JPS6369614A - 多層反応射出成形方法 - 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、成形品の外層を構成づる第１合成４Δ（脂成
形材料を金をのキャビティ内に射出しつつ成形品の内層
を構成する第２合成樹脂成形材料を上記キャビティ内に
引き続き射出することにより、上記第１合成樹脂成形材
＃１でもって第２合成樹脂成形材料を被覆するようにす
る多層反応射出成形方法の改良に関する。

（従来の技術） 近年、合成樹脂成形材料は成形の自由度が優れているこ
とから、各種の産業分野に広汎に用いられているが、単
一の合成樹脂成形材料で成形された合成樹脂成形品は一
般に強度用性が低いという欠点を有している。そして、
この欠点を解消するために例えば合成樹脂成形材料にガ
ラス繊維等のフィラー＠混入せしめることにより、成形
される合成樹脂成形品の強度剛性の増大化を図ることが
通常よく行われている。ところが、このようにフィラー
を混入したものは合成樹脂成形品の表面に該フィラーが
露出して見栄え上好ましくない。そのため、合成樹脂成
形品の表面仕上がり精度の向上を図るべく合成樹脂成形
品に表面塗装を施すことが行われるが、成形サイクルタ
イムが長くなってしまい、かつ表面塗装を施しても上記
フィラーの影響により塗装面が荒れてしまい、どうして
も後処理が必要になってくる。

また、合成樹脂成形品が例えば射出発泡成形によるポリ
ウレタン製のものである場合には、ポリウレタンは低圧
で流動性が良いため成形性が優れる等種々の物性面にお
いて優れてはいるが、耐候性が悪いために成形品表面が
早期に変色劣化することから、このことを防止するため
に上述の如く塗装等の手段によりカムフラージュする必
要があり、この場合においても上記と同様に成形サイク
ルタイムが長くなるという問題がある。

そこで、上述の如き問題点を解決する手段として、例え
ば特開昭５６−９２０３８＠公報に開示されているよう
に、金型のキャビティ内にまず第１合成樹脂成形材料を
射出し、このキャビティ内に射出された第１合成樹脂成
形材料の中心部が固化しない流動状態にあるうちに第２
合成樹脂成形材料を上記第１合成樹脂成形材料内に射出
することにより、第２合成樹脂成形材料を第１合成樹脂
成形材料でもって被覆した多層射出成形品を（ｑる方法
が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の如く射出成形に用いられる金型は型全
体が同一の型温に設定されているのが一般的であり、こ
のように型全体の型温が同一に設定された金型で例えば
反応硬化型の合成樹脂成形材料を用いて多層合成樹脂成
形品を射出成形する場合には以下の如き問題が発生する
おそれがある。

