JP2000127184A - 車両内装品用表皮の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表皮の永久歪みまでの限界伸びを大きくして、
型面からの剥離後の収縮によりポリ塩化ビニル樹脂粉末
を用いた場合と同等に型面形状に復元できるようにす
る。 【解決手段】ＭＤＩ系ポリイソシアネートとポリオール
とが反応してなる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用い
て粉体スラッシュ成形を行う。ＭＤＩ系ポリイソシアネ
ートとポリオールとが反応してなる熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂は、永久歪みまでの限界伸びが大きくポリ塩化ビ
ニルと同等となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インストルメント
パネルの表皮など、車両内装品に用いられる表皮の製造
方法に関し、詳しくは熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末か
ら粉体スラッシュ成形によって表皮を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インストルメントパネルの表皮などの車
両内装品の表皮の原材料としては、軟質な触感を求めら
れるために、従来よりポリ塩化ビニル樹脂が広く用いら
れている。またその製造方法としては、粉体スラッシュ
成形、真空成形などが利用され、得られた成形表皮を成
形型内に配置して樹脂、鉄板からなる基材と一体化する
ことにより車両内装品が製造されている。

【０００３】ところで近年、ダイオキシンによる環境汚
染が問題となり、ダイオキシンを発生させうる原材料は
極力用いないことが望ましい。そこでポリ塩化ビニル樹
脂に代わる原材料の開発が求められ、種々の材料の検討
が始まっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車両内装品用表皮の原
料としては、ポリ塩化ビニル樹脂と同等の軟質度をも
ち、かつダイオキシンを発生しない樹脂として、熱可塑
性ポリウレタン樹脂が先ず想到される。そして熱可塑性
ポリウレタン樹脂の原材料であるポリイソシアネートと
しては、非黄変性のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシア
ネート）が一般に用いられている。

【０００５】ところが上記熱可塑性ポリウレタン樹脂と
ポリ塩化ビニル樹脂との物性を比較したところ、引張り
試験を行った場合に永久歪みが発生する限界伸び量が大
きく異なることが明らかとなった。また金型などへの付
着性も大きく異なることも明らかとなった。これらの特
性の違いは、粉末スラッシュ成形時に意外な悪影響をも
たらすのである。

【０００６】すなわち、粉体スラッシュ成形時には、樹
脂粉末が型面から加熱されて溶融して溶融樹脂膜とな
り、それが冷却固化して表皮が形成される。そして形成
された表皮を型面から剥離することで内装品の製造に供
給されるのであるが、型面からの剥離の際に部分的に伸
び量が異なる場合がある。例えば型面に比較的細かな凹
凸部があるような場合には、その部分で表皮と型面との
付着面積が部分的に大きくなるため、凹凸部とその周囲
では表皮の伸び量が異なることとなる。

【０００７】従来のポリ塩化ビニル樹脂粉末を用いて粉
体スラッシュ成形により表皮を製造した場合には、剥離
時に表皮の伸び量が部分的に異なったとしても、ポリ塩
化ビニル樹脂は永久歪みとなる限界伸び量が大きいた
め、一旦は伸長しても剥離後に徐々に収縮して元の型面
に沿う形状が復元する。また加熱することにより、元の
形状に復元する速度も大きくなる。したがって元の形状
が復元した表皮を型内に配置して基材と一体化成形すれ
ば、形状精度の高い内装品を製造することができる。

【０００８】しかし、ポリ塩化ビニル樹脂と従来の熱可
塑性ポリウレタン樹脂とでは、永久歪みとなる限界伸び
量は熱可塑性ポリウレタン樹脂の方が小さい。そのため
熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いて同様に粉体スラッシ
ュ成形を行うと、部分的に大きく伸びた部分に永久歪み
が生じて剥離後の収縮量が小さくなる。したがって成形
時に成形型の型面に沿うように表皮を配置すると、表皮
の形状精度が低いため表皮が余る部分や不足する部分が
発生し、基材と一体化成形時に皺が発生したりして車両
用内装品の外観が悪くなるという問題が発生する。

