特開 2024-162008 樹脂成形体、樹脂成形体を製造する製造装置および樹脂成形体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162008

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】樹脂成形体、樹脂成形体を製造する製造装置および樹脂成形体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/16 20060101AFI20241114BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20241114BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20241114BHJP

【ＦＩ】

B29C45/16

B29C45/26

B29L9:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077127

(22)【出願日】2023-05-09

(71)【出願人】

【識別番号】000119232

【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】近藤 光弘

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AD11

4F202AR12

4F202CA11

4F202CB01

4F202CB13

4F202CB22

4F202CB28

4F202CK19

4F206AD11

4F206AG03

4F206AR12

4F206JA07

4F206JB22

4F206JB28

4F206JC01

4F206JF01

4F206JF05

4F206JF06

4F206JF23

4F206JL02

4F206JN12

4F206JQ81

(57)【要約】

【課題】新規の樹脂成形体、樹脂成形体を製造する製造装置および樹脂成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂成形体は、樹脂を含む基材と、前記基材の表面に形成されたプライマー層と、前記プライマー層の表面に形成された、厚さ１００マイクロメートルから１０００マイクロメートルまでの塗膜層と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂を含む基材と、
前記基材の表面に形成されたプライマー層と、
前記プライマー層の表面に形成された、厚さ１００マイクロメートルから１０００マイクロメートルまでの塗膜層と、
を備える、樹脂成形体。

【請求項2】

前記基材は、結晶性樹脂を含む、
請求項１に記載の樹脂成形体。

【請求項3】

前記塗膜層は、第１材料と前記第１材料と異なる第２材料とが混合して硬化した塗料を含む、
請求項１または２に記載の樹脂成形体。

【請求項4】

第１型と、
前記第１型との間に第１キャビティを形成し、前記第１キャビティ内にプライマー層と樹脂材料を受け入れて、表面に前記プライマー層が形成された基材を形成する第２型と、
前記第１型との間に第２キャビティを形成し、前記第２キャビティ内に前記基材と塗料とを受け入れて、前記プライマー層の表面に塗膜層を形成する第３型と、
前記第１型および前記基材を、前記第２型に対応する位置から前記第３型に対応する位置に、前記第２型および前記第３型に対して相対的に移動させる移動手段と、
を備える、樹脂成形体を製造する製造装置。

【請求項5】

第１型と第２型との間に形成される第１キャビティ内にプライマー層を配置する工程と、
前記第１キャビティ内に樹脂材料を注入して、表面に前記プライマー層が形成された基材を形成する工程と、
前記第１型と第３型との間に形成される第２キャビティ内に前記基材を配置する工程と、
前記第２キャビティ内に塗料を注入して、前記プライマー層の表面に塗膜層を形成する工程と、
を備える、樹脂成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、樹脂成形体、樹脂成形体を製造する製造装置および樹脂成形体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、樹脂成形体を成形する金型内において樹脂成形体の塗膜層を形成する塗装方法を開示している。この塗装方法は、インモールドコーティング方法と称され、揮発性有機化合物の使用を削減でき、環境によい塗装方法として知られている。

【0003】

【特許文献1】特開２００６－７６１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、新規の樹脂成形体、樹脂成形体を製造する製造装置および樹脂成形体の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る樹脂成形体は、樹脂を含む基材と、前記基材の表面に形成されたプライマー層と、前記プライマー層の表面に形成された、厚さ１００マイクロメートルから１０００マイクロメートルまでの塗膜層と、を備える。

【0006】

また、本開示に係る樹脂成形体を製造する製造装置は、第１型と、前記第１型との間に第１キャビティを形成し、前記第１キャビティ内にプライマー層と樹脂材料を受け入れて、表面に前記プライマー層が形成された基材を形成する第２型と、前記第１型との間に第２キャビティを形成し、前記第２キャビティ内に前記基材と塗料とを受け入れて、前記プライマー層の表面に塗膜層を形成する第３型と、前記第１型および前記基材を、前記第２型に対応する位置から前記第３型に対応する位置に、前記第２型および前記第３型に対して相対的に移動させる移動手段と、を備える、樹脂成形体を製造する製造装置。

