(57)【要約】  プラスチック基板のインモールドコーティング方法が開示される。方法は、（ａ）少なくとも２つの穴を備える型の第１の型穴内でプラスチック基板を成形し、成形プラスチック基板を形成するステップと；（ｂ）成形プラスチック基板を、型の第２の型穴に導入するステップと；（ｃ）成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴にコーティング組成物を導入するステップであって、コーティング組成物が、（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；（ｉｉ）ポリイソシアネートとを含むステップと；（ｄ）第２の型穴内で組成物を硬化させるステップと；（ｅ）型穴を開放するステップとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インモールドコーティングのための方法であって、
（ａ）少なくとも２つの穴を備える型の第１の型穴内でプラスチック基板を成形し、成形プラスチック基板を形成するステップと；
（ｂ）前記成形プラスチック基板を、前記型の第２の型穴に導入するステップと；
（ｃ）前記成形プラスチック基板をコーティングするために、前記基板を含有する前記第２の型穴にコーティング組成物を導入するステップであって、前記コーティング組成物が、
（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；
（ｉｉ）ポリイソシアネートと
を含むステップと；
（ｄ）前記第２の型穴内で、６２〜１０５℃の型温度および少なくとも１００ｋｇ／ｍｍ２の外部型圧力で少なくとも６０秒の期間の硬化条件で、前記組成物を硬化させるステップと；
（ｅ）前記型穴を開放し、コーティングされた成形基板が、重力のみにより、または吸引力のみにより前記第２の型穴から解放されるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記基板が、ＰＣ／ＡＢＳブレンドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の型穴内で前記基板を成形するステップが、イソシアネート反応性官能基を含むシリコーンの存在下で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記コーティング組成物が、１００％固形分組成物である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
イソシアネート反応性基を含む前記ポリマーが、（ｉ）芳香族分岐ポリエステルポリオール；および（ｉｉ）脂肪族ポリカーボネートポリオール、例えばポリカーボネートジオールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記芳香族分岐ポリエステルポリオールが、４００から１０００グラム／モルのＭｎ、１．９から２．５のヒドロキシル官能価、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転式粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、３０００から５０００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度、ＤＩＮ  ５３  ２４０／２に従って測定される、１５．４〜１６．６％のヒドロキシル含量、および１００から２００ｍｇＫＯＨ／グラムのヒドロキシル価を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティング組成物中の（ｉ）および（ｉｉ）の重量比が、１：４から４：１の範囲内である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリイソシアネートが、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転式粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、８００から１４００ｍＰａ・ｓの２３℃および１００％固形分における粘度；ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １１９０９に従う２２．５〜２３．５％のイソシアネート基含量；２．８から３．２のＮＣＯ計算官能価；および１ｗｔ．％未満のモノマージイソシアネートの含量を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
イソシアネート反応性基を含む前記ポリマーおよび前記ポリイソシアネートが、前記コーティング組成物が１：１から１．８：１のイソシアネート反応性基に対するイソシアネート基の比を有するような相対量で組み合わされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記比が、少なくとも１．３：１である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記組成物が、前記コーティング組成物の総重量を基準として０．１から１．０重量パーセントの量で前記組成物中に存在するポリエーテル修飾シリコーンをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組成物が、３０ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有する硬化したコーティングを提供するのに十分な量で前記組成物中に存在するシリコーンをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の型穴の表面上に外部離型剤が存在し、前記外部離型剤は、無電解ニッケルおよびポリテトラフルオロエチレンを含むコーティングを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記コーティングが、
（ａ）７５から１０５℃の型温度で、
（ｂ）少なくとも１１０（１０７８７バール）の外部型圧力で；および／または
（ｃ）少なくとも７０秒の期間
硬化される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の型穴を有する型を使用したインモールドコーティングのための方法、およびそのような方法によりコーティングされた基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
２成分ポリウレタン形成コーティング組成物は、それが示す多くの有利な特性のために広く使用されている。これらのコーティング組成物は、一般に、液体結合剤成分および液体硬化剤／架橋剤成分を含む。液体結合剤成分は、イソシアネート反応性成分、例えばポリオールを含んでもよく、また液体架橋剤成分は、ポリイソシアネートを含んでもよい。周囲条件下で生じ得るポリイソシアネートのイソシアネート反応性成分との付加反応は、コーティングフィルムを形成する架橋ポリウレタンネットワークを生成する。ポリウレタンコーティングは様々な様式で使用されるが、その１つは、しばしば「インモールド」コーティングと呼ばれる。
【０００３】
インモールドコーティング用途において、コーティングフィルムは、成形プラスチック基板の表面上に成形される。複数の型穴を有する金型を使用するインモールドコーティング法において、成形プラスチック部品が型の１つの穴内で形成され、成形プラスチック部品が型の第２の穴に導入されて、そこにコーティングフィルムが射出される。そのようなプロセスは、１個取りインモールドコーティングプロセスに勝る利点を有し得る。例えば、サイクル時間は、個々のプロセスステップの時間の合計で構成されないことからより短く、またプロセスパラメータは、各穴に対して独立して選択され得る。
【０００４】
複数の型穴を有する金型を使用するプロセス等の２成分ポリウレタン形成組成物を使用するものを含むインモールドコーティングプロセスに関する従来の問題は、コーティングが塗布され、硬化され、型が開放された後の不十分な「離型性」の問題である。「離型性」は、金型が開放された際に、コーティング成形プラスチック基板が金型から容易に解放される能力を指す。低い離型性は、コーティングされた基板を型から取り出すために大きな外力が必要とされるように、コーティングされたプラスチック基板が金型の表面に接着することを意味する。この外力は、しばしば、例えば製品の品質および生産性の問題を引き起こす。当然ながら、成形プラスチック基板へのコーティングの接着等の他の重要なコーティング特性、ならびに物理的特性、例えば引っかき抵抗性、耐汚染性、および耐薬品性もまた重要である。
【０００５】
結果として、良好な物理的特性、例えば引っかき抵抗性、耐汚染性、および耐薬品性を示す高い品質の仕上がりを有するコーティングされた基板を提供すると共に、成形プラスチック基板に十分に接着しながら、コーティングされた成形基板が型からの取り出しにより変形または別様に損傷されないように、優れた離型特性を示す、すなわち、コーティングプラスチック成形基板が、型が開放された際に重力のみ、または最小限の外力（例えば吸引力）によりコーティング型穴から解放される、すなわち離型する、複数の型穴を有する金型を使用するインモールドコーティングのための方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記を鑑みて考案された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
