JPH0760788A - 合成樹脂成形品及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、表面鮮映性、耐熱性に優
れ、且つ反り、変形が少なく機械的強度を保持しつつ衝
撃強さも改良できる自動車外装材等の合成樹脂成形品及
びその製造法を提供することにある。 【構成】 射出成形法により得られる合成樹脂成形品で
あって、無延伸ポリアミド樹脂製シート（Ａ）を所定形
状に切断して、金型キャビティの片面に装着し、複合強
化されたポリアミド樹脂成形材料（Ｂ）をシート（Ａ）
上に射出注入し、シート（Ａ）と成形材料（Ｂ）を積層
一体化して得られる合成樹脂成形品（Ｃ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面鮮映性を要求され
る自動車外装材等の合成樹脂成形品、更に耐薬品性、意
匠の保護等を要求される釣用リールカバー等の合成樹脂
成形品及びその製造法に関する。表面鮮映性とは自動車
外装材等の表面に物体を写したとき、その像がどの程度
鮮明に、また歪みなく映し出されるかの尺度であり、塗
装仕上げの良しあしを示す指標として、特に自動車外装
材では重要な特性である。従来の金属性外装材は、重量
が重くデザインの自由度に欠けていたため、合成樹脂製
外装材の実用化が待たれている。また釣用リールカバー
は、鮮映性とともにグリース等による耐薬品性の要求、
さらには射出成形品表面に施した印刷物を、摩耗から保
護する要求があり、それらの解決策が待たれている。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂を使用して射出成形により自動
車外装材が成形できれば、軽量化やデザインの自由度を
広げうる可能性がある。一方、自動車外装材としては通
常、線膨張係数が５×１０^-5／℃以下であることが要求
される。従って上記目的に合成樹脂を使用する場合、通
常はガラス繊維を配合して線膨張を下げる工夫が行われ
る。しかしながらガラス繊維を配合した材料は射出成形
された際に、表面にガラス繊維が浮いてくるために表面
外観が悪く、塗装処理しても表面鮮映性が良くないため
実用に供せないという問題がある。また金属性外装材の
塗装は、焼付け塗装が一般的であり、焼付炉の温度は１
６０℃程度となるために、ために耐熱性不足によって変
形を起こしたり、薬品性に劣る材料の場合、有機溶剤等
によってストレスクラックを生じる問題があった。

【０００３】また釣用のリールカバーも同様に、機械的
強度に優れた材料が選択される。しかしながらガラス繊
維を配合した材料が選択されるために、鮮映性に欠けて
いた。そのために金型温度を１３０℃以上に加熱して、
成形を行うことで解決されていたものの冷却時間が長く
かかることが問題であった。また上記の成形品に、印刷
やホットスタンピング等で意匠を与え、製品としてい
た。しかしその製品は、使用している間に、摩耗によっ
て意匠がなくなってしまう問題があった。その場合、上
記成形品に印刷後、ハードコート処理して摩耗を防いで
いるが、ハードコート溶液によっては、印刷物が溶解し
て乱れてしまうこと、また環境が悪い際に生じる埃の付
着の問題によって、工程数の増加と歩留まりの低さが問
題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題を解決し、シートを金型キャビティに装着して更に
他の熱可塑性樹脂を射出注入して、一体成形する方法
（以下、ＣＦＩ技術ということがある）により、表面鮮
映性、耐熱性に優れ、且つ反り、変形が少なく機械的強
度を保持しつつ衝撃強さも改良できる自動車外装材等の
合成樹脂成形品及びその製造法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはＣＦＩ技術
を利用し、無延伸のポリアミド樹脂製シートを使用し、
成形材料に複合強化されたポリアミド樹脂組成物を使用
することにより、上記課題を解決できることを見いだ
し、本発明に至った。すなわち本発明は、射出成形法に
より得られる合成樹脂成形品であって、無延伸ポリアミ
ド樹脂製シート（Ａ）を所定形状に切断して金型キャビ
ティの片面に装着後、複合強化されたポリアミド樹脂組
成物よりなる成形材料（Ｂ）を金型キャビティ内の該シ
ート（Ａ）上 に射出注入し、該シート（Ａ）と成形材
料（Ｂ）を積層一体化して得られる合成樹脂成形品
（Ｃ）に関する発明である。

