JPH10204135A - そのままで最終用途使用に適した金型内コーティング用組成物 - Google Patents

そのままで最終用途使用に適した金型内コーティング用組成物

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JPH10204135A
JPH10204135A JP10021517A JP2151798A JPH10204135A JP H10204135 A JPH10204135 A JP H10204135A JP 10021517 A JP10021517 A JP 10021517A JP 2151798 A JP2151798 A JP 2151798A JP H10204135 A JPH10204135 A JP H10204135A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペイントコートが不要な、ペイント様の性質
と耐候性とを有する金型内コーティング用組成物を提供
する。 【解決手段】 末端アクリレート基を有する飽和脂肪族
エステル中間体ポリウレタンのような脂肪族樹脂、イソ
ボニルアクリレートのような飽和（シクロ）脂肪族（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリ
レート、アルキレンポリオールのポリアクリレートエス
テル、およびビニル置換芳香族を含む繊維強化プラスチ
ック用の金型内コーティング用組成物。該金型内コーテ
ィング用組成物は良好な最終用途の耐候性を有するの
で、今まで必要とされた引続くペイントコートを必要と
しない。該ペイント不要のコーティング用組成物は透明
でも着色されてもよく、潤滑剤、接着助剤、硬化剤等の
ような種々の添加剤を含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、最終用途に適した金型内
（in-mold ）組成物を有する繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）に関する。更に詳しくは、本発明は、一般に飽和
脂肪族樹脂の利用に関し、該樹脂は透明でも着色してい
てもよく、そして高光沢、硬度、良好な接着力および良
好な耐候性のようなペイント様の性質を有し、従って該
樹脂はそのままで利用でき、そしてペイントコーティン
グ又はその他の外側の保護コーティングを必要としな
い。
【０００２】
【従来の技術】今まで、金型内コーティングをシート成
形コーティングのような繊維強化プラスチックに適用し
て、一般に滑らかな表面を与えそして基体の多孔度を低
減又は除去していた。しかし、かかるコーティングは、
望ましい最終用途の性質を与えるのに、塗装を必要とし
た。シャノスキー外による米国特許第４，１８９，５１
７号および同第４，２２２，９２９号に記載された典型
的な金型コーティングは、不飽和フマレートポリエステ
ルジオール、飽和ポリエステルジオール柔軟剤、架橋性
の３ないし６個のヒドロキシ基を有する脂肪族ポリオー
ル、ジイソシアネートおよびエチレン系不飽和架橋性化
合物、例えばスチレン、の反応生成物であった。
【０００３】米国特許第４，３３１，７３５号に記載さ
れた金型内コーティング用組成物は、（ａ）平均分子量
が約５，０００までで、複数個の重合性エチレン系二重
結合を有し、活性水素を本質的に含まないかイソシアネ
ート基を本質的に含まない液体架橋性組成物、（ｂ）
（Ｉ）ポリイソシアネート、および（II）過剰当量のポ
リイソシアネートと、−ＮＨ2 、−ＮＨ−および／又は
−ＯＨ基を有するエチレン系不飽和化合物との反応生成
物であって、活性水素原子を含まない該反応生成物から
成る群から選ばれた材料、および（ｃ）該金型内コーテ
ィング用組成物を硬化させるに十分な量の有機フリーラ
ジカルパーオキシド開始剤、に関し、ここで上記（ｂ）
は、該コーティング用組成物を成形された熱硬化樹脂ガ
ラス繊維組成物に確実に接着させるに十分な量で使用さ
れる。
【０００４】多数の金型内コーティングは、少なくとも
一つの、少なくとも２個のアクリレート基を有する重合
性エポキシ基材オリゴマー、スチレンのような少なくと
も一つの共重合性エチレン系不飽和モノマー、および−
ＣＯ−基および−ＮＨ2 、−ＮＨ−および／又は−ＯＨ
基を有する少なくとも共重合性のモノエチレン系不飽和
化合物、を含むコーティング用組成物並びにコブレディ
ック外による米国特許第４，４１４，１７３号および第
４，５１５，７１０号に記載されたポリビニルアセテー
トに関する。更に別の金型内コーティングは、コブレデ
ィックによる米国特許第５，０８４，３５３号に記載さ
れた２個のアクリレート末端基を有するエポキシ系オリ
ゴマー等に関する。
【０００５】
【発明の概要】硬化した金型内コーティング用組成物
は、飽和脂肪族ポリエステル中間体および飽和脂肪族ウ
レタン基を含む飽和ポリエステルウレタンアクリレー
ト：および飽和ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレー
トを含む化合物から製造される。更に、アルキレンジオ
ールのジアクリレートエステル、飽和（シクロ）脂肪族
（メタ）アクリレート、およびビニル置換芳香族の使用
は、金型内コーティング用組成物に、硬度、耐水性、低
収縮性および高光沢のような塗料コーティング型の性質
を付与することが見出された。上記の化合物に加えて、
場合によってはトリアリルシアヌレート、エトキシ化ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールトリアクリレート等のような架橋剤を使用でき
る。
【０００６】上記の化合物を過酸化物開始剤の存在下に
反応させて、鎖を延長させ、そして熱硬化性樹脂を形成
させる。硬化した樹脂は、着色しない限り、透明な金型
内コーティング用組成物である。このように本発明は従
来の金型内コーティングの表面にペイントコーティング
を塗装する追加の工程、時間および費用を除き、そして
塗料無しのＦＲＰ最終生成物ラミネートを形成する。透
明なコーティングが望ましくない場合は、種々の顔料、
着色剤等を成分に添加して、所望の目的とする色および
