JPH04105912A - 樹脂成形体への皮膜形成方法 - 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〕 この発明は、樹脂成形体への皮膜形成方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車部品（例えば、バンパー、フェンダ−、エ
アスポイラ−）などでも樹脂成形体が使われている。樹
脂成形体表面には美観を与える等の目的に応じて塗装が
施される。この場合、普通、下塗りをしてから上塗り（
上塗りの前に中塗りが施される場合もある）を施すよう
にしている。

金型を使って作る樹脂成形体の場合、近年、金型内で成
形した樹脂成形体をその金型内に保持した状態で樹脂成
形体表面に下塗りに該当する樹脂皮膜を形成することが
行われるようになってきた。

前記樹脂成形体への樹脂皮膜形成方法として、従来、以
下に述べる第１、第２のふたつ方法がある。

第１の方法では、第５図（ａ）にみるように、成形用金
型は、固定金型１０１と、同金型１０１に対して上下方
向に移動して型開閉を行う上金型１０２とを備え、予め
加熱されて高温状態にある。固定金型１０１表面にシー
ト状樹脂組成物１０３を置き、これを両金型１０１．１
０２で第５図（ｂ）にみるように加圧加熱して金型１０
１．１０２間のキャビティ内に樹脂成形体１０５を得た
後、第５図（Ｃ）にみるように、金型を途中で一旦完全
に開いて、膜材料供給部１０６より樹脂皮膜用材料を供
給し、再び、第５図（ｄ）にみるように、金型を閉じて
加圧加熱し、樹脂皮膜１０７を樹脂成形体１０５表面に
形成してから、第５図（ｅ）にみるように取り出す（特
開昭５５−５５８４３号公報参照）。

第２の方法も、第６図（ａｌにみるように、成形用の金
型は、固定金型１２１と、同金型１２１に対して上下方
向に移動して型開閉を行う上金型１２２を備え、予め加
熱されて高温状態にあり、固定金型１２１表面にシート
状樹脂組成物１２３を置く。そして、第６図（ｂｌにみ
るように、これを両金型１２１．１２２で加圧加熱して
金型１２１．１２２間のキャビティ内に樹脂成形体１２
５を得るのであるが、この場合は、その後は、第６図（
Ｃ）にみるように、金型を閉したままで、膜材料供給部
１２６より樹脂皮膜用材料をキャビティ内圧力を遥かに
越える高圧力で注入し、再び、第６図ｆｄ）にみるよう
に、加圧加熱し、樹脂皮膜１２７を樹脂成形体１２５表
面に形成するく特開昭６１−２７３９２１号公報参照）
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第１の方法の場合には、下記■、■
の問題がある。

■　成形用の金型を途中で開く際にパリ　（ｆｌａｓｈ
）・ゴミ等を巻き込む。

■　成形用の金型を途中で開閉する時間は莫大（全所要
時間の２０％を占めることもある）なものであり、製造
時間が長い。

一方、上記第２の方法の場合には、下記■〜■の問題が
ある。

■　固く閉じた金型の中に樹脂皮膜用材料を非常に高圧
力（例えば、２５０　ｋｇ／ｃａを越す場合がある）を
用いて注入する必要があり、この注入には、高度な製造
装置や厳密な製造管理が必要になる。

■　樹脂皮膜用材料のポットライフ管理を厳密に行う必
要がある。樹脂皮膜用材料の原料としてのモノマーおよ
び／またはプレポリマー、硬化剤、および、硬化促進剤
等は、金型に注入する前の段階で充分に混合しておく必
要があるため、ポットライフの問題が生じる。ポットラ
イフを過ぎた樹脂皮膜用材料は、ゲル化により流動性を
失い注入装置の配管系等を使用不能にしたり、また、流
動性が残っていたとしても、正常な樹脂皮膜を形成でき
ないことがあるからである。

