JPH0226679A - 反応性射出成形品の塗装方法 - 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
を塗装するに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、アミン触媒で塗膜硬化を促進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反応およ
び成形を同時に行なうことにより得られる樹脂成形品（
成形品の軟硬を問うものではない、以下同じ）であり、
例えばポリオール８よびポリイソシアネートを主原料と
して成形したウレタンＲ工Ｍ　（Ｒｓａｏｔｉｏｎ工ｎ
ｊｅｃｔｉｏｎＭｏｕｌｄｉｎｇ　）　ｊ（よび、イン
テグラルスキンを有するウレタンＲ工Ｍ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。更にインテグラルスキンを有する成形
品の一部はいわゆるモールドコート・（型内被Ｎ）がほ
どこされたものもある。

ウレタンＲ工Ｍは原則的には内部が発泡し、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きる可
撓性を有する塗膜を形成しつる塗料並びに塗装法が要求
される。

従来ウレタンＲ工Ｍへの塗装は（υウレタンＲ工Ｍ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２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ＲＩ
Ｍ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Ｒ工Ｍの塗料２よび塗装法とし
て特公昭６１−２９６２６号が知られて２り更に（４）
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
気中で処理して塗膜を硬化させる方法が特公昭５３−１
９０３８号により知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、現場での取扱いが繁雑もしくは
困難であったり、更番こ作業工程に大きなロスができる
欠点を有しており、得られた塗膜もウレタンＲ工Ｍ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ζこは６０〜１００℃程度の加熱
を必要として２す、このため急速硬化をするには加熱エ
ネルギーを必要としていた。

また、上記（３）の特公昭６１−２９８２６夛にはウレ
タンＲ工Ｍの塗装に用いる塗料が記載されているが、ウ
レタンＲ工Ｍのピンホールの抑制の効果は記載されて２
らず朗らかに本発明と目的を異にするものである。

また上記（４）の特公昭５３−１９０３８号の方法では
ポリウレタン樹脂塗料の急速硬化を行なうことができる
が、この方法を反応性射出成形品であるウレタンＲ工Ｍ
に適用すると、得られる塗膜の耐沸水性に２いて劣り、
塗膜にブリスターを発生する欠点を有していた。

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品は、加熱を受けた
とき上記繊維強化材が歪を生ぜしめ、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Ｒ工Ｍの塗装に８いて、ウレタンＲ工Ｍ等の表面欠
陥に起因する塗膜外観の不良をなりシ、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にある。

〔課題を解決するための手段〕１ 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、ポリウレタン塗料を低温で初期急速
硬化し強靭な塗膜を形成すれば前述した問題点を解決で
きること、このために特定のアミン触媒を使用すればよ
いことをここに見出した。

本発明は反応性射出成形品をポリウレタン樹脂下塗り塗
料で塗装する際に塗装後見相状態にあ！７４ン雰ｔＩＲ
′ｇ！ｃ中で塗膜を硬化させるか、あるいは塗料霧化空
気内に液状アミンを霧状にして飛散させ、塗料の霧化と
ほぼ同時に塗料とアミンを接触させながら塗装した後、
更に上塗り塗料として熱硬化性樹脂塗料、またはポリウ
レタン樹脂塗料を塗装し、硬化させることからなる塗装
方法において、前記アミンが沸点１８０℃以下の第３ア
ミンであり、前記下塗りポリウレタン樹脂塗料が（ａ）
Ｔｇニー、４０℃〜３０℃、水酸基価：２０〜１６０、
数平均分子量：１０００〜１００００であるポリオール
と、（ｂ）ポリイソシアネートとを含み、（ａＪＯＨ当
量対当量ジイソシアネート当量０．５：１〜２：１であ
る反応性射出成形品の塗装方法である。

本発明によれば反応性射出成形品をポリウレタン樹脂下
塗り塗料で塗装後気相状態にあるアミン雰囲気中で塗膜
を硬化させた後に上塗り塗料を塗装する方法、あるいは
下塗り塗装時に塗料霧化空気内に液状アミンを霧状にし
て飛散させ塗料の霧化とほぼ同時に塗料とアミンとを接
触させながら塗装することにより硬化さ促進させる方法
に？いて、特定のアミン即ち沸点１８０℃以下の第３ア
ミンを用いることにより塗膜を低温で急速に硬化するこ
とができ、すぐれた塗膜が得られる。