不透明性を生じさせる。
【０００７】ペイント様の性質を有する本発明の金型内
コーティング用組成物を得るためには、種々の化合物お
よび樹脂、特に芳香族ポリエステルおよび／又はポリエ
ーテルウレタン中間体のような芳香族化合物、芳香族エ
ポキシ系樹脂等は回避する。
【０００８】
【発明の詳しい記述】本発明の重要な一側面は、金型内
コーティング用組成物に良好なペイント様の性質と透明
な色とを達成するために、アクリレート基を一般にポリ
マーの末端部分に含む飽和脂肪族ポリエステル中間体ウ
レタンを使用することである。該ウレタンのポリエステ
ル中間体は、脂肪族ジカルボン酸又は脂肪族酸無水物と
グリコーールとから製造でき、その製造は当業界および
文献では良く知られておりそして市販されている。該脂
肪族ジカルボン酸および酸無水物は１ないし１５個の炭
素原子を有しそして望ましくは飽和しており（即ち、不
飽和の炭素−炭素二重結合を持たない）、特定例として
は炭酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、それらの酸無水物等が含まれるが、アジピン酸が一
般に好ましい。上記の全ての酸の混合物も同様に使用す
ることができる。グリコール又はジオールは一般に２な
いし１５個の炭素原子を有し、飽和しており、その特定
例にはエチレングリコール、プロピレングリコール、
１、３−ブチレングリコール、１、４−ブチレングリコ
ール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘ
キサンジメタノール、ジプロピレングリコール、２、２
−ジメチル−１、３−プロパンジオール、ジエチレング
リコール、ピナコール等が含まれる。好ましいグリコー
ルにはエチレングリコールおよびネオペンチルグリコー
ルが含まれる。
【０００９】飽和した脂肪族ポリエステル中間体は一般
に約１，０００ないし約５，０００の平均分子量を有
し、望ましくは約１，５００ないし約２，５００の平均
分子量を有する。
【００１０】脂肪族ポリイソシアネートを飽和ポリエス
テル中間体と反応させて、ポリウレタン型樹脂を生成す
る。脂肪族部分は飽和しそして約５ないし１８の炭素原
子を有し、例えばイソホロンジイソシアネート基（ＩＰ
ＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキ
シルジイソシアネート等があり、イソホロンジイソシア
ネートが好ましい。ＮＣＯ基と該中間体のＯＨ末端基と
の平均当量比はほぼ約１．５ないし約２．５であり、望
ましくは約１．９ないし約２．１であり、そして好まし
くは約２．０である。かかる量は一般にイソシアネート
末端ポリウレタンプレポリマーを形成するのに十分であ
り、該プレポリマーを次にヒドロキシルアルキルアクリ
レートと反応させて、アクリレート又はメタクリレート
を一般にポリマー鎖の末端部分に含む飽和ポリエステル
ウレタンを形成する。アクリレートは一般に、２ないし
１０個の炭素原子を含むエステル部分、例えばエチル、
プロピル、ｎ−ブチル、エチルヘキシル等、好ましくは
エチルおよびプロピル、を有することができる。好まし
いポリエステルウレタンアクリレートの例は、サルトマ
ー コーポレーション（Sartomer Corporation）製のＣ
ｒａｙｎｏｒ ＣＮ９６３であり、それはポリエステル
ウレタンアクリレートである。
【００１１】芳香族および／又は不飽和ジイソシアネー
トのような不飽和および／又は芳香族のポリエステル中
間体を含むポリエステルウレタンアクリレートは、エー
ジングと共に黄色化又は劣化する傾向がある透明コーテ
ィング又は不透明コーティングを生じ得るので、回避さ
れる。従って、ポリエステルウレタンアクリレートはか
かる化合物を実質的に含まず、即ち一般に、不飽和およ
び／又は芳香族ポリエステル中間体を、該ポリマーの全
重量を基準にして、かかる単位又は基を５０又は２５重
量％末端の量、望ましくは１０重量％未満、そして好ま
しくは５重量％未満の量で含むか、或いは全く含まない
ことを意味する。同様に、必要とされるイソシアネート
の全モルを基準にして、コーティング用組成物中の全て
のジイソシアネート基の一般に５０又は２５モル％未
満、好ましくは１０又は５モル％未満、又は全く０の量
が芳香族および／又は不飽和基である。ポリエステルウ
レタンアクリレートの形成に回避されるその他の化合物
又はモノマーは、良好な耐候性を与える金型内コーティ
ング用組成物を生じないことが見出されている限り、ポ
リエーテルおよびエポキシ中間体である。従って、ポリ
ウレタン中間体は一般にポリエステルウレタンアクリレ
ートの全重量を基準にして、ポリエーテルおよび／又は
エポキシ基を５０重量％未満、一般に２５重量％未満、
そして好ましくは１０重量％未満又は５重量％未満の量
で含むか、全く含まない。
【００１２】種々の化合物又は成分が、ポリエステルウ
レタンアクリレートと反応させそして熱硬化性樹脂を形
成するのに使用される。かかる成分の一つは、脂肪族又
は脂環式（メタ）アクリレートであって、該脂肪族およ
び／又は脂環式部分が飽和されそして約１ないし約５０
個の炭素原子、望ましくは約２ないし約２０個の炭素原
子を含むものである。その代表的例には、メチル（メ
タ）アクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレ
ート、イソデシルメタクリレート、２（２−エトキシ）
エトキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ラウリルメ
タクリレート、グリシジルメタクリレート、イソデシル
アクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソオク
チルアクリレート、トリデシルアクリレート、トリデシ
ルメタクリレート、およびカプロラクトンアクリレート
があるが、イソボルニルアクリレートが好ましい。飽和
（シクロ）脂肪族（メタ）アクリレートの量は、ポリエ
ステルウレタンアクリレート合計１００重量部当り、一
般に約２０ないし約１００重量部、望ましくは約３５な
いし約９０重量部、そして好ましくは約５０ないし約８
０重量部である。
