JPS63197609A - ウレタン成形物の型内被覆方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 不発明はウレタン成形物の型内被覆方法に関するもので
ある。更に詳しくはウレタン成形物の型内被覆において
、工程を従来公知の方法より短縮し得る方法であり、菫
た被覆工程の作業性を改善した方法を提供するものであ
る。

〔従来の技術〕

ウレタン成形物は優れた機械的８よび化学的性質を有す
ることから自動車部品分野を初めとして各方面で利用さ
れている。ウレタン成形物の被覆は一般にはウレタン成
形物を成形後別途設けた塗装設備を用いて被覆組成物を
塗装する方法（例えば特開昭５８−７８７３７ｆ、特開
昭６０−３１５３３号）が採用されているが、近年、成
形用金型内部にあらかじめ被覆組成物を被覆しておき、
上記金型を用いて成形を行なうことにより成形と被覆を
同時に行なう、所謂型内被覆法（インモールドコート）
（特公昭５９−７５７４号）が実用化されている。型内
被覆法はウレタン成形物の表面に素人が存在する場合で
も被覆塗膜にピンホール等の不良を発生することが比較
的少ないことから、特にウレタン成形物全体が発泡して
いるスキン７オームの被覆に対し極めて有用な被覆方法
である。

型内被覆するウレタン成形物は、先ず準備した金型内面
に被覆組成物をスプレー塗装等にて塗布し、次いでウレ
タン成形物の原料を金型に注入し、所定の温度および時
間条件にて上記原料を硬化させてウレタン成形物を成形
することにより得られる。被覆組成物としては種々提案
されているが可撓性、強度等機械的性質に優れているこ
とからウレタン樹脂系被覆組成物を用いる場合が多い。

ウレタン樹脂系被覆組成物は更に一液型ウレタンラッカ
ー系と二液型ポリウレタン系に分類されるが、−波型ウ
レタンラッカーは耐溶剤性、耐整髪料性、耐光性等に劣
ることから最近では二液型ポリウレタン系被覆組成物を
用いる場合が主流となっている。この場合、工程として
は金型に必要に応じ離型剤を塗布後、被覆組成物を塗布
し、１〜２分セツティングした後ウレタン成形物の原料
を型内に注入し型を閉め３〜１０分硬化させる場合が多
い。一連の工程にて金型温度は一般に４０℃〜８０℃に
保たれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

＼しかしながら、従来の二液型ポリウレタン系被覆組成
物を用い、金型内面に被覆組成物を塗布後次いでウレタ
ン成形物の原料を注入し成形が破壊され易い欠点を有し
ていた。この欠点を避けるため、硬化時間を延長し被覆
塗膜の硬化度を上げようとすると成形サイクルが大きく
なり生産性が低下する。また、被覆組成物中に硬化触媒
を添加することにより被覆塗膜の硬化速度を、−上昇さ
せることができるが、この場合、被覆組成物のポットラ
イフおよび撒布時の作業性たとえば塗布装置のメンテナ
ンスに支障を来たし実用上問題が有る。従ってウレタン
成形物の型内被覆において高度な生産性を有し、実用上
満足し得る方法が知られていなかったのが実状である。

このような状況に鑑み本発明者らは鋭意研究を重ねた結
果−遂に本発明を完成するに至った。

Ｔなわち本発明の目的はウレタン成形物の型内被覆法に
おいて、被覆塗膜の硬化速度を高め硬化に要する時間を
短縮することにより成形サイクルを小さくして生産性を
高め、かつ被覆組成物の塗布作業性を低下させず、更に
脱型した・とき塗膜が破壊されることのない方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ウレタン成形物の型内被膜方法において、遊
離イソシアネート基を有する被覆組成物を金型内面に塗
布した後、気相状態番こあるアミン雰囲気に上記金型を
接触せしめ、次いでウレタン成形物の原料を注入し成形
を行なうウレタン成形物の型内被覆方法である。

本発明に３いて用いられる被覆組成物は遊離イソシアネ
ート基を有する組成物であれば特に制限はない。たとえ
ば、分子中に２個以上のイソシアネート基を有する樹脂
を含み、２モルのイソシアネート基と、１モルの水が縮
合して尿素結合を形成することにより硬化する一液型ウ
レタン樹脂組成物、１級または２級アミノ基を有する樹
脂を含む主剤とポリイソシアネートを含む硬化剤を混合
してなり、アミノ基とイソシアネート基が結合して尿素
結合を形成して硬化する二液型組成物、水酸基を有する
樹脂を含む主剤とポリイソシアネー　トを含む硬化剤を
混合してなり、ウレタン結合を形成して硬化する二液型
ポリウレタン樹脂組成物等が挙げられる。この中で、被
覆塗膜の機械的性質、ウレタン成形物への良好な密着性
等の理由により二液型ポリウレタン樹脂組成物がより好
ましい。

