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JPH07509671A - 塗料皮膜及びその製造方法 - Google Patents

塗料皮膜及びその製造方法

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Publication number
JPH07509671A
JPH07509671A JP6505411A JP50541194A JPH07509671A JP H07509671 A JPH07509671 A JP H07509671A JP 6505411 A JP6505411 A JP 6505411A JP 50541194 A JP50541194 A JP 50541194A JP H07509671 A JPH07509671 A JP H07509671A
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JP
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paint film
layer
paint
coating
film according
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Application number
JP6505411A
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English (en)
Inventor
ダーム,フレデリック イー.
フラット,ドナルド ブイ.
アール. ジャンセン,ジェフリー
マクマレン,カール ダブリュ.
ニーダーメイアー,シーグフリード エー.
ピーターソン,ロバート ダブリュ.
プライオリュー,ローリーアン エス.
Original Assignee
ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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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】 塗料皮膜及びその製造方法 全凱生公団 本発明は自動車部品の外観の如き物体の表面に使用される塗料皮膜に関する。本 発明はまた塗料皮膜の製造方法及びこのものをサブストレートに適用す゛る方法 に関する。
理法1G1」肛り 外観の自動車ボーデのパネル、装備品及び同様な部品は伝統的に吹n塗装され、 所望の外観及び表面保護が行われている。得られたペイント塗料は、自動車用流 体に対し耐薬品性を示し、また耐磨耗性及び耐候性(すなわち、紫外線退化を生 じない)を示す。
近年、部品の表面に貼着される事前加工の自立多層膜によって外観表面をペイン ト塗装することが提案されており、そして成る種の自動車部品に対するこの皮膜 の利用が工業的に行われている。このような自立膜(free−standin g fil+e)は塗料の溶剤を蒸発するが如きの環境問題、更に塗装設備及び 装置、炉、汚泥の処理、並びにこれらに関連した放出抑制システムを使用しない ですませることができる。このような自立膜の使用は、また部品製造及び表面処 理の集中化、外観の改良(例えば、ペイントに伴う塗装問題、割れ及び接着問題 を回避する)並びに塗装には困難とされたサブストレート物質の使用を可能とし た。
このような塗料皮膜の例はJohnson等の米国特許4,818,589 、 並びにEl 1son等の米国特許4,931,324 、同4,943,68 0及び同4,810,540に開示されている。これら特許の塗料皮膜は、いづ れも外側の透明コート層、キャリヤ一層に流延して形成された着色層及び下部の サブストレートに貼着させる接合層を有している。Johnson等の特許の塗 料皮膜は、また着色層と接合層の間に強化層が存在している。
Johnson等は真空、加熱加圧成形及び射出成形によって塗料皮膜をサブス トレートに適用することを指摘している。Ellison等の特許は、加熱成形 の如きの既知の貼合せ技術又は接合技術によって塗料皮膜を支持体サブストレー トに接合すると述べている。
射出成形による部品又は物体への塗料皮膜の適用は、別個の貼合せ工程又は他の 別個の方法を必要としないので有利である。本来的に平担な形状(平面)のモー ルド部分の間に皮膜を置き、成形により輪郭部分に積層して接合される。一方、 サブストレート適合物質する。
Finishing Automoti汎Plastics C11nic ( 4月28−29日、 1992゜Dearbon、 Michigan)に発表 されたT、 M、 Elltson等の”FilmFinishing Pla stics in Practice″には、供給ロールから塗料皮膜を巻き戻 して開口射出モールドに入れ、このモールドを閉しそしてブラスナ、りを射出す るモールド内での表面処理法が述べられている。このモールド内表面処理法は、 比較的浅い奥行きのない部品に適しており、またより複雑な輪郭には予備成形イ ンサートを使用することを述べている。
ヅ T、門、 Ellison及びM、 A、 Shimanski はAutom otize News(3月20日、 +989. E8頁)において、支持体 のない塗料皮膜は浅い形状にのみ射出成形でき、そしてより複雑な部品には予備 成形インサートを使用することを述べている。
成形での過程で予備成形の塗料皮膜インサートを使用することは、Finish ing AutomoLi’f’e Plastics C11nic (4月 28−29日、1992゜Dearbon、 Michigan)に発表された り、^、 Willia+wsの“Iln−Mo1dPaintin of T hermoplastic Parts Using Pa1nt Film  Lam1nateTechno logy″及びC,H,Fr1dleyの発表 した“In−Mo1d Paintingof Thermoplastic  Parts Using Pa1nt Fil+m Laa+1nate Te chnology ”(SAE Technical Paper Fe12− 374+ 9月23−25日、 1991. (:1ncinnati。
0hio)にまた記載されている。
本願において、次に述べる定義に従って用いる。
“塗料皮膜” (Paint film)は適用物体の表面保護及び装飾を提供 する多層熱可塑性皮膜であり、処理温度において適用物体の輪郭に十分に柔軟に 順応し、全面にわたって着色剤を有する着色層並びにこれに貼着する次に示す1 つ以上の層、すなわち透明コート層(外観及び保護のために表面に存在する)、 強化層(強化のために着色層の下に存在する)、接合層(適用物体を十分に接合 するのに必要な場合で、底部に存在する)及びライナ一層(外側の表面層の上に あって、そこから取り除きのできるもの)を有するものを意味する。
“耐薬品性” (che+wical resistance)は、皮膜の表面 層が外観に認識できるような変化を生じたり又は自動車用流体に接しても粘着し ないような特徴を有することを意味する。 。
“自動車用流体” (automobile fluid)は、ガソリン、及び /又は他の自動車用燃料、モーターオイル、エンジン冷却液、風よけガラス洗浄 液、潤滑剤、エンジンクリーナー、ブレーキオイル、ワックス、窓洗浄剤、クロ ーム洗浄剤、タール及び出用洗浄剤並びにビニル洗浄剤の液体を意味する。
“耐候性” (weatherability)は、自動車外装部品の速成露出 試験である5ociety for Automoti’ミ’4 Engine er’s (SAE’s) J1960 June1989 Te5tに従って 2,000時間紫外線に照射した後の外観又は粘着に関し認識できるような変化 のないことを意味する。
“光学的透明″ (optical clarity)は、ASTFI試験01 003(第三板、198B )に従って2ミル(51u m )の厚さのフィル ムについて3%又はそれより低い透過曇りを有する層を意味する。
“インチリヤ表面保護性″ (interior 5urface prote ctionproperties)は、表面摩耗抵抗を意味し、インテリア洗浄 液、食物、化粧品、グリス、オイル及び可塑剤によって外観又は粘着に殆んど変 化を呈しない皮膜に関してである。
“熱可塑性” (thermoplastic)は、繰返して加熱できそして再 度成形することのできる物質に関しである。
光凱■翌1 本発明は一般的にいって、自動車のボデ一部分又はその同効物の外装に適した塗 料皮膜に関し、また重合体の押出シートからの透明コート層及びそれに直接適用 されている着色層を有するものに関する。この透明コート層は耐薬品性、耐磨耗 性及び光学的透明である。
溶液流延又は噴霧によって作られる透明コート層とは対象的に、押出透明コート 層の利用は、製造課程で汚染粒子に触れることが少なく、また溶剤又は他のキャ リヤー液体の蒸発処理の必要性が少ないという利点を存する。透明コート層の着 色層への直接の貼着は確実に接合し、使用においてはがれることがない。
好ましい態様として、透明コート層は1%以下の透過曇りであって、そして一つ は耐薬品性でありまた他は接合性を有する少なくとも2つの重合体の混合物から 成っている。両者の重合体は典型的には耐候性である。外側の表面の近くには、 第1の重合体の割合が高く、また着色層に接合する面の近くには第2の重合体の 割合が高くなっていて、直接に接合して信頼性を高める。
