JPS6094349A - 塗装を施した繊維強化ウレタン成形品 - 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〕 この発明は、塗装を施した繊維強化ウレタン成形品に関
するものである。

〔従来技術〕

最近、自動車においては、軽量化の観点あるいは振動騒
音低減の観点等から、車体内装材にあるいは車体外板等
でそれほど強度を必要としない箇所に、塗装を施した繊
維強化ウレタン成形品を用いることが提案されている。

そしてこの繊維強化ウレタン成形品としては、従来、第
１図に示すように、単繊維２を混入して強化したウレタ
ン成形層１０表面にウレタン塗料を塗装焼付してプライ
マ３を形成し、放冷後このプライマ３の表面にこれとは
別種のウレタン塗料を塗装してトップコート６を形成し
たものがあった。

しかしながらこの従来のウレタン成形品では、トップコ
ート６の下地となるプライマ３が軟質なため、ウレタン
成形層１が放冷される際に該成形層１が熱収縮し、強化
繊維２が成形層１表面から突出して該表面に凹凸が生じ
、そのためプライマ３表面も凹凸になって、トップコー
ト４表面に肌あれが生じるという問題があった。またこ
の従来のウレタン成形品及び塗装を施した車体外板のス
チール部材の両者の仕上がり性を比較した場合、スチー
ル部材の仕上がり性はこれをＰＧＤ値で表わすと通禽０
．７〜０．８であるのに対し、上記従来のウレタン成形
品のＰＧＤ値は０．３〜０．５であり、そのため両者を
隣接して配置すると、外観上、調和がとれないという問
題があった。

これに対し、本件出願人は、強化繊維を混入したウレタ
ン成形層の表面に、該ウレタン成形層側に分散沈降する
リン片状アルミニウムを５〜１５重量％含有する硬質ウ
レタン系のプライマを形成し、リン片状アルミニウムに
よって強化繊維の突出を抑制するとともに、プライマを
所定硬さにすることによって成形層の熱収縮に起因する
塗膜表面の凹凸の発生を防止するようにしたものを既に
提案している（特願昭５８−１３３６５５号）。

ところでこのようにリン片状アルミニウムを５〜１５Ｍ
量％含有させてトップコートの肌あれを防止する方法は
、ウレタン成形層の強化繊維含有量が１０重量％までの
場合にはすぐれた効果を示すが、強化繊維含有量がこれ
以上多くなると十分に対処しきれないおそれがある。こ
の場合、リン片状アルミニウムの含有量をさらに増大さ
せることが考えられるが、単にリン片状アルミニウムを
増加させた場合には、このリン片状アルミニウムが重な
り合って塗料の回りが悪くなり、これによりプライマ表
面に微小な凹部が出来て肌あれが発生し、さらにはトッ
プコートの溶剤がプライマの微小凹部内に吸い込まれて
該プライマをおかすとともに、該トップコートの溶剤バ
ランスがくずれ、これによりトップコートにぼけやくも
りが発生するという問題が生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる状況において、ウレタン成形層の強
化繊維量が多い場合にも確実にトップコートの肌あれを
防止できる塗装を施した繊維強化ウレタン成形品を提供
せんとするものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、強化繊維を混入したウレタン成形層
の表面に、ノンリーフ型リン片状アルミニウムを１０〜
４０重量％含有する硬質ウレタン系の下塗塗膜を形成す
るとともに、この上に硬質ウレタン系の中塗塗膜を形成
し、さらにこの上に上塗塗膜を形成し、上記下塗塗膜の
リン片状アルミニウムによって強化繊維の突出を抑制す
るとともに、上記中塗塗膜によってリン片状アルミニウ
ムの増加に起因する塗膜表面のあれを解消するようにし
たものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図は本発明の一実施例による塗装を施した繊維強化
ウレタン成形品を示す。図において、１はＲ−ＲＩＭウ
レタン系の成形層で、該成形層ｌには強化繊維として長
さ１／１６〜１／８インチのガラス繊維（又は鉱物繊維
）２が１５〜２５重量％含有されている。この成形層１
の表面には硬質ウレタン系塗料が下塗りされてプライマ
（上塗塗膜）３が形成され、該プライマ３には塗料との
親和性がよく、かつ成形層１側に分散沈降するリン片状
アルミニウム４が１０〜４０重量％含有されている。ま
たこのプライマ３０表面にはさらに硬質ウレタン系塗料
が中塗りされてリーフ（中塗塗膜）５が形成され、該リ
ーフ５の表面にはこれらとは別種のウレタン系塗料が塗
布焼付けされてトップコート（上塗塗膜）６が形成され
ている。なン３及びリーフ５はその伸び率が１０％以下
の塗膜であれば成形層１の熱収縮などによる変形Ｇこ追
従しきれず、割れてしまうので、これらは各々伸び率１
０〜１４０％、ｉｏ〜１６０％の硬質塗膜であることが
望ましい。また上記プライマ３及びリーフ５はウレタン
成形層１の成形後に吹付けによって塗装するスプレー法
、あるいは成形用金型にスプレーコートして成形するモ
ールドコート法のいずれで形成してもよく、いずれの方
法にしても２コート１ベーク、即ちプライマ３及びリー
フ５をウェットオンウェットで塗装した後、モールドコ
ート法では６０〜ｂ プレー法では６０〜１２０°Ｃ×３０〜４０分で硬化さ
せて形成する。

