JP2001513711A - 一体形成された光安定性ポリウレタンエラストマー被覆を有する装飾用自動車内装トリム製品の製造方法 - Google Patents

一体形成された光安定性ポリウレタンエラストマー被覆を有する装飾用自動車内装トリム製品の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 自動車の車両に取り付けられ、その内部の一部を形成するように構成されるパネル状構造体の製造方法。この方法によると、水に分散した熱可塑性ポリウレタン組成物及び熱活性を有する反応性架橋モノマーを成形面に塗布し、この後にこの組成物を乾燥させることにより、この構造体の露出した外側表面の少なくとも一部分を画定する外層(26)を製造する。次に、外層が成形面上に保持されている間に高速反応性組成物を外層の内側表面に吹きつけ、外層と界面化学結合したポリウレタンエラストマー内層(28)を形成する。次に、外層が界面化学結合された内層を硬質支持体(22)と結合させ、これによって硬質支持体は外層を補強する機能を果たす。パネル状構造体の露出した外側表面は本物の革の外観及び感触を擬するものであり、内層と、必要に応じて用いる半硬質ポリウレタン多孔性発泡中間層(44)は、外層の露出した部分に圧縮感触を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 一体形成された光安定性ポリウレタンエラストマー被覆を有する 装飾用自動車内装トリム製品の製造方法 発明の背景 1.発明の技術分野 本発明は、自動車に取り付けられその内装の一部を形成するよう構成されたパ ネル状構造体を含む、自動車内装トリム製品の製造方法に係り、特に、インスト ルメントパネル、ドアパネル、グローブコンパートメントドアなどの、自動車内 装トリム製品の製造に関する。 2.従来技術の説明 インストルメントパネル、ドアパネル、アームレスト、ヘッドレスト、フロア コンソール、膝用クッション、及びグローブコンパートメントドアなどの自動車 内装トリム製品は、従来、自動車本体に取付け可能な硬質の支持体上に軟質の装 飾用被覆を施し、且つ装飾用被覆と硬質の支持体との間に、多孔性ポリウレタン パッディングを挿入することにより構成されている。通常、真正な皮革のもつ外 観及び感触に擬したものとなるよう、所定の手触り及び色が装飾用被覆に与えら れる。 二重層の装飾用被覆を有する、自己支持型の自動車内装合成トリム製品の製造 方法が、レクティセル(Recticel)の国際出願WO93/23237において、特 にその実施例2に開示されている。この内装トリム製品を製造するためのWO9 3/23237に開示された方法によれば、まず溶剤で分散したポリウレタンラ ッカーを「鋳型内塗料」として開放鋳型の成形面に塗布し、次いで溶剤を蒸発さ せることにより乾燥させる。次いで、特別なノズル及び塗布システムを用いるこ とにより、乾燥した鋳型内塗料の表面に、二つの部分のポリウレタンエラストマ ーから製造される「膜」が形成される。実際に実施する場合に使用できる適切な スプレーノズル及びシステムが米国特許第5,028,006号及び同第5,0 71,683号に開示されている。次いで、ポリウレタン反応混合物をポリウレ タンエラストマー膜にスプレーすることにより、ポリウレタン多孔性発泡層を製 造する。仕上に、ポリウレタンまたはポリイソシアネート反応混合物をポリウレ タン多孔性発泡層の対向する表面に塗布して硬質の合成担体を得る。 この従来技術の、WO93/23237に開示された鋳型内塗料を含む二重層 被覆及びその製造方法の商業的価値は、WO93/23237の所有権者である レクティセルの現在の商業活動より立証されるように極めて低い。レクティセル は鋳型内の溶剤ベースのラッカーを商業活動において利用していない。レクティ セルは顧客に対し鋳型内塗料の使用を禁止さえしている。 更に、溶剤ベースのラッカーを鋳型内塗料として用いると、WO93/232 37に開示された製造方法に、幾つかの複雑、非能率的な要素により、悪影響が もたらされる。一例として、これらのラッカーは大量の揮発性有機化合物(VO C)を含有している。VOCは引火性及び爆発性が非常に高い故に、これらのラ ッカーは政府の厳重な規制下におかれている。これらの政府の規制に従う場合、 作業員の安全を確保し、環境汚染を防止するよう設計された高価な設備をさらに 要求されることが少なくない。例えば、このようなラッカーを取り扱うために備 えられる製造設備は、特別なスプレー装置、別体で特注されたスプレーゾーン、 及び空気清浄装置を備えたものでなくてはならない。更に、作業員は、耐火性を 有し、また有毒ガスから身を保護するための、特別な防護用の、しばしばかさ張 る扱いづらい衣服を着用しなければならない。 従って、パネル状構造体をより効率良く、安上がりな方法で製造でき、得られ るパネル状構造体が高品質であり、皮革に似た外観を有する、多層装飾用被覆を 有するパネル状構造体を製造する方法を提供する必要がある。 発明の概要 従って、本発明の一つの目的は、従来の技術及び上述の必要性に付随した上記 の諸問題を解決することである。本発明の原理によれば、この目的は、自動車へ 取付け可能に構成され且つその内装の一部を形成するパネル状構造体を製造する 方法を提供することにより達せられる。パネル状構造体は構造体の外側表面を画 定している外層、及び構造体の内側表面を画定している硬質の支持体を含む。該 外層の少なくとも一部は、車両の内側に露出している。支持体は、パネル状構造 体が自動車に取り付けられると、車両の内側からは見えなくなる。 本発明の製造方法の一実施形態によれば、パネル状構造体を製造するために、 少なくとも以下のステップが実行される。まず、1つまたはそれより多くのヒド ロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基を含有する少なくとも一種類の光 安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、所望の着色剤と、熱活性を有する反応 性架橋モノマーとを含む、水中に分散された組成物を、対応する外層の外形を画 定するよう成形された、加熱された一つの成形面に塗布する。