つまり、金型の型温が反応射出成形温度の標準温度に設
定されているときには、多層合成樹脂成形品の外層を構
成する第１合成樹脂成形材料の硬化反応がある程度進行
するまえに、多層合成樹脂成形品の内層を構成する第２
合成樹脂成形材料が上記第１合成樹脂成形材料の射出に
引き続いて射出されるため、第２合成樹脂成形材料が第
１合成樹脂成形材料の外（表面）層上に露出してしまう
おそれがある。また、金型の型温が反応射出成形温度の
標準温度よりも高く設定されているとぎには、第′ｉお
よび第２合成樹脂成形材料共に硬化反応速度が速過ぎる
ことから、両合成樹脂成形材料のキャビティ内での流動
性が阻害されて該両合成樹脂成形材料をキャビティ内に
隙間なく充填することができず、その結果、成形された
合成樹脂成形品に欠肉が生じたり、あるいは成形品表面
に凹み等の表面欠陥が生じたりするおそれがある。ざら
に、金型の型温か反応射出成形温度の標準温度よりも低
く設定されているときには、両合成樹脂成形材料の硬化
反応速度が遅過ぎることから、該両合成樹脂成形材料が
キャビティ内で混ざり合う結果、上記第２合成樹脂成形
材料の成形品表面への露出頻度が増大して成形品表面の
仕上がり精度が低下するおそれがおる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上述の如く反応硬化型の合成樹脂成
形材料を用いて多層合成樹脂成形品を成形することとし
、この場合、第１および第２合成樹脂成形材料の硬化反
応速度を促進する触媒のｍを調整することにより、キャ
ビティ内に射出された第１合成樹脂成形材料の硬化反応
速度を遅らせて該第１合成樹脂成形材料を半硬化状態に
保持し、これによりその後に射出された第２合成樹脂成
形材料の第１合成樹脂成形材料内への流動をスムーズと
なす。一方、上記第２合成樹脂成形材料中に含まれる触
媒もしくは生成した触媒により上記第１合成樹脂成形材
料の遅れた硬化反応速度を促進せしめて同第１および第
２合成樹脂成形材料の硬化が同時に完了しくｑるように
する。したがって、成形品の内層を構成する上記第２合
成樹脂成形材料が第１合成樹脂成形材料からなる外（表
面）層に露出したり流動性が阻害されたりすることがな
く、これにより層厚の均一化が図られたつまり表面欠陥
のない多層合成樹脂成形品を確実に得るようにぜんとす
るとともに、別途に表面塗装等を施す必要もなく成形サ
イクルタイムの短縮化を図らんとプることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、成形
品の外層を構成する第１合成樹脂成形材料を金型のキャ
ビティ内に射出しつつ成形品の内層を構成する第２合成
樹脂成形材料を上記キャビティ内に引き続き射出するこ
とにより、上記第１合成樹脂成形材料でもって第２合成
樹脂成形材料を被覆するように（−る多層反応射出成形
方法を対象とする。その場合、まず、」−２第１合成樹
脂成形材料をそれに含まれる触媒の母が第１合成樹脂成
形材料を半硬化状態に抑制し得るりｔこ低減せしめられ
た状態で上記キャビティ内に射出する。次に、上記第１
合成樹脂成形材料の硬化を補うに足る４の上記触媒を含
むか、もしくは第１合成例脂成形材料との反応（こより
第１合成樹脂成形材料の硬化を補うに足る吊の触媒を生
成し青る物質を含ましめた−に記第２合成樹脂成形材利
を上記キャビティ内に射出することにより、第１合成樹
脂成形材料でもって第２合成樹脂成形材料を被覆づる方
法にする３３ （作用） 上記の構成により、本発明では、金型の４ヤビテイ内に
Ｊ：ず成形品の外層を構成する第１合成樹脂成形材料１
鵠１出され、これに引さ、続いて成形品の内層を構成す
る第２合成樹脂成形材料が射出される。

この場合、上記第４合成樹脂成形材料にｔよ、触媒の最
が第１合成樹脂成形材料を半硬化状態に抑制し得る♀に
低減ｔｉｂめられた状態で含まれているーｈ、−上記第
２合成樹脂成形材料には、上記第１合成樹脂成形材料の
硬化を補うにＷろφの上記触媒が含まれているか、もし
くは第１合成樹脂成形材料との反応により第１合成樹脂
成形材料の（σ！化を補うにＴイ）最の触媒を生成し得
る物質が含まれている。このことから、第１合成樹脂成
形材料はキャビアｆ内へのｑ４出直１帽こは未だ硬化け
ず（Ｊ流動状態【こあり、ぞの後←７引き、涜いて射出
される第２合成樹脂成形材料はその流動が阻害されるこ
となく第１合成樹脂成形材料を押仕１）つつその内部を
キャビティ奥部側に向かってスムーズに流動］ノ得る。