【０００６】本発明で使用するポリアミド樹脂製シート
（Ａ）は、ポリアミド６樹脂を例にとると、フェノール
やシクロヘキサンによって作られたε−カプロラクタム
に重合開始剤としてＡＨ塩（アジピン酸とヘキサメチレ
ンジアミンとの当量を混合したもの）や水を加え、重合
塔で連続的に加熱重合させた後、熱水により１０％前後
のモノマーやオリゴマーを抽出後、減圧乾燥して得られ
る通常のポリアミド６樹脂を、一軸以上の押出機を用い
てＴダイ法によって無延伸にてシート化したものを用い
る。また上記樹脂組成物中に添加剤として難燃剤、紫外
線吸収剤、安定剤、滑剤等を添加して使用することもで
きる。

【０００７】またポリアミドＭＸＤ６樹脂からなるシー
ト（Ａ）は、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とか
ら得た無延伸シートを用いる。またこれらのポリアミド
樹脂中に種々の添加剤を混入したものも使用できる。さ
らにポリアミド６、６６とのブレンドによって得られた
樹脂組成物を使用することもできる。

【０００８】ポリアミド樹脂製シートは、結晶化度によ
って透明、半透明、不透明のものが製造できる。結晶化
度を低くすると透明となり、結晶化度を高くすると白色
不透明なシートとなる。透明、半透明シートは、リール
カバーの印刷物の視認と保護を目的として、印刷インキ
の封入された製品の表皮として使用する。ただし半透明
シートは、印刷インキの色調を変えない程度のものを使
用することが望ましい。通常合成樹脂成形品の表面は、
傷が生じやすく、従来は印刷インキの上に、スプレー
法、ディップ法によりハードコート処理を行っていた。
しかしインキがハードコート溶液によって、溶解して文
字が乱れると言う問題によって印刷インキが限定され、
また環境にともなう外観不良を招きやすいために、歩留
まりは低いものであった。

【０００９】本発明では、該シートに平らな状態で、片
面にスプレー法、ディップ法、ワイヤーバーコート法等
によって、ハードコート処理し、もう一方の面に印刷を
施し、該シートを金型に装着後、射出成形を行うこと
で、表面硬度を有する印刷インキ封入成形品が一工程で
得られるため、工程の低減と歩留まりの向上が可能とな
る。また印刷インキとハードコート液の接触が無いため
に、印刷インキの乱れもなく、再度その上に、ハードコ
ート処理しないために作業性、外観、コスト面で有利で
ある。但し曲率のある成形品の場合は、ハードコートの
クラックの発生する曲率以上の成形品にのみ応用可能で
ある。また該シートは、金型形状に切断後、金型キャビ
ティに装着する際は、ハードコート面が金型面を向くよ
うに装着する。白色不透明のシートは、自動車外装材用
のシートとして用いる。該シートは、成形後に塗装処理
されて使用されるために、シートの透過率は問題なく、
表面性と耐薬品性等を備えているものであれば、限定さ
れるものではない。

【００１０】またポリアミド樹脂製シート（Ａ）は、予
め真空成形により形状を付与したものを使用することも
可能である。上記シートを用いて成形材料で積層成形す
る場合、製品の曲率（Ｈ／Ｄ）が０．１を超える場合、
シート上を流れる樹脂で製品形状に賦形されるシートの
端部に樹脂で絞りきれないために皺が発生する問題があ
る。この様な場合、シートの予備乾燥を行った後、真空
成形により予備成形を行う事が好ましく、例えばストレ
ート、ドレープ、プラグアシスト、エアーブロー成形法
が適用できる。シートの厚みは、好ましくは０．３ｍｍ
以上、特に好ましくは０．３〜３ｍｍのものを使用する
と積層成形時の製品外観はガラス繊維等の影響による凹
凸の転写が無いために向上する。また上記真空成形等に
より形状を付与する場合、賦形性に優れる。上記のシー
トは必要に応じて、予め印刷、塗装などで文字マークを
施したもの、ハードコート等の表面処理をしたものも使
用することができる。

【００１１】本発明で使用する複合強化ポリアミド樹脂
組成物よりなる成形材料（Ｂ）は、上記無延伸ポリアミ
ド樹脂組成物からなるシート（Ａ）と溶着性を有すこと
が使用の際に重要である。具体的な成形材料としては、
ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６、
変性ポリフェニレンエーテル／ポリアミド６樹脂組成
物、変性ポリフェニレンエーテル／ポリアミド６６樹脂
組成物等が例示できるが、同組成物からなる無延伸シー
ト（Ａ）と成形材料（Ｂ）の溶着は可能である。従っ
て、上記成形材料は、容易にポリアミド樹脂組成物から
なるシート（Ａ）と溶着性を示し、強固な接着力を得る
事ができる。しかし延伸したシート（Ａ）を、使用する
と同組成物であっても溶着させることは難しい。