気相状態にあるアミン雰囲気中で塗膜を硬化させる方法
（気相法と称する）は一般に仕上り塗膜は均一になるが
、アミン雰囲気を作るための特別のチャンバーが必要で
ある、−・方塗料霧＼ 化空気内に液状アミンを霧状に飛散させて塗料と同時に
塗装する方法（インジェクション法と称する〕は前記の
如きチャンバーを必要とせず、設備的に簡便であるが仕
上り肌は良好ではあるが前者より多少劣る。このため両
方法のいずれにも使用できるアミン触媒を選択すること
により塗装すべき製品の種類、用途によっていずれかの
塗装方法と随時ｊ選択使用可能にし、塗装ライン構成の
自由度を拡大するものである。

本発明において用いられる反応性射出成形品は前記した
如きものであり、ウレタンＲ工Ｍ％繊維強化つレタンＲ
工Ｍ２よび工８Ｆなどが挙げられるＯ また気相状態のアミン雰囲気中で硬化させるポリウレタ
ン樹脂下塗り塗料のポリオールとしては、アクリルポリ
オール、ポリエステルボ、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８よびポリオレア
インポリオールが適して？す、この中でも？ｇニー４０
℃〜３０℃、水酸基価：２０〜１６０１数平均分子量：
１０００　Ｎ１００００のポリオールが適している。特
にＴｇ　：　　２０℃〜２０℃、水酸基価：４０〜１４
５、数平均分子量：ｉｓｏ。

〜６０００のポリオレフィンポリオールおよびアクリル
ポリオールが望ましい。

Ｔｇが３０℃より高いと可撓性が不足し、また−４０℃
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２０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
１００００より大であると塗膜外観が不良となり、１０
００より小さいと耐湿性、耐温水性等の化学的性能が劣
るようになる。

本発明で上記ポリウレタン樹脂下塗り塗料に使用するの
に適したポリイソシアネートは、トルイレンジイソシア
ネート（ＴＤ工）、ジフェニルメタンジイソシアネー）
　（ＭＤＩ）、メチレンジイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネー）　（ＸＤＩ　）　、ヘキサメチレンジ
イソシテネーＦ（ＨＭＤ工）、インホロンジイソシアネ
ート（工ＰＤ工〕、トリフェニルメタントリイソシアネ
ート、フェニレンジイソシアネート、リシンジイソシア
ネート、８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。

上述シたポリオールとポリイソシアネートとは、そのＯ
Ｈ当量対イソシアネート当量の比が０．５：１〜２：ｌ
となるように使用する。ＯＨ当量が０５より小さ（なる
と付着性の低下、可撓性の低下が生じま７：２より太き
（なると耐水性、耐温水性の低下Ｓよび架橋密度が小さ
くなることによりピンホール抑制効果が小さくなる。

本発明に２いては、気相法あるいはインジェクション法
にてポリウレタン樹脂塗料を硬化させるのであるが、こ
の時使用するアミンは第３アミンでかつ沸点が１８０℃
以下のものである。

例えばトリメチルアミン、トリメチルアミン、トリプロ
ピルアミンなどの脂肪族第３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、などのアルカノールアミンが使用できる
。中でもＦリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン
が好ましい。

上記アミン類の濃度として気相法では１０〜５０００　
ｐｐｍ　、好ましくは３００〜１２００ｐｐｍが適して
いる。１０　ｐｐｍより低いと硬化性が不足し、５００
０ｐｐｍより高いと形成塗膜が物性面で劣る。一方イン
ジエクション法では吐出塗料量に対して、アミン濃度は
０．０５〜１０％（重ｉ）が適し、好ましくは０．２〜
８％である。アミン量が０．０５％より少ないと硬化性
が不足し１０％より多いと形成塗膜が物性面に２いて劣
ることになる。

なお、気相法あるいはインジェクション法いずれも処理
後必要であれば更に１００℃以下の温度で３〜２０分間
加熱してもよい。

本発明で用いられる上塗り塗料である熱硬化性樹脂塗料
あるいはウレタン樹脂塗料には９９５２８１Ｍ用として
市販されている低温型のアルキッドメラミン樹脂塗料、
アクリルメラミン樹脂塗料、更にはｌ波型または２液型
ウレタン樹脂塗料が使用できる。