し・かも、第１合成樹脂成形材ｉ！■はキャビティ奥部
側（ご行くに従って漸次硬化反応が進行しつつその硬化
反応を上記第１合成樹脂成形材料にも及ばしめて両筒１
　ａ３よび第１合成樹脂成形材料の硬化が同時に完了さ
れる。し７’ｊがって、第２合成樹脂成形材料の流＠汀
が第１合成樹脂成形材料に作用してもその外層への露出
を制止（〕冑、よって第１合成樹脂成形材料でもって第
２合成樹脂成形材料を被覆した表面欠陥のない多層合成
樹脂成形品が確実に（ワられるとともに、成形サイクル
タイムの短縮化が図られることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。。

第１図は本発明の実施例に係る多層反応射出成形方法の
成形１稈を示し、まず、成形品の外層を構成する第１合
成樹脂成形材料１ど１２で、共（こ液温か１００℃（こ
設定（きれた下記の２種類の原）１グ（仮にＡ）１夕お
よびＢＲ夕と称呼する）を用愈する。。

Δ液 カプロうクタム　　　　　　９８．８小ｈ１部触媒（マ
グネシウムブ［１マイドカブロンククム）　　　　　　
　　　　　　１１２重呈型口液 カブ［１ラクタム　　　　　　　　６０千量部！リボリ
ン−（ポリニーｊルアシルラクタム）４０弔呈部 この第１ａ成樹脂成形材１’１１は、ト記配合割合の如
＜Ａ８￥中（，７含まれる触媒（マグネシウムブロマイ
ドカブ目ラクタム）の量が第１合成樹脂成形材料１を半
硬化状態に抑制し得る♀つより外側部分は硬化反応の進
行により硬化しつつおるが、内側部分は未だ硬化せずに
流動状態となる量に低減せしめられている。因みに完全
に硬化し得る適性量は次の如くである。

Ａ液 カブロラクタ７ム　　　　　　　　９８手吊部触媒（マ
グネシウムブロマイドカプロラクタム）　　　　　　　
　　　　　　　２型組部そして、この第１合成樹脂成形
材料１のＡ液とＢ液とを各々の貯蔵タンクと、型温が例
えば約８０〜１２０℃の金型３の一側面に設けられたミ
キシングヘッド４との間を混合することなく循環させて
おき、成形時に上記両Ａ液およびＢ液をミキシングヘッ
ド４内の混合至で混合比がｆｆ１ｆｆｉ比でＡ液：Ｂ液
＝１：１になるように混合した後、第１図（ａ）に示す
ように、直ちにこの混合液つまり第１合成樹脂成形材料
１を注入口５を介して容量が２．０ｇのキャビティ６内
に１００９／ｓｅｃの射出速度で３ｓｅｃ間射出する。

一方、上記第１合成樹脂成形材料１の割出に引き続いて
キャビティ６内に射出される。成形品の内層を構成する
第２合成樹脂成形材料２として、下記の２種類の原液（
仮に八−液およびＢ′液と称呼する）を用意する。そし
て、上記Ａ′液は液温か３５℃に、Ｂ′液は液温が４５
℃にそれぞれ設定されている。

Ａ′液 カルボジイミド変性メヂレンジイソシアネート　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
重ａ号部Ｂ′液 ポリエーテルポリオール　　　１００ｆｆｉｆｆｉ部エ
チレングリコール　　　　　　２０重量部発泡剤（フロ
ン−１１）　　　　　２平旦部トリエチレンジアミン　
　　　　　１型口部ジブチルデンジラウレート　０．０
１ｆｆｉｆｆ１部水酸化ナトリウム　　　　　　０．３
重量部ミルドファイバーグラス　　　　５０重ｆｆ１部
この第２合成樹脂成形材料２は、上記配合割合の如く上
記第１合成樹脂成形材料１（カプロラクタム）との反応
により第１合成樹脂成形材料１の硬化を補うに足る量の
触媒を生成し得る物質つまり触媒としての水酸化ナトリ
ウムがＢ−液中に含まれている。