熱活性を有する反 応性架橋モノマーとしては、カルボジイミドが好ましい。光安定性の熱可塑性ポ リウレタン及び熱活性化された反応性架橋モノマーを加熱し、熱可塑性ポリウレ タンと反応性架橋モノマーとの間に架橋結合を形成するよう反応させる。このと き、加熱は予熱することが好ましい。第二に、水で分散された組成物を、これが 成形面にある間に実質的に乾燥させ、外側表面を有する露出された外層を形成す る。この外層の少なくとも一部は所望の感触、色及びパネル状構造体の構成を有 する。第三に、少なくとも一種類のポリイソシアネート及び少なくとも一種類の ポリオールを含む高速反応性組成物を、外層が成形面上にある間に外層の内側表 面上にスプレーし、外層中の熱活性を有する反応性架橋モノマーの未反応官能基 を介して外層のポリウレタンと架橋結合したポリウレタンエラストマーを含む内 層を形成する。従って、外層の内側表面と内層の隣接する表面との界面に化学結 合を有する複合層状構造体が得られる。第四に、外層が界面で化学結合された内 層、即ち複合層状構造体を、硬質の支持体が外層を強化する役割を果たすよう、 硬質の支持体に接合する。必要に応じて、内層と硬質の支持体との間に軟質の多 孔性ポリウレタン発泡層を形成してもよい。従って、パネル状構造体は露出した 部分の、真正な皮革の外観及び感触に擬した感触及び色、内層によってまた場合 によっては軟質の多孔性発泡層の中間層によっても外層にもたらされる圧縮感触 (compressing feeling)を保持する。 本実施形態に従って製造される複合層状構造体は、外的影響に対し、優れた化 学的抵抗、並びにかき傷及び他の傷に対する優れた抵抗を示す。また、複合体に このようなパネル状構造体において望ましい非反射性及び低光沢表面の外観を複 合体に付与するため、複合体に適切な添加剤を添加してもよい。更に、複合体の 内層及び外層はともに優れた伸展性を有することにより特徴付けられ、これによ りこの複合体は、使用の間、例えば−30℃〜80℃の広い温度範囲にわたり、 外層に亀裂を生じることなく凹みや撓みに耐えることができる。 上述した本発明の原理はあらゆるタイプのパネル状構造体の製造に適用するこ とができるが、特にインストルメントパネル(ダッシュボードともいう)及びド アパネルに対し優れた適用性を有する。更に、本発明の原理は、乗用車、トラッ ク、バン、多用車など種々のタイプの車両のパネル状構造体の製造に適用できる 。 本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び利点は、本発明の原理を例示した付 属の図面と関連させることにより、以下の詳細な記述から明らかとなる。 図面の簡単な説明 付属の図面は本発明を図示したものである。これらの図面において、 図1は、本発明の方法により製造された完成した車両ドアパネルの、部分的に 断面図としまた部分的に想像線で示された斜視図であり、 図2は、本発明の方法により製造された完成した車両インストルメントパネル の斜視図であり、 図3は、図2の断面線III−IIIに沿って切断された図2のインストルメントパ ネルの断面図であり、 図4は、本発明に従って光安定性架橋ポリウレタン外層を形成するために、水 で分散されたポリウレタン組成物を加熱しながら成形面に塗布するステップを示 す、成形面の断面図であり、 図5は、ポリウレタン外層の乾燥ステップを示す、図4と同様の断面図であり 、 図6は、外層が成形面上に保持されている間に、高速反応性組成物を外層の内 側表面上にスプレーすることにより内層を得るステップを示す、図5と同様の断 面図であり、 図7は、成形面から内層と外層との組合せを取り除くステップを示す、図6と 同様の断面図であり、 図8は、本発明の方法の一実施形態に従って、内層と外層との組合せが第2の 成形面上に置かれている間に反応混合物を内層に塗布することにより、比較的硬 質のポリウレタン多孔性発泡材の中間層を得るステップを示す、第2の成形面の 断面図であり、 図9は、第2の成形面上にある内層と外層との組合せを、第3の成形面上に配 置された、事前に形成した比較的硬質の支持体と接合するステップを示す、断面 図である。 好適な実施形態の説明 ここで図面を更に詳細に参照すると、図1には、本発明の原理に基づく方法の 一実施形態により製造された、本実施例を通して符号10で表される車両ドアパ ネルを含むパネル状構造体が示されている。ドアパネル10は、ウインド・シル 上部12及びアームレスト部14を含み、これらの間にボルスター受け部16が 画定されている。ラグ部20が接続された下部にある平坦なラグ受け部18がア ームレスト部14の下方に配置されている。 図1の断面に示されているように、パネル状構造体10は車両の内側に露出し た外側表面10a、及びパネル状構造体10を自動車に取り付けたときには車両 の内側からは見えない内側表面10bを有する。パネル状構造体10は、その1 つの表面がパネル状構造体10の内側表面10bを画定している硬質の支持体2 2を含む。更に、パネル状構造体10は、本実施例を通して参照番号24で表さ れる、層状の複合構造体をさらに含み、この層状複合構造体はパネル状構造体1 0の露出した外側表面10aの少なくとも一部を形成している外層26、及び内 層28を含む。外層26の少なくとも一部は車両の内側に露出しているが、外層 の一部は装飾用または遮蔽部品により視界から隠されていてもよい。例えば、図 1では、外層26の下部にある平坦なラグ受け部18はラグ部20により覆われ ており、従って車両の内側に露出していない。 図1に示されているように、外層26と比較してより厚い内層28は、外層2 6の内側表面26bに隣接すると共にこれに界面で化学的に結合された外側表面 28aを有する。図1に更に示されているように、パネル状構造体10が自動車 に取り付けられたときには車両の内側から見えなくなっている硬質の支持体22 は、外層26及び内層28を強化する。最後に、比較的硬質の(即ち、半硬質の )ポリウレタン多孔性発泡充填剤を含む中間層30が内層28と硬質の支持体2 2との間に挟まれている。 図4に示されているように、上述した製品を製造するための本発明の方法は、 第1の成形面34を有する第1の型構成要素即ち第1の成形面34を有する部品 32を用いる。