JP2008525211A - プラスチックから複合材料成形品を製造する方法及びその使用 - Google Patents

Abstract

この発明は、複数の層を有してなる複合材料成形品を製造するための方法、およびその複合材料成形品の使用、特に乗物用のミラーとしての使用に関する。

Description

この発明は、プラスチックの複数の層から複合材料成形品を製造するための方法、およびその使用に関する。

金属箔およびポリマーからなる複合材料であって、それらの層が温度および圧力によって互いに結合及び／又は接続されている複合材料は、文献によって知られている。層どうしを接続させるために独立した工程で熱および圧力を形成する必要があることは、これらの複合材料系の問題点である。更に、各層のエッジ部を再加工することもしばしば必要とされる。従って、固着要素などを取り付けることは、その後の独立した工程において行う必要がある。

本発明の目的は、技術的に複雑でなく、および、コスト面で有利な、複数の層からなる複合材料成形品を製造する方法であって、層どうしを互いにしっかりと接合させることができ、場合によって、製造の間に、その他の要素、例えば固着要素を、直接的に同時適用することができる方法を提供することである。

上記の目的は、本発明によって達成することができるようになった。

本発明は、複数の層を有してなる複合材料成形品を製造するための方法であって、
（ａ）開いている射出成形金型の第１の金型ハーフの中にプラスチックフィルムを挿入する工程であって、場合によって前記プラスチックフィルムは少なくとも片側の少なくとも一部が被覆されている工程；
（ｂ）前記射出成形金型の第１の金型ハーフ上に第２の金型ハーフを配置して、金型を閉じることによってキャビティを形成する工程；
（ｃ）金型内で、前記フィルムにプラスチックを注入（back-inject）して、成形品を形成する工程；
（ｄ）冷却後、金型を開いて、金型の２つの金型ハーフの一方を取り外し、工程（ｃ）からの成形品は他方の金型ハーフに留まらせる工程；
（ｅ）もう１つの）金型ハーフを用いて、金型を再度閉じ、もう１つの金型ハーフの壁部と成形品との間にキャビティを形成する工程であって、場合によってもう１つの金型ハーフには離型剤（external mould release agent）が施されている工程；
（ｆ）前記キャビティの中に塗料を注入する工程；
（ｇ）塗料を硬化させた後に金型を開いて、塗装した成形品を取り出す工程
を有してなる方法を提供する。

使用するフィルムについては、少なくとも片側に少なくとも部分的なコーティングを有することが好ましいとすることができる。

本発明の方法は、工程（ａ）において、金型ハーフの中にコーティングされたフィルムを挿入することを含んでなり、その際に、該コーティングが金型壁の方を向くか、または、該コーティングが金型ハーフ壁と反対側を向くかのいずれかであるようにすることによって、実施することができる。

使用するプラスチックフィルムは、０．１７５〜３．００ｍｍの厚みを有することが好ましい。フィルムのコーティングは、スクリーン印刷、真空成膜（vacuum coating）またはその他の既知のコーティング技術によって行うことができる。コーティング材料として、塗料、金属またはその他の材料を用いることができる。

コーティングを有するかまたは有さない単独のプラスチックフィルムに代えて、フィルム状複合材料を用いることもできる。最も簡単な態様例には、三層構造のプラスチックフィルム、例えば、金属層、プラスチックフィルムおよびもう１つプラスチックフィルムからなるものがある。この種の構成の問題点は、コーティングが保護される（または被覆される）ということである。

開いている射出成形金型の第１の金型ハーフの中に挿入されたプラスチックフィルム
が滑ることを防止するために、減圧、静電荷または機械的アンカーリングなどによってフィルムを金型ハーフに固定することが好ましい。

金型ハーフの中にフィルムを挿入する場合に、コーティングが内側を向くようにすると、注入の際に、このコーティングはプラスチック材料によって直接的に被覆される。他方、コーティングが外側を向くように金型ハーフの中にフィルムを挿入すると、注入の際に、プラスチックフィルム上に直接的にプラスチックが注入される。

使用するフィルムは透明であることが好ましい。フィルム用のプラスチック材料として、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）、および環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、透明ポリアミドおよびこれらのプラスチックのブレンドを用いることが好ましい。

ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を、射出成形用のプラスチック材料として用いることも好ましい。射出成形用のプラスチック材料も透明であることが好ましい。

工程（ｃ）に関して、金型は７０〜１１０℃に加熱することが好ましい。

注入後、冷却して、金型を開く。その後、成形品が配置されている金型ハーフを新たな金型ハーフと一体に組み合わせて、成形品と新たな金型ハーフ壁との間にキャビティを形成する。このキャビティは、成形品と新たな金型ハーフ壁との間の隙間（ギャップ）である。このキャビティは、取り外した最初の金型ハーフと比べて、新たな金型ハーフをわずかに大きくすることによって、または冷却プロセスの間に成形品を収縮させることによって、形成することができる。この場合に、新たなより大きい金型ハーフを必ずしも必要とはせずに、既に使用した金型ハーフを用いることもできる。

このようにして形成したキャビティ（またはギャップ、ボイド(void)）の中に、塗料を導入する。このギャップは適用する塗料層の厚みに対応する。

塗料として、ＵＶ保護特性（UV protection）及び／又は耐スクラッチ特性（scratch resistance）を提供する塗料系、例えば、ウレタンアクリレート塗料、２成分ポリウレタン塗料、または無機塗料、好ましくはポリシロキサン系塗料を用いることができる。

