JPH06254889A - 型内被覆成形用被覆材料組成物および型内被覆成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被覆層の表面の全面に流れ模様を形成するこ
とができ、高意匠性を有する被覆層付き成形品を提供す
ることを可能とする被覆材料組成物および型内被覆成形
法を提供する。 【構成】 型内被覆成形法に用いられる被覆材料組成物
であって、熱硬化性樹脂と、平均粒径の比が２以上であ
りかつ色調の異なる２種類の着色顔料とを少なくとも含
む被覆材料組成物、ならびに上記被覆材料組成物を被覆
材料として用い、かつ被覆材料を型内に注入した後に成
形品基材表面に展延させる際の成形圧を７０〜２００ｋ
ｇ／ｃｍ² の範囲とする型内被覆成形法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形型内において、熱
硬化性成形材料からなる成形品基材表面に被覆層を形成
する型内被覆成形法に用いられる被覆材料組成物および
該型内被覆成形法に関し、特に、表面に流れ模様を形成
することができ、高級感に溢れ、高意匠性を発揮し得る
成形品を得ることを可能とする、被覆材料組成物および
型内被覆成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱硬化性形成材料よりなる成形品
が、金属部品等の代替え部材として工業部品等に広く用
いられてきている。中でも、上記熱硬化性成形材料とし
て、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）また
はバルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）が汎用
されている。

【０００３】しかしながら、ＳＭＣまたはＢＭＣを成形
型内で加熱・加圧により成形して得られた成形品では、
表面に、気孔、微小亀裂、ひけまたは起伏等の表面欠陥
が存在しがちであった。このような表面欠陥が存在して
いる場合、成形品に通常の方法によって塗装を行って
も、充分な塗膜を形成することは難しい。

【０００４】従って、上記のような表面欠陥を隠蔽する
ための方法として、いわゆる型内被覆成形法が提案され
ている。例えば、特開昭５３−７１１６７号には、金型
内で加熱・加圧してＳＭＣを半硬化させた後、金型を開
き被覆材料を注入することにより成形品に被覆層を設け
る方法が開示されている。また、特開昭６１−２７３９
２１号には、圧縮成形中に、成形圧を超える注入圧で被
覆材料を注入し、硬化させることにより、成形品表面に
被覆層を形成する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
型内被覆成形法では、均一な色の被覆層をＳＭＣやＢＭ
Ｃを成形してなる成形品基材表面の全面に形成すること
は可能であっても、流れ模様のような高い意匠性を有す
る模様を成形品表面に形成することはできなかった。

【０００６】本発明の目的は、被覆層表面に流れ模様を
成形することができ、かつ高級感に溢れ、高意匠性を発
揮し得る被覆層付き成形品を得ることを可能とする型内
被覆成形用被覆材料組成物および型内被覆成形法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明は、熱硬化性成形材料を型内にて加熱・加圧成形す
るに際し、前記熱硬化性成形材料よりなる成形品基材が
半硬化段階にあるときに型内に被覆材料を注入し、成形
品基材表面に被覆層を形成する、型内被覆成形用の被覆
材料組成物であって、熱硬化性樹脂と、平均粒径の比が
２以上でありかつ色調が異なる少なくとも２種類の着色
顔料とを含むことを特徴とする、型内被覆成形用被覆材
料組成物である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記型内
被覆成形法において、被覆材料として請求項１に記載の
被覆材料組成物を用い、かつ上記被覆材料を型内に注入
した後に成形品基材表面に展延させる際の成形圧を、７
０〜２００ｋｇ／ｃｍ² の範囲の圧力とすることを特徴
とする型内被覆成形法である。以下、請求項１，２に記
載の発明の詳細を説明する。

【０００９】請求項１に記載の被覆材料組成物 請求項１に記載の被覆材料組成物には、熱硬化性樹脂
と、上記少なくとも２種の着色顔料とが少なくとも含有
されている。

【００１０】上記熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリ
イソシアネート及びポリオールからなる２液ウレタンタ
イプの熱硬化性樹脂、熱分解性のラジカル触媒を用いて
二重結合を開裂付加反応させ３次元網目構造を形成する
ことのできる、分子内に反応性二重結合を持つ不飽和ポ
リエステル樹脂、ビニルエステル（エポキシアクリレー
ト）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂などが用いられ
る。これらの樹脂はそれぞれ単独で用いても良く、複数
種を混合して用いても構わない。