【００１２】上記複合強化されたポリアミド樹脂組成物
からなる成形材料（Ｂ）に使用可能な強化用充填剤は、
機械的強度、耐熱性、成形収縮率もしくは線膨張係数の
減少を目的に樹脂中に配合されるものであり、具体的に
はガラス、カーボン、金属、ウィスカ、炭化珪素、ボロ
ン等の有機・無機物の繊維状、フレーク状又はこれらの
混合物等が適宜使用される。上記充填剤の中でもガラス
繊維が特に望ましい。上記充填剤の選択及び配合割合
は、機械的強度、下記の成形収縮率もしくは線膨張係
数の減少を考慮して決定される。

【００１３】成形収縮率により充填剤の選択及び配合割
合を選択する場合、成形収縮率は厚み３．２ｍｍ、外径
１０１．６ｍｍの円板金型を利用して、式１００×（金
型寸法−成形品の寸法）／（金型寸法）より求められる
値が樹脂ゲートに平行方向で０．６％以下、垂直方向で
０．８％以下のものであることが望ましい。上記成形収
縮率は、例えば複合強化ポリカーボネート成形材料を使
用すると溶融樹脂の温度２８０℃、金型温度８０℃の測
定条件下に測定される。上記成形収縮率が上記の値を超
えると積層された成形品の各面（シート面と材料面）に
おける成形収縮差が大きいために、成形品全面にわたり
ソリが発生する可能性がある。又、線膨張係数により充
填剤の選択及び配合割合を選択する場合、線膨張係数は
５×１０ ^-5／℃以下であることが望ましい。ここに於て
線膨張係数はＡＳＴＭＤ６９６に準じて測定された値で
ある。線膨張係数が上記の値以上では、上記と同様に成
形品全面にわたり、ソリが発生する可能性がある。

【００１４】機械的強度、耐熱性に優れ、且つ上記成形
収縮率もしくは線膨張係数を満足する複合 強化された
ポリアミド樹脂組成物の成形材料として、例えばガラス
繊維、ガラスフレーク、またはこれらの混合物等を１０
〜５０重量％配合したものがあげられる。また通常射出
成形においては多量のスプル、ランナー等の廃材が発生
するが、本発明 においては、複合強化成形材料（Ｂ）
に使用する樹脂の一部、全部の廃材を粉砕後、ガラス繊
維を好適量添加して使用することもできる。本発明で得
られた合成樹脂成形品を更に塗装処理すると成形品は表
面鮮映性により優れたものとなる。塗装は通常ウレタン
塗料、アクリル塗料等を用いてスプレー法により行うこ
とができる。

【００１５】本発明の射出条件等は公知の条件が適用可
能である。また使用する射出成形機は、通常のものが使
用でき、以下の方法により成形品を製造できる。以下に
本発明の工程を例示する。 （１）シートの金型への装着 無延伸ポリアミド樹脂製シート（Ａ）の金型への装着
は、金型に複数のピンを設けておき、シートのそれに相
当する位置に、穴をあけておき装着する方法と、金型内
に磁石を埋め込んでおき、シートのそれに相当する位置
に、鉄片を貼つけておいて装着する方法などがある。ま
たシート（Ａ）は、金型キャビティの固定側に装着する
のが望ましい。 （２）型締め 上記シートを装着後、金型の型締めを行う。

【００１６】（３）溶融樹脂の射出 射出成形機から複合強化されたポリアミド樹脂組成物か
らなる成形材料（Ｂ）を射出 注入してシート（Ａ）と
成形材料（Ｂ）を積層一体成形する。 （４）冷却、離型 樹脂の射出後、常法に従って溶融樹脂を冷却固化し、離
型後成形品を得る。 （５）塗装 自動車外装用として得られた成形品を塗装する場合、常
法によって塗装する。上記成形によりシート（Ａ）と成
形材料（Ｂ）は成形時の熱と圧力で完全に熱溶着され、
各々の面の成形収縮差があるにも関わらず、全面のソリ
はなく、成形品のシート面は優れた外観性を有してい
た。