いくつかの点において、本発明は、インモールドコーティングのための方法であって、（ａ）少なくとも２つの穴を備える型の第１の型穴内でプラスチック基板を成形し、成形プラスチック基板を形成するステップと；（ｂ）成形プラスチック基板を、型の第２の型穴に導入するステップと；（ｃ）成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴にコーティング組成物を導入するステップであって、コーティング組成物が、（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；（ｉｉ）ポリイソシアネートとを含むステップと；（ｄ）第２の型穴内で、６２〜１０５℃の型温度および少なくとも１００ｋｇ／ｍｍ２の外部型圧力で少なくとも６０秒の期間、組成物を硬化させるステップと；（ｅ）型穴を開放し、コーティングされた成形基板が、重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から解放されるステップとを含む方法に関する。
【０００８】
本発明はまた、中でも、そのような方法によりコーティングされた成形プラスチック物品に関する。
【０００９】
本明細書において開示および説明される本発明は、この発明の概要において要約される実施形態に限定されないことが理解される。読者には、本明細書による様々な非限定的および非包括的な実施形態の以下の詳細な説明を考慮した上で、上記詳細およびその他の詳細が理解される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
開示される生成物および方法の構造、機能、動作、製造、および使用の全体的な理解を提供するために、本明細書において様々な実施形態が説明および例示される。本明細書において説明および例示される様々な実施形態は、非限定的および非包括的である。したがって、本発明は、本明細書において開示される様々な非限定的および非包括的な実施形態の説明により限定されない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲によってのみ定義される。様々な実施形態に関連して例示および／または説明される特徴および特性は、他の実施形態の特徴および特性と組み合わされてもよい。そのような修正および変形例は、本明細書の範囲内に含まれることが意図される。したがって、特許請求の範囲は、本明細書において明示的もしくは本質的に説明される、または別様にはそれにより明示的もしくは本質的に裏付けられる任意の特徴または特性を列挙するように補正され得る。さらに、出願人は、先行技術に存在し得る特徴または特性の請求権を断定的に放棄するように、特許請求の範囲を補正する権利を有する。したがって、任意のそのような補正は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２および３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１３２（ａ）の要件に適合する。本明細書において開示および説明される様々な実施形態は、本明細書において様々に説明されるような特徴および特性を含んでもよく、それらからなってもよく、または本質的にそれらからなってもよい。
【００１１】
本明細書において特定される任意の特許、出版物、または他の開示資料は、別段に指定されない限り、組み込まれた資料が本明細書に明示的に記載された現在の定義、記述、または他の開示資料に矛盾しない範囲内で、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。したがって、また必要な範囲内で、本明細書に記載のような明示的開示は、参照により本明細書に組み込まれる任意の矛盾する資料に優先される。参照により本明細書に組み込まれると言及されるが、本明細書に記載の現在の定義、記述または他の開示資料に矛盾する任意の資料またはその一部は、その組み込まれた資料と現在の開示資料との間に矛盾が生じない程度にのみ組み込まれる。出願人は、参照により本明細書に組み込まれる任意の主題またはその一部を明示的に列挙するように本明細書を補正する権利を有する。
【００１２】
本明細書において、「ある特定の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「様々な非限定的実施形態」等の言及は、特定の特徴または特性が実施形態に含まれ得ることを意味する。したがって、本明細書において、そのような語句および同様の語句の使用は、一般的な実施形態を指すとは限らず、異なる実施形態を指す可能性がある。さらに、特定の特徴または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の好適な様式で組み合わされてもよい。したがって、様々な実施形態に関連して例示または説明される特定の特徴または特性は、全体的または部分的に、１つまたは複数の他の実施形態の特徴または特性と組み合わされてもよい。そのようは修正および変形例は、本明細書の範囲内に含まれることが意図される。このようにして、本明細書において説明される様々な実施形態は、非限定的および非包括的である。
【００１３】
本明細書において、別段に指定されない限り、全ての数値パラメータは、全ての場合において「約」という用語により前置され修飾されるものとして理解されるべきであり、数値パラメータは、パラメータの数値を決定するために使用される根本的な測定技術の固有の変動特性を有する。少なくとも、また特許請求の範囲への均等論の適用を限定しようとするものとしてではなく、本明細書に記載の各数値パラメータは、少なくとも、報告される有効桁数に照らして、および通常の端数処理技術を適用することにより解釈されるべきである。
【００１４】
また、本明細書において列挙される任意の数値範囲は、列挙された範囲内に包含される全ての部分範囲を含む。例えば、「１から１０」の範囲は、列挙された最小値１と、列挙された最大値１０との間（これらの値を含む）の、すなわち１以上の最小値および１０以下の最大値を有する全ての部分範囲を含む。本明細書において列挙される任意の最大数値限定は、それに包含される全てのより低い数値限定を含むことを意図し、本明細書において列挙される任意の最小数値限定は、それに包含される全てのより高い数値限定を含むことを意図する。したがって、出願人は、特許請求の範囲を含む本明細書を、明示的に列挙された範囲内に包含される任意の部分範囲を明示的に列挙するように補正する権利を有する。全てのそのような範囲は、任意のそのような部分範囲を明示的に列挙するような補正が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２および３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１３２（ａ）に適合するように、本質的に本明細書に記載される。
【００１５】
文法的な冠詞「ある」および「その」は、本明細書において使用される場合、別段に指定されない限り、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」がある特定の場合において明示的に使用されている場合でも、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」を含むことを意図する。したがって、冠詞は、本明細書において、冠詞の文法的目的語の１つまたは２つ以上（すなわち「少なくとも１つ」）を指すように使用される。さらに、使用される文脈により別の意味が必要とされない限り、単数名詞の使用は複数を含み、複数名詞の使用は単数を含む。
【００１６】
本明細書において使用される場合、「ポリマー」は、プレポリマー、オリゴマー、ならびにホモポリマーおよびコポリマーの両方を包含し、これに関して、接頭辞「ポリ」は、２つ以上を指す。本明細書において使用される場合、別段に指定されない限り、「分子量」は、ポリマーに関連して使用される際には、数平均分子量（「Ｍｎ」）を指す。本明細書において使用される場合、ポリオール等の官能基を含有するポリマーのＭｎは、当業者に周知のような末端基分析により決定されるヒドロキシル価等の官能基数から計算され得る。
【００１７】
本明細書において使用される場合、「脂肪族」という用語は、構成炭素原子の置換または非置換の直鎖、分岐鎖および／または環状鎖配置により特徴付けられる有機化合物を指す。脂肪族化合物は、その分子構造の一部として芳香環を含有しない。本明細書において使用される場合、「脂環式」という用語は、閉じた環構造内の炭素原子の配置により特徴付けられる有機化合物を指す。脂環式化合物は、その分子構造の一部として芳香環を含有しない。したがって、脂環式化合物は、脂肪族化合物の部分集合である。したがって、「脂肪族」という用語は、脂肪族化合物および／または脂環式化合物を包含する。
【００１８】
本明細書において使用される場合、「ジイソシアネート」は、２つのイソシアネート基を含有する化合物を指す。本明細書において使用される場合、「ポリイソシアネート」は、２つ以上のイソシアネート基を含有する化合物を指す。したがって、ジイソシアネートは、ポリイソシアネートの部分集合である。
【００１９】
以前に示されたように、本発明のいくつかの実施形態は、インモールドコーティングのための方法に関する。そのような方法は、（ａ）少なくとも２つの穴を有する型の第１の型穴内でプラスチック基板を成形し、成形プラスチック基板を形成するステップと；（ｂ）成形プラスチック基板を、型の第２の型穴に導入するステップと；（ｃ）成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴にコーティング組成物を導入するステップであって、コーティング組成物が、（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；（ｉｉ）ポリイソシアネートとを含むステップと；（ｄ）第２の型内で、６２〜１０５℃の型温度および少なくとも１００ｋｇ／ｍｍ２の外部型圧力で少なくとも６０秒の期間、組成物を硬化させるステップと；（ｅ）型穴を開放し、コーティングされた成形基板が、重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から解放されるステップとを含む。
