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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein geformtes Kunststoffprodukt mit einer Oberflächenschicht zur Dekoration
oder für
Oberflächenmodifikationszwecke,
und stärker
bevorzugt ein geformtes Produkt, umfassend ein spritzgegossenes
Substrat aus einem Polyolefinmaterial, umfassend ein Polyolefinharz
und einen Ethylen-Propylenkautschuk,
und, darauf bereitgestellt, eine Oberflächenschicht aus einem thermoplastischen
Acrylharz, worin die Oberflächenschicht
durch eine Urethanharzschicht und ein chloriertes Polyolefin fest
an dem geformten Substrat haftet.
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Geformte Produkte, die durch verschiedene Formverfahren
hergestellt werden, einschließlich Spritzgießen, sind
bisher in verschiedenen Anwendungen verwendet worden. Als Formmaterialien
sind verschiedene Harze, wie Polypropylenharz und ABS gemäß den Anwendungen
verwendet worden. Ferner ist eine Vielzahl von geformten Produkten,
die ein dekoratives Design aufweisen, was durch das Bilden von Mustern,
Buchstaben oder dergleichen auf der Oberfläche der geformten Produkte
durch Drucken oder andere Verfahren bereitgestellt wird, ebenso verwendet
worden. Bei der Herstellung geformter Produkte mit einem Design
aus Buchstaben, Mustern oder dergleichen, ist die Oberfläche, auf
der das Design bereitzustellen ist, oft nicht flach. In diesem Fall können die
sogenannte "gekrümmte Oberflächendrucktechnik" wie Farbkissendruck,
und hydraulische Übertragung
verwendet werden. Ferner können
die Herstellung eines geformten Produktes und die Bildung von Buchstaben,
Mustern und dergleichen auf der Oberfläche des geformten Produktes,
gemäß dem gleichzeitigen
Spritzgieß-Laminierungsverfahren,
gleichzeitig in einem Schritt durchgeführt werden.
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Im Hinblick auf die Formmaterialien,
sind aus Sicht der Kosten und dergleichen kostengünstige Polyolefinharze,
wie Polypropylenharz, geeignet. Polyolefinharze haften jedoch schlecht
an anderen Harzen. Dies macht es schwierig Buchstaben, Mu ster und
dergleichen auf der Oberfläche
der geformten Produkte aus den Polyolefinen bereitzustellen. Außerdem sind
Polyolefinharze im allgemeinen weich und weisen schlechte Oberflächenfestigkeitseigenschaften
auf, wie Kratzfestigkeit. Deshalb können so geformte Produkte aus
Polyolefinharzen nicht in Anwendungen verwendet werden, bei denen
eine harte Oberfläche
erforderlich ist. Um die Oberfläche
der geformten Produkte aus Polyolefinharzen effizient zu dekorieren
oder zu modifizieren, sind verschiedene Versuche gemacht worden,
zum Beispiel zum Zwecke der Erhöhung
der Oberflächenhärte, so
daß die Polyolefin-geformten
Produkte in weiteren Anwendungen verwendet werden können.
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Beispielsweise ist ein Verfahren
(1) bekannt, in dem eine Oberflächenbeschichtung
auf ein Polyolefin-geformtes Produkt aufgetragen wird. Dieses Verfahren
kann eine Oberflächenmodifikation
eines geformten Produktes bewirken, wodurch die Oberflächenfestigkeit
usw., verbessert wird. Es ist jedoch mit diesem Verfahren nicht
möglich
ein geformtes Produkt durch die Bereitstellung von Buchstaben, Mustern
oder dergleichen auf der Oberfläche
hiervon, zu dekorieren.
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Ebenso ist ein Verfahren (2) bekannt,
bei dem ein Grundiermittel auf die Oberfläche eines geformten Produktes
aufgetragen wird, um seine Haftfähigkeit
zu verbessern, gefolgt von der Dekoration der Oberfläche durch
das hydraulische Übertragungsverfahren.
Obwohl dieses Verfahren ein geformtes Produkt mit Buchstaben, Mustern
oder dergleichen bereitstellen kann, werden die Buchstaben oder
dergleichen wahrscheinlich unerwünscht
verzerrt. Ferner sind für
dieses Verfahren zwei Beschichtungsschritte erforderlich, das heißt, die
Grundierbeschichtung und eine Deckbeschichtung nach der hydraulischen Übertragung
einer Farbe, was zu niedriger Produktionseffizienz und hohen Kosten führt.
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Außerdem sollte in den Verfahren
(1) und (2) eine Beschichtungszusammensetzung ausgewählt werden,
die gute Haftung an das Polyolefinharz aufweist.
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Es ist ebenso ein Verfahren (3) bekannt,
bei dem gleichzeitig mit dem Bilden eines Polyolefinharzes eine
Oberflächenbelagschicht,
wie eine Dekorationsschicht, auf das so geformte Produkt laminiert wird
(gleichzeitiges Spritz gieß/Laminierungsverfahren).