【００１３】本発明で使用される別の成分は１種又はそ
れ以上のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートであ
り、ここでアルキル基は１ないし５又は１０個の炭素原
子を含むことができ、例えばメチル、エチル、ブチル基
等であるが、プロピル基が好ましい。かかるヒドロキシ
アルキル（メタ）アクリレートの量は一般にポリエステ
ルウレタンアクリレート１００重量部当り約２ないし約
２０重量部、望ましくは約６ないし約１６重量部、そし
て好ましくは約８ないし約１２重量部である。これらの
化合物は、ポリエステルウレタンアクリレート樹脂を形
成するのに使用されるヒドロキシアルキルメタクリレー
トに追加して使用される。
【００１４】本発明の金型内コーティング用組成物に使
用される更に別の成分は、合計８ないし１２個の炭素原
子を含む１種又はそれ以上のビニル置換芳香族化合物で
あり、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、ｔ−ブチルスチレン等があり、スチレンが好ま
しい。この成分の量は、ポリエステルウレタンアクリレ
ート１００重量部当り一般に約１０ないし約７０重量
部、望ましくは約２０ないし約６０重量部、そして好ま
しくは約３０ないし約５０重量部である。
【００１５】更に別の成分はポリアクリレートであり、
例えば、アルキレンポリオールのトリアクリレート又は
ジアクリレートエステルであり、ここで該ポリオールは
約２ないし約３０個の炭素原子を有し、好ましくは約２
ないし約１０個の炭素原子を有し、例えばエチレングリ
コール、ブタンジオール等である。該アルキレンポリオ
ールの両端に含まれるアクリレート（アクリル基）は一
般に、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される。好
ましいアルキレンジオールのジアクリレートエステルの
例にはトリエチレングリコールジメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリ
コールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメ
タクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリ
レート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，
４ブタンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリ
レート、１，６−ヘキサンジアクリレート、１，６−ヘ
キサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタク
リレート、ポリエチレングリコール（６００）ジメタク
リレート、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリ
レート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ト
リエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレ
ングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコ
ールジアクリレート、ポリエチレングリコール（４０
０）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（４０
０）ジメタクリレート、ポリエチレングリコール（６０
０）ジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート、およびアルコキシ化脂肪族ジアク
リレートが含まれる。任意に使用できるアルキレンポリ
オールの三官能性アクリレートエステルの例には、トリ
ス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリメタ
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス
（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリ
レート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレ
ートトリメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ
アクリレート、およびプロポキシ化グリセリルトリアク
リレートが含まれる。該アルキレンポリオールのポリア
クリレートエステルの量は一般に、ポリエステルウレタ
ンアクリレート１００重量部当り、一般に約１０ないし
約４０重量部、望ましくは約１５ないし約３５重量部、
そして好ましくは約２０ないし約３０重量部である。任
意成分の上記のアルキレンポリオールのトリアクリレー
トエステルの量は低く、ポリエステルウレタンアクリレ
ート１００重量部当り一般に１０重量部未満、そして好
ましくは５重量部未満である。
【００１６】上記の５種の成分は一般に、本発明の金型
内コーティング用組成物の樹脂を形成する。該コーティ
ング用組成物は透明である。或いは、透明コーティング
は顔料、着色剤等を所望の量又は有効量用いて着色し
て、所望の色、濃淡、色合い又は不透明度を生じさせる
ことができる。顔料および顔料分散剤は当業者に良く知
られており、そして例えば二酸化チタン、カーボンブラ
ック、フタロシアニンブルー、フタロシアニンレッド、
酸化クロムおよび酸化第二鉄等が含まれる。
【００１７】本発明の金型内コーティング用組成物はま
た、慣用の添加剤、充填剤等を慣用の量で含むことがで
きる。従って、種々の硬化阻止剤、例えばベンゾキノ
ン、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ｐ−ｔ−ブ
チルカテコール等を使用できる。別の添加剤はコバルト
オクテートのような促進剤である。別の種類の促進剤に
は亜鉛又はその他の金属のカルボン酸塩が含まれる。種
々の光安定剤が使用でき、例えば種々のヒンダードアミ