第1の型構成要素32は、ニッケルを電気分解により硬質の鋳造 されたエポキシ支持体上に沈着させることよって作られることが好ましい。沈着 されたニッケルは、続いて沈着/薄板化工程の最後に取り除かれ、ツーリングモ ジュールに取り付けられ制御されることができる自己支持型の型となる。第1の 成形面34は外層26の所望の輪郭に実質上相当する構成を画定するよう成形さ れており、また外層26の手触りをほぼ満足のいくものにし、真正な皮革に擬し たものとなるように、しぼ付き面とされる。 図4は、本発明の第1のステップを示しており、このステップに従って、水で 分散された組成物36を第1の成形面34上に塗布する(スプレーすることが望 ましい)ことにより、外層26が得られる。水に分散された組成物は、1つまた はそれ以上の側鎖ヒドロキシル及び/またはカルボキシル官能基を含有する、少 なくとも一種類の光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、少なくとも一種類 の所望の着色剤と、少なくとも一種類の熱活性を有する反応性架橋モノマーとを 含む。シアンアミドとしても知られるカルボジイミド(H-N=C=N-H)が、熱 活性を有する反応性架橋モノマーとして機能することが好ましい。アジリジンな ど他の適切な架橋モノマーも使用することができる。 水に分散された組成物36を加熱した第1の成形面34上に塗布することによ り、光安定性の熱可塑性ポリウレタンの1つまたはそれより多くのペンデントな ヒドロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基と熱活性式反応性架橋モノマ ーとの間で化学反応が引き起こされ、これにより光安定性架橋ポリウレタンが製 造される。第1の成形面34は架橋反応を起こさせるのに十分な温度に昇温され るべきでるが、組成物36が成形面34から剥離するほど高温であってはならな い。第1の成形面34は約140°F(60℃)〜約160°F(71.1℃) の範囲で加熱されることが好ましい。また、水で分散された組成物36の塗布に 先立って第1の成形面34をそのような温度に昇温させることは、第1の成形面 34に塗布された、微結晶性ワックス離型剤などの離型剤を溶解させて分散させ る役割も有する。従って、離型剤は第1の成形面34の複雑なしぼ付き面の細部 に集まってしまうことがない。 水に分散させた組成物36は、光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及び熱 活性式反応性架橋モノマーを別々の貯蔵チャンバから計量された連続的な流れと して取り出し、これらの構成成分をこれらから第1の成形面34に接触する直前 に混合することにより調製できる。あるいは、塗布に先立って(ただし室温の場 合、塗布の前24時間以内に)光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及びカル ボジイミド成分を予めしっかりと混合即ち「ホットポット(hot-potted)」するこ ともできる。熱可塑性ポリウレタン及びカルボジイミドは加圧ポット内において 室温で相互に緩慢に反応するため、この技術は「ホットポッティング(hot-potti ng)」として知られている。混合剤を第1の成形面34上に塗布する前に室温で 約24時間以上ホットポットすると、得られた光安定性架橋ポリウレタンの耐溶 剤性、耐摩耗性及び伸展性が劣化してしまう。 光安定性架橋ポリウレタンが第1の成形面34上で形成されると、この光安定 性架橋ポリウレタンを含有している、水に分散された組成物36は第1の成形面 34上に保持されている間に実質上乾燥され、これにより外層26が得られる。 図5に示されているように、熱源40を光安定性架橋ポリウレタンに当てて水及 び溶剤を蒸発させ、その外側表面26aが第1の成形面34と隣接した外層26 を形成してもよい。図5には示されていないが、このような熱源40は第1の型 32と一体的に構成されていることが好ましく、また第1の成形面34を加熱し て約150°F(65.9℃)またはそれ以上の温度まで昇温させることが好ま しい。外層26の外側表面26aの少なくとも一部は、パネル状構造体10の所 望の感触、色及びしぼ付き面の構成を有する。一般的に、外層26の厚さは約1 .0ミル乃至1.5ミル(約0.001インチ乃至約0.0015インチ、ある いは約0.0025cm乃至約0.0038cm)の範囲である。 外層26の所望の厚さは、選択された特定の着色剤により直接的に左右される 可能性がある。グレー系またはグリーン系のような暗い色の場合は、(下になっ て)隠れている内層28の色を隠す上で一般的に比較的薄い皮膜厚さで十分であ るが、レッド系またはイエロー系のような明るい色の場合には、内層28を見え ないようにする、不透明な外層26を得るためには一般的に比較的厚い皮膜厚さ を必要とする。 次に、図6に示されているようなポリウレタンエラストマー内層28が、高速 反応性組成物42を外層26の内側表面26b上にスプレーすることにより形成 される。このとき外層26は実質上無水状態で第1の成形面34上に保持されて いる。高速反応性組成物42は、相互に反応してポリウレタンエラストマー内層 28を形成する、少なくとも一種類のポリイソシアネート及び少なくとも一種類 のポリオールを含む。本明細書では、用語「エラストマー」とは、中程度の張力 下で伸長可能であり、また比較的高い引張り強さ及びメモリを有し、張力から解 放されたときにエラストマーが収縮してもとの寸法あるいはもとの寸法と実質上 同じ寸法に戻る、あらゆるフレキシブルポリマー組成物を包含するものとする。 高速反応性組成物42のポリオール成分は、ポリイソシアネート成分と反応す ることに加え、外層26中のポリウレタンの側鎖官能基と反応していない(外層 26中の)カルボジイミドの未反応官能基に対し高い反応性を有する、1つまた はそれ以上のヒドロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基を含むことがで きる。