Bei diesem Verfahren kann die Verwendung einer Oberflächenbelagschicht
mit einer Polyolefinharzschicht, die auf der Rückseite hiervon laminiert ist,
verbesserte Haftung bieten, und wird ein geformtes Produkt mit einer
Oberflächenbelagschicht
liefern, die fest auf dem geformten Substrat laminiert ist. Der
Schritt der Laminierung einer Polyolefinharzschicht auf die Rückseite
einer Oberflächenbelagschicht
wird jedoch die Produktionskosten erhöhen. Außerdem wird die Gegenwart der
Polyolefinharzschicht in der Oberflächenbelagschicht die Bruchfestigkeit
bei Raumtemperatur erhöhen.
Dies macht es schwierig die Schicht zum Zeitpunkt der Entfernung von überschüssiger Schicht
nach dem Laminierungsschritt zu schneiden.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein geformtes Produkt bereitzustellen,
das ein kostengünstiges
Polyolefin-basierendes Material als ein Formmaterial nutzt und das
eine Belagschicht zur Oberflächenmodifikation, Dekoration
oder für
andere Zwecke aufweist, wobei die Belagschicht fest an dem geformten
Substrat haftet.
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Das obige Ziel der vorliegenden Erfindung kann
durch ein geformtes Produkt erreicht werden, umfassend: ein spritzgegossenes
Substrat, umfassend ein Polyolefinharz und einen Ethylen-Propylen-Gummi;
eine chloriertes Polyolefinharz-Schicht, die auf das spritzgegossene
Substrat laminiert ist und mit dem spriztgegossenen Substrat in
Kontakt ist, wobei die chloriertes Polyolefinharz-Schicht aus einem
chlorierten Polyolefinharz besteht, und eine Oberflächenschicht
eines thermoplastischen Acrylharzes, das als eine äußerste Schicht
durch eine Urethanharz-Schicht auf die chloriertes Polyolefinharz-Schichten)
laminiert ist. Gemäß diesem
geformten Produkt wird die Oberflächenschicht aufgrund des Ethylen-Propylen-Gummis,
der in dem geformten Substrat enthalten ist, und der chloriertes
Polyolefinharz-Schicht, die in Kontakt mit dem geformten Substrat
laminiert wurde, mit guter Haftung an das geformte Substrat laminiert.
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In dem obigen geformten Produkt wird
die Oberflächenschicht
aus einem Acrylharz gebildet, wobei zwischen der Oberflächenschicht
und der chloriertes Polyolefinharz-Schicht, eine Urethanharz-Schicht bereitgestellt
wird, so daß diese
zumindest mit der chloriertes Polyolefinharz-Schicht in Kontakt
kommt, wobei die Haftung zwischen der Oberflächenschicht und der chloriertes
Polyolefinharz-Schicht verbessert werden kann.
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1 ist
ein Querschnitt des geformten Produktes nicht nach der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Querschnitt, der eine Ausführungsform
des geformten Produktes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Querschnitt, der eine weitere Ausführungsform des geformten Produktes
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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4 ist
eine konzeptionelle schematische Darstellung, die eine Ausführungsform
eines Verfahrens zur Herstellung des geformten Produktes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, worin eine Oberflächenbelagschicht durch ein
gleichzeitiges Spritzgieß/Laminierungsverfahren
auf ein geformtes Substrat laminiert wird.
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Ausführungsformen des geformten
Produkts gemäß der vorliegenden
Erfindung werden mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
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[Allgemeine Beschreibung]
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1 ist
ein Querschnitt, der eine grundlegende Ausführungsform des geformten Produktes nicht
nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 und 3 sind
Querschnitte, die andere Ausführungsformen
des geformten Produktes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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Ein geformtes Produkt M gemäß der grundlegenden
Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, umfaßt ein geformtes
Substrat 1, das ein Polyolefinharz und einen Ethylen-Propylen-Gummi,
eine chloriertes Poylolefinharz-Schicht 2, die auf das
Substrat 1 laminiert ist und damit in Kontakt ist, und
eine Oberflächenschicht 3 aus
einem thermoplastischen Harz als die äußerste Schicht, die direkt
auf die chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 laminiert
ist, umfaßt.
Die Oberflächenschicht 3 ist
eine Schicht, die zur Oberflächenmodifikation,
Oberflächendekoration
oder andere Zwecke bereitgestellt wird. Gemäß diesem geformten Produkt
besteht das geformte Substrat 1 daher aus einem Material,
das zwei Komponenten aus einem Polyolefinharz und einem Ethylen-Propylen-Gummi,
eher als einem Polyolefinharz allein besteht, wobei die chloriertes
Polyolefinharz-Schicht 2 als eine Haftschicht auf dem geformten
Harzsubstrat 1 bereitgestellt wird und die Oberflächenschicht 3 auf die
chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 laminiert wird. Aufgrund
dieser Merkmale besitzt das geformte Produkt den Vorteil, daß die Oberflächenschicht
zur Oberflächenmodifikation,
Oberflächendekoration und
zu anderen Zwecken mit guter Haftung zwischen der Oberflächenschicht
und dem Substrat auf das geformte Substrat laminiert werden kann.