ここでプライマ３及びリーフ５の形成法のうちモールド
コート法について第３．４図を用いてより詳細に説明す
る。第３図（ａｌ〜（Ｃ１はモールドコート法による塗
装の各工程を、第４図はモールドコ−ト法によるＲ−Ｒ
１Ｍ成形製造工程における原料注入装置を示す。

このモールドコート法においては、まず、ウレタン成形
層１の成形用金型８．９の一方のキャビティに離型剤１
０を塗布してその上にウレタン塗料を吹付け、セツティ
ングを行なってシー５５を形成しく第３図（ａｌ参照）
、次にこのシー５５の上にウレタン塗料を吹付け、セツ
ティングを行なってプライマ３を形成しく第３図（ｂｌ
参照）、金型８゜９を型締めし、型温によってシー５５
及びプライマ３を固化させる。一方その際、原料注入装
置においては、Ａ液及びＢ液は相互に混合することなく
、ポンプ１１．１２．熱交換機１３，１４、シリンダ１
５，１６、ミキシングへソド１７及びタンク１８．１９
の経路を循環しており、ミキシングヘッド１７を作動さ
せると、Ａ液とＢ液とが混合され、上述の型締めされた
金型８，９内に注入され、これによりプライマ３上に強
化繊維入りのプラスチック成形層１が形成されるので、
（第３図（Ｑ）参照）、その後金型８．９を開いて製品
を取り出せば、第２図（ａｌに示すようなプラスチ・ツ
ク成形品が得られる。

またモールドコート法における具体的なプライマ３．シ
ー５５の組成と塗装仕様、及びト・ノブコート６の種類
を表１に、スプレー法におけるそれらを表２に示す。

表　１ 表　２ ここでリン片状アルミニウム４の含有量、プライマ３及
びシーク５の膜厚を表１２表２のように設定した理由は
次の通りである。

（＋）　リン片状アルミニウムの含有量含有量が１０重
量％以下では成形品の繊維の突出を抑える効果が少なく
、トップコート６に肌あれが生じ、一方、含有量が４０
重量％以上では塗膜の可撓性が低下し、塗膜にクランク
が生しるからである。

（ｉｉ　）プライマ３の膜厚 ■　モールドコート法において、プライマ３の膜厚が１
５μ以下では繊維突出を抑える効果が少なく、又塗膜が
一部泡立ち状となって均一な塗膜が得られず、一方、膜
厚が２５μ以上では塗膜にタレ（ダレ）が生じ均一な塗
膜が得られず、又溶剤の抜けが悪く、表面があれるから
である。