ン（ＨＡＬＳ）、置換ベンゾフェノンおよび置換ベンズ
トリアゾール等が使用できる。潤滑剤および離型剤が一
般に使用され、特定例には種々のステアリン酸の金属
塩、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ム、又はホスホン酸エステルが含まれる。タルクのよう
な強化用充填剤が使用できる。タルクはまた、金型内コ
ーティング用組成物を繊維強化プラスチック基材に接着
するのを促進するのに役立つことが見出された。別の添
加剤は硬化剤およびチキソトロープ、例えばシリカであ
る。本発明のポリエステルウレタンアクリレートおよび
その他の硬化用モノマー又は成分は、ラジカル（遊離
基）開始剤、例えば過酸化物（ペルオキシド）、を用い
て鎖延長される。適切なラジカル開始剤には下記のもの
が含まれる：ｔｅｒｔ．−ブチルペルベンゾエート、ジ
アリルフタレート中のｔｅｒｔ．−ブチルペルオクテー
ト、ジメチルフタレート中のジアセチルペルオキシド、
ジブチルフタレート中のジ（ｐ−クロロベンゾイル）ペ
ルオキシド、ジブチルフタレート中のジ（２，４−ジク
ロロベンゾイル）ペルオキシド、ジラウロイルペルオキ
シド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジブチルフタ
レート中のシクロヘキサノンペルオキシド、３，５−ジ
ヒドロキシ−３，４−ジメチル−１，２−ジオキサンシ
クロペンタン、ｔ−ブチルペルオキシ（２−エチルヘキ
サノエート）、カプリルイルペルオキシド、２，５−ジ
メチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサ
ン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−ヒドロペルオキ
シド−１，ｔ−ブチルペルオキシ（２−エチルブチレー
ト）、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルペ
ルオキシ）ヘキサン、クミルヒドロペルオキシド、ジア
セチルペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、
ジ−ｔｅｒｔ．−ブチルペルオキシド、３，５−ジヒド
ロキシ−３，５−ジメチル−１，２−オキサシクロペン
タン、および１，１−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）−
３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等、およびそれ
らの混合物。ある場合には開始剤の混合物を用いて、異
なる温度でのそれらの異なる分解速度および分解時間等
を利用するのが望ましい。使用するのに好ましい開始剤
はｔｅｒｔ．−ブチルペルベンゾエートである。過酸化
物開始剤は、反応促進剤の影響に打ち勝ち、そしてエチ
レン系不飽和化合物を硬化させるに十分な量で用いるべ
きである。一般に、過酸化物開始剤は、金型内コーティ
ング用組成物中の全てのエチレン系不飽和成分の合計重
量を基準にして、約５重量％まで、又は約０．２５ない
し約５重量％、望ましくは約１ないし約４重量％、そし
て好ましくは約１ないし約２重量％の量で使用される。
ポリエステルウレタンアクリレートと硬化性成分との間
の過酸化物開始剤の存在下における反応は一般に約２０
０°Ｆ（９３℃）から約３３０°Ｆ（１６５℃）の温
度、望ましくは約２７０°Ｆ（１３２℃）から約３１０
°Ｆ（１５４℃）の温度で行われる。
【００１８】本発明の金型内コーティング用組成物は以
下のようにして調整される。ポリエステルウレタンアク
リレートを、スチレンのようなビニル置換芳香族モノマ
ー、イソボルニルアクリレートのような飽和脂肪族又は
脂環式（メタ）アクリレート、およびヒドロキシプロピ
ルメタクリレートのようなヒドロキシアルキルメタクリ
レートと混合する。これらの化合物を混合した後、硬化
阻止剤、光安定剤、潤滑剤等のような上記の充填剤およ
び添加剤を混合する。過酸化物ラジカル開始剤を最後に
加える。ポリオールのポリアクリレートエステルが、供
給者からのポリエステルウレタンアクリレート中に存在
し得る。特定の色の金型内コーティングが望ましい場合
は、１種又はそれ以上の顔料、着色剤等を適当量で使用
できる。当業者に知られているように、しばしば種々の
顔料又は着色剤をキャリアー、例えばポリエステル、と
共に加えて、容易にブレンドできるようにする。従来の
適当な混合容器を使用でき、そして種々の成分および添
加剤を、成分がブレンドされるまで混合する。ブレンド
物中に顔料が含まれていなくとも、この時点で混合物は
透明でない。所望により、混合した成分を、シート成形
コンパウンドのような繊維強化プラスチック上に、射出
成形により金型内コーティング用組成物を硬化温度に加
熱しながら、塗布する。硬化温度は使用した特定の硬化
剤又は過酸化物に依存して変化するであろう。適切な硬
化温度は一般に約２００ないし約３３０°Ｆ（約９３な
いし約１６５℃）である。硬化又は鎖延長により、金型
内コーティングコンパウンドは透明になる。伝統的には
透明度、即ち、下の基材に付与された色がないこと、
は、主観的な肉眼テストにより測定できる。本発明によ
ると、透明度はまた、本発明のコーティングの前および
後の両方について、基材の色を色の分光光度計を用いて
測定することによっても示される。表Ｉに示されるデー
タはノースカロライナ州、チャーロッテのデータカラー
インターナショナル／アメリカス（Datacolor Internat
ional / Amerikas）から市販のペイントおよびコーティ
ング用のData match 600ソフトウエアを備えたデータカ
ラー スペクトラフラッシュ（Datacolor Spectraflas
h）ＳＦ６００（商標名）を用いて得た。表Ｉに示した
データは、明度（Ｌ* ）および色（ａ* およびｂ* ）が
未塗装の基材および塗装した基材の両方について同様で
あることを示し、ここで各ケースで同じ透明コーティン
グ（配合物Ａ）が使用されている。
【００１９】本発明の成形された金型内コーティング用
組成物は非常に良い性質を有し、例えば良好な高透明性