第1の重合体は弗素化重合体(最も好ましくは、ポリ弗化ビニリデン)であり、 また第2の重合体はアクリル樹脂(最も好ましくはメタクリレート、メチルメタ クリレート、エチルメタクリレート及びブチルメタクリレートから成る群から選 ばれた少なくとも2つの物質を含む共重合体又は混合物)から得られるものであ る0本願において使用されるものとして、アクリル樹脂及びアクリレートはメタ クリル樹脂及びメタクリレートをも包含する。透明コート層は第1の重合体及び 第2の重合体が異なる割合で含有する2層のシート(最も好ましくは共押出シー ト)からのものである、透明コート層は、例えば熱可塑性脂肪族ウレタンの如き 他の重合体を2層の他に用いることもでき、またアクリレートに代えて用いるこ ともできる。
着色層は典型的にアクリレート、ビニル又はウレンタの如き適当なバインダーの 中に顔料を加えたものが含まれる。
強化層は、透明コート層と反対の着色層の面に接合している。強化層はポリブチ レンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレー ト共重合エステル、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン、ポリエステル/ ポリカルボネート、熱可塑性オレフィン、エチレン−プロピレン−ジエン単量体 、熱可塑性ウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、アクリレート又はこれらの 混合物を含むことができる。接合層は着色層と反対の強化層の面に設けられてい る。
本発明により得られた塗料皮膜は、透明コート層に光学的透明を必要としない自 動車部品及び他の外装製品の表面にも使用することができる。本発明により得ら れた塗料皮膜は、耐候性を必要とせずまた耐薬品性(自動車流体に対し)を必要 としないインテリア製品の表面にもまた使用することができる。
他の態様として、本発明は一般に塗料皮膜の射出成形の課程で特定のライナ一層 を使用することが特徴である。このライナ一層は、塗料皮膜の外側面に剥離でき るようにそして直接密着して存在している。このライナ一層は、射出成形温度に おいて約2,000 psi(141kg/cm” )から10,000psi (704kg/cm2)破壊応力を有する熱可塑性重合体を含んでいる(ライナ 一層の変形を可能とし且つしわになることを避けるため)。このライナ一層は、 射出成形の課程で塗料皮膜が破れたり、溶解したまた破断したりすることがなく 、また成形課程で他の層と共に着色層と一体化することに寄付する(着色層の流 失がないように)。従って、複雑な輪郭を有する部品に対し予備成形したインサ ートを使用する必要もなく、この塗料皮膜は十分に引き伸ばすことができる。ラ イナ一層はまた塗料皮膜の外側面の外観(例えば、光沢)を調整するために使用 することもできる。更には、ライナ一層は簡単に仕上げたモールドの使用で十分 である。
また、ライナ一層は輸送、取扱い及び仕上げ部品の処理の課程での塗料皮膜の破 損を防止する。
好ましくは、ライナ一層は部品に適用し易くするために、射出成形温度(一般に は50°F(10°C)から220°F (104°C)の間である)において 、約4,000 psi(282kg/cm” )から8,000 psi(5 63kg/c−2)の破断応力及び200%以上の破断伸びを有する。また、ラ イナ一層は射出成形温度において熱に安定である。このような好ましいライナ一 層の物質の例は、ポリエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレート共 重合エステル(最も好ましくは50%150%重黴の混合物)、ナイロン6及び 四弗化エチレン/エチレン共重合体が含まれる。
他の態様として、本発明は射出成形された物体に平面塗料皮膜を適用する方法に 関する。この塗料皮膜は予備成形されたインサートを使用することなく十分に伸 ばすことができる。従って、射出成形を行う前の熱変形工程及びグイ切断工程と 同様に熱変形モールド及び熱変形装置は必要としない。平面塗料皮膜の部分は、 キャビティモールド部分及びコアーモールド部分の間に保持される。この皮膜は 三次元の寸法に伸ばされ、そして少なくとも1.2倍の割合で成功裡に引き伸ば すことができる。
輪郭は始めに皮膜を加熱して(コアーモールド部分から)この皮膜に形成し、そ してモールド部分を相互に動かすことによってコアーモールド部分は皮膜と接触 しそしてここでの動きは塗料皮膜を引裂の生じない程度の遅さであると共に、塗 料皮膜を軟化しそして可塑的に変形するものである。2個のモールドを密閉した 後、皮膜をキャビティの面と接触させるための移動に、流動性樹脂をコアーモー ルド部分と皮膜の間の空間に射出して皮膜の形成工程を完了する。
この方法は塗料皮膜を均一に伸ばし、着色層の流出と引裂きを避け、塗料皮膜の 溶融流れ及び破断を生ずることがない。
モールド内の移行部分は、成形の課程でモールドキャビティの形状を部分的に形 成するために伸ばされ、そして成形後は元の位置に戻される。好ましくは、移行 部分はキャビティの開口近くに位置し、そして皮膜を設けた射出成形された物体 の下面で切り取る。このことは、例えば皮膜の側面及び目に見えない内部面の切 取り線(例えば皮膜の端部)を好適にするために利用される。このような面は、 また自動車用洗車ブラシ等によって損傷することもなく、またサブストレートと 塗料皮膜との間の接着力を弱める塩分又は自動車用流体に曝されることも極めて 少ない。
他の態様として、本発明は隣接した2枚の塗料皮膜を1つのモールド内に置き、 そして射出成形の課程で製品の近接部分を被覆する塗料皮膜の適用方法に関する 。皮膜は重ね合せた端部を有するか、又はテープで両者の皮膜部分を粘着して端 と端を互いに相接した端部としたものを有する。この皮膜は異なった色合のもの であっても良い。
本発明の他の特徴及び利点は次に示す図面実施例及び請求範囲の記述から明確に なるであろう。
回両漫11す0のと 全体にわたって類似の部分には同じ参照番号を付与した次の図面を参照すること によって、本発明は更に詳細に理解されるであろう。
図1は本発明の塗料皮膜の断面図である。
図2は図1の皮膜を十分に伸ばし、試験用パネルの射出成形の課程で適用して製 造したパネルの透視図である。
図3は射出成形装置のキャビティとコアーモールド部分の間にある塗寧4皮膜を 示す図である。
図4は射出成形後の図3のモールドの部分的な断面図である。
図5は下面部分を切断し塗料皮膜で覆った射出成形物体の一部分を示す透視図で ある。
図6はトリミングする前の図5の6−6の部分の部分的な断面図である。
図7は図5のものを製造するのに使用するモールドのキャビティモールド部分の 透視図である。
図8は図7のモールドの8−8の部分であって、モールド部分を閉した課程でコ アーモールド部分を合せた断面図である。
図9は図7の9−9の部分であって、流動性樹脂を射出した後の閲8のモールド 部分を示す断面図である。
図10は塗料皮膜で被覆されそしてその一面に強化物品を付与した射出成形物体 の部分的の透視図である。
図11及び12は2枚の異なった塗料皮膜の隣接部分で被覆された部分的の横断 の透視図である。
図13は反対面に塗料皮膜を設けた射出成形物体の部分的の断面図好圭旦と店唱 ■用報屋起述 S びi パネルの 1 図1において、塗料皮膜10はライナ一層12、透明コート層14、着色層16 、強化層18及び接合層20を含んでいる。塗料皮膜10は熱可塑性物質、すな わち繰返し加熱しそして変形することのできる物質である。好ましくは、塗料皮 膜10は約2ミル(51μm)から21ミル(508μm)の厚さ、より好まし くは約4ミル(107μm)から10ミル(254μm)の厚さであって、そし て外観を不本意にゆがめるような物質(例えば繊維)を含んではいない。
ライナ一層12は成形課程で透明コート層14を保護し、また成形課程で塗料皮 膜10の引裂、溶融流れ及び破断を避けるための強化(強化層18と共に)する ことのできる剥離性保護フィルムである。ライナ一層12は、射出成形した部品 の輸送、取扱い及び処理の課程で塗料皮膜を保護するために、続けて存在してい る。ライナ一層12は透明コート層14の外観(例えば光沢)をコントロールす ることができる。従って、ライナ一層は所望の表面とするために平滑又はエンボ スすることができる。また、ライナ一層12はこれが存在しない場合に比較して モールド表面を簡単に仕上げて使用することを可能としている。更にライナ一層 12はモールドからの取り出した剥離剤の使用を必要としない。ライナ一層12 は例えば透明コート層14との間に目視できるような空気が入ることがなく直接 且つ十分に接合していライナ一層12は好ましくは約0.5 ミル(13μm) から5.0 ミル(127μITI)の厚さである(より好ましくは10ミル( 25μm)から2.0 ミル(51u m )の厚さである)。透明コート層1 4を保護するための最低の厚さが必要である。更に、この厚さはフィルムの強度 を上げるために使用されるので、皮膜10の他の層の厚さ、主として強化層のI Iさ及び成形された樹脂によって変化する。ライナ一層12は成形の課程で適当 に変形し且つしわにならないために約10,0OOpsi(704kg/cm2 )よりは低い破断応力を有しているが、しかし皮膜を強化するために約2.00 0 psi(141kg/cm” )より大きい値を有する。好ましくは、破断 応力は約4,000 psi(282kg/cm2)から8.000psi(5 63kg/cm2)である。また、ライナ一層はモールドの輪郭に相応し、部品 を迅速に覆い、そして特に十分に伸ばされた部品及び深い輪郭の部品に対してし わになるのを避けるため、好ましくは200%より大きい十分な破断伸びを有す ることが必要である。破断応力及び破断伸びはそれぞれ^5TVI試験D882 に従って破断点引張強さ及び破断点伸び割合について測定され、またこれらは以 下に詳細に述べるように射出成形温度又はこの付近の温度において測定されるべ きである。ライナ一層12の物質はまた熱的安定性、すなわち射出成形温度にお いて溶けたり、燃えたり又は退化することがあってはならない。