カルボジイミドの未反応官能基は内層28に浸透し、ポリオール成分の側 鎖官能基と反応する。結果的に、カルボジイミドは外層26のポリウレタンと内 層28のポリウレタンエラストマーとを架橋結合させ、これにより外層26の内 側表面26bと、隣接する内層28の外側表面28aとの間に界面の化学的結合 を形成する。このようにして層状の複合構造体24が得られる。架橋結合が最適 な架橋条件下で行われるならば、2層の界面に遷移面が現れ、層状複合構造体2 4の外層26及び内層28の間の境界は視覚的に見分けのつかないものとなる。 本明細書では、「界面の化学的結合」とは外層26と内層28との間の界面境界 が視覚的に見分けがつかず、また不可分な架橋結合反応を包含するが、それに限 定されない。 一般に、外層26の内側表面26bと、隣接する内層28の外側表面28aと の間に界面の適切な化学的結合がなされることを確実にするために、幾つかの条 件が必要である。例えば、カルボジイミドが熱活性化されると、カルボジイミド と熱可塑性ポリウレタンのペンデントなヒドロキシル及び/またはカルボキシル 側鎖反応基との間の架橋結合反応が数分間のうちに完了し、このときカルボジイ ミドには高速反応性組成物42のポリオール成分と外層26のポリウレタンが架 橋結合するための残存反応位置は実質上残っていない。従って、一般的に高速反 応性組成物42は、水に分散された組成物36の第1の成形面34への塗布が完 了してから6分間以内にスプレーされるべきであり、2〜4分間以内にスプレー されることが好ましい。高速反応性組成物42をスプレーするのが甚だしく遅れ ると、外層26が収縮して第1の成形面34から剥離することもある。剥離が発 生すると、外層26は第1の成形面34の輪郭と形状が一致せず、複合体24全 体が廃物と化すことになる。 他方、高速反応性組成物42が複合体の上にスプレーされるのに先立ち、水で 分散された組成物36の熱可塑性ポリウレタンに架橋結合に必要な十分な時間が 与えられない場合、高速反応性組成物42のポリオール成分は、外層26のポリ ウレタンの未反応ヒドロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基と縮合反応 してエステルまたはエーテル結合をそれぞれ形成する可能性がある。これらの結 合の形成の中には、界面の化学的結合を高めて有利に作用するものもあるが、縮 合反応は水を解放するので、この水が過剰量になると発泡剤として作用し、内層 28の多孔度を不都合に高めると共に、界面の化学的結合に支障をきたす。 界面の化学的結合は、高速反応性組成物42の反応度の高いポリオール及びポ リイソシアネート成分構成要素を別々の貯蔵チャンバにそれぞれ貯蔵し、これら の構成要素を外層26の内側表面26bにスプレーし、これによってスプレー前 の構成要素間の接触を避けることによって更に強化される。この作業を実行する ための適切な二重ノズルスプレー機構が米国特許第5,028,006号及び同 第5,071,683号に開示されている。これらの構成要素をスプレー直前ま で別々に保持することにより、ポリオールが全てポリイソシアネートと完全に反 応する前にポリオールの一部がカルボジイミド(及び熱可塑性ポリウレタンの側 鎖ヒドロキシル及び/またはカルボキシル官能基)と反応する。 更に、高速反応性組成物42のポリイソシアネート成分が吸湿性を有するため 、界面の強い化学結合を得るためには外層26及びその周囲の環境(例えば、湿 度レベル)がこのスプレーステップの間実質上無水状態にあることが重要である 。少量の水分が外層26内に保持されていてもよいが、このような水分の濃度は 水が高速反応性組成物42のポリオールとポリイソシアネート成分との反応を実 質上妨げるほど大きくてはならない。水とポリイソシアネートとの望ましくない 反応は、ポリオールとポリイソシアネートとの間の化学量論的バランスの乱れを きたし、層状複合構造体24のあちこちに未反応ポリオール堆積物を残存させる ことになる。また、水は発泡剤として機能し、ポリイソシアネートと反応して二 酸化炭素を解放し、内層28に多孔構造をもたらす可能性がある。水の量が多す ぎると、ポリオールとカルボジイミド反応性架橋モノマーの残存反応位置を介し て起きる架橋結合反応を妨げてしまう。 高速反応性組成物42は、こうした目標が速やかに達成されるように、外層2 6の内側表面26aに昇温された温度で塗布されることが好ましい。第1の型の 構成要素32を昇温してよい適切な温度の範囲は、例えば約140°F(60℃ )乃至約160°F(71.1℃)であるが、これに限定されるものではない。 一般的に、内層28は約40ミル乃至約60ミル(即ち、約0.040インチ 乃至約0.060インチ、あるいは約0.10cm乃至約0.15cm)の範囲 の厚さを有することができる。 図7は本発明の次なるステップを示している。図7に示されているように、層 状複合構造体24は第1の成形面34から離型される(即ち、取り除かれる)。 離型工程は比較的労働集約的で、退屈な、時間のかかる仕事であることが多い。 離型の際に層状複合構造体24に裂け目が形成されたり層状複合構造体24に不 適当な伸長がなされた場合、修復できないダメージを受け、層状複合構造体24 を廃物として処分しなくてはならなくなる可能性がある。本発明の実行例では、 離型工程の間に外層26と内層28とを分離させないことにより、外層26と内 層28との間の界面の化学的結合が層状複合構造体24を強化するため、上のよ うな離型における問題及び非能率の大部分は克服される。 第1の成形面34からの離型をより容易にするため、離型剤を用いて成形面3 4に前処理を施してもよい。離型剤の例としては、ケムトレンド(Chem-Trend)社 (ミシガン州、ハウエル)より入手可能なケムトレンド(Chem−Trend )PRC7140などの高分子重量微結晶性ワックス離型剤、あるいは同様にケ ムトレンド社から入手できるPRC2006が挙げられるが、これらに限定され るものではない。これらの離型剤は加熱された型の上で約5〜約10秒間以内で 速やかに乾燥し、型のしぼ付き面34と外層26との間に離間バリア(release b arrier)を形成する。