（色がないこと）、シート成形コンパウンドのようなＦ
ＲＰ基材への良好な接着性、良好な硬度、例えば少なく
ともＨそして望ましくは少なくとも２Ｈの鉛筆硬度、良
好な耐引掻性、良好な耐水性、並びに良好な耐紫外線性
を有する。本発明の硬化した熱硬化性金型内コーティン
グ用組成物は滑らかな表面を有し、そしてまた少なくと
も７０、望ましくは少なくとも８０の高い６０度光沢度
を有する。光沢度はまた、パーツを成形しそしてコーテ
ィングを塗布するのに用いられた道具の表面および状態
に影響される。かかる性質は仕上がり表面となる金型内
コーティングに帰着する。即ち、仕上がり表面は良好な
耐候性とその他良好なペイントの性質を有するので、今
まで必要とされたペイント塗装が必要とされない。即
ち、金型内コーティング用組成物は硬化した場合、特定
の最終用途塗装に関してそのまま使用でき、いかなるそ
の後の表面処理、例えば、ペイント等のようなコーティ
ング、別の層等を必要としないか或いは実質的に無くす
ことができる。言い換えると、金型内コーティング用組
成物の表面は、実質的に処理不要であることは、一般に
平方フィート当り一般に１０ｇ未満、好ましくは５、
３、又は２ｇ又は１ｇ未満の保護用コーティング、フィ
ルム層又は表面処理が適用されること、そして好ましく
はそれらが全く無用であることを意味する。
【００２０】本発明の金型内コーティング用組成物は一
般に可撓性であり、そして熱可塑性又は熱硬化性である
ことができる繊維強化プラスチック基材のあらゆる表
面、一般に熱硬化性であるシート成形したコンパウンド
上、低圧成形用コンパウンド（ＬＰＭＣ）上等に使用で
きる。本発明の“仕上がった”又は“そのままの”金型
内コーティング用組成物の適した最終用途には、スポイ
ラー、エアーダム、トラックライナーのような種々の自
動車用パーツ、パティオ備品、人工衛星ディッシュ、船
舶要素等が含まれる。
【００２１】本発明の金型内コーティング用組成物を繊
維強化プラスチック基材上に形成する方法は下記（ｉ）
〜（vii ）の工程を含む： （ｉ）上記基材を、該基材に寸法および形状が対応する
金型キャビティを規定するために第１の完全閉鎖位置に
共働作用する分離可能なダイの間で成形し； （ii) 該基材を該キャビティ内で硬化させ； （iii)該ダイの一方を該基材から離して、該コーティン
グの該所定の厚さよりも大きい第１の間隙を該ダイの一
方と該基材との間に与え； （iv）該所定の厚さを与えるには十分であるが該第１の
間隙を満たすには不十分な量の計量した量の金型内コー
ティング用組成物を該第１の間隙に射出し； （v ）該一方のダイに成形圧を加えて、該第１の間隙を
該所定の厚さに等しい第２の間隙に減少させそして該射
出材料を該第２の間隙全体と該表面に実質的に均一に分
配させ； （vi）該成形圧を保持し、一方では該射出材料を、該表
面と結合させそしてこのように形成されたコーティング
を破壊することなく該ダイを完全に分離するに十分に固
化させ；そして （vii)該ダイを完全に分離しそしてコートした基材を該
キャビティから取出す。
【００２２】本発明は下記の例によってよりよく理解さ
れるであろう。これらの例は例示に役立つが、本発明の
範囲を限定するものではない。
【００２３】
【実施例】以下に示す配合物Ａ、ＢおよびＣを混合しそ
して次のように成形した：
【００２４】混合工程： 配合物Ａ ポリエステルウレタンアクリレート、ヘキサンジオール
のジアクリル酸エステル、スチレン、イソボルニルアク
リレートおよびヒドロキシプロピルメタクリレートを指
示した量で容器に加え、有機樹脂溶液用の慣用の混合工
程を用いて十分に混合した。ヒドロキノン、コバルトオ
クトエート（cobalt octoate）、ヒンダードアミン光安
定剤（ＨＡＬＳ）、紫外線吸収剤、および亜鉛およびカ
ルシウムのステアリン酸塩を上記の調製した樹脂溶液に
量り入れ、再び十分に混合して有機物を溶解しそしてス
テアリン酸塩を分散させた。次にタルクとシリカとを、
有機物およびステアリン酸塩を有する容器に量り入れ、
十分に混合して固形物を分散させた。混合はすべて外部
加熱することなく行った。
【００２５】過酸化物（ペルオキシド）開始剤を前に調
製した金型内コーティング溶液に加え、十分に混合し
た。
【００２６】ＦＲＰ成形物を、１６″×１６″のクロム
メッキしたスチール製縁部剪断（shear-edge）金型で外
部車体パネルの製造に商業的に用いられる慣用のポリエ
ステルＳＭＣから製造した。ＳＭＣの成形条件は３００
°Ｆ（１４９℃）、硬化時間７０秒、圧力１０００ｐｓ
ｉであった。
【００２７】コーティングをＳＭＣ硬化の直後に、金型
を開き、ＦＲＰ成形物上にコーティング組成物を注ぎ、
そして金型を再び閉じることにより行った。ＳＭＣの硬
化条件は３００°Ｆ（１４９℃）、硬化時間６０秒、圧
力１０００ｐｓｉであった。
【００２８】配合物Ｂ タルクとシリカの分散後に白色顔料分散物を、過酸化物
開始剤の添加前に添加しそして混合する以外は配合物Ａ
と同じである。金型内コーティングしたＦＲＰパネルの
製造は配合物Ａの場合と同じであった。
【００２９】配合物Ｃ フタロシアニンブルー顔料分散物を添加および混合する
以外は、配合物Ａと同じである。金型内コーティングし
たＦＲＰパネルの製造は配合物Ａの場合と同じであっ
た。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】配合物Ａ、ＢおよびＣを鉛筆硬度、テープ
接着度、チップ抵抗、および光沢度のような種々の性
質、並びに促進された屋外暴露および湿度暴露後の接着
性に関してテストした。その結果を表５ないし９に示
す。
【００３４】
【表４】
【００３５】上述したように、本発明の透明コーティン
グを用いると、色の変化は極めて僅かしか起きない。
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
【表７】
【００３９】
【表８】
【００４０】
【表９】
【００４１】上記の表から明らかなように、本発明の金
型内コーティング用組成物は、硬化した場合、鉛筆硬
度、接着性、耐候性等のような良好な性質を有してい
た。本発明の組成物はまた、一般に少なくとも１，００