ライナ一層12の好ましい物質は、ポリエチレンテレフタレート/ポリブチレン テレフタレート共重合エステル(いづれもが40から60重蟹%であるが、最も 好ましくはl1oechst−Celanese社からのVANDAR2100 の如き50重量%150重四%の混合物)、ナイロン6 (Allied−5i gna1社からのCAPRAN ER−15であって、熱安定性ナイロン6)及 び四弗化エチレン/エチレン共重合体(例えばAsahi社からのAFLEX) を含み、約2,000 psi(141kg/cm2)がら10.000psi (704kg/cm” )の破断応力を有する。ライナ一層12として他の有用 な物質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、グリコール変性のポリエチレンテレ フタレート、線状低密度ポリエチレン、ポリ四弗化エチレン、エチレン−四弗化 エチレン、ポリ弗化ビニル、弗素化エチレンプロピレン、ペルフルオロアルコキ シ/四弗化エチレン混合物、ポリアミド及び線状低密度ポリプロピレン物質であ って、約2.000 psi(141kg/cm” )から10,0OOpsi (704kg/cm” )を有するものである。上に述べたものは、また混合物 又は複合物であっても使用できる。これらの物質(例えば、エチレン−四弗化エ チレン、弗素化エチレンプロピレン、線状低粘度ポリエチレン/ナイロン6/線 状低密度ポリエチレン多層複合体、成る種のプロピレン、成る種のポリエチレン 及びグリコール変性ポリエチレンテレフタレート)は実際にしわになったり又は 溶融したりするのもあるが、例えばこれらの物質をより厚い層にしたり、又はよ り強い強化層としての改良により性能を改善することができる。ライナ一層は酸 化チタン、シリカ、アルミナフレーク等の如き充填剤を加えて所望の表面の外観 を改良することができる。
透明コート層14は押出重合体シートから形成される。光学的透明、耐薬品性そ して耐候性であって、例えば光沢のある透明コートのごとき調整できる表面状態 を皮膜1oに付与することができる。押出透明コート層を使用すると、加熱貼合 せによって着色層16に直接貼着して確実且つ一定に接合できる。層14の厚さ は約0.5 ミル(13μm)から3.0ミル(76μm)の範囲であるが、約 1.0ミル(25μm)がら2.0 ミル(51μm)が好ましい。
透明コート層14として好ましい物質は、高耐薬品性を有するもの(好ましくは 弗素化重合体)及び他方には良好な接合性を有するもの(好ましくはメタクリル を含むアクリル樹脂から得られるもの)の少なくとも2つの異なった重合体の混 合物である。透明コート層14として好ましい構成は、本願において引用した公 開欧州出願0459.720 AIに記載されている如きの、ポリ弗化ビニリデ ン(PV[lF)とポリメチルメタクリレート(PMMA)を含む共押出した( 共に同時に押出す)2層のシートである。一方、別個に押出してその後例えば貼 合せによって共に接合することもできる。この2層シートの上部層(すなわち、 外側)は80%のPVDF及び20%のPl’1MAを含み、そして下部層(す なわち、内側)は80%のPMMA及び20%のPV叶を含む。
従って、層14は耐薬品性を必要とする上部面近くでは弗素化重合体を多く含み 、そして良好な接合性を必要とする下部の接合面近くではアクリレートを多く含 んでいる。共押出した2層におけるものと同じ重合体の混合物を使用すると、三 者の間での接着性は促進される。
他のアクリレート、例えば750,000以下の重量平均分子量を有する中庸か ら低分子量のアクリル樹脂、好ましくはメチルメタクリレート、エチルメタクリ レート、ブチルメタクリレート及びメチルアクリレート共重合体から成る群から 選ばれた少なくとも2つの物質を含む混合物又は共重合体が使用することができ る。透明コート層14は別個の割合で含むことができ、また他の成分も使用する ことができる。例えば、外側層は70か100%のポリ弗化ビニリデン、0から 30%のアクリル樹脂及び0から30%の熱可塑性脂肪族ウレタンから、そして 内側層は0から30%のポリ弗化ビニリデン、0から90%のアクリル樹脂及び 0から90%の熱可塑性脂肪族ウレタンからのものであることができる。(すべ てのパーセントは重量%である)。
内側層及び外側層は上に述べた物質の三種すべて又は二種を含むことができる。
透明コート層14は、また紫外線を吸収しそして紫外線照射から下部層を保護す るために紫外線([IV)安定剤(例えば、Ciba−Geigy社から入手で きるTINUVIN類の安定剤)を含むことができる。透明コート層14は、ま た実質的に不透明にすることのない淡い色合にすることもできる。淡い色合は雲 母又は真珠箔を含む物質によって得ることができる。
透明コート層14は、自動車用流体に対する耐薬品性に関する自動車製造者規格 に記載されている工業標準に適合するように皮膜1oを十分に表面保護し、そし てこのような工業標準が要求するようなこのような流体によって外観が殆んど変 化しない作用を呈する。透明コート層14は、また塗料皮膜が酸性雨、鳥の糞及 び他の環境作用に対しても外観が実質的に変化することがない。透明コート層1 4はまた耐候性に関し自動車製造者規格に記載されている工業標準に適合し、そ して通常の2,000時間を越える加速耐候試験において外観に殆んど変化をき たすことがない。
着色層16は透明コート層14を通して目視でき、そして顔料(有機又は無機) 、染料、インク、雲母、ガラス粒子、ガラス玉及び金属粉であって分散性を改善 したり光反射性を変えたりするために用いられるもを含めた1種以上の着色剤を 含む層16であって、塗料皮膜10に対して色合を提供するものである。層16 の典型的な成分は、顔料及び任意には塗料皮膜10に金属塗料の外観を呈するよ うに反射粒子(例えば、金属フレーク)を含んだアクリル/ビニル樹脂バインダ ーである。
好ましいバインダー系は、ELVACITE 2028共重合体(R料分散剤) 及びELVACITE 2046プチルアクリレート(順応性を与える)の50 重量%150重量%混合物であって、両者はE、1. duPont社から入手 できる。他の好ましいバインダー系はACRYLOID B66共重合体(顔料 分散1fJJ)及びACRYLO■DB72(エチルメタクリレ−日又はACR YLOID882(メチルメタクリレート)の50重量%/5oft1%混合物 であり、すべてRohm & HaBS社から入手できる。他の好ましいバイン ダー系はACRYLOID B44 (Rohm & Baas社から入手でき るアクリル)及びシYNS−3 ポリ塩化ビニル/ポリ酢酸ビニル共重合体(U nion Carbide社から人手できる)の50重量%750重量%混合物 である。更に別の好ましいバインダー系は他のアクリレート、ビニル及びポリウ レタンが含まれる。着色層16は好ましくは約0.5 ミル(13μm)から4 .0 ミル(102μm)の厚さであって、表面を覆う必要性及びサブストレー トへ適用する課程での伸ばす課程(従って、皮膜の薄さ)に基づく色合によって 変る。着色層16は紫外線安定剤を含むことができる。
強化層18は塗料皮膜lOの他の層を強化し、強度及び伸びを提供すると共に、 成形温度において皮膜の射出成形を促進するのに着色層を熱転向(heat d eflection)をさせる。モールド部分を密閉する課程及び続いての成形 課程で、着色層16がねしり下げ及び白色化するのを強化層が保護する。また皮 膜10を溶融したり、破れたり、引裂れたり又は破断したりすることなく成形さ れるように作用する。層18の厚さはライナ一層12による強度、サブストレー ト物質のタイプ及び部品のデザインによって、約1.0 ミル(25μm)から 10.0ミル(254μm)の間で変化する。好ましくは、層18は約3.0  ミル(76μm)から6.0 ミル(152μm)の厚さである。
強化層18の好ましい物質は、ポリブチレンテレフタレート(例えば、1(oe chst−Celanese社から入手できるCELANEX)、又は二種のポ リエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレート共重合ポリエステル( 例えば、いづれもHoechst−Celaneseから入手できるVANDA R2100及びRITEFLEX 8929)の50重量%150重量%混合物 、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン(例えば、General Ele ctric社から人手できるCYCOLA(:)、共重合ポリエステル(例えば 、Eas tmanChe+ll1cal Products社から入手できる EKTAR)、熱可塑性オレフィンレート、ポリアミド又はこれらの混合物と共 に製造した押出皮膜が含まれる。強化層は充填剤及び顔料を含むことができる。
接合層20は、例えば図2に示した射出成形試験用パネル24のサブストレート 22の如きサブストレートに強化層18を接合する。接合層20はサブストレー トと相溶性であるものから選ばれる熱可塑性皮膜又は樹脂である。一方、接合層 20は感熱接着剤であっても良い。強化層18に接着促進プライマーを塗布して 、接合層20への接合を進めることは必要なことである。