このようなポットライフの問題がある場合には、金型の
前段に２種以上の原料液を混合する混合手段を設けてお
いて、注入直前に同混合手段により原料液混合を行い樹
脂皮膜用材料く液状樹脂組成物）を得て直ちに金型に注
入するようにする所謂ＲＩＭ法（Ｒｅａｃｔｉｏｎ　Ｉ
ｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）を適用することに
より、ポットライフ管理の必要をなくすることが考えら
れるが、このＲＩＭ法は、上記第２の方法のごとき高圧
注入の場合には適用できない。というのは、直前混合さ
れた樹脂皮膜用材料が、上記高圧により原料液の供給流
路に逆流して流路詰まりを起こす等の不都合が生しるか
らである。

■　樹脂皮膜用材料の注入タイミングがとり難い。樹脂
成形体の硬化が余り進み過ぎると樹脂皮膜用材料の進入
できるスペースが確保できなくなるからである。

この発明は、上記事情に鑑み、成形途中で金型を一旦完
全に開き切ってしまう必要がなく、また、樹脂皮膜用材
料の注入に高圧を要しないためにＲＩＭ法等の直前混合
法が適用できて樹脂成形体表面に樹脂皮膜を容易に形成
することのできる方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、請求項１．２記載の樹脂成形
体への皮膜形成方法は、金型間のキャビティ内で成形し
た樹脂成形体を前記キャビティ内に保持した状態で、皮
膜用材料を金型と樹脂成形体の間に注入して前記樹脂成
形体表面に皮膜を形成するようにする樹脂成形体への皮
膜形成方法において、前記皮膜用材料を注入する際にそ
の注入量に対応して前記金型を開いていくようにする構
成をとるようにしている。

請求項２記載の樹脂成形体への皮膜形成方法は、加えて
、金型注入口の直前に混合手段を設け、同混合手段にお
いて２種以上の原料液を混合することにより皮膜用材料
を得て、これをキャビティ内に注入するようにしている
。

以下、この発明の樹脂成形体への皮膜形成方法をより具
体的に説明する。

樹脂成形体用材料や皮膜用材料には、普通、熱可塑性樹
脂や重合および／または架橋により樹脂成形体や樹脂皮
膜を形成できる熱硬化性樹脂材料が使われる。熱硬化性
樹脂材料としては遊離基反応および／または縮重合によ
り硬化して樹脂成形体や皮膜を形成するモノマー、ある
いは、プレポリマー、さらには、モノマーとプレポリマ
ーの混合物が普通は用いられる。

樹脂成形体としては、自動車のフェンダ−用樹脂成形体
が例示され、その表面に形成される皮膜には下塗り用樹
脂皮膜が例示される。

成形体用樹脂としては、例えｙド、ポリオレフィン／ゴ
ム系熱可塑性樹脂、ポリカーボネート／ポリアミド（ナ
イロン）系熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、
エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレタン／ウレア系
樹脂、ウレア系樹脂、シクロペンタジェン系樹脂などが
挙げられる。

皮膜用樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレタン／ウレ
ア系樹脂、ウレア系樹脂などが挙げられる。この場合、
勿論、複数種の樹脂か併用されていてもよい。

この発明の方法により、皮膜付樹脂成形体を得るには、
例えば、第１図に示す反応射出成形機を使う。この反応
射出成形機は、成形用の金型１、樹脂成形体用材料（通
常、液状樹脂組成物）の供給部２、樹脂皮膜用材料（通
常、液状樹脂組成物）の供給部２′、金型開閉駆動部３
を備えている成形用金型１は、上金型１０と下金型１１
を有し上金型１０の凹面（相補面）１０ａと下金型１１
の凸面（相補面）１１ａの間にキャビティ１２を形成す
る。上金型１０のセン断縁１５および下金型１１のセン
断縁１６は極めて僅かの寸法差をもって緊密に相互に合
う寸法に作られている。上金型１０の水平面１８、下金
型１１の水平面１９はぴったりと隙間なく合う寸法に作
られている。