【００２０】
本発明の方法の実施形態は、基板を成形およびコーティングする２つの方法ステップが異なる穴内で行われるように、２つ以上の型穴を有する型内で行われる。穴の表面は、同じまたは異なる材料、例えばガラス、セラミック、プラスチック、金属または合金等から生成されてもよい。
【００２１】
第１の型穴内での基板の成形は、例えば、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、反応射出成形（ＲＩＭ）または発泡により行われてもよい。熱可塑性および熱硬化性プラスチックが基板材料として使用され得るが、その具体例は、これらに限定されないが、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ（アクリロニトリル−ｃｏ−ブタジエン−ｃｏ−スチレン）（ＡＢＳ）、ポリ（アクリロニトリル−ｃｏ−スチレン−ｃｏ−アクリル酸エステル）（ＡＳＡ）、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）（ＳＡＮ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＣ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）およびそれらのブレンドを含む。基板は、機器が対応できる任意の所望の形状であってもよい。
【００２２】
ある特定の実施形態において、第１の型穴内で基板を成形するステップは、熱可塑性物質からの射出成形プロセスにより行われる。好適な熱可塑性物質は、これらに限定されないが、ＰＣ、ＰＢＴ、ＰＡ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＳＡＮ、ＰＥＴ、ＰＯＭ、ＣＯＣ、ＰＰＯ／ＰＡまたはＰＰＯ／ＰＳブレンド、ＰＭＭＡ、ＰＰＳ熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ＥＰ、ＰＶＣおよびそれらのブレンドを含む。いくつかの実施形態において、熱可塑性物質は、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧからのＰＣ／ＡＢＳブレンド、例えばＢａｙｂｌｅｎｄ（登録商標）Ｔ８５  ＳＧを含む。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態において、第１の型穴内で基板を成形するステップは、イソシアネート反応性官能基、例えばチオール、アミン、および／またはヒドロキシル基等を有するシリコーン等の化合物の存在下で行われる。その結果、またその後塗布されるコーティング組成物中のイソシアネート基と反応性の基を含むため、そのような化合物は、基板自体の一部を形成することができる。それによって、この化合物は現在、成形基板のコーティングへの接着を改善し得ると考えられている。化合物がシリコーンである場合、シリコーンは、成形基板の第１の型穴からの解放を助長する離型剤として機能し得る。本発明における使用に好適なそのような化合物の例は、これらに限定されないが、ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびポリカプロラクトン−ポリ（ジメチルシロキサン）を含む。
【００２４】
本発明の方法の実施形態によれば、基板の成形後、基板は、同じ型の第２の穴に導入される。このために、型は開放され、基板が第２の穴内に移送される。基板の移送は、様々な方法のいずれかにより行うことができる。好適な方法の具体例は、これらに限定されないが、ロータリーテーブル、回転プレート、摺動穴およびインデックスプレート、ならびに基板がコア上に維持される同等の方法による移送を含む。基板が移送のためにコア上に維持される場合、これは、その位置が移送後にもまた正確に画定されるという利点を有する。一方、基板が、例えば取扱いシステムの補助により１つの穴から取り出され、別の穴の中に置かれる基板の移送方法もまた好適である。
【００２５】
本発明の方法の実施形態によれば、成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴にコーティング組成物が導入される。本発明の方法において利用されるコーティング組成物は、（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；（ｉｉ）ポリイソシアネートとを含む。ある特定の実施形態において、コーティング組成物は、高固形分組成物であり、これは、本明細書において使用される場合、コーティング組成物が、組成物の総重量を基準として１０ｗｔ．％以下、例えば２ｗｔ．％以下、１ｗｔ．％以下の揮発性材料（例えば有機溶媒または水）を含むことを意味する。ある特定の実施形態において、組成物は、比較的低い粘度（この粘度は、本明細書において使用される場合、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、１２，０００ｍＰａ・ｓ以下の２３℃における粘度を意味する）、１５．４〜１６．６％のヒドロキシル価（ＤＩＮ  ５３  ２４０／２に従って測定）を有する１００％固形分組成物である。
【００２６】
イソシアネート反応性基を含む好適なポリマーは、中でも、例えばポリマーポリオール、例えばポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、および／またはポリカーボネートポリオール等を含む。
【００２７】
好適なポリエーテルポリオールは、限定されることなく、１００から４，０００ｇ／モルのＭｎを有するものを含む。反復するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド単位から形成されるポリエーテルポリオール、例えば３５から１００％のプロピレンオキシド単位、例えば５０から１００％のプロピレンオキシド単位の含量を有するもの等が時折使用される。これらは、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのランダムコポリマー、グラジエントコポリマー、または交互もしくはブロックコポリマーであってもよい。反復するプロピレンオキシドおよび／またはエチレンオキシド単位から得られる好適なポリエーテルポリオールは、市販されており、例えば、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧ等から入手可能なもの（例えば、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）３６００Ｚ、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）１９００Ｕ、Ａｃｃｌａｉｍ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  ２２００、Ａｃｃｌａｉｍ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  ４０００１、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  １００４、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  １０１０、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  １０３０、Ａｒｃｏｌ（登録商標）Ｐｏｌｙｏｌ  １０７０、Ｂａｙｃｏｌｌ（登録商標）ＢＤ  １１１０、Ｂａｙｆｉｌｌ（登録商標）ＶＰＰＵ  ０７８９、Ｂａｙｇａｌ（登録商標）Ｋ５５、ＰＥＴ（登録商標）１００４、Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ（登録商標）Ｓ１８０等）を含む。
【００２８】
本発明のある特定の実施形態において、ポリマーポリオールは、ポリエステルポリオール、例えば２００から４，５００ｇ／モルのＭｎを有するものを含む。ある特定の実施形態において、ポリエステルポリオールは、７００から５０，０００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度、および２００から８００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。ある特定の実施形態において、ポリエステルポリオールは、２超、例えば３以上の平均ヒドロキシル官能価、および３５０から７００ｍｇＫＯＨ／ｇ、例えば４５０から６００ｍｇ／ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、および１０００から３００００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度を有する芳香族カルボン酸ポリエステルをベースとする。好適なポリエステルポリオールは、理解されるように、多価アルコールを化学量論的量の多価カルボン酸、カルボン酸無水物、ラクトン、またはＣ１〜Ｃ４アルコールのポリカルボン酸エステルと反応させることにより調製され得る。