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Die geformten Produkte M, die in
den 2 und 3 gezeigt sind, stellen Ausführungsformen
dar, bei denen die Oberflächenschicht
aus einem Acrylharz gebildet wird und die Urethanharzschicht 4 zwischen
der chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 und der Oberflächenschicht 3 bereitgestellt
wird, wobei die Schicht 4 in beiden Ausführungsformen
mit der Schicht 2 in Kontakt ist. Genauer gesagt umfaßt das in
der 2 gezeigte geformte
Produkt M das spritzgegossene Substrat 1, die chloriertes
Polyolefinharz-Schicht 2, die Urethanharz-Schicht 4 und
die Acrylharzoberflächenschicht 3,
die in dieser Reihenfolge laminiert sind, und das in der 3 gezeigte geformte Produkte
M weist dieselbe Konstruktion auf wie das in 2 gezeigte geformte Produkt M, außer daß eine Dekorationsschicht 5 aus
Buchstaben, Mustern oder dergleichen, die mit einer Tinte oder Beschichtungsflüssigkeit
unter Verwendung eines Acrylharzes als Bindemittel gebildet wurde,
zwischen der Urethanharz-Schicht 4 und
der Oberflächenschicht 3 liegt.
Daher wird in beiden Ausführungsformen
die chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 zwischen die Oberflächenschicht 3 und
das Substrat 1 eingebracht und ist immer in Kontakt mit
dem Substrat 1. Die Urethanharz-Schicht 4 wird
zwischen die chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 und die
Oberflächenschicht 3 eingebracht
und ist immer in Kontakt mit der chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2.
Die Urethanharz-Schicht fungiert als eine Grundiermittelschicht
zur Verbesserung der Haftung zwischen der Oberflächenschicht 3 aus
einem Acrylharz oder der Dekorationsschicht 5 aus einem
Acrylharz und der chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2.
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All die Schichten, die über dem
spritzgegossenen Substrat liegen, können durch Beschichten oder
dergleichen auf das Substrat, gebildet werden. Es wird jedoch bevorzugt,
im voraus eine Oberflächenbelagschicht
mit der obigen Oberflächenschicht als
eine Substratschicht herzustellen und die Oberflächenbelagschicht auf das geformte
Substrat zu laminieren, da die Beschichtungsschritte unnötig sind und
das in Frage stehende geformte Produkt leicht erhalten werden kann.
Außerdem
kann in diesem Fall die Dekoration des geformten Produktes mit Muster, Buchstaben
oder dergleichen, was mit der Beschichtung nicht möglich ist,
erzeugt werden. Die Oberflächenbelagschicht
kann beispielsweise durch das sogenannte "Vakuumpreßlaminierungsverfahren", wie in den Japanischen
Patentveröffentlichungen
Nr. 45768/1981 und 58014/1985 beschrieben, auf die Oberfläche eines
vorgebildeten geformten Substrates laminiert werden, worin eine
Oberflächenbelagschicht
durch ein Haftmittel gegenüber
der Oberfläche
eines geformten Produktes oder darauf plaziert wird und die Oberflächenbelagschicht
dann durch die Nutzung eines Druckunterschiedes, der durch Vakuumabsaugen
aus der Seite des geformten Substrates auf die Oberfläche laminiert
wird. Diese Vakuumpreßlaminierung
erfordert jedoch zwei Schritte, den Bildungsschritt und den Laminierungsschritt.
Im Gegensatz dazu kann das Laminieren einer Oberflächenbelagschicht
gleichzeitig mit der Formung eines Substrats das beabsichtigte Produkt
in einem Schritt bereitstellen, und es ist im Hinblick auf die Kosten
bevorzugt. Die Laminierung der Oberflächenbelagschicht gleichzeitig
mit der Formung eines Substrates kann beispielsweise durch das "gleichzeitige Spritzgieß-Laminierungsverfahren" durchgeführt werden
(siehe beispielsweise die Japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 19132/1975
und 27488/1968). Gemäß diesem
Verfahren wird eine Oberflächenbelagschicht
in einem Hohlraum plaziert, der zwischen einem Gesenk und einem
Stempel zum Spritzgießen
gebildet wurde, und ein geschmolzenes Formmaterial wird dann in
den Hohlraum spritzgegossen, um die Formung eines Produktes und
die Bindung und Laminierung der Oberflächenbelagschicht auf der Oberfläche des
geformten Produktes gleichzeitig durchzuführen.
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Die vorliegende Erfindung wird hauptsächlich anhand
der Ausführungsformen
ausführlicher
beschrieben, in denen eine Oberflächenbelagschicht genutzt wird.
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[Geformtes Substrat]
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Das geformte Substrat zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung ist ein spritzgegossenes Produkt,
umfassend ein Polyolefinharz und einen Ethylen-Propylen-Gummi.
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Beispiele für das Polyolefinharz umfassen beispielsweise
Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polymethylpenten und Ethylen-Propylen-Buten-Copolymer.
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Der Ethylen-Propylen-Gummi ist ein
Gummi, umfassend ein Ethylen-Propylen-Copolymer (EPR), das ein amorphes, statistisches
Copolymer ist. Neben einem Ethylen-Propylen-Bipolymer kann ebenso ein
Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) verwendet werden, das ein
Terpolymer ist, umfassend Ethylen und Propylen als Hauptcomonomere
und eine geringere Menge an Dien, wie Ethylidennorbornen, als ein
drittes Comonomer. In diesem Fall liegt das Gewichtsverhältnis von
Ethylen zu Propylen im allgemeinen bei etwa 80 : 20 bis 20 : 80.