■　スプレー法において、プライマ３の膜厚が２０μ以
下では塗膜が不均一になり、又繊維突出を抑える効果が
少なく、一方、膜厚が３０μ以上では上記モールドコー
ト法における膜厚２５μ以上の場合と同じ不都合が生じ
るからである。

（ｉｉｉ　）シーク５の膜厚 ■　モールドコート法において、シーク５の膜厚が２５
μ以下では塗膜が泡立ち状となり、均一な塗膜が得られ
ず、又プライマ３の表面あれの影響を抑えることができ
ず、一方、膜厚が３５μ以上ではプライマ３の膜厚２５
μ以上の場合と同じ不都合が生じるからである。

■　スプレー法において、シーク５の膜厚が３０μ以下
ではプライマ３の表面あれの影響を抑えることができず
、又塗膜が不均一となり、一方、膜厚が５０μ以上では
上記モールドコート法におけるプライマ３の膜厚２５μ
以上の場合と同じ不都合が生じるからである。

次に作用について説明する。

本実施例のウレタン成形品においては、ウレタン成形層
１の強化繊維量が多い場合であっても、１０〜４０重量
％のリン片状アルミニウム４によってウレタン成形層１
表面の繊維２の突出が抑制される。しかもリン片状アル
ミニウム４をバックアップするプライマ３を硬質とした
ので、上記抑制作用は保証される。

またリン片状アルミニウム４によってプライマ３表面に
肌あれが生じた場合にも硬質のシーク５によって該プラ
イマ３表面の肌あれのトップコート６への影響がほとん
どない。しかもプライマ３゜シーク５及びトップコート
６の三層を塗り重ねているので、この塗り重ねの効果に
よってトップコート６表面はきわめて平滑である。

さらにシーク５によってトップコート６の溶剤のプライ
マ３表面への吸い込みが防止され、トップコート６には
ぼけやくもりが発生ずることはない。

次に本件発明者は本発明の成形品の仕上がり性を見るた
め、ガラス繊維を１５重量％及び２０重量％含存するウ
レタン成形Ｎ１を被塗物とした本発明の成形品について
仕上がり性試験を行なった。

その結果を表３に示す。表３によれば、その仕」二かり
性はガラス繊維１５重量％及び２０重置方のいずれであ
ってもＰＧＤ値０．７〜０．８となり、これは通常のス
チールボディの塗装仕上がりレヘルとほぼ等しく、良好
な仕上がりであることが分かる。

表３ ここでこの仕上がり性試験においては、成形層１に対し
て次のような塗装を施した。

（１）プライマ３及びシーク５ プライマ３及びシーク５は表２に示す組成・焼付条件で
、スプレー法により塗装を行なった。膜厚はプライマ３
については２５μ、シーク５については４０μである。

（ｉｉｉ））ツブコート６ トップコート６の塗料としては表４に示すものを用い、
又トップコート６の塗装条件は表５に示す通りである。

また塗色はソリッド及びメタリックともに赤である。な
お表５においてセツティングとは塗装後溶剤除去のため
の放置時間を示す。

次に本件発明者は塗料用として使用可能な３種類の各ア
ルミニウムを用いて、プライマ３及びシーク５の膜厚と
仕上がり性、及びアルミ含有量と仕上がり性との関係に
ついてそれぞれ調べた。第５図は膜厚と仕上がり性との
関係の試験結果を示す。第５図において、実線ａは平均
粒径１μ程度の一般用シルバーメタリック用アルミニウ
ムを、表４ 表５ 実線すは粒子表面が粗いアルミニウムを、実線Ｃは粒子
表面が平滑に展延研摩されているアルミニウムをそれぞ
れ含有するプライマ３を用いた場合の試験結果である。

またこの膜厚と仕上がり性との関係を調べる試験におい
ては、プライマ３及びシーク５の塗装はスプレー法によ
り行ない、又トップコート６は１液ウレタン塗料を３５
μ塗装し、その塗色は赤であり、又被塗物１は２０％ガ
ラス繊維入りＲ−ＲＩＭウレタン成形層であり、さらに
はプライマ３のアルミ含有量は１０重量％とじた。