強化層18の物質とサブストレートが接合できるような成る種の状態では、別個 に接合層を設けることは必要でなく、層18を直接サブストレートに接合するこ とができる。このような状態では、強化層18は強化層/接合層の二重の作用を する。
図2は、射出成形したサブストレート22及びその上に直径3インチ(7,62 cm)の半球状の突起26を有する試験用パネル24を表わしている。サブスト レート22を覆う塗料皮膜10は十分に伸ばされる。射出成形された塗料皮膜の “十分に伸ばされる”とは、本願において用いられているように、しわを生じる ことなく三次元に伸ばされ、且つ少な(とも1.2の伸び割合に耐えうろことを 意味する。この伸び割合とは、射出成形前において皮膜の表面積に対する接合し た皮膜の表面積の割合についてである。半球状の突起26は2.0の伸び割合で ある。1.2より大きい割合は十分に伸ばすものと考えられ、また1、5より大 きい割合は特に十分に伸ばすものと考えられる。本願において述べた技法は、始 めにインサートを熱変形する必要もなく、過去の塗料皮膜の工業上限界とされた 塗料皮膜を特に十分に成功裡に伸ばすこと(2,0から4.0の割合−)を可能 とした。
すでに成形された場合には、伸び割合は例えば実質的に三次元に伸ばして適用し た塗料皮膜の面積の厚さと、三次元に伸ばしたかどうかは別に、殆んど適用しな かった塗料皮膜の面積の厚さを考慮して計算される。従って、本願で述べたよう に、成形の課程で塗料皮膜は引き伸ばされ、その結果薄くなる。従って、異なっ た2つの場所での塗料皮膜の厚さの割合はその伸びに比例する。皮膜の厚さは、 例えば光学顕微鏡又は電子顕微鏡を使用して測定できる。
サブストレート22(更に、本発明の塗料皮膜が適用される自動車又は他の部品 )に使用される物質は、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン(例えば、G eneral Electric社から入手できる商品名CYCOLAC)、ア セタール系(例えば、tloechst−Celanese社から入手できる商 品名CELCON) 、アクリル系(例えば、Rohm & Haas社から入 手できる商品名PLEX IGLAs)、フェノール系(例えば、0ccide nta1社から入手できる商品名D[IREZ)、ポリアミド(例えば、A11 ied Signa1社から人手できる商品名CAPRON) 、ポリカルボネ ート(例えば、General Electric社から入手できる商品名LE XAN)、共重合ポリエステル(例えば、Eastman Chen+1cal  Products社から入手できる商品名EKTAR)、ポリエチレン(例え ば、5olvay Plastics社から入手できる商品名PORTIFLE X)、ポリプロピレン(例えば、Schu1man社から入手できる商品名PO LYFORT) 、ポリスチレン(例えば、Polysar社からも、手できる 商品名POLYSAR)、ポリウレタン(例えば、Goodrich社から人手 できる商品名ESTANE) 、ポリ塩化ビニル(例えば、Goodrich社 から人手できる商品名GEON) 、スチレン/アクリロニトリル混合物(例え ば、MO?5anto社から入手できる商品名LYSTRAN)、アクリロニト リル−ブタンエン−スチレン/ポリカルボネート混合物(例えば、Dow社から 入手できる商品名PULSE)、アクリロニトリル/ブタジェン−スチレン/熱 可塑性ポリウレタン混合物(例えば、Do−社から入手できる商品名PREVA IL)、ポリブチレンテレフタレート/ポリカルボネート混合物(例えば、Ge neral Electric社から入手できる商品名XENOY)、オレフィ ン、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ビニル系、ポリブチレン テレフタレート、ガラス充填のポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオ キシド、ポリカルボネートとポリブチレンテレフタレートの混合物、ポリフェニ レンエステル、ポリアミド並びにポリフェニレンエステル及びオキシドの混合物 、並びにポリオレフィン及びゴム及び/又はエチレン−プロピレン−ジエン単量 体の混合物が含まれる。
反応射出成形(1?IM)を行うのに使用されるサブストレート物質は、モール ドキャビティに射出する前又は射出時において混合して反応のすべて、又は実質 的のすべてを射出後のモールドキャビティ内で行わせるような二区分組成物も含 まれる。一方の成分はイソシアネートであり、そして他方はポリオール、連鎖延 長剤、硬化剤及び他の任意の添加剤を含む成分である。好ましいイソシアネート は、例えばメチレン−ジ−p−フェニレンイソシアネート及びトルエンジイソシ ア不一トである。ポリオールは好ましくはポリエーテルポリオール又はポリエス テルポリオールのいづれがである。一般に、ポリウレタン先駆物質は種々の連鎖 延長剤及び例えばジアミン単独又はそれの混合物の如き硬化剤を含有する。
1粁皮股■袈這 次に本発明に関する塗料皮膜を提供する一つの方法を示す。着色層16は浸漬ロ ール塗り及び次いでサブストレートの上でインク又は他の着色剤ビヒクルを加熱 乾燥する。一方、しごき塗り又は他の公知の方法によって均一な厚さのばらつき のない層とし、そしてスクリーン印刷、グラビア印刷、逆グラビア印刷、ナイフ 塗り、メイヤー棒等により均一な色相とする(色相をキャリヤーに移し、次いで 透明コート層に適用する方法が好ましい)。
強化層18(押出シート)の表面は、必要があれば下塗処理をして、乾燥した着 色層16に容易に加熱貼合せする。着色層16を層18に適用した後、着色層キ ャリヤーを取り除き、透明コート層14(押出シート)を着色層16の露出面に 貼合せを行う。次いで、ライナ一層12(押出シート)は透明コート層14の露 出面に加熱貼合せを行う。強化層18の露出面は、接着促進下塗剤で塗布される 。接合層20(感熱接着剤又はサブストレートに相溶性である物質であれ)は、 強化層1Hの下塗処理した面に塗布又は貼合せされる。
必要であれば、これらの層は以上とは別個の順序で接合することができる。例え ば、着色層は上に述べた方法により塗布及び印刷によって透明コート層に直接設 ける。同様に、強化層は貼合せよりはむしろ流し込むによることもできる。
塗料皮膜lOは、自動車部品射出成形業者又は他の利用者によって使用される前 に、シート又はロールの形状に巻いて貯蔵及び輸送される。
ま↑すJ先(用尤ゴ11隅城玉 本願において、“°射出成形”とは熱可塑性射出成形、熱硬化性射出成形(例え ば、RIM及び強化反応射出成形(1’1llll?I))、構造用フオーム成 形及び共射出成形が含まれる。図3及び4は塗料皮膜10を射出成形によって部 品に適用する一般的な方法を明らかにしている。
塗料皮膜10をロール30からほどき、そして二部分モールドのキャビティモー ルド部分32及びコアーモールド部分34の間に供給する。キャビティモールド 部分32は部品の外表面に対応する所望の輪郭の形状のキャビティ38を有して いる。コアーモールド部分34はキャビティモールド部分内で適合するための射 出部分35 (projecting member35)を有している。次い で、モールド部分32及び34を密閉して初期の輪郭を皮膜に与え、そして流動 性樹脂(例えば、溶融、流体又は半流体)をゲート36を通して皮膜1oの裏面 域に射出し、皮膜を伸ばしてキャビティ内38に拡張し、そして最終的には図4 に示しであるようにモールドキャビティー壁と密に接触させる。樹脂が固化しそ して冷却した後、サブストレート37及び塗料皮膜1oを含めた十分に成形され た部品をモールドから取り出す。
塗料皮膜はサブストレート(すなわち、固化及び冷却された樹脂)の外側表面を 形成し、そしてモールドの形に相応した輪郭を形成する。仮に塗料皮膜が射出成 形課程で十分に引き伸ばされると、モールドが密閉されている間、モールド部分 の密閉速度を規制し、そして塗料皮膜がしわになったり、切れたり、裂けたりす ることがないように十分に塗料皮膜が接触することが重要である。モールド内部 に存在する塗料皮膜の周辺の実質的な部分(例えば、少なくとも約80%)は、 十分に締めるように接触していなくてはならない。仮に塗料皮膜が実質的に伸ば されていないと、皮膜部分の十分な接触は不十分となる。塗料皮膜はスプリング 締め具、テープ、静電気、真空、ピンの如きによって、この目的のために塗料皮 膜に形成されている穴に送入し、又は縫取りループの如き構造の取り出しできる 枠によって十分に接触又は確実に留められる。
モールドが維持される温度は射出成形温度といわれ、射出される及びアクリロニ トリル−ブタジェン−スチレンは約150 @F (66°C)の射出成形温度 であり、またポリオレフィンは約120″F(48°C)の射出成形温度である 。)射出成形温度はモールドを密閉しそして帰脂を射出している課程で塗料皮膜 を十分に軟化させる温度に維持されていなくてはならない、またモールド部分が 密閉している間、この皮膜を可塑的に十分に変形できるような温度に維持されて いなくてはならない。部品を射出する前に冷却が必要であって温度が上がるとそ のための時間が長くなるので、射出成形温度は余り高くず及び圧力は塗料皮膜1 0を軟化しそして可塑的に変形しくすなわち、始めのモールドの密閉での塗料皮 膜の受ける寸法的変化であり、モールドが開口しても実質的に元に戻ることがな い)、そして所期の輪郭を有することになる。部品の形状、塗料皮膜を含む物質 及びガス抜き方法に基づいて、モールドの密閉の最終段階でのキャビティモール ド部分32の始動(すなわち、射出部分が皮膜と接触した後)は、皮膜のない射 出成形の時に採用される典型的な早い速度(例えば、密閉するのに0.5秒以下 )で行うことができ、またモールド部分の始動は皮膜の裂れ又はしわを避けるた めに、遅い速度(例えばモールドを密閉するのに2から3秒)で行うことができ る。特に十分に伸ばすための部品では、塗料皮膜はモールドからの熱を十分に受 け取るために、遅い密閉速度(例えば、−秒間に0.5インチ(1,27cm) から1.0インチ(2,54cm)の間)で塗料皮膜を十分均一に伸ばすのが有 利である。塗料皮膜の十分な接触は成形の課程で皮膜を均一に伸ばし、その結果 しわを生ずることが避けられる。塗料皮膜に強化層及びライナ一層を使用するこ とは、塗料皮膜の引裂きを避け、またより均一に伸ばすことができる。ライナ一 層が透明コート層14に直接且つ十分に接触していると、塗料皮膜の破れ及び引 き裂きが防止される。所望するならば、塗料皮膜(ライナ一層と共に)を射出成 形部品の特定の輪郭を容易に覆って滑り易くするために、一部分に締付は圧力を 減少することができる(ばねの押圧を減少させる)。