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Die Menge des Ethylen-Propylen-Gummis beträgt vorzugsweise
1 bis 40 Gew.-teile, stärker
bevorzugt 5 bis 30 Gew.-teile, basierend auf 100 Gew.-teilen des
Polyolefinharzes. Ist die Menge des Gummis kleiner als 1 Gew.-teil
kann die Wirkung der Verbesserung der Haftung nicht erreicht werden. Übersteigt
die Menge des Gummis auf der anderen Seite 40 Gew.-teile erhöhen sich
die Kosten und außerdem
wird das geformte Substrat weich und weist keine zufriedenstellende
Steifigkeit auf. Die Verwendung des Gummis in einer Menge von nicht
mehr als 30 Gew.-teilen wird im Hinblick auf die Kosten und die Steifigkeit
bevorzugt.
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Wenn notwendig, können die Materialien für das Substrat
anorganische Pulver von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat,
Aluminiumhydroxid und dergleichen, Füllstoffe, wie Glasfasern, Färbemittel,
wie Pigmente und Farbstoffe, Stabilisatoren, Schmiermittel und andere
herkömmliche
verschiedene Zusatzstoffe enthalten.
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[Chloriertes Polyolefinharz-Schicht]
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Chlorierte Polyolefinharze, die hierin
verwendbar sind, umfassen chloriertes Polyethylen und chloriertes
Polypropylen. Sie können
allein oder als ein Gemisch aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Von diesen wird chloriertes Polypropylen wegen seiner Eignung zum
Drucken und Beschichten und seiner guten Haftung an dem geformten
Produkt, bevorzugt.
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Vorzugsweise sollte das chlorierte
Polyolefinharz einen Erweichungspunkt von 90 bis 100°C haben.
Der Erweichungspunkt bezieht sich auf eine Vicat-Erweichungstemperatur
(JIS K 7206). Liegt der Erweichungspunkt unter 90°C ist die
Hitzebeständigkeit
nicht zufriedenstellend. Übersteigt
der Erweichungspunkt auf der anderen Seite 100°C, ist das Haftvermögen des
Heißeinspritzharzes
zum Zeitpunkt der gleichzeitigen Spritzgieß-Laminierung nicht zufriedenstellend.
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Die chloriertes Polyolefinharz-Schicht
kann zusätzlich
zu dem chlorierten Polyolefin als eine Hauptkomponente, Zusatzharze
wie ein Harz vom Erdöltyp
und ein Epoxyharz, und verschiedene Zusatzstoffe (wie Füllstoffe
und Konservierungsmittel/Stabilisatoren) einschließlich einem
hydrophoben Siliciumdioxid enthalten, was später beschrieben wird.
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Das Harz vom Erdöltyp reguliert die Klebrigkeit
der chloriertes Polyolefinharz-Schicht,
um das wieder Anlagern zum Zeitpunkt der Gravurbeschichtung zu verhindern,
und zusätzlich
reguliert es die Hitzeerweichungseigenschaften der Schicht. Das Harz
vom Erdöltyp
kann jedes herkömmliche
sein, und Beispiele hiervon umfassen Cumaronindenharz und Erdölharz. Ein
thermoplastisches Harz, das durch kationische Polymerisation einer
Krackölfraktion,
die beim Erdölkracking
hergestellt wird, erhalten wurde, kann als ein Erdölharz verwendet
werden. Die Menge des Erdölharzes
kann in einem Mengenbereich variieren, in dem es als ein Zusatzharz
geeignet ist.
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Das Epoxyharz ist eine Harzkomponete
zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit
der chloriertes Polyolefinharz-Schicht, und fungiert als ein Stabilisator,
der verhindert, daß die
Dekorationsschicht durch freies Chlor- oder Wasserstoffchlorid,
die sich beim Erhitzen der chloriertes Poylolefinharz-Schicht entwickeln,
aufquillt.
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Epoxyharze, die hierin verwendbar
sind, umfassen beispielsweise Bisphenol A-Diglycidylether und epoxydierte Sojabohnenöle. Die
Menge des Epoxyharzes kann in einem Mengenbereich variieren, in
dem es als ein Zusatzharz geeignet ist.
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Das hydrophobe Siliciumdioxid kann
die Beschichtbarkeit des chlorierten Polyolefinharzes regulieren
und das Blockieren der geformten Schicht verhindern. Das hydrophobe
Siliciumdioxid kann jedes herkömmliche
sein. Der Teilchendurchmesser des hydrophoben Siliciumdioxids liegt
im allgemeinen bei etwa 0,1 bis 1 μm, bevorzugt bei 0,2 bis 0,3 μm. Die Menge
des zuzugebenden hydrophoben Siliciumdioxids liegt im allgemeinen
bei etwa 1 bis 10 Gew.-teilen, basierend auf 100 Gew.-teilen des
chlorierten Polyolefinharzes, obgleich sie nach Bedarf variieren kann.
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Die Dicke der chloriertes Polyolefinharz-Schicht
kann gemäß den Anwendungen
genau bestimmt werden. Im allgemeinen beträgt die Dicke jedoch etwa 1
bis 100 μm.