離型剤が第1の成形面34上に蓄積したり離型剤中に過度 の固形分が存在することのないよう注意が払われなくてはならない。このような 蓄積または過度の固形分は、装飾用の型のしぼ付き面34の間隙を満たし、よっ てパネル状構造体10の外側表面から、成形面34の複雑な、毛状のしぼ構造を 失わせてしまう。また、余剰の離型剤を用いると、複合構造体24を離型する際 に離型剤が第1の成形面34から層状複合構造体24へと移ってしまい、離型後 に更なる洗浄/除去、及び乾燥ステップが必要となり、結果的に生産性の低下に つながる。 外層26及び内層28の組み合わせを含む層状複合構造体24を第1の成形面 34から取り出した後、この層状複合構造体24を透明な支持体(図示せず)上 に配置している間に光源(図示せず)を用いてその欠陥の有無を調べることがで きる。このような欠陥は通常、美観を損う傷として外層26に存在するが、裂け 目や、型からの取り外し工程又は更なる処理工程、特に結合工程に付随した応力 に耐えるのに十分な厚さをもたない破断しやすい部分を含むこともある。このよ うな部分的な欠陥が小さくて孤立している場合は、水(に)分散(させた)組成 物36を更に外層26に塗布することによって補修することができる。また、小 さな裂け目及び薄い領域を、熱可塑性で熱成形可能なポリウレタンテープを層状 複合構造体24の裏面28bに用いることによって修理することができる。これ により、層状複合構造体24全体を廃棄する必要は避けられる利点がある。しか しながら、注意として記すが、塗布吹きつけ(スプレー)後に表面26aを修理 することは、一般に望ましいものではなく、その使用を最小限にして部分的な欠 陥の修正のみに抑えるべきである。何故ならば、塗布吹きつけ後の修理は、第1 の成形面34から転写された外層26の外側表面26aの革のようなしぼ付きの 外観を損ねる場合があるからである。 以下により詳しく述べるように、層状複合構造体24を第1の成形面34から 取り外す工程と層状複合構造体24を調べる工程は、層状複合構造体24の形成 直後に行われる必要はない。例えば、層状複合構造体24を、パネル状構造体1 0が完成するまで必要に応じて第1の成形面34に対して維持することができる 。 層状複合構造体24を第1の成形面34から取り外して調べた後、層状複合構 造体24を第2の型構成要素50の第2の成形面52上に配置する。図8に示す ように、第2の成形面52も、外層26に対応する形状を画定するように形状づ けられている。次に、複合構造体24を第2の成形面52に配置している間に、 ポリウレタン半硬質多孔性発泡層などの半硬質多孔性発泡層を形成するための反 応混合物44を内層28の内側表面28bに塗布して中間層30を形成する。例 えば、高衝撃(impingement)混合及びミクシングヘッドのノズルを用いることに よって反応混合物44を塗布することができる。反応混合物の塗布の際、第2の 型構成要素50を一般的に約40℃〜約60℃の範囲、より好ましくは約40℃ 〜約50℃の範囲の温度に加熱する。一般に比較的粘性のある混合物44は、第 2の型構成要素50に塗布される際には反応の過渡的な状態にあり、塗布後数秒 以内に発泡し始める。 中間層の所望の厚さは、パネル状構造体10の使用目的に応じて多少変わって くるが、一般的に中間層の厚さは約5mm〜約12mmの範囲である。 第2の成形面52上に位置する層状複合構造体24に反応混合物44を塗布し た後、図9に示すように、予め形成された硬質支持体22を支持する第3の協働 型構成要素60を第2の型構成要素50と協働する位置に移動させる。第3の型 構成要素60は第3の成形面62(図8)を有し、この表面62はパネル状構造 体10の内部表面10bを画定するように形状づけられている。この後、反応混 合物44を好ましくは約110F°(43.3℃)の熱及び約0.8気圧の自己 発生型気圧で発泡及び硬化させ、中間層30を形成する。半硬質ポリウレタン多 孔性発泡層は、第3の成形面62上に配置された予め形成された硬質支持体22 に層状複合構造体24を結合する機能を果たす。その後、層状複合構造体24、 硬質支持体22及び中間層30の組み合わせを含むパネル状構造体を型構成要素 50及び60から取り外すことができ、ラグ部分20などの追加の構成要素を固 定することができる。 最も広範囲の態様において、前述の方法に対するいくつかの変更及び修正を、 本発明の範囲から逸脱せずに実施することができる。例えば、図1に示す得られ たパネル状構造体10の、下部にある隠れた平坦なラグ受け部18(又は、パネ ル状構造体を自動車の車両に取り付けた際に車両の内部からは隠れて見えない他 の部分)から層状複合構造体24及び/又は中間層30を取り除くことができる 。これにより、下部の平坦なラグ受け部18は硬質支持体22がラグ部分20に 直接隣接していることになる。 本発明の別の変形例によると、層状複合構造体24を硬質支持体22に結合さ せるために非発泡性接着剤を選択することができる。 更に別の変形例によると、異なる着色剤を含有する複数の水分散組成物をそれ ぞれパネル状構造体の異なる部分に塗布し、(異なる着色剤で)別々に覆われた 色をもたらすことができる。選択した色(単数又は複数)を変える場合、実際の 例によれば、わずかな停止時間(約0.5時間)しか必要でないことがわかって いる。 更に別の変形例によると、外層26は2つのトーン又はマルチトーンの外観を 示すことができる。この変形例を、例えば型の成形面の一部を研磨処理すること によって達成することができる。研磨処理の量が多いほど、外層26の外観は光 沢がなくなる。2トーンの外観は特にインストルメントパネルの場合望ましいが 、これは、インストルメントパネルの上部領域は一般に、反射率及び隠蔽光(vei ling glare)を低減するために光沢度が低くなければならないからである。 例えば、結合工程のために構造体24を型から取り外して第2の型構成要素5 0に移す代わりに層状複合構造体24を第1の型構成要素内に維持するなど、こ の方法に対して更に他の変形例を実施することができる。本発明の別の変形例に よると、層状複合構造体24を調べて処理した後に第1の型構成要素に戻すこと ができる。 