キャビティモールド部分32をコアーモールド部分34と共に密閉した後、流動 性樹脂は80” F (27°C)から650 ’ F (343℃)の間の温 度においてゲート36を通して射出され、ここでの温度は射出される樹脂及び射 出成形機のタイプによって変る。樹脂が射出されると、塗料皮膜10は伸びて、 そして成る程度深いキャビティ38の表面と接触される。樹脂の射出は十分に低 い流動速度、及び圧力により塗料皮膜の溶融及び引裂きを避ける0強化層及びラ イナ一層の使用は、樹脂を射出する課程で塗料皮膜の溶融流れ、引き裂き及び破 断を避けるために有用である。
必要ならば、熱可塑性物の射出成形は2.000 psi(141kg/c11 ” )から12,0OOpsi(845kg/cm”の液圧)の低い圧力におい て行い、塗料皮膜の溶融流れ、引裂き及び破断を避ける。RIM及びRPIMに ついては、約100 psi(7kg/c++” )程度の低い圧力が採用され る。また圧力は、射出される樹脂及び射出成形機のタイプによって好適な範囲で 選定される。溶融流れ、引裂又は破断が生じなければこのような程度以上に圧力 を上げることができる。射出後、キャビティモールド部分32を戻す前に射出成 形した樹脂を固化する。次いで、射出成形した部品をモールドから取り出す。過 剰の塗料皮膜を次いで切り取って仕上げる。
図5から図9において、射出成形された部品130は切り取り部分132を有し ている。部品130は塗料皮膜134によってその上面136、並びに切り取り 部132を明らかにしている面140及び142が被覆されている。線144( 図6)はモールドの形割線を明かにしている。塗料皮膜は形割線において切り取 られ、塗料皮膜と被覆されていない面との間に明確な変化が表われる。しかしな がら、形割線が部品の隅部にある場合には、この隅部を切り取る時に塗料皮膜が サブストレートから剥がれるという危険が増大している。この表層剥離は白きに よる皮膜/サブストレートの界面を化学的に侵すことによって生ずる。このよう な理由から、塗料皮膜を図6に示すような形割線144を越えて被覆するのが望 ましい。形割線を越えての塗料皮膜130の被覆は、モールド内で移動スライド を使用して部品130上で達成される。
図7において、キャビティモールド部分148は2組のスライド150及び15 2を有し、閉じた状態又は伸ばした状態で図7に示した。
スライド150及び152は壁厚よりは薄い状態で突出している。液圧シリンダ ー160はスライド150及び152を前後の位置に動かし、そして成形時には その場所でロックして固定する。(空気圧シリンダー及びがんの如き機械的作動 器もまた使用できる。)通路178はモールドの加熱及び冷却のためのものであ る。取付溝180は射出成形装置内のモールド148を取付けるために用いられ る。
塗料皮膜134はループ状の枠154によりキャビティ164の前部に取付けら れ(図8及び9)、この枠は一組のスライド150に形成されたスロット158 を通したピン156によりモールドと配列される(図7)。次いでモールドを密 閉し、そして成形機の押圧並びに前に述べたコアーとキャビティの加熱温度によ って、塗料皮膜134にまず輪郭が生ずる。モールドを密閉した後、流動性樹脂 をモールドに射出し、そして皮膜134をキャビティ表面174に対して押圧し 、次いでスライド150及び152の裏地面168及び内部面170(図9)に 対して押圧する(部品130の面140及び142に相応する)。流動性樹脂1 57は射出部分153並びに面168.170及び174の間の空間にすべて充 填され、塗料皮膜134によって被覆される。射出工程でのキャビティ空間16 4に存在する空気及び/又はガスは、全スライドの下に設けられた穴を通して排 出される。穴162(図9)は塗料皮膜134とキャビテイ壁との間の空気及び /又はガスを排出するものであり、そしてコア一部分の同様の穴(図示してない )は皮膜134上の空間の排出のためのものである。射出成形機に採用されてい る高圧力により揺動するので、この動きを防止するために液圧シリンダー160 によってスライド150及び152をロックする。
射出された樹脂が固化した後、液圧シリンダー160による圧力は解除され、そ してシリンダーは反対方向に動くのでスライド150及び152は元に戻ること になる。次いでモールド部分を開き、そして成形された部品130を取り出す。
このようにして得られた成形部品130では、塗料皮膜134は形割線を越えて 覆われている。過剰な塗料皮膜176(図6)はナイフ、水圧ジェット、ダイカ ット又はレーザーによって切断して取り除く。
図10を参照して、射出成形された部品400はサブストレート面に塗料皮膜4 02を有し、その反対側に接着剤(例えば、訪社から入手できる商品名5COT CIIWEID)によって取付けられた強化部品(リブ406として示した)を 有している。(強化部品を設ける他の接合方法は摩擦溶接及び超音波溶接がある )塗料皮膜402はサブストレート404の射出成形工程中に適用し、一方リブ 406は後で接合する。
一般には、強化部分が取付けられてから、次いで部品は被覆されそして炉の中で 硬化される。このような部品においては、強化部分が接合された部分で、塗料の 外観の変化が生ずることがある。このような外観の変化は、塗料皮膜を被覆した 部分に強化部品を適用することによって避けられる。リブ406はボスの如き他 の強化部品によって置き換えることもできる。
図11及び12に関連して、部品41O(図11)は2つの別個の塗料皮膜41 2及び414によって被覆されている0部品410は接触した状態で塗料皮膜4 12及び414を設け、重複した部分416で皮膜を接合させ(例えば、接着剤 又は加熱及び加圧)、重複した部品を射出用モー着剤は、塗料皮膜に結合してサ ブストレート30に接合するため接合層(存在する場合)とは異なる。塗料皮膜 412及び414は同じ色又は異なった色であっても良い。
図12は、2枚の皮膜を接合するための別個の方法を示している。
部品420はお互いに端部が突きあたっている2枚の塗料皮膜422及び424 によって被覆されたサブストレート428を有している。テープ426は二枚の 皮膜を覆って共に接合している。2枚の塗料皮膜は同し色又は異なった色であっ ても良い。仮にテープ426が塗料皮膜の下面あって、送入される樹脂と接触す るような場合、テープは樹脂に対して結合性を有していなくてはならない。
一方(図面には示されていないが)、テープ426は塗料皮膜の反対側(上面) に設けることもできる。2枚の塗料皮膜の間の継目(部品410又は部品420 において)が美観を害すると思えるときには、この継目をトリム片、模様を有す る接着剤フィルム等で被覆する。
図13及びI4について、射出成形された部品430は、サブストレート436 の裏面にも塗料皮膜を付した塗料皮膜432及び434を有している。皮膜43 2はキャビティ442を有するモールド部分440に送入される。皮膜434は ゲート446を有するモールド部分444に送入される。塗料皮膜434の穴4 48はゲート446周辺でシールされ、この穴を通し及びゲート周辺から射出し た樹脂が流れ出るのを防止している。皮膜432及び434が所定の位置に達し た後、モールド部分440及び444を密閉する0次いで、樹脂をゲート446 から射出し、皮膜432及び434が射出樹脂によって形成されたサブストレー ト436の両面に接合する。
本発明は更に次に示す実施例を参照してより詳細に理解されよう。
実施例に用いられる略語及び商品名は次の表に示されたとおりのものである。
