JPH0757340B2 - 反応性射出成形物品の塗装方法 - Google Patents

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に関するもので
ある。更に詳しくは塗装工程において生ずる塗膜外観上
の不良発生を低減せしめ、かつ塗装にかかるコストを低
下せしめると同時に高光沢を有する塗膜を得る反応性射
出成形物品の着色塗装方法に関するものである。

〔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RIM（R
eaction Injection Moulding）が実用に供されており、
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RIMは原則的には内部が発泡し、表面は平滑に
なつている成形物品であるが、成形条件等により、その
表面も部分的に多孔質になつ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。かかる成形物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つて、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うる塗料並びに
塗装法が要求される。

従来ウレタンRIMへの塗装は（１）ウレタンRIM成形後ポ
ストキユ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２液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RIM成形
後数日間放置し、表面が平滑になつた後低温型ポリウレ
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RIMの塗料および塗装法として、特開昭5
8−78737号が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、現場での取扱いが繁雑もしくは
困難であつたり、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RIMの可撓性に
十分に適した性質を有していなかつた。

また、上記（３）の特開昭58−78737号にはウレタンRIM
の塗装に用いる塗料が記載されているが、ウレタンRIM
のピンホールの抑制の効果は記載されておらず明らかに
本発明と目的を異にするものである。

更に、近年、ウレタンRIMを始めとする反応性射出成形
物品の塗装品に対しては高度の耐久性および多様な色調
および高度の光沢が要求されるようになり、特に自動車
物品分野でこの要求は大である。すなわち、塗膜の耐水
性、耐候性、低温時の可撓性等の耐久性もよび意匠面で
自動車車体との同色仕上げすなわち、ソリツド色塗装の
他、メタリツク塗装が要求されている。これに対処する
ため、ソリツド色塗装においては通常は前述した下塗り
塗装に続き更に上塗り塗装を行なう２コート塗装が行な
われるが、かかる従来の２コート塗装は塗装設備のスペ
ース、塗装にかかる時間、塗料使用量等の観点から明ら
かにコスト上不利であり、かつ塗膜の光沢は満足し得る
ものではない。また、メタリツク塗装においては塗膜の
光沢はソリツド色塗装の塗膜より一般に更に低くなるの
で上述した下塗り塗装に続きメタリツク塗装をし、更に
クリヤー塗料を塗装する３コート法が使用されているが
これでは工程が増加し、塗装にかかるコストは更に大と
なる。

従つて本発明の目的は、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RIMなどの表面欠陥に
起因する塗膜外観の不良をなくし、光沢の高い可撓性の
ある塗膜をより少ない工程にて形成し得る方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは反応性射出成形物品の塗装方法に関し鋭意
研究を重ねた結果遂に本発明を完成するに至つた。

すなわち本発明は反応性射出成形物品を遊離のイソシア
ネート基を有する着色されたポリウレタン樹脂塗料で塗
装し、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、着色されていない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加熱硬化させる反応性射
出成形物品の塗装方法である。

本発明にお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RIM、繊維強化ウレタンRIM
などが挙げられる。

また気相状態のアミン雰囲気中で硬化させる遊離のイソ
シアネート基を有する着色されたポリウレタン樹脂塗料
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、アルキツドポリオール、ポリオレフイ
ンポリオールなどのポリオールが用いられるが、特にア
クリルポリオールお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:−40〜30℃、水酸基価:20〜16
0、数平均分子量:1000〜10000のポリオールが適してい
る。特にTg:−20〜20℃、水酸基価:40〜145、数平均分
子量:1500〜6000のポリエステルポリオールおよびアク
リ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、数平均分子量が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。

本発明で上記遊離のイソシアネート基を有する着色され
たポリウレタン樹脂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（TDI）、
ジフエ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
I）、ヘキサメチレンジイソシアネート（HMDI）、イソ
ホロンジイソシアネート（IPDI）、トリフエニルメタン
トリイソシアネート、フエ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OH
当量対イソシアネート当量の比が0.5:1〜2:1となるよう
に使用する。OH当量が0.5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。

本発明で用いられる遊離のイソシアネート基を有する着
色されたポリウレタン樹脂塗料は要求される塗膜の色彩
に応じ各種顔料を含む。顔料としては二酸化チタン、カ
ーボブラツク等無機顔料および各種有機顔料が用いられ
る。また、メタリツク塗装の場合はアルミ粉が用いられ
る。これ等は単独または２種以上併用しても差支えな
く、要求される色彩に応じ顔料の種類および含有量を決
めれば良い。