本発明の別の変形例によると、光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと熱活 性を有する反応性架橋ポリマーとの間の反応を活性化させるために、第2、又は 別の熱源を用いることができる。例えば、熱活性を有する反応性架橋モノマーと 光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンとの間の反応を開始するために第1の成 形面34を加熱する必要がなくなるように、水分散組成物36を第1の成形面3 4に塗布する前にこれを予熱することができる。 本発明の更に別の変形例によると、ポリウレタン半硬質多孔性発泡層30を形 成するための反応混合物44を、層状複合構造体24の代わりに硬質支持体22 の表面に塗布することができる。あるいは、第2及び第3の型構成要素50及び 60を協働して係合させて内層28の内側表面28bと支持体22の外側表面と の間にキャビティを画定し、その後に反応混合物44を硬質支持体22と複合物 24との間に注入することができる。 本発明の方法を更に明らかにするために、下記の説明は、本発明の製品を製造 するための及び本発明の方法を行うための適切で好適な成分及び条件を特定する 。 外層26の製造に使用する水分散組成物36は、少なくとも1種類の光安定性 の脂肪族熱可塑性ポリウレタン、少なくとも1種類の所望の着色剤、及び少なく とも1種類の反応性架橋モノマーを含む。光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタ ンは、カルボジイミドと化学反応するヒドロキシル側鎖官能基及び/又はカルボ キシル側鎖官能基を含有する高分子量の脂肪族熱可塑性ポリウレタンから準備さ れることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの平均分子量は好ましくは約500 0〜約7000の範囲であり、より好ましくは約6000である。代表的な熱可 塑性ポリウレタン及びカルボジイミドを、JAMESON WVF SERIES FLEXCOAT IMCの 商品名でC.F.ジェイムソン アンド カンパニー インコーポレーテッド(C.F .Jameson & Company,Inc.、マサチューセッツ州ブラッドフォード)から得る ことができる。この特定の組成物のための熱可塑性ポリウレタン対カルボジイミ ドの所望の重量比は、容量比で約8対1である(乾量では、熱可塑性ポリウレタ ン1.44対カルボジイミド1.08の比に相当する)。 熱可塑性ポリウレタン成分をN−メチルピロリドンなどの溶媒中のコロイド状 溶液として提供し、更に水、着色剤、及び必要に応じて従来の添加剤を添加して 溶液を分散させることによって水分散組成物36を調製することができる。水分 散組成物36における溶媒濃度が約13.9重量%で、乾燥後には約35重量% になるように、十分な水を添加することができる。 必要に応じて水分散組成物36に添加する添加剤としては、下記のうちのあら ゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない:熱安定剤及び紫外線安 定剤、分散液のアルカリ状態を維持するためのpH安定剤、可塑剤、酸化防止剤 、艶消剤、界面活性剤、粒子を懸濁状態に維持するためのコロイド保護剤、カー ボンブラック、チキソトロピー剤(例えば、ヒドロキシメチルセルロース)、及 び粘土粒子などの充填剤。 水分散組成物36は、所望の色及び添加剤に応じて、例えば約20〜約30重 量%、より好ましくは約24重量%の固体、約10〜約80重量%、より好まし くは約50重量%の水、及び約9〜15重量%の溶媒を含有することができる。 組成物36中の水の量が不十分であると組成物36の粘性に悪影響を及ぼし、従 って水分散組成物36の成形面34への塗布に悪影響を及ぼしうる。一方、組成 物36中の水の量が過剰であると、水分散組成物36の噴霧適性及び被覆効率が 大幅に変わる可能性がある。 例えば、グリコールエーテルアセテート及び/又はキシレンを溶媒として含み うるカルボジイミドの溶液を熱可塑性ポリウレタン溶液に添加する。混合して熱 で活性化させると、反応性架橋モノマーは熱可塑性ポリウレタンのヒドロキシル 基及び/又はカルボキシル基と優先的に反応し、熱可塑性ポリウレタンをそれ自 体と又は高速反応性組成物42のポリオール成分と架橋結合する。 内層28の製造に用いる高速反応性組成物42のために選択することができる ポリイソシアネートの代表的なものとしては、−NCO基の側鎖を持つ脂肪族閉 環構造を有するポリイソシアネート、例えばイソフォロンジイソシアネートが挙 げられ、これをISOFASTの商品名でレクティセル(Recticel)から入手することが できる。また、テトラメチルキシレンジイソシアネートも好適であり、これをTM XDIの商品名でテキサコ(Texaco)から入手することができる。光安定性を有さな い芳香族ポリイソシアネートは、光安定性の脂肪族ポリイソシアネートと比較し てコストがより低く、反応性がより予測可能であり、そして引裂強さがより大き いため、現在利用可能な脂肪族ポリイソシアネートよりも望ましい。 この高速反応性組成物42に好適なポリオールとしては、これに限定されない が、約220〜約250の範囲の平均分子量を有し、(主ヒドロキシル基の他に )1つ以上の側鎖ヒドロキシル基及び/又はカルボキシル基を含むボリエーテル ポリオールが含まれ、この側鎖はカルボジイミドの未反応−NH官能基及び外層 26のポリウレタンのヒドロキシル及び/又はカルボキシル側鎖官能基と化学反 応することができる。代表的なポリオールはレクティセルのPOLYFASTである。 高速反応性組成物42は適切な添加剤を含有することもでき、添加剤としては 、例として下記の物質及びそのあらゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限 定されない:熱安定剤及び紫外線安定剤、pH安定剤、酸化防止剤、艶消剤、界 面活性剤、カーボンブラック、連鎖延長剤(例えば、エチレングリコール)、チ キソトロピー剤(例えば非晶質シリカ)、粘土粒子などの充填剤、及び錫触媒( 例えばジブチル錫ジラウレート)などの触媒。 