本発明の複合材料パーツは、自動車産業において、特に車両用の室内ミラー及び室外ミラーとして、並びに、自動車産業に関連する産業において成形品として使用することができる。

以下、添付図面を参照して、更に詳細に本発明について説明する。図１の工程（Ａ）は、第１の金型ハーフ（１）と第２の金型ハーフ（２）とを有する金型を示している。プラスチックフィルム（４）が第１の金型ハーフに挿入されている。工程（Ｂ）において、金型が閉じ合わされ、２つの金型ハーフは互いに向かい合わせに配置され、キャビティ（５）が形成されている。工程（Ｃ）、（Ｄ）において、キャビティ（５）の中にプラスチック材料（６）を注入した後、第１の金型ハーフ（１）をもう１つの金型ハーフ（３）と置き換えることを示している。工程（Ｅ）は、第２の金型ハーフ（２）と第３の金型ハーフ（３）とによって形成されたギャップの中に注入された塗料（７）を示している。工程（Ｆ）において、成形品が取り出されている。

図２の工程（Ａ）は、第１の金型ハーフ（１）と第２の金型ハーフ（２）とを有する金型を示している。プラスチックフィルム（４）が第１の金型ハーフに挿入されている。工程（Ｂ）において、金型が閉じ合わされ、２つの金型ハーフは互いに向かい合わせに配置され、キャビティ（５）が形成されている。工程（Ｃ’）、（Ｄ’）において、キャビティ（５）の中にプラスチック材料（６）を注入した後、第２の金型ハーフ（２）をもう１つの金型ハーフ（３）と置き換えることを示している。工程（Ｅ’）は、第１の金型ハーフ（１）ともう１つの金型ハーフ（３）とによって形成されたギャップの中に注入された塗料（７）を示している。工程（Ｆ’）において、成形品が取り出されている。

以下の実施例によって、本発明について更に詳細に説明する。

ミラーの形態の複合材料パーツの製造：
スチール金型において、金属被覆されたポリカーボネートフィルム（Ｍａｋｒｏｌｏｎ（登録商標）ＤＥ １．１；０．１７５ｍｍの厚さ）を、第１の金型ハーフの中に挿入した。このフィルムは、静電的に金型に保持させた。金型温度は約７０℃であった。第２の金型ハーフを用いて金型を閉じた後、金型の中にポリカーボネート（Ｍａｋｒｏｌｏｎ（登録商標）ＡＬ ２６４７）を注入した。Ｍａｋｒｏｌｏｎ（登録商標）ＡＬ ２６４７の温度は２９０℃であった。注入時間は、約５秒であった。約３０秒間の冷却時間の後、金型を開いた。第１の金型ハーフの中に成形品を留まらせた。その後、新たな金型ハーフを用いて、金型を閉じた。新たな金型ハーフと、成形品のＭａｋｒｏｌｏｎ（登録商標）ＡＬ ２６４７との間に、ギャップが形成された。ギャップを約０．１ｍｍに調節した。このギャップの中に、２成分ポリウレタン塗料^１）（Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）およびＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）系）を注入した。塗料系の温度は約８０℃であり、金型の温度は約６０℃であった。注入時間は約２秒間であった。塗料を硬化させるのに、約８０秒を要した。その後、金型を開いて、できあがった複合材料パーツを取り出した。

使用した塗料^１）は、無溶剤型のポリエステルポリオール（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧからのＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ＶＰＬＳ ２２ ４９−１）と、無溶剤型の脂肪族ポリイソシアネート（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧからのＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）ＸＰ２４１０）とを１：１の量比で含んでなり、約１％のＤＢＴＬ（ジブチルスズ）を触媒として含む、無溶剤型の脂肪族ポリウレタン系塗料であった。

（原文に記載なし）

Claims (5)

1. 複数の層を有してなる複合材料成形品を製造するための方法であって、
   （ａ）開いている射出成形金型の第１の金型ハーフの中にプラスチックフィルムを挿入する工程であって、場合によって前記プラスチックフィルムは少なくとも片側の少なくとも一部が被覆されている工程；
   （ｂ）前記射出成形金型の第１の金型ハーフ上に第２の金型ハーフを配置して金型を閉じることによってキャビティを形成する工程；
   （ｃ）金型内で、前記フィルムにプラスチックを注入して、成形品を形成する工程；
   （ｄ）冷却後、金型を開いて、金型の２つの金型ハーフの一方を取り外し、工程（ｃ）からの成形品は他方の金型ハーフに留まらせる工程；
   （ｅ）もう１つの金型ハーフを用いて、金型を再度閉じ、もう１つの金型ハーフの壁部と成形品との間にキャビティを形成する工程であって、場合によって、もう１つの金型ハーフには離型剤が施されている工程；
   （ｆ）前記キャビティの中に塗料を注入する工程；
   （ｇ）塗料を硬化させた後に金型を開いて、塗装した成形品を取り出す工程
   を有してなる方法。
2. 前記プラスチックフィルムは、少なくとも片側の少なくとも一部がコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 工程（ａ）において、金型ハーフの中にコーティングされたフィルムを挿入することを含んでなり、該コーティングが金型壁の方を向くことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 工程（ａ）において、金型ハーフの中にコーティングされたフィルムを挿入することを含んでなり、該コーティングが金型ハーフ壁と反対側を向くことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法によって製造された複合材料パーツの、自動車産業において、特に車両用の室内ミラー及び室外ミラーとしての、並びに、自動車産業に関連する産業において成形品としての使用。

Images