JPS63178018A - 透明樹脂の金型内塗装法 - 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】 透明熱可塑性樹脂は成形性が良好でその品質も広範囲に
選定できることから光学部品や各種ハウジングのカバー
、自動車等のグレージング等に欠かせない部材となって
きているのは周知の通りである。しかし最近ではこのよ
うな部材もより高い機能が要求されるようになってきて
いる。たとえば今日では熱可塑性樹脂の欠点である表面
の硬さ不足（擦り傷がつきやすい）や耐候性（屋外使用
において物性が低下あるいは変色すること）さらには材
料によっては耐薬品性が悪いことなどが指摘されるよう
なってきている。

このような欠点に対応する手段として、たとえば現状で
は耐薬品性や耐候性に優れた透明塗料を成形後成形品に
塗布する方法が今まではおこなわれてきた。しかしこの
ような方法は塗装不良が発生しやすく９手間がかかるた
め生産コストがかかるとともにさらには塗装表面は必ず
金型表面（成形品表面）と異なった表面となる欠点を有
している。　例えば表面に微細な凹凸を有するような超
精密な金型を用いて精密成形を行っても、成形品に成形
後塗装を行うとこのような微細凹凸は殆どの例において
形状が崩れるか消失してしまうのが現状である。

そこでもし射出成形の金型で塗装及び成形が一体的に行
う方法が発明されたならば前記問題は−挙に解決できる
ことになる。

本発明者は分子内にビニル基を有するモノマあるいはオ
リゴマは各種ラジカルによって急速に重合架橋し、かつ
その矧み合わせによって多様な特性を有する塗膜が得ら
れることに着目し、この種塗膜を射出成形金型内で射出
成形サイクル内で成形品表面に一体的に形成する方法に
ついて種々検討を行った。

その結果、加熱された金型内のキャビティ表面に分子内
にビニル基を有するモノマ例えば各種アクリ−トモツマ
にラジカル開始剤を混合し５例えば溶剤（ご溶解した液
状樹脂組成物を塗布し、この状態で放置重合硬化させた
ところ２組成物は特に薄膜であるときに殆ど硬化しない
ことが判明した。

すなわち、このような状態では、射出成形品と一体（ヒ
てきなかった。しかしいかに薄膜であっても塗膜の重合
硬化雰囲気（キャビティ内）を不活性カス雰囲気、ある
いは真空にすると塗膜は容易に重合硬化することが判明
した。

つぎに塗装被膜の光学的性質であるが、被膜の塗布むら
があると得られた成形品にときには微妙な部分的光の屈
折率の変化が現れることが実験の結果認められた。そこ
で木発明者は被膜の屈折率と成形品の屈折むらとの関係
を種々検討した結果塗装被膜の屈折率を使用する透明成
形材料にてきるだけ近似させることがその解決法である
ことを見い出した。最近では屈折率が異なる各種ラジカ
ル重合性モノマやオリゴマが各種実用化されているがそ
れら単独あるいは混合組成物で透明成形材料とその屈折
率が汎用成形品では±０．１以内。

精密な光学部品では±０．Ｏ１以内に調節するといかに
乱雑な塗装すなわち多少の凹凸があるような塗装を行っ
ても成形品の外観あるいは光学的性質に殆ど弊害が発生
しないことが見いだされた。