【００１１】また、本発明の被覆材料組成物に含有され
る着色顔料としては、従来より公知のものを適宜用いる
ことができる。例えば、酸化チタン、ベンジンイエロ
ー、アンスラキノンイエロー、チタンイエロー、ハンザ
イエロー、モリブデートオレンジ、黄鉛、ジスアゾイエ
ロー、ベンジンオレンジ、キナクリドンレッド、クロム
グリーン、フタロシアニングリーン、ミロリブルー、コ
バルトブルー、フタロシアニンブルー、酸化鉄（ベンガ
ラ）、カーボンブラック、鉄黒等の公知慣用のものが用
いられる。

【００１２】上記着色顔料としては、その製法によって
各種の粒径のものが市販されている。本発明の被覆材料
組成物では、平均粒径の比が２以上である２種類の着色
顔料が少なくとも用いられるが、その他に１以上の他の
着色顔料をさらに加えてもよい。上記平均粒径の比は，
好ましくは４以上１００以下である。平均粒径の比が１
に近い、すなわち平均粒径があまり違わない場合におい
ては顔料の流動性が同等となり、流れ模様をうまく作る
ことができないため、平均粒径比２以上のものが少なく
とも２種用いられる。また、１００を超えると組成物の
型内流動性や、顔料分散性が低下しやすいので、１００
以下とするのが好ましい。

【００１３】さらに、上記被覆材料組成物には、目的及
び用途に応じて、適当量の体質顔料すなわち無機充填剤
を加えることができる。使用可能な無機充填剤として
は、以下のようなものが挙げられる。すなわち、ダイヤ
モンドなどの元素鉱物、黄鉄鉱などの硫化鉱物、岩塩、
カリ岩塩などのハロゲン化鉱物、炭酸カルシウムなどの
炭酸塩鉱物、藍鉄鉱などのりん酸塩鉱物、カルノー石な
どのバナジン酸塩鉱物、重晶石（硫酸バリウム）、石膏
（硫酸カルシウム）などの硫酸塩鉱物、ほう砂などのほ
う酸塩鉱物、灰チタン石などのチタン酸塩鉱物、雲母、
タルク（滑石）、葉ろう石、カオリン、石英、長石など
のけい酸塩鉱物、酸化チタン、鋼玉（酸化アルミニウ
ム）、水酸化アルミニウムなどの金属（水）酸化物、
（中空）ガラス球などのガラス製品などを中心とした天
然もしくはは人工の鉱物またはそれを処理、精製あるい
は加工したものを用いることが可能である。

【００１４】ただし、上記体質顔料は、その着色力が弱
いため、これのみによって流れ模様を形成することは難
しい。従って、請求項１に記載した着色顔料の中には上
記体質顔料は当然含まれない。

【００１５】また、上記、２種類の着色顔料の配合量
は、着色顔料の着色力によっても異なるが、樹脂分（熱
硬化性樹脂、共重合性モノマー、熱可塑性樹脂の総量）
１００重量部に対しそれぞれを０．２重量部以上含有さ
せることが好ましい。０．２重量部未満の場合には，流
れ模様が不鮮明となりやすい。また配合量の上限として
は、全着色顔料及び体質顔料の総量として２００重量部
以下とすることが好ましい。２００重量部を超える場合
には、被覆材料の粘度が高くなり過ぎて型内での流動性
が悪化し易い。

【００１６】また、被覆材料組成物には、必要に応じ
て、各種共重合性モノマー、各種充填剤、染料、顔料分
散剤、内部離型剤、低収縮剤、開始剤、促進剤、禁止
剤、増粘剤、導電性付与剤等の各種添加剤を必要に応じ
て適当量加えることができる。

【００１７】また、これらの配合物の配合割合は、通常
熱硬化性樹脂４０〜６０重量部、共重合性モノマー４０
〜６０重量部、熱可塑性樹脂０〜１０重量部程度を混合
して１００重量部の樹脂分とし、これに着色顔料５〜５
０重量部、体質顔料３０〜１００重量部、開始剤１〜５
重量部等を加える程度とされ、これらを充分に混合攪拌
することにより被覆材料組成物として調製される。