これら上塗り塗料の塗装後の加熱硬化条件は一般的には
８０〜１４０℃、２０〜６０分である。

本発明に用いられるポリウレタン樹脂下塗り塗料８よび
上塗り塗料には公知の種々の添加剤、着色顔料、体質顔
料などの顔料類、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、
色分れ防止剤など更にエステル、ケトン、脂肪族または
芳香族の炭化水素系溶剤などを含有できる。

本発明によりポリウレタン樹脂下塗り塗料を塗装し、硬
化させる場合、気相法あるいはインジェクション法いず
れの方法に２いても塗装後形成される塗膜が完全に硬化
していない状態であってもその後高温にさらしたとき何
ら異常を生じないことが判明した。

本発明に用いるポリウレタン樹脂下塗り塗料を塗装する
方法はエアースプレー、エアレススプレー、静電塗装な
ど公知の塗装法が適用されるＯ また本発明方法による上塗り塗料による塗装方法は、公
知の任意の方法が使用でき、例えばエアースプレー、エ
アレススプレー、静電塗装等を使用できる。

〔作用〕

本発明の方法は室温で短時間硬化させることが可能であ
るためウレタンＲ工Ｍの多孔質性によって生ずる塗膜の
発泡を抑制できると共にウレタンＲ工Ｍのもつ可撓性に
追随できる性能を有する塗膜を形成できる。更に本発明
の方法はこれらの特長の他に、室温で硬化できるため、
エネルギー面より経済的節約が得られること、長時間の
可使時間を保持できることの利点を有すると共に、気相
法とインジェクション法を製品の用途１種類によって随
時選択使用Ｔることが可能となり、塗装ライン構成の自
由度が広がることになる。

〔実施例〕

以下番こ実施例を挙げて本発明を説明する、実施例中部
は他に特記せぬ限り重量部である。

実施例　１ （１］ポリオールの調製 単量体としてメタクリル酸メチル３５．０部、７９　！
ｊ　ル酸フチ／Ｉ／３６．０部、アクリル酸エチル１３
．９部および２−ヒト四キシエチルメタクリレ−）　１
５．１部（単量体計１００部）を用い、□溶媒としてキ
ジロール６６部、重合開始剤としてアゾビスイソプチロ
ニ）　ＩＪ　ル３．４部を用いて通常の方法で重合を行
ない、アクリルポリオール（Ｒ−Ａ）を得た。この溶液
の固形分は６５重量％であった。

得られたアクリルポリオール（Ｒ−Ａ　）　ＣＩＪ特数
は％　’ｒｇ　：　５℃、水酸基価：６５、数平均分子
量：４５００であった。

（２）ポリウレタン樹脂の調製 上記（１）で作ったアクリルポリオール（Ｒ−Ａ）溶液
１００部に酸化チタン粉末（石原産業社製、商品名タイ
ベーク０Ｒ−９０）３０部、体質顔料（林化成社製、商
品名ダイヤクレー）１５部、セロソルブアセテート２０
部？よびキジロール１０部からなる基材と、硬化剤とｔ
、テ１７）　）リレンジイソシアネート（住友／’イニ
ルウレタン社製、商品名スｚ　シューＡ／　Ｉ、　−７
５）２４部からなる２液型ポリウレタン樹脂塗料（Ｐ−
Ａ）を調製した。ＯＨ１ＭＣＪＯ比（ま１／１であった
０ （３）塗装 ウレタンＲ工Ｍを常法にて脱脂した後、上記（２）で調
整した塗料（Ｐ−Ａ）を膜厚２５μ各こなるようにスプ
レー塗装し、室温で２分間セツティングした後、トリエ
チルアミン６００１戸の雰囲気中で、雰囲気風速１．２
ｍ／秒で２０℃の温度で２分間放置した。その後３０℃
で１０分間乾燥後ウレタン樹脂塗料（神東塗料社製、商
品名ボリンＡＩＲ８）で膜厚３０声になるようにスプレ
ー塗装し、１００℃で３０分間加熱した。得られた塗膜
の試験結果を表２に示す。表２の結果からピンホールの
ない、可撓性、付着性のすぐれた塗膜が得られたことが
判る。

実施例　２ ウレタンＲ工Ｍを常法にて脱脂した後、実施例１のポリ
ウレタン樹脂塗料ＣＰ−Ａ）を塗料供給口より、液状ア
ミンとしてトリエチルアミンを霧状に分散させた空気を
霧化空気として用い、塗装ガン（岩田筒５Ｇ−５６９）
に供給し、塗料吐出量２００９７分、アミン量２．０１
１分（対塗料１％）にて３０声の膜厚になるようにスプ
レー塗装を行ったのち、３０℃で１０分乾燥した。