そして、この第２合成樹脂成形材料２の八−液とＢ′液
とを上記第１合成樹脂成形材料１の場合と同様に各々の
貯蔵タンクと上記金型３のミキシングヘッド４との間を
混合することなく循環させておき、上記第１合成樹脂成
形材料１の射出完了後例えば約１０Ｓｅｃ経過した後、
上記両Ａ−液およびＢ−液をミキシングヘッド４内の混
合至で混合比が型部比でＡ液：Ｂ液＝１：１．５５にな
るように混合し、その後、第１図（ｂ）に示すように、
直ちにこの混合液つまり第２合成樹脂成形材料２を注入
口５を介して上記キャビティ６内に１０００ｇ／ＳｅＣ
の射出速度で２．１ｓｅｃ間射出する。これにより第１
図（Ｃ）に示すように、第２合成樹脂成形材料２が第１
合成樹脂成形材料１の内部に圧入された状態でキャビテ
ィ６内が上記第１および第２合成樹脂成形材料１，２で
充填される。

その後、上記第１および第２合成樹脂成形材料１．２が
キャビティ６内に充填された状態で約６Ｑｓｅｃ間放置
して金型３の型温で両第１および第２合成樹脂成形材料
１，２を硬化させることにより、層厚が約１００〜２０
０μ卯のナイロン製の外層で発泡ポリウレタン製の内層
を被覆した層厚が２ｍの多層合成樹脂成形品を得た。

次に、この間の上記両第１および第２合成樹脂成形材料
１，２のキャビティ６内における挙動を第２図を参照し
つつ説明する。なお、第２図中、破線Ｃは第１合成樹脂
成形材料１の反応硬化度を、実線りは第２合成樹脂成形
材料２の反応硬化度をそれぞれ表わす。

まず、第１図（ａ）に示ずように、第１合成樹脂成形材
料１をキャビティ６内に射出して約１０Ｓｅｃ経過した
段階でも、Ａ液中の触媒（マグネシウムブロマイドカプ
ロラクタム） の伍が第１合成樹脂成形材料１を完全に硬化せしめる母
より少ないことから、第１合成樹脂成形材料１は、硬化
反応が途中でストップせしめられてキャビティ６而に接
している部分は硬化するが、その他の部分は未だ硬化せ
ずに流動状態となっていわゆる半硬化状態にある。

次に、第１図（ｂ）に示すように、上記第１合成樹脂成
形材料１が射出されて約’１Ｑｓｅｃ経過した後のキャ
ビティ６内に第２合成樹脂成形材料２を射出すると、こ
の際の射出圧によって上記半硬化状態にある第１合成樹
脂成形材料１の内部に第２合成樹脂成形材料２が潜り込
むような状態で浸入しつつ上記第１合成樹脂成形材料１
をキャビテイ６奥部側に向かって押しやり、第１図（Ｃ
）に示すように、両第１および第２合成樹脂成形材料１
，２でもって上記キャビティ６内を充填する。

この間、上記第２合成樹脂成形材料２中の水酸化ナトリ
ウムが、上記第１合成樹脂成形材料１「１１にＪ３ける
触媒（マグネシウムブロマイドカプロラクタム）と未だ
反応（）ていないカプロラクタムと反応することにより
、下記に示す如きアニオン触媒（すｌ＝リウムカブロラ
クタム）を生成する。

この反応により生成したアニオン触媒（ナトリウムカフ
ｏラクタム）が上記第１合成樹脂成形材料１中の反応開
始剤（重合触媒）としての１リボリマー（ポリエーテル
アシルラクタム）と反応することにより、第１合成樹脂
成形材料１の上記触媒（マグネシウムブロマイドカプロ
ラクタム）不足により抑制された硬化反応を促進せしめ
、第１合成樹脂成形材１′１１を完全に反応硬化させる
ことができる。このようにして成形した多層合成樹脂成
形品の物性を従来のポリウレタン単一のものと比較する
と、表１に承り如く耐熱性、耐衝撃性Ｊ３よび表面仕上
がり共に本実施例ものの方が従来例のものよりも優れて
いることが判る。なお、表１中、試験項目と（）て、ヒ
ートサグとはＪＩＳ規格（ＡＳＴＭ−Ｄ３７６９法）に
よるもので、オーバーハングｆｆ１（１００ｓ（長さ）
Ｘ２５ｓｇ（幅）Ｘ３ｍ＜厚さ））のザンプルを１２０
℃のオーブン中で１時間加熱した際の先端の垂下量を示
し、これにより耐熱性の目安とする。また、ＰＧＤ値と
は肌艶鮮映性測定装置くスガ試験皿（株）製）による測
定値を示す。

