JPH0221967A - 反応性射出成形品の塗膜硬化方法 - 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〕 本発明は反応性射出成形品をポリウレタン樹脂塗料で塗
装する方法に関する、更に詳細には、反応性射出成形品
を塗装する※こ当って生ずる塗膜外観の不良発生を低減
させてすぐれた外観を得るためポリウレタン樹脂塗料で
塗装し、アミン触媒で塗膜を硬化させる塗装方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

反応性射出成形品とは、繊維強化材を用いまたは用いず
に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（こ行なうことにより得られる樹脂成形品であ
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　（Ｒｅａｃｊｉｏｎ　
ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｕｌｄｉｎｇ　）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は原則的そこは内部が発泡し、表面は平
滑になっている成形品であるが、成形条件等により、そ
の表面も部分的に多孔質になっ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
速硬化が可能であって、成形品の可撓性に追随でまる可
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
形後ボストキュ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、二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、表面が平滑になった後低温
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５８−７８７３７号が知られている。更に
（４）ポリウレタン塗料の急速硬化のため、ポリウレタ
ン塗料を塗装後、アミンまたはアンモニア雰囲気中で処
理して硬化させる方法が特公昭５１−２０９１号、特公
昭５３−１９０３８号、特公昭５９−４２０２０６号、
特開昭５７−１３１２２０号により知られている。また
（５）ウレタンＲＩＭの塗装方法として特公昭５９−７
５７４号があり、（６）多孔質基材のポリウレタン塗料
での塗装方法として特開昭５８−５３４５号および特開
昭６０−３１５３３号が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、現場での取り扱いが繁雑もしく
は困難であったり、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った。

更には低温硬化型のポリウレタン樹脂塗料であっても硬
化時間を早くするためには６０〜１００℃程度の加熱を
必要としており、このため急速効果をするには加熱工専
ルギーを必要としていた。

上記（３）にはアミン雰囲気中で硬化させるポリウレタ
ン塗料とウレタンＲＩＨの塗装について記載されている
がウレタンＲＩＭのピンホールの抑制についての記載は
なく、この方法ではピンホールの抑制ができないのが現
状である。

また（４）ヲこ示した先願発明ではポリウレタン樹脂塗
料の一応の急速硬化を行なうことができるが、これらの
方法を反応性射出成形品であるウレタンＲＩＭに適用す
ると得られる塗膜の耐沸水性において劣り、塗膜にブリ
スターもしくはピンホールを発生する欠点を有していた
。

また（５）の特公昭５９−７５７４号にはウレタンＲＩ
Ｍに塗膜を形成する方法が記載されてはいるが、これは
予め型内に塗膜を前形成し、これをウレタンＲＩＭ成形
時に転写する方法であり、非常に効率の悪い方法である
。

また（６）の方法はウレタンＲＩＭの塗装方法でなく、
シート成形配合物またはバルク成形配合物から成形され
たＦＲＰ　（ポリエステルをペースにした）成形品の塗
装方法であり、ウレタンＲＩＭの如き軟質成形品には適
しておらず、可撓性、付着性、耐水性等において充分で
ない欠点を有する。

更に反応性射出成形品の中でも、強度を向上させるため
繊維強化材を用いた反応性射出成形１汗１．１．・面 品は、加熱を受けたとき上記繊維強化材が歪を生ぜしぬ
、これが塗膜外観を損うことがしばしばある。しかしな
がら自動車工業の分野ではかかる繊維強化反応性射出成
形品を使用することが多いので、かかる素材に対して塗
膜外観の損われることのない高品質の塗膜が要求されて
いる。

従って本発明の目的は、反応性射出成形品、例えばウレ
タンＲＩＭの塗装にふいて、ウレタンＲＩＭ等の表面欠
陥に起因する塗膜外観の不良をなくシ、高品質の塗膜外
観を得ることのできる塗装方法を提供することＱこある
。

〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は反応性射出成形品の塗装方法に関し、鋭意
研究を重ねた結果、ポリウレタン塗・料で噴霧塗装する
に当って、形成される塗膜を低温で初期急速硬化させる
と強靭な塗膜が得られ、上述した従来の問題点を解決で
きることを見出した。

