JP2003522656A - 反応射出成形のための型および反応射出成形法 - Google Patents
反応射出成形のための型および反応射出成形法Info
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Abstract
Description
する。また本出願は、射出成形による部品の製造の新規な方法に関し、さらにそ
の方法を用いて製造した新規な製品に関する。
て製造される。一般に、射出成形において、製造されて部品となる成分は、型内
に射出されて、射出材料が固形化する条件に供される。その後、その物品は、型
から離型される。ポリウレタンは、優れた接着性を有する。これは、型からのポ
リウレタン材料を離型するのに不利となる。型からの物品の離型性を改善するた
めに、型内に反応材料を射出する前に、外部離型剤を型に噴霧することが普通に
行われている。外部離型剤を使用することは、この方法に余分の工程を付加する
こととなり、また、どのような成形機の生産性をもかなり低下させることとなる
。別の方法として、内部離型剤、例えばステアリン酸亜鉛を物品を形成する材料
中に添加する。内部離型剤を使用すると、型に外部離型剤を噴霧する必要回数を
少なくできる。
ィパネルのごとき部品について、内部離型剤は、その部品に対する工業的コーテ
ィングの適用阻害要因となる。内部離型剤が、この部品のコーティングを阻害し
ないようにするために、部品が型から離型され、冷却され、洗浄された後に、そ
の部品をシールする実務が受け入れられている。これらの部品または製品は、典
型的には、1部メラミンベースのポリウレタン材料でシールされる。シール剤を
使用すると非常に高価であり、部品コストの30%にまでなる。
的コーティング方法によりコーティングすることである。
を必要としない、ポリウレタン材料の射出成形部品の製造に使用できる型である
。さらに必要とされるのは、ポリウレタンベースの出発材料を使用する、これら
の部品または製品の製造方法である。さらに必要とされるのは、工業的コーティ
ング工程で使用される前のシール剤処理を必要としない、ポリウレタン射出成形
部品である。
、この型は、所定形状の物品を製造するために所定形状の金属を含み、その型は
、物品の製造原料のポリウレタン材料と接触する型表面にコーティングを有し、
そのコーティングは、コバルトまたはニッケルの連続マトリックス中にフッ素化
ポリオレフィンを分散させた、連続マトリックスである。
であって、この方法は、二パートポリウレタン組成物または熱可塑性ポリウレタ
ンプレポリマーを前記の型内に射出する工程、射出された材料を、固化物品が形
成される条件に曝す工程、および型から形成された物品を離型する工程を含む。
材料を含む物品であり、内部離型剤5重量%以下を含み、物品上にコーティング
されるシール剤を必要とせず、工業的コーティング方法によりコーティングでき
るものである。
工業的方法によりコーティングできるポリウレタン物品の製造を可能する。さら
に、この型および方法は、外部離型剤を型に噴霧することを必要とすることなく
200個を超える物品の製造を可能にする。さらに、コーティングされた型の使
用により、原材料の射出成形時間をより速くすることができ、コーティングされ
てない型において使用されるのに比べて少ない量の内部離型剤で材料を使用可能
とする。
。この金属は、通常射出成形に使用されるいかなる金属、例えば、スチールまた
はアルミニウムであってもよい。この型は、成形される材料と接触する型の内部
表面上にコーティングを有する。そのコーティングは、ニッケルまたはコバルト
、好ましくはニッケルを含む金属の連続マトリックス中にフッ素化ポリオレフィ
ンポリマー、好ましくはポリテトラフルオロエチレンを分散させた連続マトリッ
クスを含む。存在する金属含量は、金属が連続マトリックスであるのに十分な量
である。存在するフッ素化ポリオレフィンの含量は、コーティングの濡れ性(we
tting)または潤滑性を改善するのに十分な量である。好ましくは、コーティン
グ中のフッ素化ポリオレフィンの含量は、コーティングの約10重量%以上であ
り、より好ましくは、コーティングの約20重量%以上、もっとも好ましくは、
コーティングの約23重量%以上である。好ましくは、フッ素化ポリオレフィン
の量は、射出された材料に接触する内部表面上に、コーティングの約50重量%
以下、より好ましくは、約30重量%以下、もっとも好ましくは、約25重量%
である。
、もっとも好ましくは75重量%以上である。好ましくは、コーティング中の金
属含量は、約70重量%以下、より好ましくは80重量%以下、および最も好ま