好適な弾性特性を有するポリエーテルポリオール及びポリイソシアネートの種 々の混合物を用いて、中間層30の半硬質ポリウレタン多孔性発泡層を形成する ことができる。例えば、ポリイソシアネート混合物はメチレンジイソシアネート を含むことができる。また、半硬質ポリウレタン多孔性発泡層は適切な添加剤を 含有することができ、添加剤としては、例として下記の物質のあらゆる組み合わ せが挙げられるが、これらに限定されない:界面活性剤、酸化防止剤、充填剤、 安定剤、錫触媒(例えばジブチル錫ジラウレート)及び第3アミン(例えばジエ タノールアミン)などの触媒、並びに水などの少量の発泡剤。この点において、 ポリオール及びポリイソシアネートの混合物間の縮合反応によって水が発生し、 水はポリイソシアネートと反応して二酸化炭素を生成し、これによって多孔性構 造が中間層30にもたらされることに注目されたい。従って、化学量論的に少し 多めのポリオールを提供することにより、半硬質ポリウレタン多孔性発泡層を形 成することができる。 硬質支持体22は、外層26、内層28、及び中間層30を補強して取り付け るために必要な強度を有するあらゆる材料から選択することができる。好適な材 料は、複合物が車両の副構造体に取り付けられることを可能にするために十分な 剛性を有する材料を全て含み、例として、無水マレイン酸スチレン(SMA)、 アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)な どの注入成形熱可塑性プラスチック、ABS−PCのアロイ、反応注入成形強化 ポリウレタン(RRIM)、金属、金属の合金、木繊維複合材、又はこれらのあ らゆる組み合わせを含むが、これらに限定されない。 本発明の方法をドアパネルの製造に関連させて上記に具体化したが、この方法 は、例えばインストルメントパネル、アームレスト、ヘッドレスト、フロアコン ソール、ニーボルスター、及びグローブコンパートメントドアを含む他のパネル 状構造体にも同様に適用可能であることが理解される。例えば、本発明の方法を 、図2の斜視図及び図3の断面図にそれぞれ符号100で共通に示されるインス トルメントパネルを製造するのに使用することができる。このインストルメント パネル100は図3に断面図で示されており、硬質支持体122、外層126及 び内層128(これらはまとめて層状複合構造体であり、符号124で共通に示 される)、並びに中間層130を含む。 上記に述べた又は引用した米国特許、外国特許又は特許出願の完全な開示内容 は全て本明細書に援用される。 従って、本発明の目的及び原理を完全に及び効果的に達成したことが理解され るであろう。しかし、前述の好適な特定の実施の形態は本発明の目的のために示 され且つ説明されており、このような原理から逸脱せずに変更がなされることが 理解されるであろう。従って、本発明は付随の下記請求の範囲の趣意及び範囲内 に含まれる変形、変更及び改良を全て含む。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年4月14日(1999.4.14) 【補正内容】 支持体は、パネル状構造体が自動車に取り付けられると、車両の内側からは見え なくなる。 本発明の製造方法の一実施形態によれば、パネル状構造体を製造するために、 少なくとも以下のステップが実行される。まず、1つまたはそれより多くのヒド ロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基を含有する少なくとも一種類の光 安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、所望の着色剤と、熱活性を有する反応 性架橋モノマー(即ち、架橋剤)とを含む、水中に分散された組成物を、対応す る外層の外形を画定するよう成形された、加熱された一つの成形面に塗布する。 熱活性を有する反応性架橋モノマーとしては、カルボジイミドが好ましい。光安 定性の熱可塑性ポリウレタン及び熱活性化された反応性架橋モノマーを加熱し、 熱可塑性ポリウレタンと反応性架橋モノマーとの間に架橋結合を形成するよう反 応させる。このとき、加熱は予熱することが好ましい。第二に、水で分散された 組成物を、これが成形面にある間に実質的に乾燥させ、外側表面を有する露出さ れた外層を形成する。この外層の少なくとも一部は所望の感触、色及びパネル状 構造体の構成を有する。第三に、少なくとも一種類のポリイソシアネート及び少 なくとも一種類のポリオールを含む高速反応性組成物を、外層が成形面上にある 間に外層の内側表面上にスプレーし、外層中の熱活性を有する反応性架橋モノマ ーの未反応官能基を介して外層のポリウレタンと架橋結合したポリウレタンエラ ストマーを含む内層を形成する。従って、外層の内側表面と内層の隣接する表面 との界面に化学結合を有する複合層状構造体が得られる。第四に、外層が界面で 化学結合された内層、即ち複合層状構造体を、硬質の支持体が外層を強化する役 割を果たすよう、硬質の支持体に接合する。必要に応じて、内層と硬質の支持体 との間に軟質の多孔性ポリウレタン発泡層を形成してもよい。従って、パネル状 構造体は露出した部分の、真正な皮革の外観及び感触に擬した感触及び色、内層 によってまた場合によっては軟質の多孔性発泡層の中間層によっても外層にもた らされる圧縮感触(compressing feeling)を保持する。 本実施形態に従って製造される複合層状構造体は、外的影響に対し、優れた化 学的抵抗、並びにかき傷及び他の傷に対する優れた抵抗を示す。また、複合体に このようなパネル状構造体において望ましい非反射性及び低光沢表面の外観を複 合体に付与するため、複合体に適切な添加剤を添加してもよい。更に、複合体の 内層及び外層はともに優れた伸展性を有することにより特徴付けられ、これによ りこの複合体は、使用の間、例えば−30℃〜80℃の広い温度範囲にわたり、 外層に亀裂を生じることなく凹みや撓みに耐えることができる。 上述した本発明の原理はあらゆるタイプのパネル状構造体の製造に適用するこ とができるが、特にインストルメントパネル(ダッシュボードともいう)及びド アパネルに対し優れた適用性を有する。