Die chloriertes Polyolefinharz-Schicht kann durch jedes Verfahren
ohne besondere Einschränkung
gebildet werden. Im allgemeinen wird eine Tinte oder eine Beschichtungsflüssigkeit,
umfassend das chlorierte Polyolefinharz, das mit einem Verdünnungslösungsmittel
verdünnt
wurde, durch herkömmliche
Druck- oder Beschichtungsmittel, wie Gravurbeschichten oder Walzenbeschichten,
aufgetragen werden, um die chloriertes Polyolefinharz-Schicht zu
bilden.
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[Oberflächenschicht
aus thermoplastischem Harz]
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Die Verwendung eines thermoplastischen Acrylharzes
in dem Substrat einer Oberflächenbelagschicht
ermöglicht
es der Schicht durch die Hitze, die bei der Produktion des geformten
Produktes unter Verwendung der Oberflächenbelagschicht angewendet
wird, weich zu werden. Das macht die Schicht selbst auf einer nicht
flachen Oberfläche
eines geformten Substrates gleichmäßig. Daher kann eine Oberflächenschicht
auf einem dreidimensional geformten Produkt gebildet werden.
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Die Oberflächenschicht kann eine Einzelschichtstruktur
oder eine Mehrschichtstruktur aus zwei oder mehr Schichten aus verschiedenen
Harzen aufweisen, sofern es thermoplastische Acrylharze sind. Demgemäß kann die
Oberflächenbelagschicht
ein Laminat aus zwei oder mehr Harzschichten sein. Die Dicke der
Oberflächenschicht
kann gemäß den Anwendungen
und Zwecken genau bestimmt werden.
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Von den thermoplastischen Harzen
wird im Hinblick auf die Kratzfestigkeit, Transparenz, Wetterbeständigkeit
und dergleichen, ein Acrylharz ausgewählt. Ein Acrylharz wird ebenso
bei der Verarbeitbarkeit zum Zeitpunkt der Bildung der Oberflächenschicht
unter Verwendung der Oberflächenbelagschicht
bevorzugt.
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[Urethanharz-Schicht]
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Die Urethanharz-Schicht wird zwischen
der Oberflächenschicht
aus einem Acrylharz oder der Dekorationsschicht aus einem Acrylharz
und der chloriertes Polyolefinharz-Schicht eingebracht, und fungiert als
eine Haftschicht zur weiteren Verbesserung der Haftung zwischen
diesen beiden Schichten.
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Das für die Schicht verwendbare Urethanharz
kann aus härtbaren
Zweikomponenten-Urethanharzen, feuchtigkeitshärtbaren Einkomponenten-Urethanharzen
oder thermoplastischen Urethanharzen ausgewählt werden.
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Das härtbare Zweikomponenten-Urethanharz
umfaßt
ein Polyol als eine Hauptkomponente und ein Isocyanat als ein Vernetzungs(Härtungs)mittel.
Polyole, die hierin verwendbar sind, umfassen die mit zwei oder
mehr Hydroxylgruppen pro Molekül, zum
Beispiel Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Acrylpolyol, Polyesterpolyol,
Polyetherpolyol und Polycarbonatpolyol. Isocyanate, die hierin verwendbar sind,
umfassen mehrwertige Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanatgruppen
pro Molekül,
beispielsweise aromatische Isocyanate wie 2,4-Tolylendiisocyanat,
Xylendiisocyanat und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat;
aliphatische (oder alicyclische) Isocyanate wie Hexamethylendiisocyanat,
Isophorondiisocyanat, hydriertes Tolylendiisocyanat und hydriertes Diphenylmethandiisocyanat
und Addukte oder Oligomere der oben beschriebenen verschiedenen
Isocyanate, zum Beispiel Addukte von Tolylendiisocyanat und Trimer
von Tolylendiisocyanat.
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Das thermoplastische Urethanharz
besteht aus linearen Polymermolekülen, die durch die Bindung
eines zweiwertigen Polyols an ein Diisocyanat durch eine Urethanbindung
erhalten werden.
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Das feuchtigkeitshärtbare Einkomponenten-Urethanharz
ist eine Zusammensetzung, die als eine wesentliche Komponente ein
Prepolymer mit Isocyanatgruppen an den Molekülenden enthält. Das Prepolymer ist im allgemeinen
ein Polyisocyanatprepolymer mit einer oder mehreren Isocyanatgruppen an
jedem der Molekülenden,
das bei Raumtemperatur fest und thermoplastisch ist. Die Isocyanatendgruppen
reagieren miteinander, wenn sie der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt
werden, wodurch eine Kettenverlängerungsreaktion
verursacht wird, was ein Reaktionsprodukt mit einer Harnstoffbindung
in der Molekülkette
erzeugt. Außerdem
reagieren andere Isocyanatendgruppen mit der Harnstoffbindung, wodurch
eine Biuretbindung gebildet wird, was eine Verzweigung oder eine
Vernetzung verursacht.
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Die Molekularkettenstruktur des Prepolymers
mit den Isocyanatendgruppen ist nicht besonders eingeschränkt. Spezielle
Beispiele umfassen eine Polyurethanstruktur mit einer Urethanbindung, eine
Polyesterstruktur mit einer Esterbindung und eine Polybutadienstruktur.
Es können
ein oder zwei der geeigneten Strukturen übernommen werden. Liegt in
der Molekülkette
eine Urethanbindung vor, reagieren die Isocyanatendgruppen ebenso
mit der Urethanbindung, wodurch eine Allophanatbindung gebildet
wird, was ebenso eine Vernetzung verursacht.