【００１８】請求項２に記載の型内被覆成形法 請求項２に記載の型内被覆成形法では、上述した請求項
１に記載の被覆材料組成物が被覆材料として用いられ
る。

【００１９】また、請求項２に記載の型内被覆成形法に
おいて、成形品基材を構成するための熱硬化性成形材料
としては、従来公知の任意の成形用組成物を使用可能し
得る。例えば、熱分解性のラジカル触媒を用いて二重結
合を開裂付加反応させ３次元網目構造を形成することの
できる、分子内に反応性二重結合を持つ不飽和ポリエス
テル樹脂、ビニルエステル（エポキシアクリレート）樹
脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂等の任意の熱硬化性樹脂が用いられる。またこ
の熱硬化性成形材料には、必要に応じて各種共重合性モ
ノマー、充填剤、顔料、染料、顔料分散剤、内部離型
剤、開始剤、促進剤、禁止剤、増強剤、増粘剤等の各種
添加剤を必要に応じて適当量加えることができる。

【００２０】請求項２に記載の型内被覆成形法の特徴
は、上述したように、被覆材料として請求項１に記載の
発明に係る被覆材料組成物を用いること、ならびに被覆
材料を型内に注入した後に成形品基材表面に展延させる
際の成形圧を７０〜２００ｋｇ／ｃｍ² の範囲に調整す
ることにある。なお、この場合の成形圧は成形品投影面
積当り、すなわち成形圧力の加わる方向に投影させた面
積当りの値をいう。

【００２１】被覆材料を型内において成形品基材表面に
展延させる際の成形圧が、７０ｋｇ／ｃｍ² 未満の場合
には良好な流れ模様を形成することができず、２００ｋ
ｇ／ｃｍ² を超えると、被覆材料が型内において流れに
くくなり、成形基材表面の全面を被覆させることが困難
となり易い。上記被覆材料注入の際の成形圧は、より好
ましくは、８０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² の範囲とされ、そ
れによって一層良好な流れ模様を形成することができ
る。

【００２２】本発明の型内被覆成形法では、上記熱硬化
性成形材料を成形型内において加熱・加圧成形するに際
し、熱硬化性成形材料からなる成形品基材が半硬化段階
にあるときに型内に被覆材料が注入され、成形品基材表
面に該被覆材料を展延・硬化させることにより被覆層が
形成され、被覆層付き成形品が得られる。

【００２３】上述の熱硬化性成形材料からなる成形品基
材が半硬化段階にあるときとは、熱硬化性成形材料が、
未硬化状態から増粘してゲル化した後、完全硬化に到る
前の段階であり、成形品基材表面が被覆材料の注入に対
して受容性を有している（表面状態が乱れたりするなど
の不都合が生じない）状態まで硬化した段階をいう。

【００２４】被覆材料を成形品基材表面に展延させる際
の成形圧を除いては、型内被覆成形法の各工程は従来よ
り公知の型内被覆成形法に従って行うことができる。例
えば金型を開く方法、すなわち、成形金型内にＳＭＣを
入れて４０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で３０秒〜５分
間加圧成形した後に金型をわずかに開いて被覆材料を注
入し、次いで１３０〜１６０℃で３０秒〜５分間再加熱
することにより、成形されたＳＭＣの表面全体に被覆材
料を展延し、硬化させて被膜を形成するという方法があ
る。この場合、被覆材料の注入後、成形圧を７０〜２０
０ｋｇ／ｃｍ² の範囲に増圧するに要する時間は、通
常、３〜１０秒程度とする。

【００２５】また特開昭６１−２７３９２１に開示され
ているように、金型を開かずに注入する方法、すなわ
ち、ＳＭＣを４０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² で数十秒〜数分
間加圧成形した後に高圧注入機を用いて１００〜３００
ｋｇ／ｃｍ² の高圧で被覆材料を型内に注入し、再び増
圧して被覆材料を展延硬化させるという方法もある。こ
の場合、一般に注入圧そのものを７０〜２００ｋｇ／ｃ
ｍ² の範囲にする。７０ｋｇ／ｃｍ² 未満の場合は、被
覆材料の注入時間を短くするとともに、注入後直ちに増
圧して上記成形圧の範囲とする。

【００２６】

【作用】請求項１に記載の被覆材料組成物においては、
上記平均粒径の比が２以上であり、色調の異なる２種類
の着色顔料が少なくとも含有されている。粒径の異なる
上記２種の着色顔料は、粒径が異なるため流動性の点お
いても異なる。これは、被覆材料を流す際に加えられる
成形圧によって着色材料に加えられる剪断応力が、粒径
の差によって異なるため、流動性が異なるものと考えら
れる。

【００２７】そのため、請求項１に記載の被覆材料組成
物を用いた場合に、粒径の異なる上記２種の着色顔料の
流動性が異なるため、被覆材料注入後の成形圧を選択す
ることにより、例えば請求項２に記載の発明のように７
０〜２００ｋｇ／ｃｍ² の範囲とすることにより、部分
的に色調の異なる被覆層、すなわち流れ模様を有する被
覆層を形成することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例および比較
例を説明することにより本発明を明らかにする。なお、
以下において、「部」は特に断らない限り重量部を意味
するものとする。