略語及び商品名 ABS アクリロニトリル−ブタジェン−スチレンACRYLOID B−44 Rot+s+ & Haas社から入手できるアクリル樹脂AFLEX Asa hi社から市場で入手できるポリテトラフルオロエチレン/エチレン共重合体フ ィルムCAPRAN ER−15A11ied Stngna1社から市場で入 手できるナイロン−6フイルム C爾 センチメートル CYCOLACGDT−6300General Electric社から市場 で入手できるアクリロニトリル−ブタジェン−スチレン樹脂CYCOLAC1, 5−1000General Electric社から市場で人手できるアクリ ロニトリル−ブタジェン−スチレン樹脂DBTL ジブチル錫ジラウレート DESMODURN−100Mobay Chemical社から市場で入手で きるポリイソシアネート EKTARGNOOI EBstvban Chemical Product s社から市場で入手できる共重合エステル FC−4303M社から市場で入手できるフルオロケミカル界面活性剤 5000 AR5PARK[、E 5ILVER5ilberline社から市 場で入手できるアルミニウムペースト fpm 1分間当りのfset kg/cm21平方糧当りのキログラム門EK メチルエチルケトン 分 mpm 1分間当りのメートル Nll05TAB 1923 Witco社から市場で入手できる熱安定剤PA 間PLEχG−62C,P、 Hal1社から市場で入手できるエポキシ化大豆 油 PET ポリエチレンテレフタレート Pit門A ポリ (メチルメタクリレート)psi 1平方インチ当りのボン ド pvc ポリ(塩化ビニル) PVDF ポリ(弗化ビニリデン) RAVEN 1200 Columbian Chen+1ca1社から市場で 入手できる黒色顔料 RT−759−D Ciba−Geigy社から市場で入手できる赤色顔料TO NF 20I Union Carbibe社から市場で入手できるポリε−カ プロラクトン 248−0061 Sun Chemical社から市場で入手できる青色顔料 μm ミクロン VAGHUnion Carbibe社から市場で入手できるポリ(塩化ビニル )/ポリ(酢酸ビニル) VANDAR210OHoecsht Celanese社から市場で入手でき るポリエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレート共重合エステル樹 脂 vYNS Union Carbide社から市場で入手できるポリ(塩化ビニ ル)/ポリ(酢酸ビニル)樹脂XENOY 1102 General Ele ctric社から市場で入手できるポリエステル/ポリカルボネート配合樹脂班 上 ここでは、次の実施例等で使用されるキャリヤーフィルム及び押出し透明コート の製造を明らかにする。3ミル(76μm)の厚さの配向及びヒートセントした PETフィルムにウレタン接着剤を浸漬ロールで塗布し、三区分対流炉の中で乾 燥して0.5 ミル(13μm)の厚さの層をフィルムの上に形成した。第1区 分の対流炉の温度は150°F (65’C) 、第2区分の温度は250°F  (121″c)、そして第三区分の温度は320°F (160°C)であっ た。いづれの区分における滞留時間はいづれも大体同じであって、全体の乾燥時 間は約5分であった。
ウレタン接着剤は次の成分を有している。
100 g TONE 201 0.5g キシロル中の1%DBTL 60 g プロピレングリコールメチルエーテルアセテート0.6g 10%  FC−430 74g DESMODURN−100 このウレタン接着剤を塗布したキャリヤーは、次に示す実施例に詳細に記載した 如き塗料皮膜の他に押出透明コート層(本願において透明コートとして述べてい る)を設けるために使用した。
透明コートは、発行された欧州特許出願0,459,720 AIに開示されて いるように、80%PVDFと20%のPHMAを含む外側層、並びに2o%P VDFと80%のP?IMAを含む内側層を有する共押出二層フィルムである。
PETキャリヤーのウレタン被覆面を鋼ニップロール/ゴムニップロールの貼合 機を使用し72°F(20”C)でフィルム面に約25psi(1,8kg/c mz)の圧力をかけて透明コートの外側面に貼合せた。ウレタン接着塗布のPE Tキャリヤーは、透明コートより多少幅が広いので、完全に透明コートを有する ことになる。PETキャリヤー及び透明コートを含む貼合せ構造物は保存及び次 の処理のために芯に巻いた。
■ス 例2では、例1の押出透明コート、黒色着色層及び二つの機能を有するpvc強 化層/接合層を含む塗料皮膜の製造を明らかにする。
青色コート層(本願においては、時として着色コート又は着色層として記述する )は、次に示す成分を含む黒色インクを用いて得た。
108.6 g ACRYLOID B−4497,2g キンロール 54.3 g ジイソブチルケトン 97.2 g シクロヘキサノン 49.8 g VYNS 10.24g RAVEN 1200 3.28g PAIIAPLEX G−621,64g NUO5TAB 19 232.36g 2−エチルへキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリ レート 例1に記載したと同しPETフィルムである3ミル(76μm)の厚さのフィル ムを有する4ミル(102μm)の厚さのカレンダー処理したPvCフィルムに 、75本の罫線を有するロールを使用し黒色インクで反転グラビア印刷を行った 。このPvCフィルムは二重の機能の強化/接合層である0次いで、この黒色イ ンクを三区分対流炉の中で全部の溶剤が取り除かれるまで乾燥した。第一区分の 温度は140” F (60°C)、第二区分の温度は260 @F (127 ”C) 、そして第三区分の温度は340°F (171°C)であった、各区 分における滞留時間はいづれも大体同じであって、そして全体の乾燥時間は約5 分であった。結果として、0.5 ミル(13μm)の厚さの黒色着色コートが PvCフィルムに付与された。黒色着色コート、PvC強化/接合層及びPET 支持体フィルムは貯蔵及び次の処理のために芯に巻いた。
6 fpm(1,82mp端)の速度で240 ’ F (116°C)の加熱 鋼貼合機を操作し、180度のアーク内でPETキャリヤーフィルムを透明コー トに巻くことによって、例1の押出透明コートの内側層に着色コートを貼合せた 。 pvc強化/接合層は貼合せ工程中ゴムのニップロールに送り、そしてPE T支持体フィルムは同時にロールをほどいて取り出した。
押出透明コート、黒色着色コート及びPVC強化/接合層を含む塗料皮膜は、室 温においてウレタン塗布PETキャリヤーを剥り取ることによって得られた。
撚主 例3は、例1の押出透明コート、青色の金属色コート、及び共重合エステルであ る二重機能の強化/接合層を含む塗料皮膜の製法を明らかにする。
着色コートは、次の成分を含む青色の金属色インクを使用して得た。
1209 g 門EK 754g キジロール 476.9 g 248−0061青色顔料250 g 5000 AR5PA RKLE SIL、VER546,9g ACRYLOiD B−44141, 8g VYNS 9.52 g PARAPLEX G−624,76g 、 NUO5TAB  192310.95 g 2−エチルへキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニ ルアクリレート 青色の金属色インクは、3M社製#234マスキングテープ(3M社から市場で 入手できる)を使用し剥離接着試験によって測定すると、約28g/インチ(+ 1グム/cm)の剥離値を有する3ミル(76tt m )のシリコン処理した PUTライナーに浸漬ロールを用いて塗布した。
塗布間隙は4ミル(102μm)であった。インクは三区分対流炉の中で例2に 示したと同し温度で溶剤が蒸発するまで(約5分)乾燥し、1.1 ミル(28 μm)の厚さの青色の金属色コートが得られた。
この青色の金属色を塗布したシリコン処理のPETライナーは貯蔵及び次の処理 のために芯に巻いた。
VANDAR2100樹脂のペレットを3ミル(76μm)の厚さに押出して、 二重機能の強化/接合層を得た。VANDAR2100樹脂のペレットを220 °F (104°C)で4時間乾燥し、そして1.75インチ(4,45cm) の直径の一軸スクリユーを有するPRODEX 7JX押出機を用いて成形した 。バレル圧力は2500psi(176kg/cm” )であって、バレルを通 した温度勾配は次の如くである。
バレル区分 1 2 3 4 ダイ 温度” F (’C)410(212) 510(268) 540(284)  550(290) 550(290)押出フィルムは、次いで120本の罫線 を引くためのミルを使用し、15gのVAGH,57gのMEK 、及び28g のキジロールを含む溶液で下塗処理を行った。この下塗したフィルムを1、次い で150°F(65°C)の対流炉の中で約1分間乾燥して名目上0.12ミル (3μm)の厚さの下塗層が得られ、そして貯蔵及び次の処理のために芯に巻い た。
下塗処理を行わない二重機能の強化/接合層を270度のアーク内で280°F  (137’C)の銅加熱貼合機に巻き、そして下塗処理をした表面を8 fp m(2,4111111)の処理速度及びフィルムに約25psi(1,8kg /cm2)の圧力をかけて青色の金属色コートに加熱貼合せを行った。
着色コートのシリコーン処理したライナーはニップローラーの所で取り除き、そ して強化/接合層及び着色層を含む貼合シートを芯に巻いた。例1に記載された ようにして得た押出透明コートは、270度のアーク及び280°F (137 °C)の銅加熱貼合機を使用した点を ′除いて、例2の方法に従ってこの貼合 シートに加熱貼合せを行った。
透明コート用のウレタン塗布したPETキャリヤーを、次に例2に記載されたよ うにして取り除いた。
撚↓ 例4では、例1の押出透明コート、例3の二重機能の強化/接合層及び青色着色 層を含む塗料皮膜の製造について明らかにする。
青色着色層は次の成分を含む青色インクによって得られる。
1110 g シクロヘキサノン 830g キジロール 551.5g ACRYLOID B−44240g 248−0061 青色 顔料143 g VYNS 9.6 g PARAPLEX G−624,3g NUO3TAB 1923 11.64 g 2−エチルへキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリ レート 例4の塗料皮膜は乾燥着色コートの厚さが約1ミル(25μm)である点を除い て、例3の方法に従って得た。
別玉 例5では、例1の押出透明コート、例4の青色着色コート及びABS二重機能の 強化/接合層を含む塗料皮膜の製造を明らかにする。