【０００９】さらに、金型との付着性は熱可塑性ポリウ
レタン樹脂の方がポリ塩化ビニル樹脂より大きいため、
剥離時に要する力も大きく必要となり、ポリ塩化ビニル
樹脂製の表皮よりも部分的に大きく伸びやすい。本発明
はこのような事情に鑑みてなされたものであり、熱可塑
性ポリウレタン樹脂粉末を用いて粉体スラッシュ成形に
より表皮を形成する製造方法において、表皮の永久歪み
までの限界伸びを大きくして、型面からの剥離後の収縮
により容易に型面形状に復元できるようにすることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の車両内装品用表皮の製造方法の特徴は、粉体スラッ
シュ成形により表皮を形成する製造方法において、ＭＤ
Ｉ系ポリイソシアネートとポリオールとが反応してなる
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を加熱されたスラッシュ
成形型の型面に供給し、スラッシュ成形型の型面で溶融
させ次いで冷却固化して型面に沿う形状の表皮を形成
し、次いで型面から表皮を剥離することにある。

【００１１】また請求項２に記載の車両内装品用表皮の
製造方法の特徴は、請求項１に記載の製造方法におい
て、ＭＤＩ系ポリイソシアネートの少なくとも一部が水
添ＭＤＩ系ポリイソシアネートであることにある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法では、ＭＤＩ系
ポリイソシアネートとポリオールとが反応してなる熱可
塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いている。この熱可塑性
ポリウレタン樹脂は、永久歪みまでの限界伸びが大きい
という特徴を有する。そのためスラッシュ成形型からの
剥離時に表皮に部分的に大きな伸びが発生しても、その
後の収縮により所定形状に容易に復元する。したがって
表皮を内装品の基材を成形する成形型内に配置したとき
に型面に確実にフィットし、形状精度の高い車両用内層
品を製造することができる。

【００１３】しかしながら、ＭＤＩ系ポリイソシアネー
トを用いた熱可塑性ポリウレタン樹脂は、その分子中の
ベンゼン環に起因して黄変しやすいという欠点がある。
表皮が濃色である場合や表皮の表面にさらに塗装などを
施す場合には、熱可塑性ポリウレタン樹脂の黄変は問題
とならないが、淡色系の表皮をそのまま用いる場合には
黄変することは好ましくない。

【００１４】そこで請求項２に記載したように、ＭＤＩ
系ポリイソシアネートの少なくとも一部を水添ＭＤＩ系
ポリイソシアネートとすることが望ましい。水添ＭＤＩ
系ポリイソシアネートは黄変の不具合がないので、水添
ＭＤＩ系ポリイソシアネートの量は多いほど好ましく、
ＭＤＩ系ポリイソシアネートの全部を水添ＭＤＩ系ポリ
イソシアネートとすることが望ましい。

【００１５】ＭＤＩ系ポリイソシアネートとしては、ピ
ュアＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）及び
その変性品、ポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフ
ェニルポリイソシアネート）及びその変性品などを用い
ることができる。また水添ＭＤＩ系ポリイソシアネート
としては、水添ＭＤＩ（ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート）及びその変性品が代表的に用いられる。

【００１６】また上記特性を損なわない範囲で、ＭＤＩ
系ポリイソシアネートに他のポリイソシアネートを混合
することもできる。このように混合可能な他のポリイソ
シアネートとしては、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネー
ト）、ＴＯＤＩ（トリジンジイソシアネート）、ＮＤＩ
（ナフタリンジイソシアネート）などの芳香族系ポリイ
ソシアネート、ＨＤＩ（ＨＭＤＩ）（ヘキサメチレンジ
イソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネ
ート）、ＸＤＩ（キシリレンジイソシアネート）、水添
ＸＤＩなどの脂肪族系ポリイソシアネートを用いること
ができる。