しくは、77重量%以下である。
m)以上、より好ましくは約0.0015(0.0381mm)以上である。好
ましくは、コーティング厚さは、約0.003インチ(0.0762mm)以下
、より好ましくは約0.002インチ(0.0508mm)以下である。一般に
、型は電気的コーティング法によりコーティングされている。そのような方法は
、この技術分野でよく知られており、通常、金属とフッ素化ポリオレフィンを含
む浴中に型を配置すること、所望の厚さの金属およびフッ素化ポリオレフィンの
コーティングが型の内表面上に配置されるような条件下に部品または型に電流を
適用することを含む。
コーティング材の一つは、商標TRIBOCOATとして、オハイオ州ヤングスタウンのR
oehlen Industries NAから入手可能であり、また商標NiCoTeF Coatingsとして、
インディアナ州サウスベンドのNimet Industriesから入手可能である。他のコー
ティング材料は、Melco Engravingから入手可能のコーティング材料である。ア
ルミニウム型に対して、商標NiCoTeF Coatingsとして、インディアナ州サウスベ
ンドのNimet Industriesから入手可能のコーティングが利用可能である。他のコ
ーティング材料は、Hall Technologiesから入手可能である75%ニッケル中の
25%ポリテトラフルオロエチレンである。
件下にその原材料を曝すことにより製造される。この方法は、全ての部品を製造
する前に型を外部離型材でコーティングすることを必要としない。部品は、型表
面にポリウレタン部品が接着することなく型から容易に離型することができる。
ある実施形態において、熱可塑性ポリウレタンプレポリマーを融点以上に加熱し
て、型内に射出する。この材料は、熱可塑性ポリウレタンを固体化するためにそ
の融点以下に冷却する。これ以降、所定形状の固体化された部品は、型から離型
される。本方法において使用される熱可塑性ポリウレタンは、当業者に知られて
おり、米国特許第5,627,254号明細書に開示されている。
おいて、イソシアネート停止プレポリマーまたはイソシアネートは、型内に射出
されるイソシアネートと反応性のある基を有する材料と同時に型内に射出される
。反応射出成形の方法は、米国特許第4,218,543号明細書および米国特
許第5,106,874号明細書に記載され、その双方が参照により、本件明細
書に一体化される。さらにイソシアネートと、イソシアネートと反応性の化合物
との反応触媒は、型内に射出成形される材料中に含有させることができる。一般
に、反応射出成形されたポリウレタン部品を製造するのに有用なイソシアネート
は、よく知られており、米国特許第5,852,137号明細書第2欄第40行
〜第3欄第43行および米国特許第5,106,874号明細書第6欄第52行
〜第7欄第8行に記載されており、本明細書に一体化される。一般に、ポリオー
ルまたは反応射出成形物品の製造に使用されることのできるイソシアネート反応
性材料、例えばポリオールは、当業者によく知られており、米国特許第5,85
2,137号明細書第3欄第46行〜第4欄第64行に記載されている。イソシ
アネート停止プレポリマーとポリオールとを反応させるために有用な触媒は、当
業者によく知られており、米国特許第5,852,137号明細書第7欄第56
行〜第8欄第24行および米国特許第4,218,542号明細書第10欄第2
6行〜第11欄第30行に記載されている。ここ記載されたスズ触媒は、本発明
の方法に使用するのに好ましい。
も含むことができる。そのような鎖延長剤は、米国特許第5,106,874号
明細書第9欄第13行〜第9欄第50行に記載されている。
は、65℃〜85°の温度に予備加熱される。原材料は、周囲温度23℃〜70
℃、好ましくは約60℃までの温度のいずれの温度でも射出することができる。
は、通常、ゴム弾性を有する。これらの物品は、容易に型から離型できる。
このイソシアネートプレポリマーまたはポリイソシアネート、ポリウレタンまた
はイソシアネート部分と反応性のある材料、および触媒は、発泡剤と共に型内に
射出される。発泡剤が存在することにより、ポリウレタンのマトリックス中に気
泡を形成し、これによりフォームが形成される。この方法に有用な発泡剤は、当
業者によく知られており、米国特許第4,218,543号明細書第11欄第3
0行〜第11欄第54行に記載されている。
するために架橋剤を含むことができる。この技術分野で通常知られた架橋剤が、
本方法に使用できる。このような離型剤は、米国特許第5,106,874号明