【００２９】
ある特定の実施形態において、ポリエステルポリオールは、任意選択で１種または複数種の脂肪族または脂環式多価カルボン酸またはその誘導体との混合物としての、芳香族多価カルボン酸またはその無水物、エステル誘導体、ε−カプロラクトンの１つまたは複数から得られる。
【００３０】
ポリエステルポリオールの調製における使用に好適な、１１８から３００ｇ／モルの数平均分子量、および２超の平均カルボキシル官能価を有する好適な化合物は、これらに限定されないが、アジピン酸、無水フタル酸、およびイソフタル酸を含み、またはそれらの混合物が使用される。
【００３１】
ポリエステルポリオールの調製のために、好適な多価アルコールは、いくつかの実施形態において、６２〜４００ｇ／モルの数平均分子量を有するもの、例えば１，２−エタンジオール、１，２および１，３−プロパンジオール、異性体ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ならびにオクタンジオール、１，２および１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、４，４’−（１−メチルエチリデン）−ビスシクロヘキサノール、１，２，３−プロパントリオール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１，１−トリメチロールプロパン、２，２−（ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオールを含む。ある特定の実施形態において、多価アルコールは、１，２−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールおよび／またはトリメチロールプロパン、例えば１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールおよび／またはトリメチロールプロパンを含む。ある特定の実施形態において、ポリエステルポリオールは、分岐ポリエステルポリオールを含み、その例は、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ＸＰ２４８８（Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＬＬＣ）である。
【００３２】
本発明のある特定の実施形態において、ポリマーポリオールは、脂肪族ポリカーボネートポリオール、例えばポリカーボネートジオール、例えば、２００から５０００グラム／モル、例えば１５０から４，５００グラム／モル、３００から２０００グラム／モル、３００から２，５００グラム／モルまたは４００から１０００グラム／モルのＭｎ、および１．５から５、例えば１．７から３または１．９から２．５のヒドロキシル官能価を有するものを含む。そのようなポリカーボネートポリオールはまた、ある特定の実施形態において、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、２０００から３０，０００ｍＰａ・ｓ、例えば２５００から１６０００ｍＰａ・ｓもしくは３０００から５０００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度、１５．４〜１６．６％のヒドロキシル含量（ＤＩＮ  ５３  ２４０／２に従って測定）、および／または、当該技術分野において十分理解されているように末端基分析により測定された場合の、４０から３００ｍｇＫＯＨ／グラム、例えば５０から２００ｍｇＫＯＨ／グラムもしくは１００から２００ｍｇＫＯＨ／グラムのヒドロキシル価を有する。
【００３３】
そのような脂肪族ポリカーボネートポリオールは、例えば、モノマージアルキルカーボネート、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートまたはジフェニルカーボネートと、少なくとも２．０のヒドロキシル官能価を有するポリオール、例えば１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，１２−ドデカンジオール、シクロヘキサンジオメチロール、トリメチロールプロパン、および／またはこれらのいずれかの混合物とε−カプロラクトン等のラクトンとのトランエステル化により調製され得る。本発明のある特定の実施形態において、脂肪族ポリカーボネートポリオールは、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、またはそれらの２つ以上の混合物とε−カプロラクトンとから調製される。例えば、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧからのＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ｃの種類、例えばＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ｃ１１００またはＤｅｓｍｏｐｈｅｎ  Ｃ２２００等が、ポリカーボネートジオールとして使用され得る。
【００３４】
本発明のある特定の実施形態において、イソシアネート反応性基を含むポリマーは、（ｉ）ポリエステルポリオール、例えば分岐ポリエステルポリオール、ならびに（ｉｉ）ポリカーボネートポリオール、例えばポリカーボネートジオール、例えばポリカーボネートポリエステルジオール、例えば１，６−ヘキサンジオールおよびε−カプロラクトンをベースとしたものを含む。ある特定の実施形態において、本発明の方法において使用されるコーティング組成物中の（ｉ）および（ｉｉ）の重量比は、１：１０から１０：１、例えば１：５から５：１、１：４から４：１、１：３から３：１、１：２から２：１の範囲内であり、または、いくつかの場合においては、この比は１：１である。ある特定の実施形態において、イソシアネート反応性基を含むポリマー（または上述のような２種以上のそのようなポリマーの混合物）は、１０，０００ｍＰａ・ｓ以下、または、いくつかの場合においては９，０００ｍＰａ・ｓ以下もしくは８，０００ｍＰａ・ｓ以下等の、比較的低い２３℃における粘度（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ．３に従って測定される）を有するように選択される。
【００３５】
示されたように、本発明の方法において使用されるコーティング組成物は、ポリイソシアネートをさらに含む。好適なポリイソシアネートは、芳香族、芳香脂肪族、脂肪族または脂環式ジ−および／またはポリイソシアネート、ならびにそれらの混合物を含む。ある特定の実施形態において、ポリイソシアネートは、式Ｒ（ＮＣＯ）２（式中、Ｒは、４から１２個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素残基、６から１５個の炭素原子を有する脂環式炭化水素残基、６から１５個の炭素原子を有する芳香族炭化水素残基、または７から１５個の炭素原子を有する芳香脂肪族炭化水素残基を表す）のジイソシアネートを含む。好適なジイソシアネートの具体例は、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，４−ジイソシアナトブタン、１，１２−ジイソシアナトドデカン、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，３，３−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−シクロへキシレンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルジイソシアネート、１−ジイソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン−ｅ（イソホロンジイソシアネート）、１，４−フェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、２，４’−または４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、α，α，α’，α’−テトラメチル−ｍ−または−ｐ−キシリレンジイソシアネート、およびトリフェニルメタン４，４’，４’’−トリイソシアネート、ならびにそれらの混合物を含む。モノマートリイソシアネート、例えば４−イソシアナトメチル−１，８−オクタメチレンジイソシアネートもまた好適である。
【００３６】
イソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン、ウレタン、ビウレット、アロファネート、ウレチジオンおよび／またはカルボジイミド基を含有するポリイソシアネート付加物もまた、本発明の方法において使用されるコーティング組成物における使用に好適である。そのようなポリイソシアネートは、３以上のイソシアネート官能価を有してもよく、また、例えば、ジイソシアネートの三量化もしくはオリゴマー化により、またはジイソシアネートとヒドロキシルもしくはアミン基を含有する多官能性化合物との反応により調製され得る。１つの具体的実施形態において、ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートであり、これは、米国特許第４，３２４，８７９号、３段目の第５行から６段目の第４７行に従って調製することができ、この引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３７】