本発明は反応性射出成形品をポリウレタン樹脂塗料で噴
筋塗装するに当り、液状アミンを霧状に飛散させた塗料
噴霧用空気で前記塗料を噴震し、前記塗料の噴震化とほ
ぼ同時に塗料と前記アミンとを接触させつつ前記反応性
射出成形品を塗装し、その後直ちに形成された塗膜を気
相状態（・こあるアミン雰囲気中で硬化させることから
なる反応性射出成形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品は前述した
如きものであり、ウレタンＲＩＭ、繊維強化ウレタンＲ
ＩＭなどが挙げられる。

本発明で使用する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
、アルキッドポリオール、ポリオレフィンポリオールな
どのポリオールが用いられるが、特にアクリルポリオー
ルおよびポリオレフィンポリオールが適しており、この
中でもＴｇニー４０６Ｃ〜３０°Ｃ１水酸基価：２０〜
１６０、数平均分子量、１０００〜１００００のポリオ
ールが適している。特にＴｉニー２０〜２０℃、水酸基
価：４０〜１４５、数平均分子Ｉｉ：１５００〜６００
０のポリオレフィンポリオールおよびアクＩＪ　）レポ
リオールが望ましい。

Ｔ、９が、３０°Ｃより高いと形成される塗膜の可撓性
が不足し、また−４０°Ｃ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２
０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ｔｏｏｏｏより大であると塗
膜外観が不良となり、１００ｏより小さいと耐湿性、耐
温水性等の化学的性仙が劣るよう（こなる。

本発明で上記ポリウレタン樹脂塗料に使用するのに適し
たポリイソシアイ・−トは、トルイレンジイソシアネー
ト（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）、メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアイ・−ト（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート（ＨＭＤＩ）、イソボロンジイソシアネート（ＩＰ
ＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシア卑−ト、フェ
ニレンジイソシアネート、リシンジイソシアネト、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Ｏ
Ｈ当量対イソシア、＋−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
なると形成される塗膜の付着性の低下、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とンホール抑制効
果が小さくなる。

本発明方法によれば、上述したポリウレタン樹脂塗料を
、液状アミンを予め霧状に飛散させた塗料噴霧用空気を
用いて噴霧塗装し、その後直ちに形成された塗膜を気相
状態にあるアミン雰囲気中で硬化させるのであるが、液
状アミンを霧状に飛散させた塗料噴霧用空気は、先ずタ
ンクより供給される液状アミンを流量計、調整バルブ等
により後述する如くその量を制御して空気混合ミキサ一
部に送り、空気混合ミキサー部にて塗料噴霧用空気と混
合することにより作り、この空気を塗装ガンに送り、通
常の方法で塗料を噴霧化すると同時にこの塗料と前記ア
ミンとを接触させつつ反応性射出成形品を塗装する。

上記塗料を噴霧塗装するに当って使用する空気圧は０．
５　ｋｇ　／慕以上、好ましくは１．５〜５．０１ｃｙ
　／　ｃｙｄを用いるとよい。このとき使用されるアミ
ンの量は、同時に吐出噴霧される塗料の量に対して０．
０５〜１０重量％とするとよく、更に好ましくは０．２
〜８重量％とするとよい。上記アミンの量が０．０５重
鈑％より少ないと、アミンの触媒効果が小さくなりすぎ
、塗膜の初期硬化性が不充分となって、塗膜欠陥の防止
を達成できない、また１０重量％より多くなると形成さ
れる塗膜の物性例えば可撓性が劣るようになるので好ま
しくない。

上述した空気中に飛散させ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、メチルジェタノールアミ
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−エチルへキ
シ）Ｖ）エタノールアミン、エチルジェタノールアミン
、トリイソプロパツールアミン、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。