【００１７】ＭＤＩ系ポリイソシアネート以外のポリイ
ソシアネートの混合量は、ポリイソシアネート全体の２
５重量％以下とすることが好ましい。ＭＤＩ系ポリイソ
シアネート以外のポリイソシアネートの混合量が２５重
量％を超えると永久歪みまでの限界伸びが小さくなり、
型面から剥離したときに永久歪みが生じて形状精度が低
くなる場合がある。

【００１８】本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタン
樹脂を構成するポリオールとしては、アジペート系ポリ
オール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリカプロラ
クトン系ポリオールなどのポリエステル系ポリオールが
好ましいが、場合によってはポリプロピレングリコー
ル、ポリマーポリオール、ポリテトラメチレングリコー
ルなどのポリエーテル系ポリオール、あるいはポリブタ
ジエンポリオール、アクリルポリオールなどを単独であ
るいはポリエステル系ポリオールと混合して用いること
もできる。

【００１９】本発明の製造方法では、上記した熱可塑性
ポリウレタン樹脂粉末が加熱されたスラッシュ成形型の
型面に供給され、型面から供給される熱により溶融して
溶融樹脂膜となる。熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の溶
融温度は、その組成によって異なるので、金型の温度は
用いる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の融点以上とすれ
ばよい。

【００２０】そして溶融樹脂膜が所定厚さになった状態
で、溶融樹脂膜は直接又は金型を介して間接的に冷却さ
れ、凝固して表皮が形成される。この冷却は、水冷、空
冷など特に手段を選ばない。そして表皮が冷却された
後、表皮を型面から剥離する。このとき型面の凹凸面な
どには表皮が強く付着している。また熱可塑性ポリウレ
タン樹脂は金型型面への付着力が大きい。したがって剥
離時には表皮が部分的に大きく伸びるが、本発明に用い
ている熱可塑性ポリウレタン樹脂は永久歪みまでの限界
伸びがきわめて大きいため、部分的に大きく伸びてもそ
の後の収縮により元の型面形状が復元する。なお、収縮
を促進させるために、剥離後に加熱することも有効であ
る。

【００２１】このようにして収縮して型面形状が復元し
た表皮は、別の成形型の型面に沿うように配置され、射
出成形あるいはスタンピング成形などによる樹脂基材が
表皮裏面側に一体的に成形されて車両用内装品が形成さ
れる。表皮は形状が復元しているため成形型の型面に精
度高く沿って配置されるので、余ったり不足したりする
ような不具合がなく、成形時の皺の発生もないので、得
られる内装品は形状精度の高い表皮をもつものとなる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 （実施例１）ポリエステル系ポリオールと水添ＭＤＩと
を、インデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）＝１．３で反応させ
て得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末（品名「試作
品Ｎｏ．９５」日本ミラクトラン（株）製）を用意し、
型面が２１０℃とされたスラッシュ成形型に供給して溶
融樹脂膜を所定厚さとした後、金型ごと水冷して溶融樹
脂膜を冷却し表皮を形成した。型面の形状は長さ２０
０．３５ｍｍ、幅１２０ｍｍの長方形状をなし、型面は
平滑であって、表皮厚さは０．７ｍｍである。

【００２３】そして表皮の温度が４０℃となった時点
で、型面から表皮を剥離し、調湿された常温の室内で１
分間室温に放置した後、同じ室内でインストロンを用い
て表皮を長手方向に所定伸長率となるように強制的に引
張り、その状態で３０秒間保持した後荷重を除去した。
強制伸長率は、０，５，１０，２０，３０％の５水準と
した。

【００２４】強制伸長後のそれぞれの表皮を室温で１４
日間放置し、その後それぞれの表皮長さｌを測定して、
成形直後の長さ（金型の型面の長さ２００．３５ｍｍ）
Ｌに対する収縮率を次式（１）式により算出した。結果
を表１に示す。 収縮率（％）＝１００×（Ｌ−ｌ）／Ｌ （１） （実施例２）水添ＭＤＩとＨＤＩを重量比で７５／２５
となるように混合したポリイソシアネートと、実施例１
と同様のポリエステル系ポリオールとを、インデックス
（ＮＣＯ／ＯＨ）＝１．３で反応させて得られた熱可塑
性ポリウレタン樹脂粉末（品名「試作品Ｎｏ．９６」日
本ミラクトラン（株）製）を用いたこと以外は実施例１
と同様にして表皮を製造し、同様にして収縮率を測定し
た。結果を表１に示す。