【００１７】また本発明では、射出成形以外に射出圧縮
成形法も利用できる。金型キャビティが可動可能な金型
を利用して、予め金型キャビティを成形品厚みよりも
０．５ｍｍ以上開いておき、キャビティに上記の方法に
基ずいて、シートを装着する。ついで型締めを行い、射
出成形機より溶融樹脂をキャビティ内に射出しながら、
キャビティを成形品厚みまで閉じていき、冷却固化後、
金型から離型して成形品を得る このような射出圧縮成
形を行うことで、印刷インキ封入成形品のインキ流れの
防止とガラス繊維材料の流動性の向上が望まれる。

【００１８】以上、本発明の製造方法、金型構造を説明
したが、本発明は上記の説明に限定されるものではな
い。また成形加工条件として、成形材料にポリアミド６
を使用した場合の樹脂温度を２７０℃以上で成形するこ
とで、樹脂とシートの接着力を高めることができる。ま
た本発明により、品質的に鮮映性の良好な製品が得ら
れ、且つリサイクル材料も使用可能なことからコストダ
ウンが期待でき、さらには環境保護効果が期待できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を説明す
る。尚、本実施例に於て成形品の評価は以下の方法によ
った。 表面鮮映性の評価 成形品表面に物体を写したとき、その像を目視にて観察
し、その歪み具合いから評価した。 ○：像の歪みが無い。 ×：像が歪んでいる。 シートと成形材料間の接着力の測定 シートと成形材料間の９０度剥離強度測定を行った。測
定は、シートと成形材料の一体化された成形品の反ゲー
ト側より剥離させ、その９０度剥離強度（ｋｇｆ／ｃ
ｍ）をバネばかりにて測定した。評価は以下のようにし
た。 ○：９０度剥離強度が５ｋｇｆ／ｃｍ以上 ×：９０度剥離強度が５ｋｇｆ／ｃｍ未満

【００２０】 ソリ、変形の測定 三次元寸法測定機（三豊製作所製）を使用して、ソリの
評価を行った。下記の成形品の最大高低差（△ｈ）によ
り評価した。 ○：成形品のソリ量が０．１ｍｍ以下 ×：成形品のソリ量が０．１ｍｍを超えるもの 冷熱繰り返し試験 接着力、ソリに付いては、更に−３０℃と８０℃の繰り
返し冷熱試験を繰り返し試験を実施した。すなわち−３
０℃で２ｈｒ、８０℃で２ｈｒ熱処理（尚、各温度に到
達するまでに２ｈｒの変化時間を持たせた）する操作を
２０回繰り返した後、接着力、ソリの評価を実施した。 耐薬品性の評価 薬品としてガソリンを用い、２５℃の温度下で２４ｈｒ
接触させて、初期からの外観変化を比較した。 ○：外観変化無し ×：クラック発生

【００２１】実施例１ ポリアミド６をＴダイ法にて、無延伸で押出成形を行
い、０．５ｍｍの白色不透明シートを得た。該シートを
プレス機械で金型装着部の寸法（１００ｍｍφの円板形
状）に合わせて打ち抜いた。金型キャビティ肉厚は３ｍ
ｍである。上記金型の固定側キャビティに該シートを装
着後、型締めし、射出成形機でガラス繊維配合したポリ
アミドＭＸＤ６樹脂材料（三菱ガス化学（株）製、商品
名：レニー １０２２Ｈ、組成物中のガラス繊維配合割
合：５０重量％、成形収縮率は平行方向で０．４％、垂
直方向で０．６％であり、線膨張係数は２×１０-5／
℃）を射出した。上記の成形条件は、樹脂温度２９０
℃、金型温度６０℃、射出圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ²
であった。該成形品をウレタン塗料を用いて、スプレー
塗装を行い、１７０℃の乾燥炉内で２ｈｒ焼付け処理を
行って製品としての各評価を行った。評価結果を表１に
示す。

【００２２】実施例２ ポリアミドＭＸＤ６をＴダイ法にて、無延伸で押出成形
を行い、０．５ｍｍの透明シートを得た。該シートの片
面に、ワイヤーバーコート法によってアクリル系ハード
コートを塗布して紫外線照射にて硬化させた。ついでそ
の方面にウレタン系のインキを用いて、シルク印刷を施
し、８０℃の乾燥機内で１時間焼き付けた。該シートを
プレス機械で金型装着部の寸法（１００ｍｍφの円板形
状）に合わせて打ち抜いた。実施例１と同様の金型を用
いて、成形材料、成形条件も同様にして成形し、シート
と樹脂の一体化された成形品を得、実施例１と同様の評
価を行った。