例えばＰＭＭＡを例にとるとその屈折率は１゜４９１で
あり２例えば各種アクリレートの屈折率はヒドロキシメ
チルメタクリレ−）　：　１．４５゜メチルメタクリレ
ート：１．４１．メタクリル酸：１．４５．）リメチロ
ールブロバントリアクリレー）　：　１．４７．ウレタ
ンジメタクリレート：１、・１Ｂ、ポリエステルアクリ
レート：１．５３、スチレンモノマ：　１．５４．ブチ
ールメタクリレート：　１．４２．メタクリル酸２エチ
ールヘキシル：　１．４４．メタクリル酸グリシジル１
．４５、メタクリル故テトラフルフリル：　１．４６゜
ジメタクリル故エチレングリコール：　１．４５゜メタ
クリル酸アリル：　１．４３．ジペンタエリスリト−ル
ヘキサアクリレ−）　：　１．４９．メタクリル酸エチ
ルエステル：１．４１．である例えば成形材料としてＰ
ＭＭＡを使用するときには低屈折率材料としてメタクリ
ル酸エチルエステルと高屈折率を１科としてポリエステ
ルアクリレートを混合あるいは共重合させて屈折率を調
節する。またポリカーボネートは屈折率が１．５９であ
るのでグリシシールメタクリレート、ブロム化アクリレ
ートやブロム化エポキシ化合物及び多官能性アクリレー
ト等の混合系でその屈折率を合わせる。

上記屈折率が示すように各種アクリレートは広範囲にそ
の屈折率が分布しているので、いかような屈折率のもの
でも調整できることが分かる。

さらにこの種塗膜の硬化条件と射出成形の成形機の動き
を同調させ、さらに金型の形状に工夫をこらすと完全な
工業的生産システムになることを発見し本発明を完成す
るにいたった。　以下本発明について図面を用いてさら
に詳しく説明する。

適当な温度に調節され成形機に取りつけられ。

開かれた状態の射出成形用金型のキャビティ部の片面あ
るいは両面にラジカル開始剤が配合された樹脂組成物を
薄膜に塗布する。この後、金型を第１図の状態まで型締
めし、第１図１０より不活性ガスを流入させる。この時
不活性ガスはシールリング６によってキャビティ部は囲
われた状態になっているので、不活性ガスはキャビティ
中の空気を追い出しキャビティ中は不活性ガスに置換さ
れる。／ｉ！装されたラジカル硬化型塗料は空気中の酸
素による硬化妨害を全く受けないので瞬間的に重合架橋
反応し、硬化あるいはゲル化膜を形成する、こののち、
金型を完全型締めし、溶融樹脂を射出成形機のノズルよ
り射出する。不活性ガスの流入口および流出口、１３お
よび１４は型締によって閉鎖されるので溶融樹脂の１３
および１４部からの漏れは全く発生しない、勿論工業的
生産においては、不活性ガスは電磁バルブ等によって成
形機の動きと連動させることもできる。すなわち射出成
形金型が所定位置まで閉まった時に一旦停止させ、この
ときの電気的信号によって不活性カスの電磁バルブを開
き所定時間不活性ガスを通過ざる。この後例えばタイマ
によって自動的に型締めし、さらにこののち溶融樹脂を
適切な条件で射出する。冷却後金型を７のパーティング
ラインより金型を開いて成形品を取り出す。

また同様の原理にもとずく本発明は金型内を真空にして
塗装被膜の硬化妨害を防止することによっても達成され
る。すなわち第１図中の不活性ガス流出口（１１）を取
り去るかあるいは閉鎖した状態でガス流入口ｌＯより真
空ポンプでキャビティ中の空気を排出する。キャビティ
に塗装された塗装膜は空気中の酸素によるラジカルの不
活性化の影響を受けないので重合硬化が促進され、結果
として、前記手法と同様め効果によって、成形品と塗装
被膜の金型内一体成形が可能となる。

本発明に使用する金型の設計においてキャビティのシー
ル方法は本例に拘束されるものではないが例えば他の方
法として金型の固定側及び異動側をはめ合いとし、はめ
合い部分にシール機構をもたせることも可能である。ま
た不活性カスの導入方法も本例に拘束されるものではな
く、金型のビン部あるいはスプル部での構造も考えられ
る。

本発明に使用する表面層形成用重合硬化型樹脂とは、ラ
ジカルにより重合あるいは架橋反応するもであればいか
ような樹脂組成物であっても良く、その組成によって金
型温度を変化させたり９重合硬化時間を調節し、さらに
成形材料によってその屈折率を調整すれば良い。