時には、平行性を出すために上下金型の間にスベーザま
たはストッパを用いる。上金型１０は支持柱１７で固定
されており、下金型１１は、以下に述べるように、上下
方向に移動可能となっている。　下金型１１の移動は金
型開閉駆動部３により行う。金型開閉駆動部３は油圧ポ
ンプ３１およびシリンダー３５とプランジャ３６からな
るコンプレッサ３２を備え、油圧ポンプ３１によりプラ
ンジャ３６が上下に移動するようになっている。そして
、プランジャ３６の先端が下金型１１の底に固定されて
おり、プランジャ３６の上下に伴い下金型１１が上金型
１０に対して離接し、金型の開閉が可能になる。

樹脂成形体用材料の供給部２は、原料液Ａ用タンク２１
および原料液Ｂ用りンク２２を備え、非注入時は、ピス
トン型ポンプ２．）、２４で原料液Ａ、Ｂがそれぞれ循
環させられている。なお、この原料液循環系は、密閉系
であり、系全体を加圧ないし減圧にし得る。注入時には
、原料液Ａ、Ｂは、まず、混合部（樹脂インジェクタ）
２５で衝突混合された後、注入口２６からキャビティ１
２に注入される。

樹脂皮膜用材料の供給部２′も原料液Ａ′用タンク２１
′および原料液Ｂ′用タンク２２′を備え、非注入時は
、ピストン型ポンプ２３′、２４′で原料液Ａ’、Ｂ’
はそれぞれ循環させられている。なお、この原料液循環
系も、密閉系であり、系全体を加圧ないし減圧にし得る
。注入時には、両原料液Ａ′、Ｂ′は、まず、混合部（
ミキシングヘッド）２５′で衝突混合された後、注入口
２６′からキャビティ１２に注入される。

原料液Ａ（Ａ’）と原料液Ｂ（Ｂ′）の混合比の調整は
、各原料液循環系に設置されたピストン型ポンプ２３．
２４（２３’、２４′）のピストン移動スピードを制御
することでなされる。

上記混合部２５．２５′には通常のＲＩＭ用ミキシング
ヘッドが使える。供給部２．２′には、たとえば、■ポ
リウレタンエンジニアリング社製ＲＩＭ成形機（ＭＣ−
２００シリーズ、ＭＣ−１００シリーズ）の注入装置を
用いることができる。

続いて、樹脂成形体用材料の供給部２および樹脂皮膜用
材料の供給部２′のより具体的な構成を、第２図に示す
。ピストン型ポンプ２３．２４．２３′、２４′は、計
量シリンダ２３ａ、２４．３を備え、油圧制御部２９で
所定の各液吐出動作を行い、混合部２５（２５′）に送
液するようになっている。なお、図中、２７はＮｔガス
導入パイプ、２８は攪拌機である。非注入時は、原料液
Ａ（Ａ′）は混合部２５（２５’）を経由して二点鎖線
矢印で示すように循環し、原料液Ｂ（Ｂ′）は混合部２
５（２５’）を経由して一点鎖線矢印で示すように循環
している。

混合部２５（２５’）の詳細を、第３図（ａ＋、（ｂ）
に示す。第３図（ａ）は、混合部の原料液循環時の状態
をあられし、第３図（ｂｌは、ｍ合部の原料液混合時の
状態をあられず。

循環時は、シリンダ２５０の流入口２５１と流出口２５
２がピストン２５３表面の流路２５４で接続され、シリ
ンダ２５０の流入口２５１′と流出口２５２′がピスト
ン２５３表面の流路２５４′で接続され流入した原料液
はそれぞれ元に戻っていく。

混合時は、ピストン２５３が上方に移動し、流入口２５
１．２５１′が混合域２５５に連通ずると同時に、流路
２５４による流入口２５１と流出口２５２の接続、およ
び、流路２５４′による流入口２５１′と流出口２５２
′の接続がそれぞれ断たれ、流入口２５１．２５１′に
到来した原料液Ａ　（Ａ’）　、Ｂ　（Ｂ’）は、混合
域２５６に入って交じり合い、混合液流出口２５５から
出てゆく。流入口２５１．２５１′は、第３図（ｂｌに
みるように、混合域２５６側にいくほど先細りしてテー
パ状に絞られており、混合域２５６側に出てくる各原料
液の圧力が高まり混合が効果的になされるようになって
いる。