更に本発明で用いられる着色されたポリウレタン塗料に
は必要に応じ、各種添加剤たとえば消泡剤、レベリング
剤、色分れ防止剤、流動性調整剤等、および各種溶剤た
とえばエステル、ケトン、芳香族炭化水素等を含むこと
ができる。

本発明においては上述の着色されたポリウレタン樹脂塗
料を塗装後これ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う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−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホ
リンあるいはトリエタノールアミン、メチルジエタノー
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、エチルジエタノールア
ミン、トリイソプロパノールアミン、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
が約10〜300ppm、好ましくは300〜1200ppm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、温度および濃度などによつて
異なるが一般的には１〜10分間、好ましくは２〜４分間
である。なお、アミン気相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着色されていない
熱硬化性樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料とはいわ
ゆるクリヤー塗料であつて、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つ
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。また、ポリウレタン
樹脂塗料としては種々の１液型または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
とは塗料中にブロツク化ポリイソシアネート樹脂および
水酸基を有する樹脂を含み、120〜140℃に加熱すること
によりブロツク化化合物が解離して遊離のイソシアネー
ト基を生成し、イソ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。２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20分
〜60分加熱することに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
は顔料を含まないが、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。特に紫外線吸収剤および光安定剤は
塗膜の耐候性または耐光性を向上させる目的から有用で
ある。紫外線吸収剤の例としては2,4−ジヒドロキシベ
ンゾフエノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフ
エノン等のベンゾフエノン系、２−（２′−ヒドロキシ
−５′−メチルフエニル）−ベンゾトリアゾール等のベ
ンゾトリアゾール系等の化合物が用いられ、また、光安
定剤としてはビス−（2,2,6,6−テトラメチル−４−ピ
ペリジル）−セバケート等のヒンダードアミン系等が用
いられる。

更に本発明で用いられる着色されていない熱硬化性樹脂
塗料またはポリウレタン樹脂塗料には必要に応じエステ
ル、ケトン、芳香族炭化水素等の溶剤を含むことができ
る。

これら上塗り塗料の塗装後の加熱硬化条件は一般的には
80〜140℃、20〜60分である。

本発明で用いられる遊離のイソシアネート基を含む着色
されたポリウレタン樹脂塗料および着色されていない熱
硬化性樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料の塗装方法
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〕

本発明において、前記遊離のイソシアネート基を含む着
色されたポリウレタン樹脂塗料を塗装後、気相状態にあ
るアミン雰囲気中で塗膜を硬化させることにより、低
温、短時間での硬化が可能であり、省エネルギーおよび
生産性の向上を図ることが可能である。また、塗膜は気
相状態にあるアミン雰囲気中にて硬化後、充分な強度を
有し、その後着色されていない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、加熱硬化を行なつて
も、反応性射出成形物品の素地に存在する微小孔に起因
するピンホール等外観不良はない。

更に着色されていない熱硬化性樹脂塗料またはポリウレ
タン塗料を塗装することにより得られる塗膜は高光沢を
有し市場の要求を満足するものである。特にメタリツク
塗装において、従来の塗装方法では下塗り、ベースコー
ト（アルミニウム粉末含有コート）およびクリヤーコー
トからなる３コートを必要としていたのに対し、本発明
の方法によれば前記下塗り塗料中に直接アルミニウム粉
末を含有できるので２コートにて可能であることから、
本発明はメタリツク塗装に関しより有用である。

〔実施例〕 本発明を更に具体的に説明するため、以下実施例をもつ
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）ポリオールの調整 単量体としてメタクリル酸メチル35.0部、アクリル酸ブ
チル36.0部、アクリル酸エチル13.9部および２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート15.1部（単量体計100部）を
用い、溶媒としてキシロール66部、重合開始剤としてア
ゾビスイソブチロニトリル3.4部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徴は、Tg:5℃、水酸基
価:65、数平均分子量:4500であつた。

（２）着色されたポリウレタン樹脂塗料（以下着色塗料
と称する）Ａの調整 上記（１）にて調整したアクリルポリオール溶液100部
にアルミニウム粉末（東洋アルミニウム社製、商品名ア
ルペースト1100NA）６部、セロソルブアセテート50部、
キシロール50部、流動性調整剤0.5部からなる基剤と、
硬化剤としてキシリレンジイソシアネート系ポリイソシ
アネート（武田薬品工業社製、商品名タケネートＤ−11
0N）25部を混合して着色塗料Ａを調整した。