【0007】

さらに、本開示に係る樹脂成形体の製造方法は、第１型と第２型との間に形成される第１キャビティ内にプライマー層を配置する工程と、前記第１キャビティ内に樹脂材料を注入して、表面に前記プライマー層が形成された基材を形成する工程と、前記第１型と第３型との間に形成される第２キャビティ内に前記基材を配置する工程と、前記第２キャビティ内に塗料を注入して、前記プライマー層の表面に塗膜層を形成する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、新規の構造体および樹脂成形体を製造する製造装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】樹脂成形体の側面図。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図。

【図3】樹脂成形体を製造する製造装置の概略図。

【図4】樹脂成形体の製造方法を示す図。

【図5】樹脂成形体の製造方法を示す図。

【図6】樹脂成形体の製造方法を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。

【0011】

図１および図２に示すように、樹脂成形体１は、基材２と、プライマー層４と、塗膜層６と、を備える。本実施形態の樹脂成形体１は、自動車の内装に用いる加飾パネルや、バンパーなどの外装部材として用いる樹脂部材である。樹脂成形体１は、表面１ａと裏面１ｂとを有する。樹脂成形体１が自動車の内装部材である場合、表面１ａが自動車の車内に向けて組付けられる。また、樹脂成形体１が自動車の外装部材である場合、表面１ａが自動車の外に向けて配置される。

【0012】

図２に示すように、基材２は、表面２ａと裏面２ｂとを有する。裏面２ｂは、樹脂成形体１の裏面１ｂを形成する。

【0013】

基材２は、プライマー層４および塗膜層６の土台となる樹脂部材である。基材２は、結晶性樹脂または非晶性樹脂を含む樹脂材料である。本実施形態の基材２は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの熱可塑性の結晶性樹脂材料を含む。これに限らず、基材２は、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、などの熱可塑性の非晶性樹脂材料を含んでもよい。

【0014】

プライマー層４は、基材２の表面２ａに形成される。プライマー層４は、表面４ａと裏面４ｂとを有する。裏面４ｂは、基材２の表面２ａに接している。

【0015】

プライマー層４は、基材２に対する塗膜層６の接着強度を高める接着促進剤を含む。本実施形態では、接着促進剤は、基材２を形成する樹脂材料に応じて選択される。例えば、基材２の樹脂材料がポリプロピレンである場合、プライマー層４の接着促進剤は、ポリプロピレン樹脂向けの塩素化ポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンである。

【0016】

プライマー層４の厚さは、５マイクロメートル以上である。プライマー層４が上記の厚さを有することで、プライマー層４が凹凸を有する基材２の表面２ａに形成された場合でも、プライマー層４の厚さが薄くなり過ぎることが抑制される。

【0017】

塗膜層６は、プライマー層４の表面４ａに形成される。塗膜層６は、表面６ａと裏面６ｂとを有する。表面６ａは、樹脂成形体１の表面１ａを形成する。裏面６ｂは、プライマー層４の表面４ａに接している。

【0018】

塗膜層６の厚さは、１００マイクロメートルから１０００マイクロメートルまでである。塗膜層６は、塗料を含む。塗料は、第１材料と、第１材料と異なる第２材料とを混合し、硬化させた二液混合型の樹脂系塗料である。硬化は、異なる材料が混合されることによって反応し硬化すること、および、二つの異なる材料が混合されたのち、温度が低下することによって硬化することを含む。第１材料は、例えば、ウレタン樹脂および着色成分を含む主剤である。第２材料は、例えば、ポリイソシアネートを含む硬化剤である。