【００２５】（実施例３）水添ＭＤＩとＨＤＩを重量比
で５０／５０となるように混合したポリイソシアネート
と、実施例１と同様のポリエステル系ポリオールとを、
インデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）＝１．３で反応させて得
られた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末（品名「試作品Ｎ
ｏ．９７」日本ミラクトラン（株）製）を用いたこと以
外は実施例１と同様にして表皮を製造し、同様にして収
縮率を測定した。結果を表１に示す。

【００２６】（比較例１）熱可塑性ポリウレタン樹脂粉
末の代わりにポリ塩化ビニル樹脂粉末を用いたこと以外
は実施例１と同様にして表皮を製造し、同様にして収縮
率を測定した。結果を表１に示す。（比較例２）ＨＤＩ
と実施例１と同様のポリエステル系ポリオールとを、イ
ンデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）＝０．９５で反応させて得
られた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末（品名「試作品Ｎ
ｏ．２０２」日本ミラクトラン（株）製）を用いたこと
以外は実施例１と同様にして表皮を製造し、同様にして
収縮率を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】（評価）

【００２８】

【表１】 表１より、各実施例で得られた表皮は、強制的に３０％
伸長させても放置している間にほぼ型面形状にまで収縮
し、従来の製造方法である比較例１で得られた表皮と同
等の値となっている。それに比べて比較例２で得られた
表皮では、例えば強制的に３０％伸長させたものでは収
縮率が−２．６９％であり、１４日間放置しても型面形
状より２．６９％大きいままであって、永久歪みが生じ
ていることがわかる。これは、比較例２ではポリイソシ
アネートとしてＨＤＩを用いたことに起因していること
が明らかであり、実施例では水添ＭＤＩを用いているた
め永久歪みが生じなかったか、もしくは永久歪み量が小
さかったことが明らかである。

【００２９】また各実施例どうしの結果を見ると、ＨＤ
Ｉが多くなるにつれて永久歪みの発生確率が高くなって
おり、水添ＭＤＩは７５重量％以上用いるのが好ましい
こともわかる。

【００３０】

【発明の効果】すなわち本発明の車両内装品用表皮の製
造方法によれば、永久歪みまでの限界伸び量が大きな表
皮を製造することができるので、型面からの剥離時に部
分的に伸長しても収縮により型面形状が復元する。した
がって従来のポリ塩化ビニル樹脂の代替えとして熱可塑
性ポリウレタン樹脂を用いることが可能となり、焼却時
などのダイオキシンの発生による環境の悪化を防止する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F205 AA31 AC04 AH26 GA13 GB01 GC04 GE01 GE06 GF01 GF23 GN07 GN13 GN18 GN28 GN29 4J034 BA03 DA01 DB03 DB04 DB07 DF01 DF02 DF12 DF20 DG04 DG06 DP18 GA06 GA33 HA01 HA06 HA07 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC63 HC64 HC67 HC71 QC04 QD06 RA12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体スラッシュ成形により表皮を形成す
   る製造方法において、ＭＤＩ系ポリイソシアネートとポ
   リオールとが反応してなる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉
   末を加熱されたスラッシュ成形型の型面に供給し、該ス
   ラッシュ成形型の型面で溶融させ次いで冷却固化して該
   型面に沿う形状の表皮を形成し、次いで該型面から該表
   皮を剥離することを特徴とする車両内装品用表皮の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記ＭＤＩ系ポリイソシアネートの少な
   くとも一部が水添ＭＤＩ系ポリイソシアネートであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の車両内装品用表皮の製
   造方法。