続いて、第１図の反応射出成形装置を用い、この発明を
実施する時の様子を、第４図を参照しながら、具体的に
説明する。

第４図（ａ）にみるように、成形用の金型１の上金型１
０に対して下金型１１を閉じてゆき所定のキャビティ１
２を両金型１０．１１間に形成して、第４図（ｂｌにみ
るように、混合部２５から樹脂成形体用材料を注入口２
６を通じて注入し、加圧しつつ加熱してキャビティ内に
樹脂成形体５０を成形する。なお、通常、金型１は予め
加熱され高温状態にある。すなわち、加圧の開始と同時
に金型１の加熱が始まるわけではない。もっとも、樹脂
成形体用材料の種類によっては加熱せず富温で成形する
こともある。

つぎに、金型を開くことなくキャビティ１２内に成形体
を成形完了時のまま保持した状態で、第４図（Ｃ）にみ
るように、混合部２５′から樹脂皮膜用材料５１′を注
入口２６′を通じて注入する。

この発明では、この段階で樹脂皮膜用材料の注入量に応
じて下金型１１が下がり、上金型１０と下金型１１の間
が少しずつ開いて１ｒ＜ようにする。

この場合、上下金型１０．１１間が注入量に応じて開い
てゆくようにするには、例えば、次のようにする。樹脂
成形体材料の注入指令のあと所定時間で注入が完了する
と同時に油圧回路の電磁弁３８を開に切り替えておく。

そして、樹脂成形体材料の成形が済み、樹脂皮膜用材料
を注入し始めると同時に、油圧ポンプ３１により、下金
型１１に接続されているプランジャー３６の上ｎ室３２
ａ側に油を流入させてプランジャー３６を下に移動させ
下金型１１を極めて少しずつ下降させるようにするので
ある。下降スピードのコントロールは、プランジャー上
部の配管中に設けられたチエツク付流量コントロールバ
ルブ３７により油量調整することにより行う。

樹脂皮膜用材料の注入が済んだら、今度は、第４図（ｄ
ｌにみるように、下金型１１を押し上げて皮膜用材料を
加圧しつつ加熱することにより、樹脂皮膜５１を樹脂成
形体５０の表面に完成させる。

なお、この場合も、通常、金型１は予め加熱され高温状
態にあり、加圧の開始と同時に金型１の加熱が始まるわ
けではない。勿論、樹脂皮膜用材料の種類によっては加
熱せず常温で成形することもある。

樹脂皮膜の形成が済んだら、第４図（ｅ）にみるように
、下金型１１を下げて金型１を完全に開き、第４図（ｆ
ｌにみるように、樹脂皮膜５１付の樹脂成形体５０を取
り出す。

なお、樹脂成形体５０の硬化は、第４図（ｂｌの段階で
完了するとは躍らず、樹脂皮膜形成の際にも進むのが普
通である。

この発明は上記の例に限らない。樹脂成形体用材料や樹
脂皮膜用材料を、３種以上の原料液で作るようにしても
よい。樹脂成形体用材料や樹脂皮膜用材料に、ガラス繊
維等の補強材、導電性カーボンブランクや導電性金属化
合物等の導電材、離型剤、その他に通常の塗料等に含ま
れる各種添加剤等が含まれていてもよい。

上記のようなＲＩＭ法によらず、複数種の原料液を静的
ミキサを用いて注入直前に混合し注入するようにしても
よい。しかじな）＜ら、樹脂成形体用材料や皮膜用材料
は１種類の原料液（例えば、アクリルポリエステル系樹
脂組成物）で出来ている場合であってもよい。この場合
、注入装置としては例えば米国モレル社（Ｍｏｒｒｅｌ
ｌ）製　高圧タイプインモールドコートシステムが使え
る。