【0019】

これに限らず、塗料は、メラミン樹脂に着色成分を混合した一液型の樹脂系塗料、三液以上の材料を混合する三液型の樹脂系塗料であってもよい。

【0020】

本実施形態の塗膜層６は、樹脂成形体１の表面１ａの一部または全部に表れる意匠を構成する。意匠は、色彩、模様、文字、図形若しくは記号またはこれらの組み合わせである。

【0021】

これに限らず、塗膜層６は、クリア層または着色成分を含んだカラークリア層であってもよい。さらに、塗膜層６は、光を反射する、もしくは透過する雲母（うんも、マイカ）片、または、金属的な光沢を出すために光を反射させる金属片または金属粉末を含んでもよい。これにより、樹脂成形体１の意匠性を向上させることができる。

【0022】

さらに、塗膜層６は、光透過を防止する染料または顔料によって形成されてもよい。これにより、塗膜層６は、プライマー層４および基材２への光透過を防止することができる。このため、プライマー層４および基材２の耐候性を向上させることができる。ひいては、樹脂成形体１の耐候性を向上させることができる。

【0023】

また、本実施形態の塗膜層６は、プライマー層４の表面４ａの全面を覆う。

【0024】

次に、図３を用いて樹脂成形体１を製造する製造装置１０について説明する。

【0025】

図３に示すように、製造装置１０は、第１型１１と、第２型１２と、第３型１３と、第１インジェクタ１４と、第２インジェクタ１５と、移動手段１６と、を備える樹脂射出成形用装置である。

【0026】

図３（ａ）に示すように、本実施形態の第１型１１は、第１位置において第２型１２と型閉じする。第１型１１と第２型１２は、型閉じすることによって第１キャビティ１０ａを形成する。第１キャビティ１０ａは、プライマー層４と樹脂材料とを受け入れて、表面２ａにプライマー層４が形成された基材２を形成する（図４を参照）。

【0027】

第２型１２は、第１キャビティ１０ａに樹脂材料を注入する第１注入部１２ａと、第１キャビティ面１２ｂと、を有する。第１注入部１２ａは、第１キャビティ面１２ｂを迂回するように形成されている。第１キャビティ面１２ｂは、第１キャビティ１０ａ内に挿入されたプライマー層４を固定する。

【0028】

第１注入部１２ａは、第１インジェクタ１４から射出された樹脂材料を、第１キャビティ１０ａ内に注入する。本実施形態では、第１注入部１２ａは、第１キャビティ１０ａに設けられたサイドゲートに接続する。

【0029】

つまり、第２型１２は、第１キャビティ１０ａ内に挿入されたプライマー層４が固定される第１キャビティ面１２ｂと、第１キャビティ面１２ｂを迂回して第１キャビティ１０ａ内に樹脂材料を注入する第１注入部１２ａと、を有する。

【0030】

図３（ｂ）に示すように、本実施形態の第１型１１は、第１位置から、第１位置と異なる第２位置に移動可能に構成されたおり、第２位置において第３型１３と型閉じする。第１型１１と第３型１３は、型閉じすることによって第２キャビティ１０ｂを形成する。第２キャビティ１０ｂは、表面２ａにプライマー層４が形成された基材２と、塗料６１とを受け入れて、樹脂成形体１を形成する（図６（ａ）を参照）。

【0031】

本実施形態では、第２型１２と第３型１３は一体に形成される。これに限らず、第２型１２と第３型１３は、別体に形成されてもよい。

【0032】

第３型１３は、第２キャビティ１０ｂに塗料６１を注入する第２注入部１３ａと、第２キャビティ面１３ｂと、を有する。

【0033】

第２注入部１３ａは、第２インジェクタ１５から射出された塗料６１を、第２キャビティ１０ｂ内に注入する。本実施形態では、第２注入部１３ａは、第２キャビティ１０ｂに設けられたサイドゲートに接続する。

【0034】

移動手段１６は、第１型１１を第２型１２および第３型１３に対して相対的に移動させる。移動手段１６は、第１型１１を、第２型１２と型閉じする第１位置と、第３型１３と型閉じする第２位置の間で移動させる。