本発明のある特定の実施形態において、コーティング組成物は、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、２０００ｍＰａ・ｓ未満、例えば１５００ｍＰａ・ｓ未満、または、いくつかの場合においては８００から１４００ｍＰａ・ｓの２３℃および１００％固形分における粘度；８．０から２７．０ｗｔ．％、例えば１４．０〜２４．０ｗｔ．％または２２．５〜２３．５％のイソシアネート基含量（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ１１９０９に従う）；２．０から６．０、例えば２．３から５．０または２．８から３．２のＮＣＯ計算官能価；ならびに１ｗｔ．％未満、例えば０．５ｗｔ．％未満のモノマージイソシアネートの含量を有する低粘度ポリイソシアネートを含む。
【００３８】
これらのポリイソシアネートの例は、反応混合物が４２から４５、例えば４２．５から４４．５ｗｔ．％のＮＣＯ含量を有するまでヘキサメチレンジイソシアネートを三量化し、その後反応を停止させて未反応ヘキサメチレンジイソシアネートを０．５ｗｔ．％未満の残留含量まで蒸留により除去することによって調製される、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネート；イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートと混合して存在してもよいウレトジオン基含有ポリイソシアネート；米国特許第３，１２４，６０５号；米国特許第３，３５８，０１０号；米国特許第３，９０３，１２６号；および米国特許第３，９０３，１２７号に開示されているプロセスに従って調製され得るビウレット基含有ポリイソシアネート；米国特許第５，１２４，４２７号、米国特許第５，２０８，３３４号および米国特許第５，２３５，０１８号に記載のプロセスに従って調製され得るイソシアヌレートおよびアロファネート基含有ポリイソシアネート；ならびに、ＤＥ−Ａ１９６１１８４９に記載のような特殊フッ素含有触媒の存在下で調製され得るイミノオキサジアジンジオンおよび任意選択でイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを含む。
【００３９】
環式および／または直鎖ポリイソシアネート分子が有用に使用され得る。耐候性の改善および黄変の軽減のために、イソシアネート成分の（１または複数の）ポリイソシアネートは、典型的には脂肪族である。
【００４０】
本発明のある特定の実施形態において、ポリイソシアネートは、ビウレット基を含有するポリイソシアネート、例えば、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＬＬＣからＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ−１００の商品名で入手可能なヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のビウレット付加物、イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネート、例えば、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＬＬＣからＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ−３３００の商品名で入手可能なもの、および／またはウレタン基、ウレトジオン基、カルボジイミド基、アロファネート基等を含有するポリイソシアネートを含むか、または、いくつかの場合においては、本質的にそれらからなる、もしくはそれらからなる。これらの誘導体は、ポリマーである、非常に低い蒸気圧を示す、およびイソシアネートモノマーを実質的に含まないことから好ましい。
【００４１】
ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有材料との予備反応は、ポリイソシアネート単独よりも高い分子量および低いイソシアネート含量を有する修飾ポリイソシアネートをもたらす。これはしばしば、修飾ポリイソシアネートにおけるより高い粘度をもたらす。多くの場合、修飾ポリイソシアネートの粘度が低いこと、例えば、２５℃から７０℃の範囲の温度でＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度が約１０，０００ｃｐｓ未満、例えば５，０００ｃｐｓ未満、または、いくつかの場合においては４，０００ｃｐｓ未満であるものが望ましい。例示的なそのようなポリイソシアネートは、２５℃で８００〜１４００ｍＰａ・ｓの粘度を有する、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＬＬＣからＤｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ−３６００の商品名で市販されているものを含む。
【００４２】
ある特定の実施形態において、本発明の方法において使用されるコーティング組成物を形成する際に、イソシアネート反応性基を含む（１または複数の）ポリマー、例えば以前に言及された（１または複数の）ポリオール、および（１または複数の）ポリイソシアネートは、コーティング組成物が、０．８から３．０：１、例えば０．８から２．０：１、または、いくつかの場合においては１：１から１．８：１もしくは１：１から１．５：１のイソシアネート反応性基に対するイソシアネート基の比を有するような相対量で組み合わされる。いくつかの実施形態において、この比は、１．２：１超、例えば少なくとも１．３：１および／または最大１．４：１である。実際に、現在、本発明の方法において使用される高温および高圧硬化条件下において、イソシアネート反応性基、例えばヒドロキシル基の全て、または実質的に全てが、水分への曝露により硬化するか、またはアロホネート基を形成し、それによりコーティング組成物のより完全な硬化を提供するため、イソシアネート反応性基に対するイソシアネート基のそのような「過剰の指数付け」は、コーティング組成物が硬化した後にコーティングされた成形基板が重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から離型する能力に大きく寄与し得ると考えられている。
【００４３】
ある特定の実施形態において、本発明のプロセスにおいて使用されるコーティング組成物は、イソシアネート反応性基、例えばヒドロキシル基と、イソシアネート基との間の反応のための触媒をさらに含む。好適なそのような触媒は、金属および非金属触媒を含み、その具体例は、これらに限定されないが、アミン触媒、例えば１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）またはトリエタノールアミン、ならびにルイス酸化合物、例えばジラウリン酸ジブチルスズ、オクタン酸鉛、オクタン酸スズ、チタンおよびジルコニウム錯体、カドミウム化合物、ビスマス化合物、例えばネオデカン酸ビスマスおよび鉄化合物を含む。ある特定の実施形態において、触媒は、コーティング組成物中に、組成物の全固形分含量を基準として１．０ｗｔ．％以下の量で存在する。
【００４４】
ある特定の実施形態において、本発明のコーティング組成物はシリコーンを含み、これは現在、コーティング組成物中の内部離型剤として機能し、それによって、型が開放された際に、硬化したコーティングが重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から解放されるのを促進し得ると考えられている。
【００４５】
実際に、驚くべきことに、ポリエーテル修飾シリコーン化合物は、型が開放された際に、コーティングされた成形基板が重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から解放される可能性を高める傾向があるため、本発明の方法における使用に特に好適であることが判明している。
【００４６】
本発明における使用に好適なポリエーテル修飾シリコーンの例は、ポリエーテル鎖がポリシロキサンの端部および／または側鎖で含まれる化合物を含み、また、異なる有機基もまたポリシロキサン内に含まれる共修飾ケイ素化合物も含む。また、ポリエーテル修飾シリコーンが分子内に（メタ）アクリロイル基を含むことも可能である。
【００４７】
本発明における使用に好適なポリエーテル修飾シリコーン化合物の例は、これに限定されないが、ＢＹＫ（登録商標）シリコーン、例えば、これに限定されないが、ＢＹＫ（登録商標）−３７７を含み、これは、ＢＹＫ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．からの溶媒不含ポリエーテル修飾ヒドロキシル官能性ポリジメチルシロキサンである。
【００４８】
本発明における使用に好適な他の内部離型剤の例は、ポリエステル鎖がポリシロキサンの端部および／または側鎖で含まれるポリエステル修飾シリコーン化合物を含み、また、異なる有機基もまた共にポリシロキサン内に含まれる共修飾ケイ素化合物も含む。また、ポリエステル修飾シリコーンが分子内に（メタ）アクリロイル基を含むことも可能である。
【００４９】
本発明における使用に好適なポリエステル修飾シリコーン化合物の例は、これに限定されないが、ＢＹＫ（登録商標）シリコーン、例えば、これに限定されないが、ＢＹＫ−３７０を含み、これは、ＢＹＫ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．からの、キシレン、アルキルベンゼン、シクロヘキサノン、およびモノフェニルグリコール中の７５％固形分含量のポリエステル修飾ヒドロキシル官能性ポリジメチルシロキサンの溶液である。
【００５０】