本発明によれば上述した如くポリウレタン塗料をアミン
飛散空気で塗装した後直ちに気相状態にあるアミン雰囲
気中でその塗膜を硬化させるのであるが、このとき使用
しうるアミンとしては上述した第３アミンを使用するこ
とができる。これらアミン雰囲気中のアミン濃度は一般
に１０〜５０００　ｐｐｍ、好ましくは３００〜３００
０　ｐｐｍとするとよい。アミン濃度が１０ｐｐｍより
少ないと塗膜の硬化が不足して塗膜性観が悪くなり好ま
しくない、また５　０００　ｐｐｍより大となると形成
される塗膜の物性例えば可撓性、耐水性が悪くなるので
好ましくない。またアミン雰囲気の温度は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って異なるが一般的ｔこ
け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°Ｃ以
下の温度で３〜１５分間加熱処理してもよい。

本発明に用いられるポリウレタン樹脂塗料には既知の種
々の着色顔料、体質顔料等の顔料類、界面活性剤、消泡
剤、レベリング剤、色別れ防止剤等の添加剤、エステル
、ケトン、脂肪族または芳香族の炭化水素溶剤等を含有
できる。

また本発明に用いるポリウレタン樹脂塗料を塗装する方
法はエアースプレー　エアレススプレー、静電塗装など
公知の塗装が適用される。

更に本発明にて形成されたウレタン塗膜の上に、更に熱
硬化性樹脂塗料、あるいはウレタン樹脂塗料を塗装する
ことも可能である。

〔作　用〕

本発明の塗装方法によれば、予めアミンを混入した空気
によってポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗装するため、塗
料とアミンが同時に被塗物に付着し、このため直ちに塗
膜の硬化が進行するため、厚膜化が可能となり、被塗物
に存在することのあるボイドによる塗膜外観のピンホル
などの異常を抑制できる。更に本発明によれば上述した
塗装塗膜を続いて直ちに気相状態のアミン雰囲気に曝露
させているため、前工程で充分に硬化していない塗膜を
更に急速に硬化させることができる。このため被塗物た
る反応性射出成形品に存在することのある大小のボイド
に起因する発泡を抑制することができ、その後高温に曝
露することがあっても、ピンホールのないすぐれた塗膜
外観を有する塗膜を得ることができる。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。文中部および
％は他に特記せぬ限り重量基準である。

実施例　１ （１）ポリオールおよび塗料の調製 単量体としてメタアクリル酸メチル３４部、アクリル酸
フチル３３．５部、２−ヒドロキシエチルメタアクリレ
ート１８６部、アクリル酸エチル１３９部を用い、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル３２部、溶媒
としてキジロール５５．８部を使用して公知の方法で重
合を行ない、アクリルポリオールを得た。得られたアク
リルポリオールの特数はＴｙ：８℃、水酸基価：８０、
数平均分子量：５０００、固形分６５重量％であった。

このアクリルポリオール１００部に酸化チタン粉末（石
原産業社製、商品名タイベークＣＲ−９７）５２部、セ
ロソルブアセテート２０部およびキシロ−）ｖ５部を混
合して基材を作った。

硬化剤としてタケネートＤ−１１ＯＮ　（武田薬品工業
社製キシリレンジイソシア序−トの商品名）３４部を使
用した。

（２）塗　装 ウレタンＲＩＭを常法で脱脂した後、噴霧塗装装置とし
て岩田塗装機製塗装ガンＳＧ−５６９を使用し、この空
気供給口にトリエチルアミンを霧状に飛散させた空気を
供給し、塗料供給口（こ上記ポリオール成分とイソシア
ネート成分からなる塗料を供給し、空気圧４．０に９／
ｄ、塗料吐出、Ｈ３ｏ　ｏｇ／分、アミン量６．９／分
（対塗料比２％）にて膜厚５０μになるように塗装し、
その後直ちにジメチルエタノールアミン１２００ｐｐｍ
を含有する雰囲気中で風速１．５　ｍ　７秒で２５℃で
２分間放置し、その後５０℃で１０分間乾燥し、続いて
８０℃で３０分乾燥した。得られた塗膜はピンホールが
なく、高光沢のすぐれた塗膜であった。