樹脂成形体の方は、第６図（ａｌに示すようなシート状
樹脂組成物１０３を用いて成形するようにしてもよい。

この場合の樹脂成形体用材料は、ＳＭＣ（シートモール
ドコンパウンド）とかスタンパブルシートなどと称され
るものである。

上記の場合、プランジャの上下駆動とミキシングヘッド
の動作を連動させることにより、前記皮膜用材料の注入
に伴い注入量に対応して金型間が空くようにしていた。

これ以外に、例えば、下金型が弱い力で押されて（例え
ば、弱い）＼木部材で下金型を上金型の方に付勢する）
キャビティが成形時の状態を保持しているようにしてお
くことにより、樹脂皮膜用材料の弱い注入圧でも下金型
が押されて前記皮膜用材料注入量に対応して自然に金型
間が開いてゆくような構成であってもよい。

〔作　　　用〕

この発明の場合、樹脂成形体を得た後は、金型を完全に
開くことなく、皮膜用材料の注入を行うため、パリ・ゴ
ミ等を引き込むことなく、製造時間の短縮が図れる。

他方、皮膜用材料注入に伴い金型間が注入量に応じて開
いてゆくため、注入に高圧を要しない。

高圧注入が不要であれば、実施装置、製造管理が簡単で
すむ。　　　゛ 皮膜用材料を注入する時には金型間を注入量に応じて開
いてゆくようにするため、樹脂成形体が硬化していても
何ら支障なく注入することができる。そのため、注入の
タイミングは樹脂成形体の硬化進度に何ら左右されない
。

〔実　施　例〕

続いて、この発明の詳細な説明する。

実施例では、第１図に示す反応射出成形機を用い、第４
図のプロセスに従い、樹脂成形体を形成し、樹脂皮膜を
形成した。

〔樹脂成形体の形成〕

樹脂成形体用材料の原料液として、活性水素含有成分（
ポリアミン）を含む原料液Ａ、イソシアネート成分を含
む原料液Ｂのふたつを用い、金型に入る直前で両液を混
ぜ合せて金型に注入するようにし、下記の成形条件に従
い樹脂成形体を形成した。

原料液Ａは、下記の如くポリアミンの他に、ジエチルト
ルエンジアミンとステアリン酸亜鉛を含む。他方、原料
液Ｂは、粗ジフェニルメクンジイソシアネートのみであ
る。

原料液Ａ ■　ポリアミン（テキサコ　ケミカル　カンパニー製　
商品名　ジェファーミンＤ−２０００、平均分子量：約
２０００、活性水素当量＋　５２０）■　ジエチルＩ・
ルエンジアミン（エチル社製商品名　工タキュア　１０
０　平均分子量１７８■　ステアリン酸亜鉛 原料液Ｂ ■　粗ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウ
レタン工業■製　商品名　ミリオネートＭＴＬ、ＮＧＯ
当量：約１４５　ｇ） 混合時における上記各成分の配合割合 ポリアミン　　　　　　　　・・・７０重量部ジエチル
トルエンジアミン　・・・３０重量部ステアリン酸亜鉛
　　　　　・・・０．５重量部粗ジフェニルメタンジイ
ソシアネート ・・・６２重量部 成形条件 樹脂成形体の厚み　　　　　　　３龍 縦および横　　４００　ｍ　　Ｘ　３００　＊＊加熱加
圧条件　　温度　　　　７０℃ 圧力　１５０　ｋｇ／ｃｒａ 時間　　　　　１分 〔樹脂皮膜の形成〕 樹脂皮膜用材料の原料液として、活性水素含有成分（ポ
リアミン）を含む原料液Ａ′、イソシアネート成分を含
む原料液Ｂ′のふたつを用い、金型に入る直前で両液を
混ぜ合せて金型に注入するようにし、下記の成形条件に
従って金型内の樹脂成形体の上に樹脂皮膜を形成した。

原料液Ａ′は、下記の如くポリアミンの他に、ジエチル
トルエンジアミンとステアリン酸亜鉛を含む。他方、原
料液Ｂ′は、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリ
マーと粗ジフェニルメタンジイソシアネートからなる。