この第５図によれば、アルミニウムの種類にかかわらず
、プライマ３を２０μ、シーク５を３０μ以上の膜厚に
すれば、ＰＤ０４ｍ０．１〜０．８の良好な仕上りが得
られることが分かる。

また第６図はアルミ含有量と仕上がり性との関係の試験
結果を示す。第６図において、実線ａ。

ｂ、ｃはそれぞれ第５図と同じ種類のアルミを含有する
プライマ３を用いた場合の試験結果であり、又トップコ
ート６の種類及び膜厚、被塗物１はそれぞれ上記膜厚・
仕上がり性試験と同じものとし、さらにこの試験におい
ては、プライマ３の膜厚は２５μ、シーク５の膜厚は３
５μとした。

この第６図によれば、アルミニウムの種類にかかわらず
、プライマ３のアルミ含有量を１０重量％以上にすれば
、ＰＤＧ値０．７〜０．８の良好な仕上がり性が得られ
ることが分かる。

次に本件発明者は、プライマ３中のアルミ含有量と塗膜
の低温可撓性（−３０℃）との関係について調べた。こ
こで試験は次のようにして行なった。即ち、幅２０龍、
長さ２５０龍のテストピースにプライマ３を２０μ、シ
ーク５を３０μ、トップコート６を３０μ形成し、この
テストピースを直径５０＋ｎ、１００ｍｍ、２００＋ｕ
の各円柱に巻き付け、そのときの塗膜面のクラック発生
の有無から可撓性の判定を行なった。その試験結果を第
７図に示す。この第７図によれば、プライマ３のアルミ
含有量が４０重量％以上になると、低温可撓性が大きく
低下することが分かる。従って仕上がり性の面からはア
ルミ含有量は１０重量％以」ニであればよいが、低温可
撓性を考慮した場合にはアルミニウム含有量は１０〜４
０重景％が重量である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る塗装を施した繊維強化ウレ
タン成形品によれば、ウレタン成形層の表面にノンリー
フ型リン片状アルミニウムを１０〜４０重量％含有する
硬質ウレタン系の下塗塗膜を、その上にこれも硬質ウレ
タン系の中塗塗膜を、さらにその上に上塗塗膜を形成す
るようにしたので、ウレタン成形層の強化繊維量が多い
場合にも確実に上塗塗膜の肌あれを防止でき、しかも該
塗膜表面がきわめて平滑であり、さらには上塗塗膜にぼ
けやくもりが生じないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の塗装を施した繊維強化ウレタン成形品の
断面図、第２図（ａｌ　（ｂｌはそれぞれ本発明の一実
施例による塗装を施した繊維強化ウレタン成形品のトッ
プコート６塗布前及び塗布後の断面図、第３図（ａｌ〜
（Ｃ１は上記ウレタン成形品におけるモールドコート法
による塗装の各工程を示す図、第４図は上記モールドコ
ート法によるＲ−ＲＩＭ成形製造工程における原料注入
装置の概略構成図、第５図、第６図及び第７図はそれぞ
れ本発明におけるプライマ・リーフの膜厚と仕上がり性
、アルミ含有量と仕上がり性、及びアルミ含有量と低温
可撓性との関係を示す図である。 １・・・ウレタン成形層、２・・・単繊維、３・・・下
塗塗膜、４・・・リン片状アルミニウム、５・・・中塗
塗膜、６・・・上塗塗膜。 特許出願人　東洋工業株式会社 代理人　弁理士　早　瀬　憲　− 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　単繊維を混入して強化したウレタン成形層の表
   面上に、該ウレタン成形層側に分散沈降するリン片状ア
   ルミニウムを１０〜４０重量％含有する硬質ウレタン系
   の下塗塗膜を設け、この下塗塗膜上に硬質ウレタン系の
   中塗塗膜を設け、さらに該中塗塗膜の上にウレタン系の
   上塗塗膜を設けたことを特徴とする塗装を施した繊維強
   化ウレタン成形品。