【００２９】熱硬化性成形材料の調製 １．不飽和ポリエステル樹脂液（イソフタル酸系の不飽
和ポリエステル樹脂約６０重量％をスチレンモノマー約
４０重量％に溶解したもの）７０部 ２．ポリスチレン系低収縮剤樹脂（ポリスチレン樹脂約
３０重量％をスチレンモノマー約７０重量％に溶解した
もの）３０部 ３．炭酸カルシウム粉末（ＮＳ−１００：日東粉化社
製）１２０部 ４．硬化剤（カヤブチルＢ：化薬アクゾ社製、ターシャ
リーブチルパーオキソベンゾエート含有率９８重量％）
１部 ５．増粘剤（酸化マグネシウム粉末、キョーワマグ１５
０：協和化学工業社製）１部 ６．内部離型剤（ステアリン酸亜鉛：堺化学工業社製）
３部 上記材料を充分に混合し、攪拌した後、ＳＭＣ含浸装置
を用い、ガラス繊維（旭ファイバーグラス社製ロービン
グ：ＥＲ４６３０ＬＢＤ１６６Ｗを長さ２５ｍｍに切断
したもの）６０部に含浸させ、熱硬化性成形材料として
のＳＭＣを得た。

【００３０】被覆材料組成物の調製 １．エポキシアクリレート樹脂液（リポキシＲ８０２、
昭和高分子社製） ２．体質顔料：炭酸カルシウム（ＮＳ−１００、平均粒
径約２μｍ） ３．硬化剤（カヤブチルＢ） ４．白色顔料（酸化チタン、ＳＲ−１、堺化学工業社
製、平均粒径約０．２４μｍ） ５．赤色顔料（ダイピロキサイドカラー＃９７００、大
日精化工業社製、平均粒径約１μｍ） ６．緑色顔料（ダイピロキサイドカラー＃９３１０、大
日精化工業社製、平均粒径約１μｍ） ７．青色顔料（シアニンブルーＭＲ−３、東洋インキ製
造社製、平均粒径０．１μｍ） ８．黒色顔料（ミツビシカーボンＭＡ−１００、三菱化
成社製、平均粒径０．０１μｍ） 上記各材料を後述の表１〜表３に従って混合し、充分に
攪拌することにより被覆材料組成物を得た。

【００３１】成形方法 上記のようにして用意したＳＭＣおよび被覆材料組成物
を用い、以下の成形方法Ａ〜Ｄに基づいて成形を行っ
た。なお、成形方法Ａ〜Ｄでプレス圧パターンを図１〜
図４に示す。

【００３２】（成形方法Ａ）上型を１５０℃、下型を１
５０℃に加熱した３０ｃｍ×３０ｃｍの正方形の平板の
金型内に上記ＳＭＣを約７００ｇチャージし（これは約
４ｍｍの厚みに相当する）、１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で１００秒間加圧成形した後、金型をわずかに開いて上
記被覆材料組成物を１０ｍｌ注入し、再び金型を閉めて
１００ｋｇ／ｃｍ² で１２０秒間再加熱・再加圧するこ
とにより、成形されたＳＭＣの表面全体に被覆材料組成
物を展延し、硬化させて被膜を形成させた。次に、型を
開いて脱型し、表面を厚み約１００μｍの被膜で被覆さ
れた成形品を得た。

【００３３】（成形方法Ｂ）被覆材料組成物を注入した
後の再加圧圧力を２０ｋｇ／ｃｍ² としたこと以外は成
形方法Ａと同様に成形を行った。

【００３４】（成形方法Ｃ）上型を１５０℃、下型を１
５０℃に加熱した３０ｃｍ×３０ｃｍの正方形の平板の
金型内に上記ＳＭＣを約７００ｇチャージし（これは約
４ｍｍの厚みに相当する）、１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で１００秒間加圧成形した後、成形圧を８０ｋｇ／ｃｍ
² に下げ、高圧注入機（モレル社製）にて上型中央より
上記被覆材料組成物を１０ｍｌ注入し、展延被覆させた
後１００ｋｇ／ｃｍ² に増圧し、さらに１２０秒間加熱
・加圧することにより、被覆材料組成物を硬化させて被
膜を形成させた。次に、型を開いて脱型し、成形品を得
た。