表１ このように本実施例では、第１合成樹脂成形材料１中に
含まれる触媒（マグネシウムブロマイドカブ［］ラクタ
ム）の旦が第１合成樹脂成形材料１を半硬化状態に抑制
し得るはに低減せしめられている一方、上記第２合成例
脂成形材料２中には、上記第１合成樹脂成形材料１の硬
化を補うに足るゲの触ｔ１１＜す１〜リウムカプロラク
タム）を牛成し得る水酸化Ｊ”トリウムが含まれている
。このことから、上記第１合成樹脂成形材料１は二１ｖ
じティ６内への射出直接には未だ硬化せずに流動状態に
あり、ぞの後に引き続いて射出される第２合成樹脂成形
材１’ｌ　２はその流動が阻害されることなく第１合成
樹脂成形材料１内部をキャビティＧ奥部側に向かってス
ムーズに流動し得る。しかも、第２合成樹脂成形材料２
は、キャビテイ６奥部側に行くに従って漸次硬化反応が
退行しつつその中に含まれる水酸化ノ用〜リウムが、上
記第１合成樹脂成形材料１中のカプロラクタムと反応す
ることにＪ〜り生成された触媒（す（ヘリウムカプラク
クタム）のプリポリマー（ポリニーデルアシルラクタム
）への作用により、第１合成樹脂成形材料１の硬化反応
が促進されて上記両第１および第１合成樹脂成形材籾１
，２の硬化が同時に完了する。

したがって、上記第２合成樹脂成形材料２の流動圧が第
１合成樹脂成形材料１に作用して（）−ｉ：の外層への
露出を制止し冑、よって第１合成樹脂成形材料１でもっ
て第２合成樹脂成形材料２を被覆した表面欠陥のない多
層合成樹脂成形品を確実に（ｑることができるとともに
、別途に表面塗装等を施す必要もなく成形サイクルタイ
ムの短縮化を図ることができる。

また、上記実施例では、最初にキャビティ６内に射出さ
れる第１合成樹脂成形材料１はナイロンであることから
、その硬化反応は吸熱反応であって成形過程で型温か低
下することが考えられる。

しかし、その後に上記キャごティ６内に射出される第２
合成樹脂成形材料２はポリウレタンであることから、そ
の硬化反応は発熱反応であって上記吸熱反応により低下
する型温をこの発熱反応により補うことができ、これに
より１つの金型３でもって反応形態の異なる合成樹脂成
形材料１，２を同時に射出成形することができるという
メリットがある。

なお、上記実施例では、第１合成樹脂成形材料１の硬化
反応を促進させる手段として、第２合成樹脂成形材料２
中に水酸化ナトリウムを含ましめたが、これに限らず、
例えば水酸化カリウム等上記第１合成樹脂成形材料１中
のカプロラクタムと反応して触媒（ラクタムアニオン）
を生成しくｑるアルカリ金属水酸化物等であればよい。

また、上記実施例では、第２合成樹脂成形品２中の水酸
化ナトリウムを第１合成樹脂成形品１中のカプロラクタ
ムと反応させることにより、第１合成樹脂成形材石１の
硬化反応速度を促進せしめる触媒を生成させたが、これ
に限らず、例えば上記第１合成樹脂成形材、！ｆ４１中
に用いたと同様の触媒（マグネシウムブロマイドカプロ
ラクタム）をその不足分だけ第２合成樹脂成形材料２中
に配合することにより、上記第１合成樹脂成形材料１中
のプリポリマー（ポリエーテルアシルラクタム）と反応
せしめて第１合成樹脂成形材料１を完全に硬化させるよ
うにすることも採用可能である。