（３）着色されていない上塗り塗料（以下クリヤー塗料
と称する）ａの調整 ポリエステルポリオール（住友バイエルウレタン社製、
商品名デスモフエン670）100部にトルエン50部、酢酸ブ
チル49部、紫外線吸収剤（チバガイギー社製、商品名チ
ヌビン328）１部を加えクリヤー塗料の基剤とし、硬化
剤としてヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシ
アネート（住友バイエルウレタン社製、商品名スミジユ
ールＮ−75）65部を混合してクリヤー塗料ａとした。

（４）塗装 ウレタンRIMを常法にて脱脂した後、上記（２）で調整
した着色塗料Ａを膜厚25μになるようにスプレー塗装
し、室温で２分間セツテイングした後、ジメチルエタノ
ールアミン蒸気600ppmを含む雰囲気中で、雰囲気風速1.
2m/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、上記（３）のクリヤー塗料ａを膜厚30μに
なるようスプレー塗装し、100℃で40分間加熱した。得
られた塗膜はピンホールのない高光沢を有するものであ
つた。得られた塗膜性能を表−１に示す。

比較例 １ 実施例１において、着色塗料をジメチルエタノールアミ
ン蒸気を含む雰囲気に放置することを行なわない点以外
は同様に実施した。得られた塗膜はピンホールが多数発
生し実用に耐えないものであつた。その他性能を表−１
に示す。

実施例 ２ （１）着色塗料Ｂの調整 ポリエステルポリオール（大日本インキ化学工業社製、
商品名パーノツクＤ−161）100部、シアニンブルー（東
洋インキ製造社製、商品名シアニンブルーMR−３）10
部、アルミニウム粉末（東洋アルミニウム社製、商品名
HS−２）１部、トルエン50部、セロソルブアセテート39
部よりなる基剤に硬化剤としてヘキサメチレンジイソシ
アネート系ポリオール（大日本インキ化学工業社製、商
品名DN−980）80部を混合し着色塗料Ｂとした。

（２）塗装 ウレタンRIMを常法にて脱脂した後、上記（１）にて調
整した着色塗料Ｂを膜厚30μになるようスプレー塗装し
た後、20℃、２分間セツテイングし、トリエチルアミン
蒸気800ppmを含む雰囲気中で雰囲気風速1.5m/秒で20℃
２分間放置した。その後50℃で10分間乾燥後焼付クリヤ
ー塗料としてアクリルメラミン樹脂塗料（日本油脂社
製、商品名プライマツク3000）を膜厚25μになるようス
プレー塗装し、120℃、40分加熱乾燥した。得られた塗
膜はピンホール等の異状がなく光沢が有り満足し得るも
のであつた。性能を表−１に示す。

比較例 ２ 実施例２において、着色塗料Ｂを用いず、熱可塑性ウレ
タン樹脂（住友バイエルウレタン社製、商品名デスモラ
ツク4125）100部、二酸化チタン（石原産業社製、商品
名タイプイクCR−90）15部、メチルエチルケトン85部よ
りなる遊離のイソシアネート基を含まぬ１液型着色塗料
を用いた点以外は実施例２と同様に行なつた。

得られた塗膜は高い光沢を有していたがピンホールが多
数発生し実用に耐えないものであつた。性能を表−１に
示す。

実施例 ３〜６ 表−２に示す特数を有する着色塗料を用いた点以外実施
例１と同様に行なつた。得られた塗膜の性能を表−２に
示す。

比較例 ３ 実施例１において、クリヤー塗料ａの代わりに市販のウ
レタンRIM用シルバーメタリツク色塗料（日本油脂社
製、商品名プライマツク＃5000）を用いた以外実施例１
と同様に行なつた。

得られた塗膜は光沢の低いものであつた。

〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、反応性射出成形物品の塗装にお
いて、強度の大なるウレタン塗膜を低温、短時間で形成
でき、その後クリヤー塗料を塗装することによりピンホ
ール等の塗膜欠陥のない高光沢を有する塗膜が得られ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応性射出成形物品を、Tg:−40℃〜30
   ℃、水酸基価:20〜160、数平均分子量1000〜10000のポ
   リオールをポリオール成分として製造した遊離のイソシ
   アネート基を有する着色されたポリウレタン樹脂塗料で
   塗装し、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、着色されていない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、加熱硬化させること
   を特徴とする反応性射出成形物品の塗装方法。
2. 【請求項２】前記遊離のイソシアネート基を含む着色さ
   れたポリウレタン樹脂塗料が２液型ポリウレタン樹脂塗
   料である特許請求の範囲第１項記載の反応性射出成形物
   品の塗装方法。