二液型ポリウレタン樹脂被覆組成物の主剤に用いる水酸
基を有する樹脂としては、各種ポリオールが用いられ、
たとえばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオ
ール、ア々リルボリオール、ポリオレフィンポリオール
等が使用可能である。こｎらは単独あるいは２種以上混
合して使用しても差支えない。また、硬化剤に用いるポ
リイソシアネートとしてはトルイレンジイソシアネート
（ＴＤ工）ジフェニルメタンジイソシアネー）　（ＭＤ
工）、メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート（ＸＤ工）、ヘキサメチレンジイソシアネート
Ｌ　ＨＭＤＩ）、イソホルンジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、フェニ
レンジ、イソシアネート、リミンジイソシアネート、お
よび上記のメチロール付加物、または３〜５量体等が挙
げられる。これらは単独あるいは２種以上混合して使用
しても差支えない。

型内被覆組成物にはこの他所望に応じ着色顔料、体質顔
料等の顔料類、消泡剤、界面活性剤等の添加剤、芳香族
炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル類、ケトン類等の
溶剤を添加しても良い０ 主剤と硬化剤の混合比率は、主剤中の水酸基１モルｌこ
対し硬化剤中のイソシアネート基０．５〜３．０モルと
なる割合が好ましい。０．５モル以下であっても３．０
モル以上であっても被覆塗膜の硬化性が低下し好ましく
ない。

本発明の型内被覆組成物は常法により金型内面に塗布す
る。たとえば清浄にした金型内面に所望により離型剤を
常法で塗布した後、スプレー塗装にて塗布する。刷毛塗
り、ロール塗り等も可能であるが作業効率からスプレー
塗装が最も奸才しい。塗布時金型の温度は室温（５℃〜
４０℃〕で良く、特に加熱する必要は無いが、加熱を行
なっても差支えない。塗布膜厚は１００ミフロン〜１０
０ミクン、好ましくは２０ミクロン〜８０ミクロンであ
る。膜厚が１０ミクロン以下であると被覆表面の平滑性
が失われ易くまた１００ミクロン以上であると被覆塗膜
の不均一な硬化等が発生し易くなり好ましくない。

本発明においで用いられるアミン気相状態として使用す
るアミンは、第３アミンが好ましくたとえばトリメチル
アミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリ
ブチルアミン、トリアミルアミンなどの脂肪族第３アミ
ン、ジメチルアニリン、ジエチルトリアミン、トリベン
ジルアミンなどの芳香族アミン、Ｎ−メチルモルホリン
、Ｎ−エチルモリホリン、あるいはトリエタノールアミ
ン、メチルジェタノールアミン、ジメチルエタノールア
ミン、ジエチルエタノールアミン、ジプチルエタノール
アミン、ジ（２−エチルへキシル〕エタノールアミン、
エチルジェタノールアミン、トリイソプロパノ−ルア゛
ミン、ジブチルイソプロパノールアミン、トリイソプロ
パツールアミン、ジブチルイソプロパノールアミンなど
のアルカノールアミンが使用でき中でもジメチルエタノ
ールアミン、トリエチルアミンが好ましい。

上記アミン類による雰囲気としては、気相中のアミン濃
度が約１０〜３０００　ｐｐｍ好ましくは３００〜１２
００　ｐｐｍが適しており、温度は０〜８０℃奸才しく
は２０〜４０℃が適している。アミン気相中での接触時
間は樹脂組成、膜厚、アミンの種類、温度および濃度な
どによって異なるが、一般的には１〜１０分間、好まし
くは２〜４分間である。

気相アミンとの接触方法には種々あるが、一般には所定
濃度の気相アミンを含む雰囲気管有する硬化室を別途設
け、被覆組成物を塗布した金型を硬化室に一定時間導く
方法がある。さらに別の方法としては前記硬化室中にお
いて気相アミンを含まぬ雰囲気下にて金型に被覆組成物
を塗布し、次いで硬化室中を気相アミンの所定濃度に満
たす方法がある。

本発明のウレタン成形物を形成するには反応性射出成形
ウレタンとして通常使用されるものが使用できる。本発
明の方法は発泡剤を含むスキン７オームに対して特に有
用で弗る。このようなスキン７オームとしては通常使用
されるポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡
剤、着色剤、触媒、フィラー、その他添加剤よりなるも
のが使用できる。成形物の発泡の程度としては広範囲に
選択可能であり、成形物密度で１．２　ｆ／ｄ　〜ｏ、
ｏ　ｓ　ｔ／ｄの範囲のものが適用できる。

ウレタン成形物の原料の金型内への注入は、型内被覆組
成物を塗布し気相アミン雰囲気ξこ接触せしめた後行な
うが、被覆塗膜とウレタン成形物との密着性の観点から
、被覆組成物を気相アミンに接触せしめた後直ちに行な
うのが良し）。