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[Dekorationsschicht]
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Die Dekorationsschicht kann mit einer Drucktinte
oder einer Beschichtungszusammensetzung gebildet werden. Alternativ
kann eine dünne Metallfolie
oder dergleichen als die Dekorationsschicht verwendet werden. Wird
eine Oberflächenbelagschicht
verwendet, um das beabsichtigte geformte Produkt herzustellen, kann
die Dekorationsschicht auf einer Substratschicht, die die Oberflächenschicht des
endgültigen
Produktes wird, gebildet werden. Wird die Dekorationsschicht unter
Verwendung einer Drucktinte oder einer Beschichtungszusammensetzung
gebildet, kann jedes herkömmliche
Färbemittel in
dem Beschichtungsmaterial verwendet werden. Beispiele für Färbemittel
umfassen: anorganische Pigmente, wie Titanweiß, Ruß, Eisenoxid Rot, Chrom Gelb
und Kobalt Blau, organische Pigmente wie Anilinschwarz, Phthalocyanin
Blau, Isoindolin und Chinacridon; Metallpigmente wie Aluminiumflocken
oder -pulver; Perlglanzpigmente; und Farbstoffe. Bindemittel für Drucktinten
(oder Beschichtungszusammensetzungen) umfassen chlorierte Polyolefine,
wie chloriertes Polyethylen und chloriertes Polypropylen, Polyesterharz,
Urethanharz, Acrylharz, Vinylacetatharz, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer
und Celluloseharze. Wird die Oberflächenschicht aus einem Acrylharz
gebildet, wird im Hinblick auf die Haftung zwischen den Schichten
die Verwendung eines Acrylharzes ebenso für die Dekorationsschicht bevorzugt.
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Muster für die Dekorationsschicht umfassen Holzmaserungsmuster,
Marmormaserungsmuster, Stoffmuster, Vollledermuster, geometrische
Muster, Schriftzeichen, Symbole und feste Abdrücke.
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[Oberflächenbelagschicht]
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Bezüglich der Oberflächenbelagschicht,
die bei der gleichzeitigen Formung/Laminierung des geformten Produktes
M, das in 1 gezeigt
wird, anzuwenden ist, kann eine Oberflächenbelagschicht mit einer
Zweischichtstruktur verwendet werden, die aus einer Oberflächenschicht 3 und
einer chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 als eine Rückseitenschicht besteht.
In der Oberflächenbelagschicht
dient die Oberflächenschicht 3 aus
einem thermoplastischen Harz als die Substratschicht. Die Oberflächenbelagschicht
kann auf ein geformtes Substrat 1 laminiert werden, und
zwar so, daß die
chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 als die Rückseitenschicht
mit dem geformten Substrat in Kontakt kommt.
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Für
das geformte Produkt M, das in 2 gezeigt
wird, kann eine Oberflächenbelagschicht
mit einer Dreischichtstruktur verwendet werden, die aus einer Oberflächenschicht 3 als
die Substratschicht, einer Urethanharz-Schicht 4 und einer
chloriertes Polyolefinharz-Schicht 2 besteht, die in dieser
Reihenfolge auf die Oberflächenschicht 3 laminiert
sind. Für das
geformte Produkt M, das in 3 gezeigt
wird, kann eine Oberflächenbelagschicht
mit einer Vierschichtstruktur verwendet werden, die aus einer Oberflächenschicht 3 als
die Substratschicht, einer Dekorationsschicht 5, einer
Urethanharz-Schicht 4 und einer chloriertes Polyolefinharz- Schicht 2 besteht,
die in dieser Reihenfolge auf die Oberflächenschicht 3 laminiert
sind.
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Wenn mit der Dekorationsschicht ein
Muster gebildet wird, kann die Schicht durch ein herkömmliches
Druckverfahren gebildet werden, wie Gravurdrucken oder Gravuroffsetdrucken.
Auf der anderen Seite können
die Dekorationsschicht, die nicht aus einer Musterschicht sondern
aus einer festen Schicht ist, die chloriertes Polyolefinharz-Schicht
und die Urethanharz-Schicht entweder durch Drucken oder durch ein
herkömmliches
Beschichtungsverfahren wie Gravurbeschichten hergestellt werden.
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Ein Färbemittel, wie oben in Verbindung
mit der Dekorationsschicht beschrieben, kann zu der Oberflächenschicht
zugegeben werden, um die Oberflächenschicht
zu einer farbigen transparenten Schicht oder zu einer farbigen opaken
Schicht zu machen (in dem Fall, wenn die Dekorationsschicht nicht bereitgestellt
wird). In diesem Fall oder in dem Fall, bei dem die Dekorationsschicht
hierin nicht bereitgestellt wird, kann die Oberflächenbelagschicht
als eine Dekorationsschicht angesehen werden. Beispielsweise kann
die Oberflächenbelagschicht,
die in dem geformten Produkt M der 2 verwendet
wird, in dem die Dekorationsschicht 5 nicht vorhanden ist,
als eine Dekorationsschicht betrachtet werden, wenn die Oberflächenschicht 3 zur
Dekoration gefärbt
wird. Ein Punkt ist natürlich,
daß in
dem geformten Produkt der 2 die
Oberflächenschicht
für Dekorationszwecke
nicht gefärbt
und nur zum Zwecke der Oberflächenmodifikation,
zum Beispiel zur Verbesserung der Kratzfestigkeit, bereitgestellt
werden kann.