【0035】

本実施形態の移動手段１６は、Ｚ方向に沿って延びる軸Ｃを中心に第１型１１を回転させる。移動手段１６は、例えば、第１型１１に固定されたアクチュエータである。第１型１１は、移動手段１６と一体に回転し、図３（ａ）に示す第１位置と図３（ｂ）に示す第２位置との間を移動する。

【0036】

これに限らず移動手段１６は、第１型１１をＸ方向に沿ってスライドさせてもよい。移動手段１６は、第１型１１を第１位置および第２位置の間で移動可能に構成されればよい。

【0037】

次に、図４から図６を用いて樹脂成形体１の製造方法について説明する。樹脂成形体１の製造方法は、第１配置工程と、第１射出工程と、第２配置工程と、第２射出工程と、を備える。

【0038】

まず、図４（ａ）に示すように、第１配置工程では、第２型１２の第１キャビティ面１２ｂに、プライマー層４およびキャリアフィルム４１が固定される。

【0039】

キャリアフィルム４１は、表面４１ａと裏面４１ｂとを有する。本実施形態のキャリアフィルム４１は、表面４１ａに離型剤を塗布した離型シートである。キャリアフィルム４１の表面４１ａには、プライマー層４の表面４ａが配置される。キャリアフィルム４１の裏面４１ｂは、第１キャビティ面１２ｂに隙間なく密着される。キャリアフィルム４１は、例えば、第２型１２側に真空引きされることによって、第１キャビティ面１２ｂの形状に合わせて密着されてもよい。

【0040】

本実施形態のプライマー層４は、予めキャリアフィルム４１の表面４１ａに印刷された印刷層である。

【0041】

さらに、図４（ｂ）に示すように、第１型１１と第２型１２との間に第１キャビティ１０ａを形成する。具体的には、移動手段１６は、第１型１１を第１位置まで移動させて、第１型１１と第２型１２を型閉じする。これにより、プライマー層４は、第１キャビティ１０ａ内に配置され、プライマー層４の裏面４ｂは、第１型１１側に配置される。

【0042】

次に、図４（ｃ）に示すように、第１射出工程では、第１注入部１２ａから第１キャビティ１０ａ内に樹脂材料を注入する。樹脂材料は、表面２ａにプライマー層４が形成された基材２を形成する。

【0043】

次に、図５（ａ）に示すように、移動手段１６は、第１型１１を第１位置から移動させて、型開きする。基材２とプライマー層４は、第１型１１に固定されたまま、第１型１１とともに移動する。一方、キャリアフィルム４１は、第２型１２の第１キャビティ面１２ｂに固定される。これにより、キャリアフィルム４１は、プライマー層４の表面４ａから剥離され、プライマー層４は、キャリアフィルム４１から基材２に転写される。その後、キャリアフィルム４１は、第２型１２から除去される。

【0044】

次に、図５（ｂ）に示すように、第２配置工程では、移動手段１６は、第１型１１と、第１型１１に固定された基材２およびプライマー層４を、軸Ｃを中心に回転させる。これにより、第１型１１は、第２型１２に対応する第１位置から第３型１３に対応する第２位置に移動する。

【0045】

さらに、図５（ｃ）に示すように、第１型１１と第３型１３の間に形成される第２キャビティ１０ｂ内に基材２およびプライマー層４を配置する。移動手段１６は、第１型１１、基材２およびプライマー層４を移動させて、第１型１１を第２位置（図３（ｂ）を参照）まで移動させて、第１型１１と第３型１３を型閉じする。これにより、第１型１１と第３型１３の間に、第２キャビティ１０ｂが形成される。

【0046】

次に、図６（ａ）に示すように、第２射出工程では、第２注入部１３ａから第２キャビティ１０ｂ内に塗料６１を注入して、プライマー層４の表面４ａに塗膜層６を形成する。第２注入部１３ａから注入された塗料６１は、プライマー層４の表面４ａの全面を覆う。これにより、基材２、プライマー層４および塗膜層６が一体化される。