０時間、好ましくは２０００時間を越えても、一般に初
期光沢度の少なくとも５０％、６０％、７０％、７５％
又は８０％の良好な光沢保持率を有していた。
【００４２】本発明の例Ｂ（配合物Ｂ）を、複合材料船
舶をコーティングするための、先尊的製造者から販売さ
れる市販のゲルコートである白色ゲルコートと比較し
た。かかるゲルコートは、ミネソタ、カンサス市のＣＣ
ＰＣクック コンポジットスアンド ポリマーズ）；ア
ーカンサスのネステ オブ フォート スミス；および
インディアナのリリー インダストリーズ オブ エル
クハートを含む多くの製造業者から市販されている。ゲ
ルコートは、スプレーレイアップ（lay-up）（又は開
放）成形により製造した繊維強化プラスチック上の外観
用層として、コンポジット工業に典型的に使用されてい
る。このように、ゲルコートは外観用に意図され、ペイ
ントを必要としない。図面から明らかなように、本発明
の金型内コーティング用組成物は、対照用白色ゲルコー
トが５００時間で急速に光沢度が降下するのと比べて、
２，５００時間後であっても非常に良好な光沢保持性を
有した。
【００４３】最も良い態様と好ましい態様を記載した
が、本発明はそれらに限定されず、特許請求の範囲によ
って限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と市販の白色ゲルコート組成物との光沢
保持率を比較するグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリー シヤノスキー アメリカ合衆国 オハイオ州 44333 ア クロンバンベリー ロード 2388 (72)発明者 ブライアン ジエイ サリバン アメリカ合衆国 オハイオ州 44260 モ ガドーア ミシユラー ロード 795

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記（ａ）ないし（ｅ）を含む金型内コ
    ーティング用組成物： （ａ）飽和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート；
    ここで該ポリエステル部分は少なくとも飽和脂肪族カル
    ボン酸又はその無水物と飽和ジオールとから誘導され、
    そして該ウレタン部分は脂肪族飽和ポリイソシアネート
    から誘導される； （ｂ）脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレート；ここで
    該脂肪族又は脂環式基は飽和されそして１ないし５０個
    の炭素原子を有する； （ｃ）ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ここ
    で該アルキル基は１ないし１０個の炭素原子を有する； （ｄ）８ないし１２個の炭素原子を有するビニル置換芳
    香族；および （ｅ）アルキレンポリオールのポリアクリル酸エステ
    ル；ここで該アルキル基は２ないし３０個の炭素原子を
    有する。
  2. 【請求項２】 上記（ａ）の飽和カルボン酸又はその無
    水物が１ないし１５個の炭素原子を有し、上記（ａ）の
    飽和ジオールが２ないし１５個の炭素原子を有し、上記
    （ａ）の飽和ポリイソシアネートが５ないし１８個の炭
    素原子を有するジイソシアネートを含み、 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレー
    トが２ないし２０個の炭素原子を有し、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    のアルキル基が１ないし５個の炭素原子を有し、 そして上記（ｅ）のポリオールのアルキレン基が２ない
    し１０個の炭素原子を有する、請求項１記載の金型内コ
    ーティング用組成物。
  3. 【請求項３】 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式（メ
    タ）アクリレートの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリ
    エステルウレタンアクリレート１００重量部当り約２０
    ないし約１００重量部であり、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    の量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウレタン
    アクリレート１００重量部当り約２ないし約２０重量部
    であり、 上記（ｄ）のビニル置換芳香族の量が、上記（ａ）の飽
    和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート１００重量
    部当り約１０ないし約７０重量部であり、そして、 上記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリル酸エ
    ステルの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウ
    レタンアクリレート１００重量部当り１０ないし４０重
    量部である、請求項２記載の金型内コーティング用組成
    物。
  4. 【請求項４】 上記（ａ）の飽和ポリエステル部分の数
    平均分子量が約１，０００ないし約５，０００であり、 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式脂環式（メタ）アク
    リレートがイソボルニルアクリレートであり、そしてそ
    の量が約５０ないし約８０重量部であり、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    の量が約６ないし約１６重量部であり、 上記（ｄ）のビニル置換芳香族の量が約２０ないし約６
    ０重量部であり、そして上記（ｅ）のアルキレンポリオ
    ールのポリアクリル酸エステルの量が約１５ないし約３
    ５重量部である、 請求項３記載の金型内コーティング用組成物。