【００３５】（成形方法Ｄ）被覆材料を注入するときの
成形圧力を２０ｋｇ／ｃｍ² とし、注入時間を２秒長く
したこと以外は成形方法Ｃと同様に成形を行った。

【００３６】実施例１〜３ 下記の表１に示す組成となるように配合して被覆材料を
調製し、上記成形方法Ａにより成形を行った。得られた
被覆層付き成形品の被覆層表面を観察したところ、全面
に高級感を有する流れ模様が形成されていた。

【００３７】実施例４〜６ 下記の表１に示す組成となるように配合して被覆材料を
調製し、上記成形方法Ｃにより成形を行った。得られた
被覆層付き成形品の被覆層表面を観察したところ、全面
に高級感を有する流れ模様が形成されていた。

【００３８】比較例１〜２ 下記の表２に示すように材料を配合し、被覆材料を調製
し、成形方法Ｂにより成形を行った。得られた被覆層付
き成形品では、被覆層表面の流れ模様は流動末端部にお
いてしか形成されていなかった。

【００３９】比較例３〜４ 下記の表２に示すように材料を配合し、被覆材料組成物
を調製し、成形方法Ｄにより成形を行った。得られた被
覆層付き成形品では、被覆層表面の流れ模様は流動末端
部においてしか形成されていなかった。

【００４０】比較例５〜６ 下記の表３に従って材料を配合して、被覆材料を調製
し、成形方法Ａにより成形を行った。得られた被覆層付
き成形品の被覆層の色調は全面で均一となり、流れ模様
は形成されなかった。

【００４１】比較例７〜８ 下記の表３に従って材料を配合して、被覆材料を調製
し、成形方法Ｃにより成形を行った。得られた被覆層付
き成形品の被覆層の色調は全面で均一となり、流れ模様
は形成されなかった。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載の型内被覆成形法用被覆
材料組成物では、粒径の比が２以上であり、かつ色調の
異なる２種の着色顔料が含有されているため、この粒径
の差によって該２種の着色顔料の流動性が異なるため、
被覆材料を流す際加えられる成形圧を請求項２に記載の
ように選択することにより、着色顔料の流動状況が大き
く異ならされる。その結果、被覆層の部分によって色調
変化が起こり、流れ模様は被覆層の全面に形成される。
よって、優れた意匠性を発揮し得る高級感に溢れた被覆
層付き成形品を提供することができる。

【００４６】請求項２に記載の型内被覆成形法において
も、請求項１に記載の被覆材料用組成物を被覆材料とし
て用い、注入された被覆材料を成形品基材表面に型内に
おいて展延させる際の成形圧が７０〜２００ｋｇ／ｃｍ
² の範囲とされているため、上記と同様に、上記２種の
着色顔料の流動性の差により、流れ模様が被覆層表面の
全面に形成され、高い意匠性を発揮し、高級感に溢れた
被覆層付き成形品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例、比較例を説明するための成形
方法Ａのプレスパターンを示す。

【図２】本発明の比較例を説明するための成形方法Ｂの
プレスパターンを示す。

【図３】本発明の実施例、比較例を説明するための成形
方法Ｃのプレスパターンを示す。

【図４】本発明の比較例を説明するための成形方法Ｄの
プレスパターンを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｃ 45/14 7344−4Ｆ 45/16 7344−4Ｆ Ｂ２９Ｋ 101:10 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性成形材料を型内にて加熱・加圧
   成形するに際し、前記熱硬化性成形材料よりなる成形品
   基材が半硬化段階にあるときに型内に被覆材料を注入
   し、成形品基材表面に被覆層を形成する、型内被覆成形
   用の被覆材料組成物であって、 熱硬化性樹脂と、 平均粒径の比が２以上でありかつ色調が異なる少なくと
   も２種類の着色顔料とを含むことを特徴とする、型内被
   覆成形用被覆材料組成物。
2. 【請求項２】 熱硬化性成形材料を型内にて加熱・加圧
   成形するに際し、前記熱硬化性成形材料よりなる成形品
   基材が半硬化段階にあるときに型内に被覆材料を注入
   し、成形品基材表面に被覆層を形成する型内被覆成形法
   であって、 前記被覆材料として請求項１に記載の被覆材料組成物を
   用い、かつ前記被覆材料を型内に注入した後に成形品基
   材表面に展延させる際の成形圧を、７０〜２００ｋｇ／
   ｃｍ² の範囲の圧力とすることを特徴とする型内被覆成
   形法。