例えば多官能性アクリル樹脂、あるいはメタクリル樹脂
、これらのエポキシ変性樹脂、ポリエステル変性体、ウ
レタン変性体等あるいは不飽和ポリエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、さらにこれらの熱可塑性樹脂との
変性あるいは混合体、また最近注目されつつあろフッソ
、ハロゲン。

あるいはタイマを導入して変性した樹脂等が使用できる
。

ラジカル開始剤もとくに限定されないが、もっとも使用
しやすく、汎用的なものとしては有機過酸化物がある。

これらに必要に応じて促進剤等が混入されたものや光硬
化によってラジカルを発生するものとの併用触媒等が使
用できる。このような事例においては成形品表面に形成
された硬化被膜の光による後完全硬化が容易となる。

使用される成形用樹脂としては塗装被膜との密着性の優
れたものの績み合わせが理想的であるがもし密着性の悪
い組み合わせにおいては適切な接着用中間層を形成する
ことによってすべての熱可塑性樹脂が使用できる。

実施例１ 本発明は本実施例に拘束、限定されるものではないがよ
り理解を期すためにその一例をしめす。

直径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍの成形品が成形でき、かつ
不活性ガスの置換を完全におこなうためにガス流入口お
よび流出口、さらにゴム製シールリングを取り付けた金
型を８５℃に調節した金型のキャビティ部にジペンタエ
リスルトールへキサアクリレート４０ｇ、メチルメタア
クリレート２０ｇ、ブチルアクリレート２０ｇ、ウレタ
ンアクリレート２０ｇ、過酸化ベンゾイル２ｇ、キシレ
ン１００ｇ、シリコン系レベリング剤０．１ｇ。

紫外線吸収剤、抗酸化剤微量を混合した液状樹脂を約１
０ミクロンの厚さに塗布し、つぎに金型を０．５ｍｍ開
いた状態まで型締し、窒素ガスを約１５秒通過させ、キ
ャビティ中の空気を窒素雰囲気に置換し、こののち完全
な型締を行った。つぎにポリメチルメタアクリレートを
２３０　’Ｃ、射出成形圧力１２００ｋｇ／ｃｍ２の条
件で射出し。

１５秒間冷却したのち、金型を開いて成形品をとりだし
た。成形品表面には重合硬化した被膜が一体的に形成さ
れ、成形品の光学的屈折率のむらも発生しなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は射出成形機に取り付けられた金型の原理図で金
型がわずかに開いた状態を示す、第２図は金型が完全に
閉じた状態で、溶融樹脂が射出された状態を示す。 １：射出成形機ノズル　２：固定側金型取り付は盤　３
：固定側金型　４：移動側金型　５：突き出しピン　６
：シールリング　７：バーティング面　８：突き出し板
　９：移動側金型取り付は盤１０：ガス流入口　１１・
：ガス流出口　１２：キャビティ部　１３；ガス排出口
　１４：ガス噴出口 三鷹の浄書（内＠Ｉ：ズ更なし） 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和６２年特許願第０１１１５７号 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏名（名称） ５、補正命令の日付　　昭和６２年３月３１日６、補正
の対称　　　　図　面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、適切な温度に保たれた射出成形金型キャビティ部に
   加熱により重合架橋する樹脂組成物でその被膜の屈折率
   が成形材料と±０．１以内の被膜を形成し、次に金型を
   適切な位置まで型締し、この状態で不活性ガスを成形機
   の成形サイクルに連動させて金型のキャビティ内に吹込
   むかあるいは真空にした条件で、該被膜を硬化あるいは
   ゲル化させ、こののち射出成形金型を完全な状態で型締
   めし、つぎに熱可塑性樹脂を射出し、冷却後成形品を取
   り出す、透明熱可塑性樹脂の表面改質法。