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Die erfindungsgemäße Oberflächenbelagschicht ist für die Beschichtung
der Oberfläche
des geformten Substrates geeignet, das ein Polyolefinharz und einen
Ethylen-Propylen-Gummi
umfaßt.
Die Oberflächenbelagschicht
kann jedoch ebenso auf ein geformtes Substrat aufgetragen werden,
das aus anderen Materialien besteht (zum Beispiel Polyolefinharz
allein oder Urethanharz), solang eine erwünschte Haftung erreicht werden
kann.
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[Herstellung des geformten
Produktes]
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Als nächstes wird die Herstellung
des erfindungsgemäßen geformten
Produktes durch die gleichzeitige Spritzgieß/Laminierung anhand der 4 beschrieben. Hierin wird eine Art und
Weise veranschaulicht, bei der die Oberflächenbelagschicht zwischen Formen
durch Hitze erweicht und dann vorgeformt wird, gefolgt von Einspannen
der Form und Injektion des Harzes.
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Zu Beginn wird eine Einspritzform,
wie in 4(A) gezeigt,
bereitgestellt, die ein Paar von Formen umfaßt – eine Form A mit einem Auslauf
und einem Tor, das mit einer Einspritzdüse verbunden ist, und eine
Form B mit einem Absaugloch 11 auf ihrer Oberfläche – die ebenso
als eine Form für
die Vorbildung einer Oberflächenbelagschicht
dient. Bei geöffnetem
Zustand der Form wird eine Oberflächenbelagschicht S auf der
Form B befestigt, zum Beispiel durch Pressen der Schicht mittels
einer Klemme in einer Rahmenform (nicht gezeigt). Als nächstes,
wie in 4(B) gezeigt,
wird die Oberflächenbelagschicht mittels
eines Erhitzers 12 durch Hitze erweicht (obwohl in 4(B) Nichtkontakt-Strahlungshitze
eingesetzt wird, kann ebenso Kontakterhitzen angewendet werden).
Danach, wie in 4(C) gezeigt,
wird Absaugen durch das Absaugloch angewendet, um ein Vakuum zu
bilden. Dadurch wird die Oberflächenbelagschicht
entlang der Oberfläche
der Form (B) vorgeformt. Die Vakuumbildung kann eine Vakuum/Luftdruck-Bildung
sein, die ebenso Luftdruck nutzt. Danach werden beide Formen zusammengeklemmt, wie
in 4(D) gezeigt, und
dann wird, wie in 4(E) gezeigt,
ein heißgeschmolzenes
Material für
ein geformtes Substrat in den Hohlraum, der durch die Formen definiert
ist, eingespritzt. Nach der Verfestigung des flüssigen Materials wird die Form geöffnet und
das geformte Produkt wird aus der Form herausgenommen. Ist ein überschüssiger Teil
der Oberflächenbelagschicht
in dem Produkt vorhanden, kann dieser Teil abgeschnitten werden.
Dadurch wird das geformte Produkt M der vorliegenden Erfindung, wie
in 4(F) gezeigt, umfassend
eine Oberflächenbelagschicht
S, die auf einem geformten Substrat 1 laminiert ist, erhalten.
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In Abhängigkeit von der Form einer
Oberfläche,
auf die eine Oberflächenbelagschicht
laminiert werden soll, beispielsweise wenn die Ziehtiefe der Oberflächenbelagschicht
klein ist, kann die Laminierung der Oberflächenbelagschicht, ohne Durchführung des
obigen Vorformens, unter Nutzung eines Drucks des flüssigen Materials für das Substrat,
das in die Form eingespritzt wird, durchgeführt werden. Dies wird in dem
Fall angewendet, wenn die zu laminierende Oberfläche eben oder zweidimensional
gekrümmt
ist. In diesem Fall kann die Oberflächenbelagschicht auf der Oberfläche der
Matrize mittels statischer Elektrizität oder dergleichen befestigt
werden, gefolgt von der Einspannung der Form und der Injektion des
Harzes.
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Bei dem oben beschriebenen gleichzeitigen Formungs/Laminierungsverfahren
kann, indem zuvor der Oberfläche
der Matrize ein konkav-konvex-Muster, wie ein Maserungsmuster oder
ein Gefäßmuster, verliehen
wird, ein geformtes Produkt mit dem konkav-konvex-Muster auf der
Oberflächenschicht
bereitgestellt werden.
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Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele
veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter.
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Beispiel 1
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Ein geformtes Produkt mit einem Schichtaufbau
wie in 3 gezeigt, wurde
durch ein gleichzeitiges Spritzgieß/Laminierungsverfahren hergestellt, in
dem das Spritzgießen
des geformten Substrates und die Laminierung einer Oberflächenbelagschicht auf
das geformte Substrat gleichzeitig durchgeführt wurden.
