化塗膜を得る。こ
こで使用するイソシアネート基を有する樹脂は、無黄変
型イソシアネート含有樹脂が好ましく、例えばヘキサメ
チレンジイソシアネート系のイソシアネート含有樹脂が
用いられる。

これ等の熱硬化性樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料
は各種着色顔料、各種添加剤たとえば消泡剤、レベリン
グ剤、流動性調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含む
ことができる。

本発明で用いるアミン雰囲気中で硬化させるポリウレタ
ン樹脂下塗り塗料および上塗り塗料の塗装方法は、エア
ースプレー、エアレススプレー、静電塗装等公知の方法
が適用される。

〔作用〕

本発明の方法は室温で短時間硬化させることが可能であ
るためウレタンＲ工Ｍの多孔質性によって生ずる塗膜の
発泡を抑制できると共にウレタンＲ工Ｍのもつ可撓性に
追随できる性能を有する塗膜を形成できる。更に本発明
の方法はこれらの特長の他に、室温で硬化できるため、
エネルギー面より経済的節約が得られるこ吉、長時間の
可使時間を保持できることの利点を有する。

更に本発明では、下塗り塗料の塗膜の平滑性が向上し、
上塗り後の塗膜鮮映性が向上する利点を有する。

〔実施例〕

本発明を更ｔこ具体的に説明するため、以下実施例をも
って説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。また、実施例中、部とあるのは全て重
量部を意味する。

実施例　１ （１ノポリオールの調整 単量体としてメタクリル酸メチル３５．０ｍ、アクリル
酸ブチル３６．０部、アクリル酸エチル１３．９部２よ
び２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５１部（重電
体計１００部〕を用い、溶媒としてキジロール６６部、
重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル３４ｓを
用いて通常の方法で重合を行ない、アクリルポリオール
を得た。この溶液の固形分は６５重量％であつた。

得られたアクリルポリオールの特数は、Ｔｇ　：５℃、
水酸基価＝６５、数平均分子量：　４５００であった。

（２）ポリウレタン樹脂の調製： 上記（１）で作ったアクリルポリオール溶液１００部に
酸化チタン粉末（石原産業社製、商品名タイベーク（３
Ｒ−９０）３０部、体質顔料（林化成社製、商品名ダイ
ヤクレー）１５部、Ｎ−メチルピロリドン６部、セロソ
ルブアセテート１４部によびキジロール１０部からなる
基剤と、硬化剤としてのトリレンジイソシアネート（住
友バイエルウレタン社製、商品名スミジュールＬ−７５
）２４部からなる２液型ポリウレタン樹脂塗料を調製し
た。ＯＨ／Ｎｅｏ比は１／１であった。

（３）塗装 ウレタンＲ工Ｍを常法にて脱脂した後、上記（２ンで調
整した塗料を膜厚２５μになるようにスプレー塗装し、
３０℃で１０分間セツティングした後、ジメチルエタノ
ールアミン６００ｐｐｍの雰囲気中で、雰囲気風速１．
２　ｍ　／秒で２０℃の温度で２分間放置した。その後
３０℃で１０分間乾燥後ウレタン樹脂塗料（神東塗料社
製、商品名ボリンＡ　Ｉ　Ｒ８）で膜厚３０μになるよ
うにスプレー塗装し、１００℃で３０分間加熱した。

得られた塗膜の試験結果を表２に示す。表２の結果から
ピンホールのない、可撓性、付着性、鮮映性のＴぐれた
塗膜が得られたことが判る。

比較例　ｌ 実施例１で用いたポリウレタン樹脂下塗り塗料を実施例
１と同様蔽こ塗装した後、セツティングおよびアミン雰
囲気処理をせずに１００℃で３０分間乾燥後、実施例１
と同様に上塗り塗装した。形成された塗膜は表３に示す
ように多（のピンホールが見られた。

比較例　２ 実施例１においてポリウレタン樹脂下塗り塗料の調整時
、Ｎ−メチルピロリドンを用いず溶剤を酢酸ブチル２０
部、キジロール１０部に変更使用しＴこ以外は実施例１
と同様に行なった。