次いで２液型ポリウレタン樹脂塗料ボリン＆ＩＲＥ神東
塗料製）で膜厚３０ｆｉになるようにスプレー塗装し、
１００℃で３０分間加熱した。得られた塗膜はピンホー
ルのない可撓性、付着性耐水性にすぐれていた。

比較例　１ 実施例１で用いれポリウレタン樹脂塗料（Ｐ−Ａ）を実
施例１と同様に塗装した後、アミン雰囲気処理をせずに
１００℃で３０分間乾燥後、実施例１と同様に上塗り塗
装した。形成された塗膜は表２に示すように多（のピン
ホールが見られた。

実施例　３〜８ 下表１に示す単量体８よび硬化剤ｇよび溶剤を用いてポ
リオールを実施例１と同様にして調製した。このポリオ
ールの特数を確認の上、表２に示す如く、それぞれのポ
リオールを実施例１と同様に塗料化した後、実施例１と
同様の気相法と実施例２と同様のインジェクション法に
てそれぞれ塗膜を得た〇 表　　　　　１ 得られた塗膜はいずれもピンホールのない可撓性のすぐ
れた塗膜であった。

比較例　２〜１３ 表３に示す如き特数を有するポリオールを使用し、表３
に示すＯＨ／　ＮＯＯ比で使用して比較例２．４，６，
８，１０．１２は実施例１と同様な手段で、また比較例
３，５，７，９．１１１３は実施例２と同様な手段で塗
膜を得た。得られた塗膜は表３に示す如く塗膜に多くの
ピンホールが見られるが、可撓性がない等欠陥のある塗
膜であった。

比較例　１４ 実施例１で用いたトリエチルアミンの代りにトリエタノ
ールアミン（沸点３６０℃）を用いた以外は同様の手法
で塗膜を形成した。同様にトリエタノールアミンを実施
例２で用いたトリエチルアミンの代りに使用した以外は
実施例２と同様の手法で塗膜を形成した。得られた塗膜
はピンホールがわずかに認められた。

ゝ−〜、 （１）水酸基価は無水酢酸でアセチル化し、遊離酢酸を
苛性カリで定量し、樹脂ｌｔ中に含まれる水酸基と当量
の苛性カリの岬数で示す。

（２）付着性はゴバン目試験法（Ｊ工５−ｘ−５４００
）に従い、１ｍ間隔でのゴバン目１００についての残数
で示す。

（３）　−２０℃屈曲性は試験片を一２０℃に保ち一１
ｎ（Ｄｌ　８０　’折り曲げ性である。

（４）耐温水性は４０℃で２４時間水に浸漬後のゴバン
目試験の結果を示す。

（５）可使時間は３０℃で７オードカツプ＃４を用い粘
度が初期より３秒を越えない時間で示す。

表中の○、Δ、×は次の定義による。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、反応性射出成形品の塗装に当り、
ポリウレタン下塗り塗膜を迅速硬化で形成でき、そのた
め反応性射出成形品のピンホール等の塗膜欠陥を防止で
き、更に反応性射出成形品の可撓性に追随できる可撓性
のある塗膜が得られる。

更にライン構成によって気相法あるいはインジェクショ
ン法が選択でき設備費を大幅に低減することが可能とな
る。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　　　井上エムチーピー株式会社同　　　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下塗り塗料で
   塗装する際に、塗装後気相状態にあるアミン雰囲気中で
   塗膜を硬化させるか、あるいは塗料霧化空気内に液状ア
   ミンを霧状にして飛散させ、塗料の霧化とほぼ同時に塗
   料とアミンを接触させながら塗装した後、更に上塗り塗
   料として熱硬化性樹脂塗料またはポリウレタン樹脂塗料
   を塗装し、硬化させることからなる塗装方法において、
   前記アミンが沸点１８０℃以下の第３アミンであり、前
   記下塗りポリウレタン樹脂塗料が（ａ）Ｔｇ：−４０℃
   〜３０℃、水酸基価：２０〜１６０、数平均分子量：１
   ０００〜１００００であるポリオールと（ｂ）ポリイソ
   シアネートとを含み、（ｃ）ＯＨ当量対イソシアネート
   当量の比が０．５：１〜２：１であることを特徴とする
   反応性射出成形品の塗装方法。