例5は下塗したVANDAR2100強化/接合層を下塗をしない4ミル(10 2μm)の厚さのABSフィルムに代えて使用した点を除いて、例4の方法に従 って実施した。このABSフィルムは180 ’ F (82”C)において4 時間事前に乾燥した本来的の色相のCYCOLACLS−1000ベレツトを押 出によって得た。バレルにおける温度勾配は次の如くである点を除いて、例3に 記載された方法に従ってペレットを押出成温度” F (”C)350(178 ) 450(234) 480(251) 490(256) 490(256 )例」− 共重合エステルの二重機能強化/接合層及び例5の青色着色コートを含む塗料皮 膜を準備した。この強化/接合層は180°F(82’C)において4時間事前 に乾燥したEKTARGNOOI樹脂のベレ・ントを押出成形して得た。このペ レットは、バレルの温度勾配は次の如くである点を除いて例3に記載した方法に 従って押出して得た。
バレル区分 1 2 3 4 ダイ 温度”F(C)380(195) 480(251) 510(26B) 52 0(273) 520(273)この強化/接合層は4ミル(102μm)の厚 さであった。300°F(149”C)にセットされた2本ロールの貼合機、二 重機能層を180度で巻く上部ローラーそして3 fpm(0,9l1ps)の 供給速度によって、上記のフィルムを例5の着色コートに加熱貼合せを行った0 次いで、着色コート支持フィルムを取り除いた0例6では、透明コートは採用し なかった。
鼾 例7では、例1の押出透明コート、例3の二重機能の強化/接合層及び赤色着色 コートを含む塗料皮膜の製法を明らかにする。
赤色着色コートは次の成分を含む赤色インクによって得た。
80 8 MEK 80 g キジロール 47.68 g ACRYLOIo B−4420,75g RT−759−D  赤色顔料12.37 g VYNS O,83g PARAPLEX G−620,41g NUO5TAB 192 30.95 g 2−エチルへキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリ レート ナイフグレードの手動スプレグー及び6ミル(152μ)の空隙で赤色インクを 3ミル(76μm)の厚さのPET支持フィルムに塗布した。例3の方法に従っ て赤色インクを塗布したPETフィルムを乾燥すると、約0.8 ミル(20μ m)の厚さの着色コートが得られた。例3で得られた二重機能の強化/接合層を 例6の方法(例3の強化/接合層を使用した点を除いて)に従って赤色インクを 塗布したPET支持フィルムに加熱貼合せを行い、ここでの二重機能層の下塗面 は着色コートと接触している。貼合機から取り出して、この積層物を約72°F (22°C)に冷却し、そしてPET支持フィルムを取り除いた。
300°F(1,49°C)に加熱した2本ロールの貼合機、透明コートを90 度で巻く上部ローラー、そして3 fpm(0,9mpm)の供給速度によって 、例1に記載と同じ透明コートを着色コート及び二重機能の強化/接合層を含む 積層体に貼合せた。押出透明コートの内側面は着色コートに接合している。次い で、透明コート用のウレタン下塗のPETキャリヤーを取り除いた。
拠非 例8では、本発明の実施に使用されるライナ一層の製法を明らかにする。ライナ 一層はポリエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレート共重合エステ ル(VANDAR2100)を含んでいる。この共重合エステル樹脂のペレット を乾燥し、次いで例3の強化/接合層に用いた方法に従って、34fpm(10 ,2+epm)の速度で動いている2ミル(51μm)の厚さのPETキャリヤ ーに押出して1.5 ミル(38μm)の厚さのライナ一層とする。このライナ 一層は5700psi(401kg/cm” )の破断応力及び500%の破断 伸びを示した。
破断応力及び破断伸びは、ASTM試験D試験2に従って破断点伸び強度及び破 断点伸びの割合によってそれぞれ測定したものである。
5INTEC11ソフトウェア−を用いたlN5TRON 1122及びApp lied TestSystemの炉をここでは使用した。炉の温度は150  ” F (66°C)、試験速度は12・インチ(30cm) 7分、ジャーの 間隙は2インチ(5cm)、負荷範囲は80ポンド(22,7kg) 、炉中の 滞留時間は炉を閉めてから5分間、そして試料の大きさは4インチ(10,16 cm) X 1インチ(2,54c+w)、■から2ミル(25から51μm) の厚さ、いづれの試料については5個を用意し、得られたその結果を平均化した 。
ライナ一層は270°F (132°C)に加熱した2本のロールの貼合機を使 用し、例5の塗料皮膜の押出透明コートの外側層に加熱貼合せを行った。ライナ 一層は上部のロール部分で巻いた。次いで、ライナ一層のPETキャリヤーを取 り除いた。ライナ一層を直接に透明コートと接触させ、そしてその間の空隙は目 視できなかった。
斑l二■ 下の表1に示されるそれぞれの厚さを有するライナ一層は、例8と同様にして製 造した。
例9−11のいづれのライナ一層は例8の方法に従い例4の塗料皮膜に加熱貼合 せを行った。いづれの場合、ライナ一層は透明コートと直接十分に接触し、その 間の空隙は目視できなかった。
肛 1ミル(25u m )の厚さのCAPIIIAN ER−15フイルムである ライナ一層を例4の塗料皮膜の押出透明コートの外側層に加熱貼合せを行い、こ こで6 fpm(1,8sp+i)の供給速度で操作した315 ’ F (1 57°C)の加熱貼合機を使用し、そして塗料皮膜を加熱貼合機(270度)で 巻き取った。ライナ一層は押出透明コートと直接十分に接触法この二つの間には 空隙は目視できなかった。例8に記載した方法に従って測定すると、例12のラ イナ一層は8.000 psi(563kg/cm” )の破断応力及び465 %の破断伸びを有していた。
罰 八F L E Xの1ミル(25μm)厚のフィルムから得られたライナ一層を 、4 fpm(1,2a+pm)の供給速度でいづれの上部及び下部シューの温 度が360°F (182°C)のLEDCO社の貼合機を使用して、例4の塗 料皮膜の押出透明コートの外側層に加熱貼合せを行った。ライナ一層は押出透明 コートと直接十分に接触し、そしてその二層の間には空隙は目視できなかった。
例13のライナ一層は、例8に記載した方法で測定すると4,400 psi( 310kg/cmz)の破断応力及び821%の破断伸びを有していた。
例14では、塗料皮膜が十分に伸ばされ、射出成形された重合体サブストレート に被覆された、本発明における射出成形部品の製造を明らかにする。この例での 射出成形部品は、図2に示された形状のものである。
特に、ライナ一層を含む例8の塗料皮膜を、図5(射出部分及び補助キャビティ は半球体を形成する形状である点を除いて)に示した基本構造を有する射出モー ルドに送入した。ライナ一層をモールドキャビティソース60に面するようにし て、5COTCII 410二重側面テープ(3M社から市場で人手できる)を 使用し、塗料皮膜を締付はハーフ6ニ取付けた。VAN DORN 300射出 成形機を使用し、150°F(66°C)に維持した射出モールド中ニXENO Y 1102樹脂を500 ’ F (260°C)において射出した。モール ドのキャビティ及びコア一部分は、60秒を周期として約0.5インチ/秒(1 2,7mm/ 5ec)の速度で密閉した。射出された樹脂が固化した後、ポリ カルボネート/ポリブチレンテレフタレート配合サブストレート及び例日の十分 に伸ばされた塗料皮膜を含む射出成形部品を取り出した。過剰の塗料皮膜はナイ フを使用して切り取った。
班用二H それぞれ例9−11の塗料皮膜を使用した点を除き、例14の方法に従って例1 4に記載したものと同じ射出成形部品を製造した。
蔀 例18では、サブストレート用の射出成形樹脂はCYCOLACGDT−630 0そしてサブストレートに面した塗料皮膜は例12のものである(ライナ一層も 含めて)点を除いて、例14−17と同じ射出成形部品の製造を明らかにする。
押出成形温度は390 ’ F (190’C)、モールドの温度は145 ”  F (63°C)そして作業周期時間は55秒であった。
阻 例I9では、サブストレートに面している塗料皮膜は例13のもの(ライナ一層 を含めて)である点を除いて、例18と同じ射出成形部品の製造を明らかにする 。
本発明は塗料皮膜で被覆された自動車部品についての有用性を特に記載したが、 本発明は更に幅広い分野で使用できる。例えば、本発明における塗料皮膜は自動 車の外装部品と同様の紫外線保護(すなわち、耐候性)及び耐薬品性を必要とす る野外用製品の表面に適用することができる。このような製品の例は、野外の遠 隔通信設備、野外のテーブルの表面、建物の外壁取付物、娯楽物品、スノーモー ビル、モーターバイク、トラクター、庭園用及び農業用機具、ポート及び自転車 が含まれる。
塗料皮膜はまた紫外線の保護を必要としない室内用製品(特に射出成形製品)、 例えば家庭用器具、コンピューターハウジング(導電性充填剤を加えて電磁障害 を保護するのが望ましい)、工業製品要はないが、しかし表面摩耗抵抗、並びに 洗浄液、食物、化粧品、薬品性を示す透明コート層は、また内面保護を呈しよう 。
一般に、本発明における塗料皮膜は通常の塗料が使用されるところでは使用でき よう。上で述べたもののみではない塗料皮膜の構造物も、また本発明の範晴に入 ることができよう。例えば、本発明に関する塗料皮膜は着色層の全面に着色剤を 使用することに加え、グラフを付与することもできる。透明コート層は所望の表 面仕上げのために、型押をすることもできる(例えば、光沢をつけたり、艶を消 したり又は処理したり)。