原料液Ａ′ ■　ポリアミン（テキサコ　ケミカル　カンパニー製　
商品名　ジェファーミンＤ−２０００、平均分子量：約
２０００、活性水素当量：５２０）■　ジエチルトルエ
ンジアミン（エチル社製商品名　工タキュア　１００　
平均分子量１７８■　ステアリン酸亜鉛 原料液Ｂ′ ■　ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー（日
本ポリウレタン工業＠製　商品名　コロネートＥＨＮＣ
Ｏ当量：約１９７） ■　粗ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウ
レタン工業側製　商品名　ミリオネ−１・ＭＴＬ　　Ｎ
ＣＯ当量：約１４５） 混合時における上記各成分の配合割合 ポリアミン　　　　　　　　・・・８０重量部ジエチル
トルエンジアミン　・・・２０重量部ステアリン酸亜鉛
　　　　　・・・０．５重量部へキサメチレンジイソシ
アネートプレポリマ・・・２６重量部 粗ジフェニルメタンジイソシアネ−１〜・・・２６重量
部 成形条件 注入時間　　　　　　　　　　　　約１．２秒樹脂皮膜
の厚み　　　　　　　　　約０．１１園加熱加圧条件　
　温度　　　　７０°Ｃ圧力　１５０ｋｇ／ｃｄ 時間　　　　　１分 得られた樹脂皮膜付樹脂成形体は、ハリ・ゴミ等の巻込
みはみられず、樹脂皮膜は樹脂成形体に確りと密着して
いた。

〔発明の効果〕

請求項１．２記載の樹脂成形体への皮膜形成方法の場合
、以下のような利点がある。

■　樹脂成形体を得たあと、金型を完全に開いてしまう
ことな（皮膜用材料の注入を行うので、パリ等の引き込
みもなく、製造時間が短縮される■　皮膜用材料注入に
伴い金型間が注入量に応じて空いてゆくため、高圧注入
の必要がなく、しかも、樹脂成形体の硬化進度で注入が
難しくなることもないので、実施装置等が簡単で済み、
注入タイミング条件も緩やかで皮膜形成は容易である請
求項２記載の樹脂成形体への皮膜形成方法の場合、加え
て、金型注入口の直前で２種以上の原料液を混合し皮膜
用材料を得るようにしているため、皮膜用材料のポット
ライフ管理が事実上不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法の一例を実施する際に用いら
れる反応射出成形装置の構成をあられずブロック図、第
２図は、この装置の供給部２．２′の詳細構成をあられ
すブロック図、第３図は、この供給部の混合部をあられ
す断面図、第４図は、上記反応射出成形装置で樹脂成形
体と表面の樹脂皮膜を形成するときのプロセスをあられ
ず断面図、第５図は、従来の方法により樹脂成形体と表
面の樹脂皮膜を形成するときの様子を順を追ってあられ
す断面図、第６図は、他の従来の方法により樹脂成形体
と表面の樹脂皮膜を形成するときの様子を順を追ってあ
られす断面図である。 １０・・・上金型　　１１・・・下金型　　１２・・・
キャビティ　５０・・・樹脂成形体　５１・・・樹脂皮
膜（皮膜）　　２５′・・・混合部（混合手段）　　Ａ
’、Ｂ’・・・原料液　　２６′・・・注入口 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第３ 図 第４図 （ｂ） ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金型間のキャビティ内で成形した樹脂成形体を前記
   キャビティ内に保持した状態で、皮膜用材料を金型と樹
   脂成形体の間に注入して前記樹脂成形体表面に皮膜を形
   成するようにする樹脂成形体への皮膜形成方法において
   、前記皮膜用材料を注入する際にその注入量に対応して
   前記金型が開いていくようにすることを特徴とする樹脂
   成形体への皮膜形成方法。 ２　金型注入口の直前に混合手段を設け、同混合手段に
   おいて２種以上の原料液を混合することにより皮膜用材
   料を得て、これをキャビティ内に注入するようにする請
   求項１記載の樹脂成形体への皮膜形成方法。