  5. 【請求項５】 上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウ
    レタンアクリレートがネオペンチルグリコール、エチレ
    ングリコール、アジピン酸、イソホロンジイソシアネー
    トおよびヒドロキシエチル（メタ）アクリレートから製
    造され、上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アク
    リレートがヒドロキシプロピルメタクリレートであり、
    上記（ｄ）のビニル置換芳香族がスチレンであり、そし
    て上記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリレー
    トエステルがヘキサンジオールのジアクリル酸エステル
    である、請求項４記載の金型内コーティング用組成物。
  6. 【請求項６】 上記組成物を、過酸化物開始剤を用いて
    反応させる、請求項１記載の金型内コーティング用組成
    物。
  7. 【請求項７】 上記組成物を、上記金型内コーティング
    用組成物に使用された全てのエチレン系不飽和成分の合
    計重量を基準にして過酸化物開始剤約０．２５ないし約
    ５．０重量％を用いて反応させる、請求項４記載の金型
    内コーティング用組成物。
  8. 【請求項８】 過酸化物開始剤の存在下での下記（ａ）
    ないし（ｅ）の反応生成物を含む硬化した金型内コーテ
    ィング用組成物： （ａ）飽和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート；
    ここで該ポリエステル部分は少なくとも飽和脂肪族カル
    ボン酸又はその無水物と飽和ジオールとから誘導され
    る、（ｂ）脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレート；こ
    こで該脂肪族又は脂環式基又は飽和されそして１ないし
    ５０個の炭素原子を有する、（ｃ）ヒドロキシアルキル
    （メタ）アクリレート、（ｄ）合計８ないし１２個の炭
    素原子を有するビニル置換芳香族；および（ｅ）アルキ
    レンポリオールのポリアクリル酸エステル；ここで該ア
    ルキル基は２ないし１２個の炭素原子を有する。
  9. 【請求項９】 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式（メ
    タ）アクリレートの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリ
    エステルウレタンアクリレート１００重量部当り約２０
    ないし約１００重量部であり、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    の量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウレタン
    アクリレート１００重量部当り約２ないし約２０重量部
    であり、 上記（ｄ）のビニル置換芳香族の量が、上記（ａ）の飽
    和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート１００重量
    部当り約１０ないし約７０重量部であり、そして、 上記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリル酸エ
    ステルの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウ
    レタンアクリレート１００重量部当り１０ないし４０重
    量部である、請求項８記載の硬化した金型内コーティン
    グ用組成物。
  10. 【請求項１０】 上記（ａ）の飽和カルボン酸又はその
    無水物が１ないし１５個の炭素原子を有し、上記（ａ）
    の飽和ジオールが２ないし１５個の炭素原子を有し、上
    記（ａ）の飽和ポリイソシアネートが５ないし１８個の
    炭素原子を有するジイソシアネートを含み、 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレー
    トが２ないし２０個の炭素原子を有し、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    のアルキル基が１ないし５個の炭素原子を有し、 そして上記（ｅ）のポリオールのアルキレン基が２ない
    し１０個の炭素原子を有する、請求項９記載の硬化した
    金型内コーティング用組成物。
  11. 【請求項１１】 上記（ａ）の飽和ポリエステル部分の
    数平均分子量が約１，０００ないし約５，０００であ
    り、上記飽和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート
    がネオペンチルグリコール、エチレングリコール、アジ
    ピン酸、イソホロンジイソシアネートおよびヒドロキシ
    エチル（メタ）アクリレートから製造され、 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレー
    トがイソボルニルアクリレートであり、そしてその量が
    約５０ないし約８０重量部であり、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    がヒドロキシプロピルメタクリレートでありそしてその
    量が約６ないし約１６重量部であり、 上記（ｄ）のビニル置換芳香族がスチレンであり、そし
    てその量が約３０ないし約５０重量部であり、そして上
    記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリル酸エス
    テルがヘキサンジオールのジアクリル酸エステルであ
    り、そしてその量が約１５ないし約３５重量部である、 請求項１０記載の硬化した金型内コーティング用組成
    物。