【００２３】比較例１ 実施例１に使用したと同様のポリアミドＭＸＤ６樹脂材
料を用いて、シートを装着せずに非積層成形品を実施例
１と同様な条件で作製し、塗装後の評価を行った。

【００２４】比較例２ 成形材料としてポリカーボネート樹脂材料（三菱ガス化
学（株）製、ユーピロンＧＳ２０２０Ｍ 組成物中のガ
ラス繊維配合割合：２０重量％ 成形収縮率は平行方向
で０．１％、垂直方向で０．４％であり、線膨張係数は
４．４×１０-5／℃）を使用した以外は、実施例１と同
様に成形を行った。評価結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】 実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２ 鮮映性 ○ ○ × × 繰り返し冷熱試験前 １）接着力 ○ ○ − − ２）ソリ ○ ○ ○ ○ 繰り返し冷熱試験後 １）接着力 ○ ○ − − ２）ソリ ○ ○ ○ ○ 帯薬品性 ○ ○ ○ ×

【００２６】

【発明の効果】本発明によって得られる一体成形品は、
鮮映性、耐熱性、耐薬品性に優れ、ソリが防止でき、シ
ートとフィラー含有材料間での接着力にも優れており、
冷熱試験後の接着力も優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 勝美 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱瓦斯化学株式会社プラスチックスセンタ ー内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形法により得られる合成樹脂成形
   品であって、無延伸にて製造されたポリアミド樹脂製シ
   ート（Ａ）を所定形状に切断して、金型キャビティの片
   面に装着し、複合強化されたポリアミド樹脂組成物より
   なる成形材料（Ｂ）をシート（Ａ）上に射出注入し、シ
   ート（Ａ）と成形材料（Ｂ）を積層一体化して得られる
   合成樹脂成形品（Ｃ）。
2. 【請求項２】 シート（Ａ）の厚みが、０．３ｍｍ以上
   である請求項１に記載の合成樹脂成形品（Ｃ）。
3. 【請求項３】 シート（Ａ）が予め真空成形により形状
   を付与したものである請求項１に記載の合成樹脂成形品
   （Ｃ）。
4. 【請求項４】 ポリアミド樹脂製シート（Ａ）が、ポリ
   アミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６樹脂か
   ら選ばれた少なくとも一種以上の樹脂である請求項１に
   記載の合成樹脂成形品（Ｃ）。
5. 【請求項５】 複合強化されたポリアミド樹脂組成物よ
   りなる成形材料（Ｂ）が少なくとも複合強化材としてガ
   ラス繊維もしくはガラスフレークを使用した組成物であ
   る請求項１に記載の合成樹脂成形品（Ｃ）。
6. 【請求項６】 成形材料（Ｂ）の成形収縮率（厚み３．
   ２ｍｍ、外径１０１．６ｍｍの円板金型を使用して成形
   品を得たときの成形収縮率であって、式１００×（金型
   寸法−成形品の寸法）／（金型寸法）より求められる
   値）が樹脂ゲートに平行方向で０．６％以下、垂直方向
   で０．８％以下である請求項１に記載の合成樹脂成形品
   （Ｃ）。
7. 【請求項７】 成形材料（Ｂ）の線膨張係数が５×１０
   ^-5／℃以下である請求項１に記載の合成樹脂成形品
   （Ｃ）。
8. 【請求項８】 請求項１に記載した合成樹脂成形品
   （Ｃ）に更に塗装処理して得られた表面鮮映性に優れる
   合成樹脂成形品（Ｄ）。
9. 【請求項９】 シート（Ａ）は透明であり、且つ片面に
   印刷加工され、他の片面にハードコートもしくは防曇の
   機能性膜が設けられている請求項１に記載の合成樹脂成
   形品（Ｃ）。
10. 【請求項１０】 シート（Ａ）は、透明で且つ片面に印
    刷加工されており、該印刷加工面が成形材料（Ｂ）と一
    体成形される面である請求項１に記載の合成樹脂成形品
    （Ｃ）。
11. 【請求項１１】 射出成形法により合成樹脂成形品を製
    造する方法であって、無延伸で製造されたポリアミド樹
    脂製シート（Ａ）を所定形状に切断して、金型キャビテ
    ィの片面に装着後、複合強化されたポリアミド樹脂組成
    物よりなる成形材料（Ｂ）を該シート（Ａ）上に射出注
    入し、該シート（Ａ）と成形材料（Ｂ）を積層一体化す
    る合成樹脂成形品（Ｃ）の製造法。