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(Oberflächenbelagschicht)
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Eine Dekorationsschicht, eine Urethanharz-Schicht
und eine chloriertes Polyolefinharz-Schicht wurden in dieser Reihenfolge
auf eine Seite einer 125 μm
dicken transparenten Acrylharzfolie aus einem Methylmethyacrylat-Butylmethacrylat-Copolymer
gravurgedruckt, um eine Oberflächenbelagschicht
bereitzustellen (eine Dekorationsschicht). Die Dekorationsschicht
wurde durch Drucken eines Holzmaserungsmusters unter Verwendung
einer Kombination von Tinten aus drei Farben, die Farbpigmente,
wie Eisenoxid Rot umfassen, die zu einem Bindemittel aus einem Acrylharz
zugegeben wurden, gebildet. Die Urethanharz-Schicht wurde unter
Verwendung eines thermoplastischen Urethanharzes mit einer Dicke
von 1 μm
gebildet und die chloriertes Polyolefinharz-Schicht wurde mit einer Dicke
von 2 μm
gebildet.
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(Herstellung des geformten
Produktes)
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Eine Einspritzform für Konsolentafeln,
die im Inneren von Automobilen verwendet werden, wurde als eine
Form zur Verfügung
gestellt. Wie in 4(A) gezeigt,
wird ein Absaugloch zur Vorformung der Schicht auf der Matrizenseite
bereitgestellt.
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Ein Gemisch aus 100 Gew.-teilen Polypropylenharz
mit 10 Gew.-teilen eines Ethylen-Propylen-Gummis (EPR) wurde als
ein Material für
ein geformtes Substrat zur Verfügung
gestellt.
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Zu Beginn wurde die Oberflächenbelagschicht
im geöffneten
Zustand der Form auf der Trennfläche
der Matrize befestigt, die ein Absaugloch aufweist, und ebenso als
eine Vakuum bildende Form dient. Genauer gesagt, wurde die Schicht
durch Pressen der Schicht gegen die Trennschicht mittels einer Schichtklemme
in einem Bilderrahmen an dem peripheren Teil der Trennschicht der
Matrize befestigt. Danach wurde ein Keramiktafelerhitzer mit einer Oberflächentemperatur
von 330°C
aus einem geschützten
Teil an der Außenseite
der Form vorgerückt,
in Richtung eines Teils zwischen der Matrize und dem Stempel. Die
Oberflächenbelagschicht
wurde durch Nichtkontakt-Strahlungshitze erweicht. Dann wurde unter
Verwendung der Matrize als die Vakuum bildende Form Vakuumbildung
durchgeführt, damit
sich die Oberflächenbelagschicht
der Form des Hohlraums der Matrize anpassen konnte. So wurde die
Vorformung der Schicht durchgeführt.
Nachdem der Erhitzer abgebaut war, wurden beide Formen eingespannt.
Das oben beschriebene Material für
ein geformtes Substrat wurde dann in dem heißgeschmolzenen Zustand in den
Hohlraum, der durch die beiden Formen definiert wird, eingespritzt.
Nachdem sich das flüssige
Material abgekühlt
und verfestigt hatte, wurden die Formen geöffnet, um ein erfindungsgemäßes geformtes
Produkt zu entnehmen, in dem die Oberflächenbelagschicht auf das geformte Substrat
laminiert wurde.
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Vergleichsbeispiel 1
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Es wurde ein geformtes Produkt auf
dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, daß das Polypropylenharz allein,
das heißt,
nicht mit dem EPR vermischt, anstelle des Spritzmaterials aus Beispiel
1, verwendet wurde.
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[Vergleich der Leistung]
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Für
die geformten Produkte, die in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel
1 erhalten wurden, wurde die Haftung der Oberflächenbelagschicht an das geformte
Substrat bewertet und verglichen. Genauer wurde ein druckempfindliches
Cellophan-Klebeband ("Cello-Tape" (registrierte Handelsmarke)
hergestellt von Nichiban Co., Ltd., Breite 24 mm, für industrielle
Anwendungen) bei 25°C
auf die Oberfläche
des geformten Produktes aufgebracht und anschließend vorsichtig abgezogen,
um zu prüfen,
ob die Oberflächenbelagschicht
zusammen mit dem Klebeband abgetrennt wurde oder nicht. Im Ergebnis
wurde die Oberflächenbelagschicht
bei dem Vergleichsformprodukt zusammen mit dem Klebeband abgetrennt. Im
Gegensatz dazu wurde die Oberflächenbelagschicht
bei dem geformten Produkt der vorliegenden Erfindung nicht zusammen
mit dem Klebeband abgetrennt, was eine gute Haftung der Schicht
an das geformte Substrat anzeigt. Das geformte Produkt wurde mit
einem Holzmaserungsmuster dekoriert und aufgrund des Acrylharzes,
das die Oberflächenschicht bildet,
hatte es eine gute transparente Erscheinung und außerdem eine
verbesserte Kratzfestigkeit, was eine zufriedenstellende Modifikationswirkung
anzeigt.
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Das geformte Produkt der vorliegenden
Erfindung kann in verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Sie
sind insbesondere für
Automobilinnenteile, wie Konsolentafeln und Instrumententafeln,
Automobilaußenteile,
wie Türspiegel,
Stoßstangen
und Seitenformen und Außenoberflächenmaterialien
von Haushaltelektronikhilfsmitteln einschließlich Air-Konditionern und
Telefonen und Schränke
für Geschäftsausstattungen
geeignet.