さらに、上記実施例では、第１合成樹脂成形材料１中の
触ｗｃ（マグネシウムブロマイドカプロラクタム）を第
１合成樹脂成形材料１の硬化状態を半硬化状態に抑制し
得る母に低減したが、これに限らず、例えば上記触！（
マグネシウムブロマイドカプロラクタム）と反応する反
応開始剤（重合触媒）としてのプリポリマー（ポリエー
テルアシルラクタム）の量を低減させることにより、第
１合成樹脂成形材料１を半硬化状態に保持するようにす
ることも可能でおる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、成形品の外層を
構成する第１合成樹脂成形材料を金型のキャビティ内に
射出しつつ成形品の内層を構成する第２合成樹脂成形材
料を上記キャビティ内に引き続き射出する場合、上記第
１合成樹脂成形材料中の触媒の母を低減せしめる。一方
、これにより完全に硬化せずに半硬化状態となった第１
合成樹脂成形材料の硬化を補うに足る量の上記触媒、も
しくは第１合成樹脂成形材料との反応により第１合成樹
脂成形材料の硬化を補うに足る伍の触媒を生成し得る物
質を上記第２合成樹脂成形材料中に配合しておく。した
がって、第１合成樹脂成形材料はキャビティ内への射出
直後には未だ硬化せずに流動状態にあり、その後に引き
続いて射出される第２合成樹脂成形材料はその流動が阻
害されることなく第１合成樹脂成形材料内部をキャビテ
ィ東部側に向かってスムーズに流動し得る。しかも、第
２合成樹脂成形材料はキャビティ奥部側に行くに従って
漸次硬化反応が進行しつつその硬化反応を上記第１合成
樹脂成形材料にも及ばしめて両筒１および第２合成樹脂
成形材料の硬化が同時に完了され、これにより第２合成
樹脂成形材料の流動圧が第１合成樹脂成形材料に作用し
てもその表面層への露出を制止しくｑる。よって第１合
成樹脂成形材料でもって第２合成樹脂成形材料を被覆し
た表面欠陥のない多層合成樹脂成形品を確実に１ｑるこ
とかできるとともに、成形サイクルタ、イムの短縮化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る多層反応射出成形方法の
成形要領を示す工程図、第２図はキャビティ内における
第１および第２合成樹脂成形月利の反応硬化度を示すデ
ータである。 １・・・第１合成樹脂成形材料、２・・・第２合成樹脂
成形材料、３・・・金型、６・・・キャビティ。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社代　　　理　　
　人　　前　１）　弘　　　ゼ、；、′第２図 傾 ：ｉコＳ、、、： 第１図 （ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形品の外層を構成する第１合成樹脂成形材料を
   金型のキャビティ内に射出しつつ成形品の内層を構成す
   る第２合成樹脂成形材料を上記キャビティ内に引き続き
   射出することにより、上記第１合成樹脂成形材料でもっ
   て第２合成樹脂成形材料を被覆するようにする多層反応
   射出成形方法であつて、上記第１合成樹脂成形材料をそ
   れに含まれる触媒の量が第１合成樹脂成形材料を半硬化
   状態に抑制し得る量に低減せしめられた状態で上記キャ
   ビティ内に射出し、その後、上記第１合成樹脂成形材料
   の硬化を補うに足る量の上記触媒を含むか、もしくは第
   １合成樹脂成形材料との反応により第１合成樹脂成形材
   料の硬化を補うに足る量の触媒を生成し得る物質を含ま
   しめた上記第２合成樹脂成形材料を上記キャビティ内に
   射出することにより、第１合成樹脂成形材料でもつて第
   ２合成樹脂成形材料を被覆することを特徴とする多層反
   応射出成形方法。