実施例　２ ウレタンＲＩＭを常法で脱脂した後、実施例１で使用し
た塗装ガンＳＧ−５６９の空気供給口にジメチルエタノ
ールアミンを霧状に飛散させた空気を供給し、塗料供給
口に神東塗料社製二液型ポリウレタン樹脂塗料ベポン＃
３０Ｒを供給し、空気圧３．５　ｋＬｉ　／　Ｑｉ、塗
料吐出ｆｉＪ２５０．９乃上、アミンＪＭ１．２５．９
／分（対塗料比０．５％）で膜厚３０μになるように塗
装し、その後直ちにジメチルエタノールアミン４００　
ｐｐｍを含有する雰囲気中で、風速１．２　ｍ　７秒で
２５°Ｃで２分間放置し、その後３０℃で１０分間乾燥
した。次いで二液型ポリウレタン樹脂塗料ベポン＃１０
ＴＳ白（神東塗料社製）を３０μの膜になるようにスプ
レー塗装し、８０℃で４０分間乾燥した。得られた塗膜
はピンホールがなく、高光沢を有し、可撓性、耐水性に
すぐれていた。

実施例　３ 実施例２において、噴霧アミン量を１０９Ａ）（対塗料
比４％）とし、塗膜の厚さ６０μになるように塗装した
以外は実施例２と同様にして塗装した。得られた塗膜は
ピンホールのない高光沢のすぐれた塗膜であった。

実施例　４ 実施例２において噴霧アミン量を１５ｇ／分（対塗料比
６％）とし、気相状態のアミン雰囲気中のアミン濃度２
０００　ｐｐｍとした以外は実施例２と同様にして塗装
した。得られた塗膜はピンホールのない高光沢のすぐれ
た塗膜であった。

比較例　１ ウレタンＲＩＭを常法で脱脂した後ベボン＃３０Ｒを通
常のアミンを含まぬ空気を用い、塗装ガンＳＧ−５６９
で膜厚３０μになるように塗装した後、８０°Ｃで３０
分加熱乾燥した。得られた塗膜に多くのピンホーが見ら
れた。

比較例　２ 実施例１で調整した塗料を用い、常法で脱脂したウレタ
ンＲＩＭに、アミンを含有しない空気を用い、実施例１
と同様にして膜厚３０μになるように塗装し、８０℃で
４０分加熱乾燥した。

得られた塗膜には多くのピンホールが見られた。

比較例　３ 実施例３においてアミン量を０１９／分（対塗料比０．
４％）に代えた以外は実施例３と同様にウレタンＲＩＭ
を塗装して塗膜を得た。この塗膜はピンホールはないが
、光沢の悪い塗膜となった。

比較例　４ 実施例２においてアミン量を３０ｇ／分（対塗料比１２
％）に代えた以外は実施例２と同様にしてウレタンＲＩ
Ｍを塗装して塗膜を得た。この塗膜はピンホールがなく
、高光沢を有していたが、耐水性が悪くブリスターが生
じた。

比較例　５ 実施例２において気相状態のアミン雰囲気を５　ｐｐｍ
にしたこと以外は実施例２と同様にして塗装した。得ら
れた塗膜はピンホールはなかったが光沢が悪かった。

比較例　６ 実施例２において、気相状態のアミン雰囲気を６０００
　ｐｐｍにしたこと以外は実施例２と同様にして塗装し
た。得られた塗膜はピンホールはなく、高光沢であった
が、耐水性が悪くブリスターが生じた。

〔発明の効果〕

本発明によれば反応射出成形品をポリウレタン樹脂塗料
で塗装した塗膜を低温でかつ急速昏こ硬化することがで
キ、シかも厚膜化が可能となるため、成形品素材の多孔
質に起因する塗膜のピンホールの発生を防止することが
でき、塗膜外観にすぐれ、しかも高光沢の塗膜が得られ
るすぐれた効果を有する。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　神東塗料株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、反応性射出成形品をポリウレタン樹脂塗料で噴霧塗
   装するに当り、液状アミンを霧状に飛散させた塗料噴霧
   用空気で前記塗料を噴霧し、前記塗料の噴霧化とほぼ同
   時に塗料と前記アミンとを接触させつつ前記反応性射出
   成形品を塗装し、その後直ちに形成された塗膜を気相状
   態にあるアミン雰囲気中で硬化させることを特徴とする
   反応性射出成形品の塗膜硬化方法。