得られた塗膜は表３に示すようにピンホールのない、可
撓性、付着性にすぐれた塗膜であったが、外観は実施例
１の場合よりも劣るものであった。

比較例　３ 実施例１において、調整したポリウレタン樹脂下塗り塗
料をスプレー後、セツティングを２０℃番こて２分間だ
け行なった以外は実施例１と同様ｌこ行なった。得られ
た塗膜は表３に示すようにピンホールのない、可撓性、
付着性にすぐれた塗膜であったが、外観は実施例１の場
合より劣るものであった。

実施例　２〜４ 表１に示す単量体および開始剤および溶剤を用いて３種
のポリオールを実施例１と同様にして調製した。

表　　　　　１ 撓性、鮮映性のすぐれた塗膜であった。

比較例　４〜７ 表３１こ示す如き特数を有するポリオールを使用し、表
３Ｉこ示すＯＨ／　ＮＯＯ比、溶剤組成を有するポリウ
レタン樹脂下塗り塗料を作製した。

これらを用いて実施例１と同様にウレタンＲＩＭを塗装
した結果を表３に示す。得られた塗膜は表３に示す如く
塗膜に多くのピンホールが見られるか、可撓性がないか
、鮮映性の低い欠陥のある塗膜であった。

上記３種のポリオールを用い、更に溶剤として表２に示
すものを用いた以外は実施例１と同様の処方により３種
のポリウレタン樹脂下塗り塗料を調整した。

上記各実施例で使用したポリオールの特数およびそれを
用いてウレタンＲ工Ｍを実施例１と同様に塗装して得ら
れた塗膜の試験結果を表２に示す。

得られた塗膜は何れもピンホールのない、可（１）水酸
基価は無水酢酸でアセチル化し、遊離酢酸を苛性カリで
定量し、樹脂ｌｔ中番こ含まれる水酸基と当量の苛性カ
リのη数で示す。

（２］溶剤組成は調整したポリウレタン樹脂塗料中の部
数にて示す。

（３）付着性はゴパン目試験法（Ｊ工Ｓ−Ｋ　−５４０
０）に従い、ｌｌ１１８１間隔でのゴバン目１００につ
いての残数で示す。

ｉｎの１８００折り曲げ性である。

（５）外観は目視により塗膜のちぢみ、凹凸、ツヤ引は
等を調べた結果を示す。ただしピンホールについては別
項に示す。

（６］耐温水性は４０℃で２４時間水に浸漬後のゴバン
目試験の結果−を示す。

（７）可使時間は３０℃でフォードカップ＃４を用い粘
度が初期より３秒を越えない時間で示す。

表中の○、△、×は次の定義による。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、反応性射出成形物品の塗装に当り
、ポリウレタン下塗り塗膜を迅速硬化で形成でき、その
ため反応性射出成形物品のピンホール等の塗膜欠陥を防
止でき、更に反応性射出成形物品の可撓性に追随できる
可撓性のある鮮映性の良好な塗膜か得られる。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、反応性射出成形物品をポリウレタン樹脂下塗り塗料
   で塗装し、引続き４０℃以下の温度で５分以上のセッテ
   ィングを行ない、次いで気相状態にあるアミン雰囲気中
   で塗膜を硬化させた後、更に上塗り塗料として熱硬化性
   樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料を塗装し硬化させ
   ることからなり、上記下塗りポリウレタン樹脂塗料が（
   ａ）Ｔｇ：−４０℃〜３０℃、水酸基価：２０〜１６０
   、数平均分子量：１０００〜１００００であるポリオー
   ルと、（ｂ）ポリイソシアネートと、（ｃ）沸点１６０
   ℃〜３００℃の溶剤を含み、（ｄ）ＯＨ当量対イソシア
   ネート当量の比が０．５：１〜２：１であることを特徴
   とする反応性射出成形物品の塗装方法。