本発明の方法において使用されるコーティング組成物のある特定の実施形態において、上述のシリコーン等の内部離型剤は、コーティング組成物の総重量を基準として０．１から５重量％、例えば０．１から１．０重量パーセントの量で組成物中に存在する。本発明のある特定の実施形態において、内部離型剤は、極性および分散性成分を含む全固体表面エネルギーが、Ｏｗｅｎｓ  Ｗｅｎｄｔ手順に従い前進角を使用して計算され、試料が表面保護なしで互いにスタックされ、分析前に塵を除去するために表面が軽くブラッシングされるＲａｍｅ−Ｈａｒｔゴニオメータを使用して測定した場合、３０ダイン／ｃｍ以下、例えば２５ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有する硬化したコーティングを提供するのに十分な量で組成物中に存在する。
【００５１】
本発明の方法において使用されるコーティング組成物は、塗料技術における任意の慣例的な補助剤および添加剤、例えば消泡剤、増粘剤、顔料、分散補助剤、触媒、皮張り防止剤、沈降防止剤または乳化剤等を含んでもよい。
【００５２】
以前に示されたように、本発明の方法において、コーティング組成物は、成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴に導入され、組成物は、第２の型穴内で、高圧および高温の硬化条件下で硬化される。２成分コーティング組成物、特に、十分な量の硬化触媒の存在に起因してポットライフが短いものが使用される場合、これらの成分は、ポットライフおよび設備技術に依存して、射出ノズル内、例えば高圧向流混合ヘッド内、または供給ライン内で、スタティックミキサ、またはダイナミックミキサで補助された能動的混合により、完全に混合され得る。例えば任意の硬化触媒が存在しない、または硬化触媒の量が十分に少ないことによりポットライフが長い場合、２成分の混合はまた、設備の外で行われてもよく、混合は、１成分系のように処理されてもよい。この場合、例えば、処理時間は、射出前に成分を冷却することにより長期化されてもよく、また第２の穴内の型温度を増加させることにより、短い反応時間が達成され得る。
【００５３】
本発明の実施形態において、コーティングステップは、加圧下で行われる。これは、成形プラスチック基板へのコーティング組成物の塗布が、加圧下で行われることを意味する。ある特定の実施形態において、コーティングは、基板の表面と、穴の内壁との間のギャップに、加圧下でコーティング組成物を射出することにより塗布される。圧力は、クランプ（以下でより詳細に説明される）等の外部圧力デバイスにより加圧された穴が、コーティング組成物のポットライフが終わりに達する前に充填されるのに十分高い。同時に、圧力は、コーティング組成物のフローフロントにおける気泡の形成を防止する。
【００５４】
コーティング組成物の硬化もまた加圧下で行われる。本発明に関連して、コーティング組成物の硬化は、型の開放時、型が開放された際にコーティングされた成形基板が重力のみ、または吸引力のみにより型から解放される、すなわち離型するように、十分な程度までコーティングが硬化したことを意味する。硬化時間の最後に、穴内の圧力は、周囲圧力まで降下していてもよい。
【００５５】
実際に、現在、驚くべきことに、第２の型穴の開放時、型が開放された際にコーティングされた成形プラスチック基板が重力のみ、またはせいぜい吸引力のみにより、およびコーティングされた成形基板を穴から取り出すのにいかなる追加的な力または労力も必要とせずに、第２の型の内側表面から解放される、すなわち離型する、インモールドコーティングプロセスを実行する能力に、いくつかの因子が寄与すると考えられている。特に、現在、型温度、外部型圧力、硬化時間、コーティングの組成自体（上述のような内部離型剤の存在、および前述のイソシアネート反応性基に対するイソシアネート基の比を含む）、ならびに後述の外部離型剤の存在のそれぞれの組合せが、コーティング組成物が硬化して型が開放された後にコーティングされた成形基板が重力のみ、または吸引力のみにより第２の型穴から離型する能力に大きく寄与し得ると考えられている。
【００５６】
より具体的には、いかなる理論にも束縛されないが、現在、本発明の方法において、コーティング組成（上述のような内部離型剤の存在、および前述のイソシアネート反応性基に対するイソシアネート基の比を含む）、ならびに、使用される硬化時間、型温度および外部型圧力の選択された組合せが、硬化したコーティングにおけるポリウレタン鎖の尿素基がコーティング中で互いに架橋し、それによりポリウレタンポリマーネットワークの架橋密度を増加させるように選択されると考えられている。現在、このポリウレタン鎖の架橋は、型が開放された際の硬化したコーティングにおける遊離尿素基の含量を分析することにより測定され得ると考えられている。
【００５７】
以前に示されたように、本発明の方法のある特定の実施形態において、コーティング組成物は、第２の型穴に射出される。第２の型穴は、コーティング層が所望により基板の表面全体にわたり同じ厚さであるように、任意の所望のデザインであってもよい。他の場合において、所望により、穴は、コーティング層が基板の様々な領域において異なる厚さであるような形状であってもよい。いくつかの場合において、第２の型穴は、テクスチャ化された表面を有してもよく、またはコーティングに含まれることが求められる所望のデザインもしくはロゴを有してもよい。このようにして、基板の任意の点で所望のコーティング層厚が達成され得る。本発明のある特定の実施形態において、外部離型剤は、穴の一方または両方の表面上に存在する。特に、無電解ニッケルおよびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むコーティングが、本発明の方法における外部離型剤として特に好適であることが判明している。そのようなコーティングは、Ｐｏｌｙ−Ｐｌａｔｉｎｇ，Ｉｎｃ．からＰｏｌｙ−Ｏｎｄ（登録商標）の商品名で市販されている。本発明のある特定の実施形態において、型穴は、生成されるコーティング層の乾燥フィルム厚が０．０２から１０ミリメートル、例えば０．０２から０．３ミリメートルであるように設計される。
【００５８】
第２の型穴へのコーティング組成物の射出は、成形基板の表面と型内壁との間のギャップがコーティング組成物により完全に充填されるように、１つまたは複数のノズルを介して穴に組成物を射出することにより達成され得る。コーティング組成物の最適な射出のために、射出点の数および位置が、当業者に知られた様式で適切に選択され得る。ある特定の実施形態において、第２の型穴は、穴内に存在する空気の制御された排除、および射出中の分割線または通気チャネルを介したその除去を提供するように設計される。このために、既知の計算プログラムが使用され得る。コーティング組成物の射出のための湯口デザインは、例えば、ＲＩＭ成型品の製造に関して先行技術から知られている湯口の変形例に従ってもよい。
【００５９】
ある特定の実施形態において、コーティングは、１個取りでのＲＩＭプロセスにより行われる。これは、２成分系のコーティング組成物の２つの成分が、穴への射出直前にのみ組み合わされるという利点を有する。ある特定の実施形態において、これは、イソシアネート反応性樹脂（上述の通り）を含む成分およびポリイソシアネート（上述の通り）を含む成分を、ＲＩＭ設備から衝突混合ヘッド内に供給することにより達成され、そこで成分が混合されてから第２の型穴に射出される。本発明のある特定の実施形態において、混合物は、１５〜２０グラム／秒の流速、２５００から２８００ｐｓｉ（１７６から１９７ｋｇ／ｃｍ２、１７２〜１９３バール）のライン圧力、および１２０〜１２５°Ｆ（４９〜５２℃）の温度で、第２の型穴に射出される。典型的には、そのような圧力を達成するために、成分のそれぞれが、例えば１．０μｍ以下等の直径を有する小径オリフィスを通して衝突混合ヘッドに供給される。
【００６０】
コーティング組成物は、第２の型穴内に入れられると、高い温度および外部型圧力の硬化条件に曝露される。
【００６１】
本発明における使用に好適な型温度は、例えば、６２から１０５℃、例えば７５から１０５℃の範囲であることが判明している。本明細書において使用される場合、「外部型圧力」は、（第２の穴が配置されている）型の対向面が互いに押し付けられる際の、型の対向面に対して印加される外部印加圧力を意味する。そのような圧力の源は、クランプ、ラム、または別のデバイスであってもよい。現在、驚くべきことに、この外部圧力は、本発明の重要な特徴（本明細書に記載の他の因子、例えば第２の穴の型温度、硬化時間およびコーティング組成自体と相互作用する）であると考えられている。ある特定の実施形態において、外部型圧力は、少なくとも１００ｋｇ／ｍｍ２（９８０７バール）、例えば少なくとも１１０（１０７８７バール）、または少なくとも１２０ｋｇ／ｍｍ２（１１７６８バール）である。これらの実施形態のいくつかにおいて、外部型圧力は、２００ｋｇ／ｍｍ２（１９６１３バール）以下、例えば１８０（１７６５２バール）以下、または１６０ｋｇ／ｍｍ２（１５６９１バール）以下である。ある特定の実施形態において、外部型圧力は、コーティング硬化プロセスを通して比較的一定に維持される。ある特定の実施形態において、反応時間、すなわち硬化時間は、少なくとも６０秒、例えば少なくとも７０秒である。これらの実施形態のいくつかにおいて、硬化時間は、１２０秒以内である。
【００６２】
理解されるように、本発明によるプロセスはまた、３つ以上の穴を有する型においても行うことができる。したがって、例えば、任意選択で特定の特性を有するさらなるコーティング層が、その独自の穴に各コーティング層を適用することにより塗布され得る。さらに、それぞれの１つの穴内で並行していくつかの成形プラスチック基板を生成し、次いで、１つの穴内で連続して、またはそれぞれの１つの穴内で並行してこれらをコーティングすることが可能である。