細書第9欄第51行〜第9欄第66行に記載されている。本発明により製造され
た物品は、ポリウレタンエラストマーおよびフォームを含む。そのようなフォー
ムは、一般に、ある量の内部離型剤、例えばステアリン酸亜鉛を物品の0.5重
量%以下、より好ましくは物品の0.2重量%以下含む。ある実施形態では、本
発明の物品の製造開始前に外部離型剤を上記型に散布することが望まれる。本発
明のコーティングされた型を使用すると、型表面に外部離型剤を適用することに
より、200個を超える物品の製造を可能にできる。
一例において、本発明の物品は、乗用車またはトラックのボディパネルである。
そのようなボディパネルは、ベース塗料で下地処理され、下塗りされ、クリアー
塗料でコーティングされなければならない。このことは、様々なコーティングを
硬化するために物品をオーブンに通すことを必要とする。本発明の型は、さらに
物品にシール剤を適用することなく、本明細書に記載された方法によりコーティ
ングが可能な物品を製造することを可能とする。
性が改善されることである。
許請求の範囲を限定することを意図するものではない。他に断りがない限り、全
ての部およびパーセンテージは、重量による。
)およびポリウレタン(25%)のコーティング組成物で処理した。このプラッ
ク成形インサートを反応射出成形機中に配置した。この型を洗浄し、Chemtrend
から入手可能のChemtrend RCTW 2006離型剤を散布し、チーズクロスで磨き、再
び離型剤を散布した。一連の試験においては、コーティングのないプラック成形
インサートが使用された。その他の一連の試験においては、前述とおりに被覆さ
れたプラック成形インサートを使用した。プラックは、The Dow Chemical Compa
nyから入手可能のSPECTRIMTM BP80二パートポリイソシアネートポリオール調合
物を使用して成形した。プラックが粘着し始める前に、コーティングされてない
型インサートを使用して9個のプラックを成形した。プラックが粘着し始める前
に、コーティングされたプラック成形インサートを使用して20個のプラックを
成形した。
M成形機上に配備した。1000個以上のプラックをその型を使用して成形した
。コーティングの目立った品質低下は観察されなかった。さらに、被覆された型
の表面から、ウレタン成型品を離型することはより容易である。
Claims (9)
- 【請求項1】 所定形状の内包金属部品を含む射出成形ポリウレタン部品を
製造し、所定形状の部品を製造するための型であって、その型の内表面がフッ素
化ポリオレフィンの不連続マトリックスを分散させたニッケルまたはコバルトの
連続マトリックスを含むコーティングにより被覆されている型。 - 【請求項2】 コーティング中のフッ素化ポリオレフィンが、コーティング
の10〜50重量%の量で存在する、請求項1に記載の型。 - 【請求項3】 フッ素化ポリオレフィンが、コーティングの20〜30重量
%の量で存在する、請求項2に記載の型。 - 【請求項4】 型内表面上のコーティング厚さが、0.0006インチ(0
.01524mm)〜0.003インチ(0.0762mm)である、請求項2
に記載の型。 - 【請求項5】 型内表面上のコーティング厚さが、0.0015インチ(0
.0381mm)〜0.002インチ(0.0508mm)である、請求項4に
記載の型。 - 【請求項6】 金属がニッケルである、請求項5に記載の型。
- 【請求項7】 フッ素化ポリオレフィンがポリテトラフルオロエチレンであ
る、請求項6に記載の型。 - 【請求項8】 (a)熱可塑性ポリウレタン、(b)(i)ポリイソシアネ
ートまたはイソシアネートプレポリマー、および(ii)イソシアネートと反応性の
基を平均1より多く有する材料を請求項1〜7のいずれかに記載の型内に射出す
る工程、(c)その型内に射出された材料を、固体塊を製造する条件下に曝す工
程、および(d)形成された物品を型から離型する工程、を含むポリウレタン物
品の製造方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法により製造された所定形状のポリウレ
タンを含む射出成形ポリウレタン部品であって、そのポリウレタン部品が内部型
離型剤0.5重量%以下を含み、その部品は、コーティング工程に曝す前のシー
ル剤による部品のコーティングを必要とせず、工業的コーティング方法によりコ
ーティングできる、ポリウレタン部品。
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