【0047】

さらに、図６（ｂ）に示すように、移動手段１６は、第１型１１を第２位置から移動させて、型開きする。本実施形態では、基材２、プライマー層４および塗膜層６は、第１型１１に固定されたまま第１型１１とともに移動する。

【0048】

最後に、図６（ｃ）に示すように、基材２、プライマー層４および塗膜層６を第１型１１から脱型し、樹脂成形体１が形成される。

【0049】

以上説明した通り、本開示によれば、新規の樹脂成形体および樹脂成形体を製造する製造装置を提供できる。

【0050】

本実施形態では、プライマー層４が塗膜層６の基材２への接着性を高めるので、基材２の樹脂材料の選択に関して設計自由度を高めることができる。例えば、結晶性樹脂材料のような難接着性樹脂材料が基材２の樹脂材料に採用され得る。通常の塗布方法では、塗膜層６の樹脂材料が溶媒を含むため、溶媒にプライマー成分を混入することができる。一方、インモールドコーティング方法では、塗膜層６の樹脂材料が溶媒をほとんど含まないため、溶媒にプライマー成分を混入する方策は採用されにくい。本実施形態のインモールドコーティング方法では、塗膜層６と基材２の間にプライマー層４を形成するので、塗膜層６の基材２への接着性を高めることができる。さらに、インモールドコーティング方法によれば、通常の塗装方法では垂下により形成できない厚い塗膜層６（例えば、１００マイクロメートル以上の厚さの塗膜層）を形成することができ、樹脂成形体１の耐久性が向上する。

【0051】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0052】

本実施形態の樹脂成形体１は、基材２の表面２ａに接してプライマー層４が形成されたが、本開示はこれに限定されない。基材２とプライマー層４の間には、樹脂材料またはその他の材料で形成された層が設けられてもよい。

【0053】

さらに本実施形態の樹脂成形体１は、プライマー層４の表面４ａに接して塗膜層６が形成されたが、本開示はこれに限定されない。プライマー層４と塗膜層６の間には、樹脂材料またはその他の材料で形成された層が設けられてもよい。例えば、プライマー層４と塗膜層６の間にはキャリアフィルム４１が残留してもよい。この場合、塗膜層６は、プライマー層４の表面に、キャリアフィルム４１を介して形成されることになる。

【0054】

また、プライマー層４とキャリアフィルム４１の間には加飾層が設けられてもよい。この場合、塗膜層６は、クリア層またはカラークリア層であってもよい。これにより、加飾層の意匠は塗膜層６を透過して、樹脂成形体１の表面１ａに表れる。

【0055】

本実施形態の第１注入部１２ａは、第２型１２に設けられており、第１キャビティ１０ａに設けられたサイドゲートに接続されたが、本開示はこれに限定されない。第１注入部１２ａが、第１型１１および第２型１２に設けられており、第１型１１に設けられたゲートに接続されていてもよい。

【0056】

本実施形態の第１型１１は、第２型１２と第３型１３の２つの型に対して１つ設けられたが、本開示はこれに限定されない。上記の２つの型に対応するように２つ設けられており、移動手段１６により一方の第１型１１が第１位置から第２位置に移動する場合に、他方の第１型１１が第２位置から第１位置に移動するように配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ ：樹脂成形体
２ ：基材
２ａ ：表面
２ｂ ：裏面
４ ：プライマー層
４ａ ：表面
４ｂ ：裏面
６ ：塗膜層
１０ ：製造装置
１０ａ ：第１キャビティ
１０ｂ ：第２キャビティ
１１ ：第１型
１２ ：第２型
１２ａ ：第１注入部
１２ｂ ：第１キャビティ面
１３ ：第３型
１３ａ ：第２注入部
１６ ：移動手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】