また、これにより成形サイクル短縮の効果も生ずる。ウ
レタン成形物の原料を注入後エアポケットを除き金型を
閉め硬化を行なう。硬化に要する温度および時間は使用
するウレタン成形物の原料の組成により異なるが４０℃
〜８０℃で約３０秒〜２分である。硬化後脱型を行なう
が、この段階で型内被覆組成物は脱型時の機械的応力に
耐え得る強度を有するまで硬化し作業上の支障は生じな
い。

生成した被覆は硬化塗膜であるため、化学性能たとえば
耐溶剤性は良好であり実用に耐え得るものである。

なお、所望により、型内被覆を行なったウレタン成形物
に更に塗装を行なっても良い。使用する塗料とし゛ては
公知のものが使用でき特に制限はないが、塗膜の機械的
性質、化学的性質からポリウレタン樹脂塗料がより好ま
しい。

〔作用〕

本発明によれば、被覆組成物を金型内面に塗布後、気相
状態にあるアミン雰囲気に接触せしめることにより、ア
ミンが塗膜に浸透して硬化触媒として作用し、被複塗膜
の硬化速度を飛躍的に高めることができる。それにより
、成形サイクルが短い場合にも被覆塗膜の硬化不良に起
因する種々のトラブルたとえば脱型時の被覆塗膜の破壊
、傷つき等を回避することができる。

また、アミンは、被覆組成物を塗布後、その塗膜と接触
させるため被覆組成物のポットライフの低下、塗布作業
性の低下等は発生しない。

更にアミンは同時にウレタン成形物の原料の硬化触媒と
もなり得るため、成形サイクル自体の短縮にも有効であ
る。

〔実施例〕

以下、実施例をもって本発明を更に詳しく説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

以下に示す部はＴべて重量部である。

（被覆組成物（Ａ）の製造） 下記配合物をざ−ルミルにて２４時間混練し主剤とした
。

上記主剤１００ｆｌｆこ対し、硬化剤としてスミジュー
ルＮ　−７５Ｌ　ＨＭＤＩ系硬化剤、ＮＯＯ含有量１６
．５％；住友バイエルウレタン（株）Ｗ）２５部を混合
し被覆組成物（Ａ）とした。

（被覆組成物（Ｂ）の製造） 下記配合物をボールミルにて２４時間混練し主剤とした
。

上記主剤１００部に対し、硬化剤としてタケネートＤ　
−１１０Ｎ　（ＸＤ工系硬化剤、ＮＯＯ含宥量１１．５
％；式日薬品工業（株）製）３３．３部を混合し被覆組
成物（Ｂ）とした。

（被覆組成物（０）の製造） 下記配合物をボールミルにて２４時間混練し主剤とした
。

上記主剤６０部に対し硬化剤としてタケネー）　Ｄ　−
１４０Ｎ　ＣＩＰＤＩ系硬化剤、Ｗｏｏ含有量１０．５
％；式日薬品工業（株）製）１０部を混合し被覆組成物
（０］とした。

実施例　　１ ｊＩＩＩｆ型剤を塗布し２０℃に温度１１節したシボ付
き′ＦＩＬ鋳金型の内面に前記被覆組成物（Ｎを乾燥膜
厚が３０／Ｉとなるようスプレー塗布した。次いでこの
被覆組成物（４）を塗布した金型を濃度１１０００ｐｐ
のトリエチルアミンの気相雰囲気中に４０℃にて２分間
保持した。その後直ちに下記処方のポリウレタンフォー
ム原液を注入し、エアポケットを除いた後型を閉じて４
０℃にて２分間放置させた後脱型した。得られた被覆ウ
レタン成形物は良好な表面状態を有し、被覆塗膜に破れ
、傷付き等の異常は見られなかった。

得られた被覆ウレタン成形物の性能を表−１に示す。

（ポリウレタンフォーム原液］ ミリオネートＭＲ”　　　　　　　　　３８　　部実施
例　２ 離型剤を塗布したシボ付電鋳金型の内面に前記被覆組成
物（句を乾燥膜厚が５０声なるようスプレー塗布した。

次いでこの金型を濃度８００ｐｐｍのジメチルエタノー
ルアミンの気相雰囲気中に３分間保持した。その後直ち
に実施例１の処方のウレタンフオーム原液を１分間かけ
て注入し、エアホ″ナツトを除いた後型を閉じて５０℃
にて１分間放置させた後脱型した。

