JPH0618913B2 - 改良された反応性射出成形品の塗装方法 - Google Patents

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の塗装方法に関する。

〔従来の技術〕

反応性射出成形品とは、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に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（React
ion Injection Moulding）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は原則的には内部が発泡し、表面は平滑に
なつ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つ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つて、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成形後ポス
トキユ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RIM成形後数日
間放置し、表面が平滑になつ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５８−７
８７３７号が知られている。

〔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
あつたり、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つた。

また、上記(3)の特開昭５８−７８７３７号にはウレタ
ンRIMの塗装に用いる塗料が記載されているが、ウレタ
ンRIMのピンホールの抑制の効果は記載されておらず明
らかに本発明と目的を異にするものである。

更に本出願人らが先に出願した特開昭６１−３１５３３
号は硬質成形品の塗装を主たる目的としており、この方
法のみではウレタンRIMなどの軟質成形品には十分には
適していない。

従つて本発明の目的は、反応性射出成形品、例えばウレ
タンRIMの塗装に関し、ウレタンRIMの表面欠陥に起因す
る塗膜外観の不良をなくし、低温短時間で硬化でき、可
撓性のある塗膜を形成しうるウレタンRIMへの改良され
た塗装方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、反応性射出成形品をポリウレタン樹脂下塗り
塗料で塗装し、次いで気相状態にあるアミン雰囲気中で
塗膜を硬化させた後、更に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、硬化させる反応性射出成形
品の塗装方法であり、上記アミン雰囲気中で硬化させる
下塗りポリウレタン樹脂塗料は(a)Tg：−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、(C)OH当量対イソシアネート当量の比が
０．５：１〜２：１であり、上記塗料のTI値が１．５以
上である塗装方法である。

本発明において用いられる反応性射出成形品は前記した
如きものであり、ウレタンRIM、繊維強化ウレタンRIMな
どが挙げられる。

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、ポリエステルポリオール、アルキツドポリオー
ル、ポリオレフイ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イ
ンポリオールが適しており、この中でもTg：−４０℃〜
３０℃、水酸基価：２０〜１６０、数平均分子量：１０
００〜１００００のポリオールが適している。特にTg：
−２０〜２０℃、水酸基価：４０〜１４５、数平均分子
量：１５００〜６０００のポリオレフインポリオールお
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１０
０００より大であると塗膜外観が不良となり、１０００
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（TDI）、ジフエニルメタンジイソシアネート、
メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト（XDI）、ヘキサメチレンジイソシアネート（HMD
I）、イソホロンジイソシアネート（IPDI）、トリフエ
ニルメタントリイソシアネート、フエニレンジイソシア
ネート、リシンジイソシアネー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OH
当量対イソシアネート当量の比が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
ことによりピンホール抑制効果が小さくなる。

TI値は塗料のもつチキソトロピー指数であり、このTI値
が１．５未満であると塗料が成形直後のRIM材に塗着さ
れた時、RIM材表面の凹凸の影響を大きく受けて塗料が
かすれる現象が生じ、均一な膜とならず塗膜のピンホー
ルにつながることになるTI値の大きい塗料はRIM材の成
形条件の影響を受けにくくする。TI値を大きく保つ方法
としては一般的には超微粒シリケート、有機粘土質ある
いはポリアミド変性脂肪酸などを添加するとよい。

本発明においては上述のポリウレタン樹脂下塗り塗料を
塗装後これを気相状態にあるアミン雰囲気中で硬化させ
るのであるがこの時使用し得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、メチルジエタノール
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
ヘキシル）エタノールアミン、エチルジエタノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、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。

上記アミン類による雰囲気としては気相中のアミン濃度
が約１０〜３０００ppm、好ましくは３００〜１２００p
pmが適している。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
濃度などによつて異なるが一般的には１〜１０分間、好
ましくは２〜４分間である。なお、アミン雰囲気中での
処理後必要であれば更に100℃以下の温度で３〜１５分
間加熱処理してもよい。

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ウレタンRIM用として市
販されている低温型のアルキツドメラミン樹脂塗料、ア
クリルメラミン樹脂塗料、更には１液型または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お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。

本発明方法により、ポリウレタン樹脂下塗り塗料で塗装
し、次いでアミン雰囲気中で塗膜を硬化させると、この
時形成される塗膜はアミン雰囲気中で完全に硬化しない
状態であつても、その後高温にさらしても何ら発泡など
の異状を生じないことが判明した。

また本発明に用いる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。

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RIMの多孔質性によつて生ずる塗膜の発
泡を抑制できると共にウレタンRIM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。