  12. 【請求項１２】 繊維強化プラスチック基材に接着し
    た、請求項８記載の硬化した金型内コーティング用組成
    物。
  13. 【請求項１３】 繊維強化プラスチック基材に接着し
    た、請求項１１記載の硬化した金型内コーティング用組
    成物。
  14. 【請求項１４】 上記の硬化した金型内コーティング用
    組成物がその上にいかなる他の層も実質的にもたない、
    請求項１２記載の硬化した金型内コーティング用組成
    物。
  15. 【請求項１５】 上記の硬化した金型内コーティング用
    組成物がその上に平方フィート当り３ｇ未満の層を有す
    る、請求項１３記載の硬化した金型内コーティング用組
    成物。
  16. 【請求項１６】 上記コーティング用組成物が１０００
    時間後、ＳＡＥ Ｊ１９６０によると初期値の少なくと
    も７５％の６０度光沢保持率を有する、請求項１２記載
    の硬化した金型内コーティング用組成物。
  17. 【請求項１７】 繊維強化プラスチック基材上で金型内
    コーティング用組成物を成形しそして該基材上に所定の
    厚さのコーティングを形成する、下記の工程： （ｉ）上記基材を、該基材に寸法および形状が対応する
    金型キャビティを規定するために第１の完全閉鎖位置に
    共働作用する分離可能なダイの間で成形し； （ii) 該基材を該キャビティ内で硬化させ； （iii)該ダイの一方を該基材から離して、該コーティン
    グの該所定の厚さよりも大きい第１の間隙を該ダイの一
    方と該基材との間に与え； （iv）該所定の厚さを与えるには十分であるが該第１の
    間隙を満たすには不十分な量の計量した量の金型内コー
    ティング用組成物を該第１の間隙に射出し； （v ）該一方のダイに成形圧を加えて、該第１の間隙を
    該所定の厚さに等しい第２の間隙に減少させそして該射
    出材料を該第２の間隙全体と該表面に実質的に均一に分
    配させ； （vi）該成形圧を保持し、一方では該射出材料を、該表
    面と結合させそしてこのように形成されたコーティング
    を破壊することなく該ダイを完全に分離するに十分に固
    化させ；そして （vii)該ダイを完全に分離しそしてコートした基材を該
    キャビティから取出す、を含む方法において：硬化した
    金型内コーティング用組成物が生成するように、（ａ）
    ポリエステル部分が少なくとも飽和カルボン酸又はその
    無水物と飽和ジオールとから誘導された飽和脂肪族ポリ
    エステルウレタンアクリレート、（ｂ）脂肪族又は脂環
    式（メタ）アクリレート、（ｃ）ヒドロキシアルキル
    （メタ）アクリレート、（ｄ）合計８ないし１２個の炭
    素原子を有するビニル置換芳香族、および（ｅ）アルキ
    レン部分が２ないし１２個の炭素原子を有するアルキレ
    ンポリオールのポリアクリル酸エステルを含む金型内コ
    ーティング用組成物を過酸化物開始剤の存在下で用いる
    ことを特徴とする、上記の方法。
  18. 【請求項１８】 上記（ａ）の飽和カルボン酸又はその
    無水物が１ないし１５個の炭素原子を有し、上記（ａ）
    の飽和ジオールが２ないし１５個の炭素原子を有し、上
    記（ａ）の飽和ポリイソシアネートが５ないし１８個の
    炭素原子を有するジイソシアネートを含み、 上記（ｂ）の脂肪族又は脂環式（メタ）アクリレートが
    飽和しておりそして２ないし２０個の炭素原子を有し、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    のアルキル基が１ないし５個の炭素原子を有し、 そして上記（ｅ）のポリオールのアルキレン基が２ない
    し１０個の炭素原子を有する、請求項１７記載の金型内
    コーティング用組成物の成形方法。
  19. 【請求項１９】 上記（ｂ）の飽和脂肪族又は脂環式
    （メタ）アクリレートの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族
    ポリエステルウレタンアクリレート１００重量部当り約
    ２０ないし約１００重量部であり、 上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
    の量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウレタン
    アクリレート１００重量部当り約２ないし約２０重量部
    であり、 上記（ｄ）のビニル置換芳香族の量が、上記（ａ）の飽
    和脂肪族ポリエステルウレタンアクリレート１００重量
    部当り約１０ないし約７０重量部であり、そして、 上記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリル酸エ
    ステルの量が、上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステルウ
    レタンアクリレート１００重量部当り１０ないし４０重
    量部である、請求項１８記載の金型内コーティング用組
    成物の成形方法。
  20. 【請求項２０】 上記（ａ）の飽和脂肪族ポリエステル
    ウレタンアクリレートがネオペンチルグリコール、エチ
    レングリコール、アジピン酸、イソホロンジイソシアネ
    ートおよびヒドロキシエチル（メタ）アクリレートから
    製造され、上記（ｃ）のヒドロキシアルキル（メタ）ア
    クリレートがヒドロキシプロピルメタクリレートであ
    り、上記（ｄ）のビニル置換芳香族がスチレンであり、
    そして上記（ｅ）のアルキレンポリオールのポリアクリ
    レートエステルがヘキサンジオールのジアクリル酸エス
    テルである、請求項４記載の金型内コーティング用組成
    物。ジオールのジアクリル酸エステルである、請求項１
    ９記載の金型内コーティング用組成物の成形方法。
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