【００６３】
本発明による方法は、先行技術と比較して重要な利点を提供する。特に、コーティング組成物および硬化条件（型温度、外部型圧力、および硬化時間）の適切な選択により、第２の型穴が開放された際に、成形プラスチック部品が重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型から解放される、すなわち離型するように、成形プラスチック部品上に十分に硬化したコーティングを提供することが可能であることが観察されている。換言すれば、成形基板の変形または他の損傷の可能性のリスクに曝すのに十分な外力を使用して、第２の型穴の内部表面からコーティングされた成形基板を引き出す必要がない。
【００６４】
本発明による型の射出成形デバイスは、型の第１の穴内での射出成形を用いた熱可塑性物質または熱硬化性物質からの基板の製造に役立つ。好適な射出成形デバイスは、当業者に知られている。好適な射出成形デバイスは、基板の処理のための可塑化ユニット、ならびに型の移動、開放および閉鎖運動を担う閉鎖ユニット、温度制御装置、ならびに任意選択で基板の乾燥装置を備える、標準的な射出成形機構造を含む。
【００６５】
本発明による型内の第２の穴に接続されたコーティング射出デバイスは、基板のコーティングに役立つ。好適なコーティング射出デバイスは、個々の成分用の１つまたは複数の貯蔵容器、撹拌器、供給ポンプ、温度を確立するための温度制御デバイス、供給ライン、および任意選択で２つ以上のコーティング成分を混合するための混合デバイス、例えば高圧対向噴流混合用の混合ヘッドを含んでもよい。
【００６６】
本発明の方法により製造されたコーティングされた成形プラスチック基板は、例えば、自動車内装部品、例えばピラーライニング、トリム、グローブボックスカバー、覆い、ライトシェード、計器パネル、空気供給システムの部品等、ならびに工業的に製造されたプラスチック部品、例えば電装品、携帯電話および家庭用品の筐体等に好適である。
【００６７】
上記説明により理解されるように、本発明の実施形態は、インモールドコーティングのための方法であって、（ａ）少なくとも２つの穴を備える型の第１の型穴内でプラスチック基板を成形し、成形プラスチック基板を形成するステップと；（ｂ）成形プラスチック基板を、型の第２の型穴に導入するステップと；（ｃ）成形プラスチック基板をコーティングするために、基板を含有する第２の型穴にコーティング組成物を導入するステップであって、コーティング組成物が、（ｉ）イソシアネート反応性基を含むポリマーと；（ｉｉ）ポリイソシアネートとを含むステップと；（ｄ）第２の型穴内で、６２〜１０５℃の型温度および少なくとも１００ｋｇ／ｍｍ２の外部型圧力で少なくとも６０秒の期間、組成物を硬化させるステップと；（ｅ）型穴を開放し、コーティングされた成形基板が、重力のみにより、または吸引力のみにより第２の型穴から解放されるステップとを含む方法に関する。
【００６８】
本発明の実施形態は、前段落の方法に関し、型穴の表面は、同じまたは異なる材料、例えばガラス、セラミック、プラスチック、金属または合金等から生成されてもよい。
【００６９】
本発明の実施形態は、前の２段落のいずれかの方法に関し、第１の型穴内で基板を成形するステップは、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、反応射出成形（ＲＩＭ）または発泡により行われる。
【００７０】
本発明の実施形態はまた、前の３段落のいずれかの方法に関し、基板は、熱可塑性および／または熱硬化性プラスチック、例えばポリカーボネート、ポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレートもしくはポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（アクリロニトリル−ｃｏ−ブタジエン−ｃｏ−スチレン）、ポリ（アクリロニトリル−ｃｏ−スチレン−ｃｏ−アクリル酸エステル）、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）、ポリオキシメチレン、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、またはそれらのブレンド、例えばＰＰＯ／ＰＡ、ＰＰＯ／ＰＳ、もしくはＰＣ／ＡＢＳブレンドを含む。
【００７１】
いくつかの実施形態において、本発明は、前の４段落のいずれかの方法に関し、第１の型穴内で基板を成形するステップは、イソシアネート反応性官能基、例えばチオール、アミン、および／またはヒドロキシル基を有するシリコーン、例えばビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）および／またはポリカプロラクトン−ポリ（ジメチルシロキサン）等の化合物の存在下で行われる。
【００７２】
本発明の実施形態は、前の５段落のいずれかの方法に関し、コーティング組成物は、組成物の総重量を基準として１０ｗｔ．％以下、例えば２ｗｔ．％以下、１ｗｔ．％以下の揮発性材料（例えば有機溶媒または水）を含むか、または１００％固形分組成物である。
【００７３】
ある特定の実施形態において、本発明は、上の６段落のいずれかの方法に関し、コーティング組成物は、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、１２，０００ｍＰａ・ｓ以下の２３℃における粘度、１５．４〜１６．６％のヒドロキシル含量（ＤＩＮ  ５３  ２４０／２に従って測定）を有する。
【００７４】
本発明の実施形態は、前の７段落のいずれかの方法に関し、イソシアネート反応性基を含むポリマーは、（ｉ）ポリエステルポリオール、例えば芳香族分岐ポリエステルポリオール、例えば２００から４，５００ｇ／モルのＭｎ、７００から５０，０００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度、２００から８００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、２超、例えば３以上の平均ヒドロキシル官能価、３５０から７００ｍｇＫＯＨ／ｇ、例えば４５０から６００ｍｇ／ＫＯＨ／ｇの平均ヒドロキシル価、および／または１０００から３００００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度を有するもの；ならびに（ｉｉ）脂肪族ポリカーボネートポリオール、例えばポリカーボネートジオール、例えば２００から５０００グラム／モル、例えば１５０から４，５００グラム／モル、３００から２０００グラム／モル、３００から２，５００グラム／モルもしくは４００から１０００グラム／モルのＭｎ、１．５から５、例えば１．７から３もしくは１／９から２．５のヒドロキシル官能価、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、２０００から３０，０００ｍＰａ・ｓ、例えば２５００から１６０００ｍＰａ・ｓもしくは３０００から５０００ｍＰａ・ｓの２３℃における粘度、１５．４〜１６．６％のヒドロキシル含量（ＤＩＮ  ５３  ２４０／２に従って測定）、および／または、当該技術分野において十分理解されているように末端基分析により測定された場合の、４０から３００ｍｇＫＯＨ／グラム、例えば５０から２００ｍｇＫＯＨ／グラムもしくは１００から２００ｍｇＫＯＨ／グラムのヒドロキシル価を有するものを含み、いくつかの実施形態において、本発明の方法において使用されるコーティング組成物中の（ｉ）および（ｉｉ）の重量比は、１：１０から１０：１、例えば１：５から５：１、１：４から４：１、１：３から３：１、１：２から２：１の範囲内であり、または、いくつかの場合においては、この比は１：１である。
【００７５】
ある特定の実施形態において、本発明は、前の８段落のいずれかの方法に関し、ポリイソシアネートは、イソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン、ウレタン、ビウレット、アロファネート、ウレチジオンおよび／またはカルボジイミド基を含有するポリイソシアネート付加物、例えばヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートを含み、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３２１９／Ａ３に従って測定され、回転粘度計−Ｖｉｓｃｏ  Ｔｅｓｔｅｒ（登録商標）５５０（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｈａａｋｅ  ＧｍｂＨ）を使用して決定された場合の、２０００ｍＰａ・ｓ未満、例えば１５００ｍＰａ・ｓ未満、もしくは、いくつかの場合においては８００から１４００ｍＰａ・ｓの２３℃および１００％固形分における粘度；８．０から２７．０ｗｔ．％、例えば１４．０〜２４．０ｗｔ．％もしくは２２．５〜２３．５％のイソシアネート基含量（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ１１９０９に従う）；２．０から６．０、例えば２．３から５．０もしくは２．８から３．２のＮＣＯ計算官能価；ならびに／または１ｗｔ．％未満、例えば０．５ｗｔ．％未満のモノマージイソシアネートの含量を有する低粘度ポリイソシアネートを含む。
【００７６】