〔実施例〕

以下に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、アクリル
酸ブチル３６．０部、アクリル酸エチル１３．９部およ
び２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．１部（単
量体計１００部）を用い、溶媒としてキシロール６６
部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル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
オールを得た。この溶液の固形分は６５重量％であつ
た。

得られたアクリルポリオールの特数は、Tg：５℃、水酸
基価：６５、数平均分子量：４５００であつた。

(2)ポリウレタン樹脂塗料の調製： 上記(1)で作つたアクリルポリオール溶液100部に酸化チ
タン粉末（石原産業社製、商品名タイベークCR−９０）
３０部、体質顔料（林化成社製、商品名ダイヤクレー）
１５部、有機粘土（N.L.ケミカルズ社製ベントンSD−
２）２部、セロソルブアセテート２０部およびキシロー
ル１０部からなる基材と、硬化剤としてのトリレンジイ
ソシアネート（住友バイエルウレタン社製、商品名スミ
ジユールＬ−７５）２４部からなる２液型ポリウレタン
樹脂塗料を調製した。OH／NCO比は１／１であつた。ま
た、TI値は２．５であつた。

(3)塗装 成形直後のウレタンRIMを常法にて脱脂した後、上記(2)
で調製した塗料を膜厚２５μになるようにスプレー塗装
し、室温で２分間セツテイングした後、ジメチルエタノ
ールアミン６００ppm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分間乾燥ウレタン樹脂塗料（神東塗料社製、商品名ポ
リンNo.１RS）で膜厚３０μ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。

比較例 １ 実施例１で用いたポリウレタン樹脂塗料を実施例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に示すように多くのピンホールが見
られた。

実施例 ２〜４ 下表１に示す単量体および硬化剤お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（なお表１中
に実施例１の場合も併記した）。数値は重量部である。

上記各実施例で使用したポリオールの特数およびそれを
用いてウレタンRIMを実施例１と同様に塗装して得られ
た塗膜の試験結果を表２に示す。

得られた塗膜は何れもピンホールのない、可撓性のすぐ
れた塗膜であつた。

実施例 ５ 実施例１で作つたアクリルポリオール溶液１００部に酸
化チタン（石原産業社製CR−９７）５０部、有機粘土
（ベントンSD−２）１部、セロソルブアセテート１５
部、キシロール１０部からなる基剤と硬化剤としてキシ
リレンジイソシアネート（武田薬品社製タケネートＤ11
0N）２８部からなる２液型ポリウレタン樹脂塗料を調製
した。TI値は１．８であつた。

成形直後のウレタンRIMを常法にて脱脂した後上記塗料
を膜厚５０μになるようにスプレー塗装し、室温で２分
間セツテイングの後ジメチルエタノールアミン８００pp
mの雰囲気中で風速１．５ｍ／秒で３０℃の温度で３分
間放置した。その後３０℃で１０分の乾燥を行ない、硬
化膜を得た。得られた塗膜はピンホールのない、可撓
性、付着性のすぐれた塗膜であつた。

比較例 ２〜７ 表２に示す如き特数を有するポリオールを使用し、表２
に示すOH／NCO比およびTI値で使用して実施例１と同様
にウレタンRIMを塗装した結果を表２に示す。形成され
た塗膜は表２に示す如く塗膜に多くのピンホールが見ら
れるか、可撓性がないか、欠陥のある塗膜であつた。

比較例 ８ 実施例１で使用した塗料において有機粘土を０．２部用
いた以外は実施例１と同様な手法で塗装を準備した。TI
値は１．２であつた。

この塗料を成形後２４時間以上経過したRIM材に実施例
１と同様な方法で塗膜を形成したところピンホールなど
のない良好な塗膜を得たが、この塗料を成形直後のRIM
材に同様な方法で塗膜を形成した場合には得られた塗膜
はピンホールが見られた。

〔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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 文孝 兵庫県宝塚市逆瀬台２丁目７−30−1004 (56)参考文献 特開 昭61−103966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−31533（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応性射出成形品をポリウレタン樹脂下塗
   り塗料で塗装し、次いで気相状態にあるアミン雰囲気中
   で塗膜を硬化させた後、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であつて、上記下塗りポリウレ
   タン樹脂塗料が(a)Tg：−４０℃〜３０℃、水酸基価：
   ２０〜１６０、数平均分子量：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、
   (c)OH当量対イソシアネート当量の比が０．５：１〜
   ２：１であり、更に塗料のTI値が1.5 以上であることを
   特徴とする反応性射出成形品の塗装方法。