得られた被覆ウレタン成形物は被覆塗膜の破れ、傷付き
等無く、良好な表面状態を有していた。得られた被覆ウ
レタン成形物の性能を表−１に示す。

比較例　１ 金をを気相アミン雰囲気に接触させることを行なわない
外は実施例１と同様に実施した。

得られた被覆ウレタン成形物は脱型時に被覆が部分的に
破れ、外観は不良であった。得られた成形物の性能を表
−１に示す。

比較例　２ 下記処方の一液ウレタンラッカー被覆組成物を実施例１
と同様の離型剤を塗布した金型に塗布し、２分間気相ア
ミンを含まぬ雰囲気でセツティング後、実施例１のポリ
ウレタンフォーム原液を２分間で注入し、エアポケット
を除いた後型を閉じ、６０℃で５分間放置後脱型した。

得らｎた被覆ウレタン成形物は被覆の破れ等無く良好な
外観を有していたが性能は表−１に示すとおり劣ってい
た。

（−波型ウレタンラッカー系被覆組成物）ピルアルコー
ル＝３　：　２　：　２ン。

実施例　３ 被覆組成物（勾において、硬化剤を主剤１００部に対し
３０部混合すること以外は同様の組成物を調整し、被覆
組成物（Ｄ）とした。

被覆組成物（４）を被覆組成物（Ｄ）に変更すること以
外は実施例１と同様に実施した。

得られた被覆ウレタン成形物は良好な表面状態を有し、
性能は表−１に示Ｔ。

・実施例　４ 離型剤を塗布し３０℃に温度調節したシボ付！鋳金型の
内面に前記被覆組成物（０）を乾燥膜厚が４０メとなる
ようスプレー塗布した。次いで金型を濃度５００ｐｐｍ
（ｂ）Ｎ−メチルモルホリンの気相雰囲気中に３５℃に
て２分間保持した。

その後直ちに実施例１と同様のポリウレタンフォーム原
液を注入し′、エアポケットを除いた後型を閉じ、６０
℃にて０．５分間放置させた後説型した。

得られた被覆ウレタン成形物は良好な表面状態を有して
いた。性能を表−１に示す。

実施例　５ 実施例４と同等にして得た被覆ウレタン成形物に下記処
方の二液型ポリウレタン樹脂塗料をさらにスプレー塗装
し、８０℃にて３０分強制乾燥した。得られた塗装品は
ピンホール、ふくれ、ツヤ引ケ等無く良好な外観を有し
、付着性も良好であった。

（二液型ポリウレタン樹脂塗料） スミジュールＭ−７５１０，０部 実施例　６ 下記配合物をボールミルにて２４時間混練し赤色被覆組
成物の主剤とした。

コ 申２＝７オスタパームレツドに３Ｂ　（ヘキスト製）。

上記主剤１００部に硬化剤としてバーノックＤＭ　−９
５０Ｌ　ＨＭＤＩ系硬化剤：大日本インキ化学（株ン製
）１８．７部を混合し赤色被覆組成物とした。

離型剤を塗布し２０℃に温度調整した電鋳金型の内面に
上記赤色被覆組成物を乾燥膜厚が４０メとなるようエア
スプレー塗布した。次いで被覆組成物を塗布した金型を
濃度９００　ｐｐｍのトリエチルアミンの気相雰囲気中
に２０℃Ｉこて２号間保持した。

その後直ちに通常処方のＲ工Ｍウレタン原液を主人し、
エアポケットを除いた後型を閉じて５００にて１分間放
置させた後脱型した。

得られた被覆ウレタン成形物は良好な表面状現を有し、
被覆塗膜に破れ、傷付き等の異常は吃られなかった。

得られた被覆ウレタン成形物の性能は下記のと釘り良好
であった。

ゴバン目試験”１）　　　　１００／１００耐水便叶）
　　　　　異常なし 耐衝撃性（申３）　　　異常なし 屋外暴＠（中４＞　　　　　　光沢保持率８７％、色差
１．１（中１）セロハンテープ剥離後の残存目数（＄２
）　４０℃純水２４０時間浸漬 （傘４）゛沖細、２年間 〔発明の効果〕 本発明の方法によればウレタン成形物の型内皮覆におい
て短時間の成形サイクルにおいても脱型性に優れる被覆
ウレタン成形物が得られ、・かつ被覆組成物の塗布作業
性に支障は生じない、従って不発の有用性は明白である
。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　神東塗料株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遊離のイソシアネート基を有する被覆組成物を金型
   内面に塗布した後気相状態にあるアミン雰囲気に上記金
   型を接触せしめ、次いでウレタン成形物の原料を注入し
   成形を行なうことを特徴とするウレタン成形物の型内被
   覆方法。 ２、遊離のイソシアネート基を有する被覆組成物が、（
   ａ）水酸基を有する樹脂を含む主剤および（ｂ）ポリイ
   ソシアネートを含む硬化剤を含有する二液型被覆組成物
   である特許請求の範囲第１項記載のウレタン成形物の型
   内被覆方法。