一方、透明コート層をライナ一層に押出して、透明コート層の外側面を所望の表 面状態にして、後で型押を行わないようにする。
同様に、本発明における塗料皮膜は重合体物質ではなく、金属板の如きサブスト レートにも適用することができる。
成形装置もまた上で述べたものと異っていても良い。例えば、モールド部分は横 方向(図面に示した如き)又は縦方向に動いても良い。締め棒(champin g bar)及び枠もモールドに使用することができる。
本願の請求の範囲に示した本発明から離れることなく、明細書及び図面の範囲内 において変更及び改善することは可能なことであろう。
補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成7年1月31日

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.重合体の押出シートの透明コート層であって、このシートは耐薬品性、耐候 性及び光学的透明度を有し、該透明コート層は外側面及び接合面を有し、そして 着色層は該接合面に直接適用されていることを包含する自動車部品又はその同効 物を被覆するのに使用される塗料皮膜。
  2. 2.該透明コート層は1%より小さい透過曇り(transmissionha ze)を有する請求項1記載の塗料皮膜。
  3. 3.該シートは少なくとも二種の異なった重合体の混合物を含み、該混合物の第 1の重合体は耐薬品性を有し、そして該混合物の第2の重合体は接合性を有する 請求項1記載の塗料皮膜。
  4. 4.該シートの該接合面に隣接する領域に比較して該外側面に隣接する領域には 、該シートは該第1重合体をより多くの割合で含みそして該第2重合体をより少 ない割合で含んでいる請求項3記載の塗料皮膜。
  5. 5.該第1重合体は弗素化重合体である請求項4記載の塗料皮膜。
  6. 6.該第1重合体はポリ(弗化ビニリデン)である請求項5の塗料皮膜。
  7. 7.該第2重合体はアクリル樹脂から得られるものである請求項4記載の塗料皮 膜。
  8. 8.該第2重合体はメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート、エチルメ タクリレート及びブチルメタクリレートから成る群からいづれも選ばれる少なく とも2種を含む混合物又は共重合体である請求項7記載の塗料皮膜。
  9. 9.該シートは70から100重量%のポリ(弗化ビニリデン)、0から30重 量%のアクリル樹脂及び0から30重量%の熱可塑性脂肪族ウレタンを含む外側 層、並びに0から30重量%のポリ(弗化ビニリデン)、0から90重量%のア クリル樹脂及び0から90重量%の熱可塑性脂肪族ウレタンを含む内側層を有す る請求項1記載の塗料皮膜。
  10. 10.少なくとも該2層は押出層である請求項9記載の塗料皮膜。
  11. 11.少なくとも該2層は共押出層である請求項10記載の塗料皮膜。
  12. 12.該着色層は重合体バインダー中に分散された顔料を含み、該バインダーは アクリレート、ビニル及びポリウレタンから成る群から選ばれる請求項第1−1 1項のいづれか記載の塗料皮膜。
  13. 13.該着色層はビニル/アクリル樹脂に分散された顔料を含む請求項12記載 の塗料皮膜。
  14. 14.該透明コート層と面している該着色層の反対面に強化層を更に有している 請求項第1−11項いづれか記載の塗料皮膜。
  15. 15.強化層は約3.0ミル(76μm)から6.0ミル(152μm)の厚さ である請求項14記載の塗料皮膜。
  16. 16.該強化層はポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/ ポリブチレンテレフタレート共重合エステル、アクリロニトリルーブタジエン− スチレン、ポリエステル/ポリカルボネート配合物、熱可塑性オレフィン、エチ レン−プロピレン−ジエン単量体、熱可塑性ウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリア ミド、アタリレート、及びこれらの混合物から成る群から選ばれた物質を含む請 求項14記載の塗料皮膜。
  17. 17.該着色層と面している該強化層の反対面に接合層を更に有している請求項 14記載の塗料皮膜。
  18. 18.該透明コート層と面している該着色層の反対面に接合層を更に有している 請求項第1−11項のいづれか記載の塗料皮膜。
  19. 19.グラフを有する層を更に含む請求項第1−11項のいづれか記載の塗料皮 膜。
  20. 20.表面層は外側面及び接合面を有し、並びにライナー層は該外側面と剥離で きるように且つ直接、密着して貼着しており、該ライナー層は射出成形温度にお いて約2,000psi(141kg/cm2)から10,000psi(70 4kg/cm2)の破断応力を有していることを包含する射出成形温度において 部品を射出成形する課程で該部品に適用する塗料皮膜。
  21. 21.該ライナー層は該射出成形温度において200%より大きい破断伸びを有 する請求項20記載の塗料皮膜。
  22. 22.該ライナー層は該射出成形温度において約4,000psi(282kg /cm2)から8,000psi(563kg/cm2)の破断応力を有する請 求項20又は21記載の塗料皮膜。
  23. 23.該ライナー層はポリエチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレー ト共重合エステルを含む請求項20又は21記載の塗料皮膜。
  24. 24.該共重合エステルは40から60重量%のポリエチレンテレフタレート及 び40から60重量%のポリブチレンテレフタレートを有する請求項23記載の 塗料皮膜。
  25. 25.該ライナー層はナイロン6又は四弗化エチレン及びエチレンの共重合体を 含む請求項20又は21記載の塗料皮膜。
  26. 26.該ライナー層はポリプロピレン、ポリエチレン、グリコール変性ポリエチ レンテレフタレート、線状低密度ポリエチレン、ポリ四弗化エチレン、エチレン −四弗化エチレン、ポリ弗化ビニル、弗素化エチレン−プロピレン、ポリフルオ ロアルコキシ/四弗化エチレン混合物、ポリアミド、線状低密度ポリプロピレン 、並びにこれらの混合物及び複合材料から成る群から選ばれた一種又はこれより 多い重合体を含む請求項20又は21記載の塗料皮膜。
  27. 27.該ライナー層は約0.5ミル(13μm)から5.0ミル(127μm) の厚さである請求項20又は21記載の塗料皮膜。
  28. 28.射出成形温度に維持された射出成形モールドに該モールドのキャビティに 該ライナー層が向くようにして該塗料皮膜を設け、そして 該キャビティに面した該皮膜の反対側の空間に流動性樹脂を射出し、該皮膜は該 キャビティの面と接触するようにされそして該射出樹脂に接合して塗料皮膜が射 出成形物を被覆し、ここで該塗料皮膜は塗料皮膜被覆成形物を形成する課程で少 なくとも1.2の伸び割合に対応できることを包含する射出成形温度において得 られた射出成形物体に請求項20又は21記載の塗料皮膜を適用する方法。
  29. 29.該部品に外側面に対する所望の輪郭の形状のキャビティを有する第1モー ルド部分及び該キャビティ内で形状とサイズを適合させて射出する部分を有する 第2モールド部分の空間に平面の塗料皮膜を保持し、 該皮膜を加熱して該皮膜に初期の輪郭を付与し、そして該モールド部分をお互の 方向に動かして該射出する部分と該皮膜を接触させ、この動きは該皮膜の引裂、 しわ及び破裂を避けるように十分に遅くそして該皮膜を軟化させそして可塑的に 変形させ、並びに該第2モールド部分と該皮膜の間の空間に流動性樹脂を射出し て該皮膜を該キャビティを形成する該第1モールド部分の表面と接触させ、該皮 膜は該モールド部分の該動きの課程で三次元的に伸ばされ、そして射出成形物体 の形成課程で該射出及びこの状態で少なくとも1.2の伸び割合を有し、 該キャビティは該キャビティ内及び該キャビティの開口付近で移動部分が射出課 程で伸長している位置にある時に該部分によって部分的に範囲を定められ、そし て該射出後該移動部分は更に引込み、ここで該移動部分は該皮膜によって被覆さ れた該部分の表面をアンダーカットすることを包含する射出成形物体に塗料皮膜 を付与する方法。
  30. 30.該物体は該皮膜によって被覆されていない一表面を有し、そして該皮膜に よって被覆されていない該物体の該表面に強化部分を更に付与することを含む請 求項29記載の方法。
  31. 31.表面、該表面の側面及び該表面の側面の反対側にアンダーカット面によっ て定められているアンダーカットを有する射出成形されたサブストレート、並び に 射出成形の課程で該サブストレートに塗料皮膜を適用しそして該表面、該側面及 び該アンダーカット面を被覆されていることを包含する射出成形物体。
  32. 32.第1及び第2モールド部分の間に第1及び第2のオーバーラップ塗料皮膜 を設け、そして 流動性樹脂を該第1及び第2塗料皮膜の間の空間に射出することを包含する射出 成形物体に塗料皮膜を付与する方法。
  33. 33.射出成形サブストレート、射出成形の課程で該サブストレートに適用しそ して該サブストレートを被覆した2つの隣接する塗料皮膜、該1つの皮膜はそれ ぞれの該皮膜の端部において該他の皮膜に貼合され、該1つの皮膜は射出成形物 体の一つの表面域を被覆し、そして該他の皮膜は該表面の隣接域を被覆すること を包含する射出成形物体。
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