本発明の実施形態はまた、前の９段落のいずれかの方法に関し、イソシアネート反応性基を含む（１または複数の）ポリマーおよび（１または複数の）ポリイソシアネートは、コーティング組成物が、０．８から３．０：１、例えば０．８から２．０：１、１：１から１．８：１、１：１から１．５：１、１．２超：１、少なくとも１．３：１、および／または最大１．４：１のイソシアネート反応性基に対するイソシアネート基の比を有するような相対量で組み合わされる。
【００７７】
ある特定の実施形態において、本発明は、前の１０段落のいずれかの方法に関し、組成物は、シリコーン、例えばコーティング組成物の総重量を基準として０．１から５重量％、例えば０．１から１．０重量パーセントの量で組成物中に存在し得、また極性および分散性成分を含む全固体表面エネルギーが、Ｏｗｅｎｓ  Ｗｅｎｄｔ手順に従い前進角を使用して計算され、試料が表面保護なしで互いにスタックされ、分析前に塵を除去するために表面が軽くブラッシングされるＲａｍｅ−Ｈａｒｔゴニオメータを使用して測定した場合、３０ダイン／ｃｍ以下、例えば２５ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有する硬化したコーティングを提供するのに十分な量で組成物中に存在し得る、ポリエーテル修飾シリコーンをさらに含む。
【００７８】
本発明の実施形態はまた、前の１１段落のいずれかの方法に関し、第２の型穴の表面上に外部離型剤が存在し、外部離型剤は、無電解ニッケルおよびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むコーティングを含む。
【００７９】
ある特定の実施形態において、本発明は、前の１２段落のいずれかの方法に関し、コーティングは、７５から１０５℃の型温度で、ならびに／あるいは少なくとも１１０（１０７８７バール）、もしくは少なくとも１２０ｋｇ／ｍｍ２（１１７６８バール）、および／または２００ｋｇ／ｍｍ２（１９６１３バール）以下、例えば１８０（１７６５２バール）以下もしくは１６０ｋｇ／ｍｍ２（１５６９１バール）以下の外部型圧力で、ならびに／あるいは少なくとも７０秒の期間硬化される。
【００８０】
［実施例］
［実施例１］
表１に列挙された構成成分および量を使用して、コーティング組成物を調製した。それぞれの場合において、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ポリオールを高速分散機内で約２０００ｒｐｍでブレンドすることにより、成分Ｉを調製した。成分Ｉの残りの構成成分を別個に秤量し、混合中のポリオールに直接添加した。約１５分間の混合後、成分Ｉをパッケージ化した。
【表１】
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【００８１】
［実施例２］
１９５．５ｃｍ２の投影面積を有するインモールドコーティングされたプラスチック基板を、射出成形機において、２つの穴（プラスチック基板を成形するための第１の型穴、およびＲＩＭ設備に連結された成形プラスチック基板をインモールドコーティングするための第２の型穴）を有する射出型内で製造した。それぞれの場合において、成形プラスチック基板は、長方形のプラークの形態であり、基板成形物の壁厚は約３ミリメートルであり、コーティング乾燥フィルム厚は０．１から１ミリメートルであった。
【００８２】
それぞれの場合において、成形プラスチック基板は、第１のステップにおいて製造された。このために、ＰＣ＋ＡＢＳブレンド（Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧからのＢａｙｂｌｅｎｄ（登録商標）Ｔ８５  ＳＧ）の顆粒を射出成形シリンダ内で溶融した。溶融操作後、溶融熱可塑性物質を、閉鎖された型の第１の型穴に、１６５〜２００°Ｆ（７４〜９３℃）の型設定点温度、および２００トン／ｉｎ２（３１５ｋｇ／ｍｍ２、３０８８８バール）の外部クランプ圧力で射出した。約４５秒の保持および冷却時間が経過した後、型を開放した。この間、製造された基板は、射出成形型のエジェクタ側に保持され、スライドにより型コアと一緒に第２の型穴内に移動された。いくつかの例において、表２に示されるように、第２の型穴を、無電解ニッケルおよびポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ−Ｐｌａｔｉｎｇ，Ｉｎｃ．からのＰｏｌｙ−Ｏｎｄ（登録商標））のコーティングで事前にコーティングした。基板が第２の型穴内に位置付けられたら、射出成形型を再び閉鎖し、外部クランプ圧力（表２に記載の量）を印加し、溶媒不含コーティング組成物（表２に記載の通り）を第２の型穴に射出した。コーティング組成物の成分Ｉおよび成分ＩＩをＲＩＭ設備から衝突混合ヘッドに供給し、そこで混合してから、１５〜２０グラム／秒の流速、２５００から２８００ｐｓｉ（１７６から１９７ｋｇ／ｃｍ２、１７２〜１９３バール）のライン圧力、および１２０〜１２５°Ｆ（４９〜５２℃）の温度で射出した。成分Ｉは、ＲＩＭ設備から０．０００３２インチ（８．１μｍ）の直径を有するオリフィスを通して供給し、成分ＩＩは、ＲＩＭ設備から０．０００２８インチ（７．１μｍ）の直径を有するオリフィスを通して供給した。第２の型穴内での７５秒の反応時間が経過した後、型を開放し、型が開放された際に、コーティングされた成形基板が重力のみにより第２の型穴から解放されたか、すなわち離型したかどうかに関して決定した。これらの例において、表２に示されるように、外部型クランプ圧力、およびコーティング側の第２の型穴の型表面温度を変化させた。その結果を表２に記載する。
【表２】
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【００８３】
［実施例３］
表３に列挙された構成成分および量を使用して、コーティング組成物を調製した。成分Ｉは、実施例１において上述された様式で調製した。
【表３】
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【００８４】
［実施例４］
１９５．５ｃｍ２の投影面積を有するインモールドコーティングされたプラスチック基板を、射出成形機において、２つの穴（プラスチック基板を成形するための第１の型穴、およびＲＩＭ設備に連結された成形プラスチック基板をインモールドコーティングするための第２の型穴）を有する射出型内で製造した。成形プラスチック基板は、長方形のプラークの形態であり、基板成形物の壁厚は約３ミリメートルであり、コーティング乾燥フィルム厚は０．１から１ミリメートルであった。
【００８５】
成形プラスチック基板は、第１のステップにおいて製造された。このために、ＰＣ＋ＡＢＳブレンド（Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧからのＢａｙｂｌｅｎｄ（登録商標）Ｔ８５  ＳＧ）の顆粒を射出成形シリンダ内で溶融した。溶融操作後、溶融熱可塑性物質を、閉鎖された型の第１の型穴に、１６５〜２００°Ｆ（７４〜９３℃）の型設定点温度、および２００トン／ｉｎ２（３１５ｋｇ／ｍｍ２）の外部クランプ圧力で射出した。約４５秒の保持および冷却時間が経過した後、型を開放した。この間、製造された基板は、射出成形型のエジェクタ側に保持され、スライドにより型コアと一緒に第２の型穴内に移動された。第２の型穴を、無電解ニッケルおよびポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ−Ｐｌａｔｉｎｇ，Ｉｎｃ．からのＰｏｌｙ−Ｏｎｄ（登録商標））のコーティングで事前にコーティングした。基板が第２の型穴内に位置付けられたら、射出成形型を再び閉鎖し、１００トン／ｉｎ２（１５７ｋｇ／ｍｍ２）の外部型クランプ圧力を印加し、実施例３の溶媒不含コーティング組成物を、２２０°Ｆ（１０４℃）の型温度を有する第２の型穴に射出した。コーティング組成物の成分Ｉおよび成分ＩＩをＲＩＭ設備から衝突混合ヘッドに供給し、そこで混合してから、１７グラム／秒の流速、２５００から２８００ｐｓｉ（１７６から１９７ｋｇ／ｃｍ２）のライン圧力、および１２０〜１２５°Ｆ（４９〜５２℃）の温度で射出した。成分Ｉは、ＲＩＭ設備から０．０００３２インチ（８．１μｍ）の直径を有するオリフィスを通して供給し、成分ＩＩは、ＲＩＭ設備から０．０００２８インチ（７．１μｍ）の直径を有するオリフィスを通して供給した。第２の型穴内での７５秒の反応時間が経過した後、型を開放し、型が開放された際に、コーティングされた成形基板は、重力のみにより第２の型穴から解放された、すなわち離型した。
【００８６】
本明細書は、様々な非限定的および非包括的な実施形態を参照しながら記述された。しかしながら、当業者には、開示された実施形態（もしくはその一部）のいずれかの様々な置換、修正、または組合せが、本明細書の範囲内で行われてもよいことが理解される。したがって、本明細書は、本明細書に明示的に記載されていない追加的な実施形態を支持することが企図され、理解される。そのような実施形態は、例えば、本明細書に記載される様々な非限定的実施形態の開示されるステップ、成分、要素、特徴、態様、特性、限度等のいずれかを組み合わせる、修正する、または再編成することにより得ることができる。このようにして、出願人は、出願経過中に、本明細書において様々に説明されるような特徴を追加するように、特許請求の範囲を補正する権利を有し、またそのような補正は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第１段落、および３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１３２（ａ）の要件に適合する。
【国際調査報告】
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