更に、本発明の原理は、乗用車、トラッ ク、バン、多用車など種々のタイプの車両のパネル状構造体の製造に適用できる 。 本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び利点は、本発明の原理を例示した付 属の図面と関連させることにより、以下の詳細な記述から明らかとなる。 図面の簡単な説明 付属の図面は本発明を図示したものである。これらの図面において、 図1は、本発明の方法により製造された完成した車両ドアパネルの、部分的に 断面図としまた部分的に想像線で示された斜視図であり、 図2は、本発明の方法により製造された完成した車両インストルメントパネル の斜視図であり、 図3は、図2の断面線III−IIIに沿って切断された図2のインストルメントパ ネルの断面図であり、 図4は、本発明に従って光安定性架橋ポリウレタン外層を形成するために、水 で分散されたポリウレタン組成物を加熱しながら成形面に塗布するステップを示 す、成形面の断面図であり、 シアンアミドとしても知られるカルボジイミド(H-N=C=N-H)が、熱活性を 有する反応性架橋モノマーとして機能することが好ましい。アジリジンなど他の 適切な架橋モノマーも使用することができる。 水に分散された組成物36を加熱した第1の成形面34上に塗布することによ り、光安定性の熱可塑性ポリウレタンの1つまたはそれより多くのペンデントな ヒドロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基と熱活性式反応性架橋モノマ ーとの間で化学反応が引き起こされ、これにより光安定性架橋ポリウレタンが製 造される。第1の成形面34は架橋反応を起こさせるのに十分な温度に昇温され るべきでるが、組成物36が成形面34から剥離するほど高温であってはならな い。第1の成形面34は約60℃(140°F)〜約71.1℃(160°F) の範囲で加熱されることが好ましい。また、水で分散された組成物36の塗布に 先立って第1の成形面34をそのような温度に昇温させることは、第1の成形面 34に塗布された、微結晶性ワックス離型剤などの離型剤を溶解させて分散させ る役割も有する。従って、離型剤は第1の成形面34の複雑なしぼ付き面の細部 に集まってしまうことがない。 水に分散させた組成物36は、光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及び熱 活性式反応性架橋モノマーを別々の貯蔵チャンバから計量された連続的な流れと して取り出し、これらの構成成分をこれらから第1の成形面34に接触する直前 に混合することにより調製できる。あるいは、塗布に先立って(ただし室温の場 合、塗布の前24時間以内に)光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及びカル ボジイミド成分を予めしっかりと混合即ち「ホットポット(hot-potted)」するこ ともできる。熱可塑性ポリウレタン及びカルボジイミドは加圧ポット内において 室温で相互に緩慢に反応するため、この技術は「ホットポッティング(hot-potti ng)」として知られている。混合剤を第1の成形面34上に塗布する前に室温で 約24時間以上ホットポットすると、得られた光安定性架橋ポリウレタンの耐溶 剤性、耐摩耗性及び伸展性が劣化してしまう。 光安定性架橋ポリウレタンが第1の成形面34上で形成されると、この光安定 性架橋ポリウレタンを含有している、水に分散された組成物36は第1の成形面 34上に保持されている間に実質上乾燥され、これにより外層26が得られる。 図5に示されているように、熱源40を光安定性架橋ポリウレタンに当てて水及 び溶剤を蒸発させ、その外側表面26aが第1の成形面34と隣接した外層26 を形成してもよい。図5には示されていないが、このような熱源40は第1の型 32と一体的に構成されていることが好ましく、また第1の成形面34を加熱し て約65.9℃(150°F)またはそれ以上の温度まで昇温させることが好ま しい。外層26の外側表面26aの少なくとも一部は、パネル状構造体10の所 望の感触、色及びしぼ付き面の構成を有する。一般的に、外層26の厚さは約0 .0025cm乃至約0.0038cm(約0.001インチ乃至約0.001 5インチ、あるいは約1.0ミル乃至1.5ミル)の範囲である。 外層26の所望の厚さは、選択された特定の着色剤により直接的に左右される 可能性がある。グレー系またはグリーン系のような暗い色の場合は、(下になっ て)隠れている内層28の色を隠す上で一般的に比較的薄い皮膜厚さで十分であ るが、レッド系またはイエロー系のような明るい色の場合には、内層28を見え ないようにする、不透明な外層26を得るためには一般的に比較的厚い皮膜厚さ を必要とする。 次に、図6に示されているようなポリウレタンエラストマー内層28が、高速 反応性組成物42を外層26の内側表面26b上にスプレーすることにより形成 される。このとき外層26は実質上無水状態で第1の成形面34上に保持されて いる。高速反応性組成物42は、相互に反応してポリウレタンエラストマー内層 28を形成する、少なくとも一種類のポリイソシアネート及び少なくとも一種類 のポリオールを含む。本明細書では、用語「エラストマー」とは、中程度の張力 下で伸長可能であり、また比較的高い引張り強さ及びメモリを有し、張力から解 放されたときにエラストマーが収縮してもとの寸法あるいはもとの寸法と実質上 同じ寸法に戻る、あらゆるフレキシブルポリマー組成物を包含するものとする。 高速反応性組成物42のポリオール成分は、ボリイソシアネート成分と反応す ることに加え、外層26中のポリウレタンの側鎖官能基と反応していない(外層 26中の)カルボジイミドの未反応官能基に対し高い反応性を有する、1つまた はそれ以上のヒドロキシル及び/またはカルボキシル側鎖官能基を含むことがで きる。 水とポリイソシアネートとの望ましくない反応は、ポリオールとポリイソシアネ ートとの間の化学量論的バランスの乱れをきたし、層状複合構造体24のあちこ ちに未反応ポリオール堆積物を残存させることになる。また、水は発泡剤として 機能し、ポリイソシアネートと反応して二酸化炭素を解放し、内層28に多孔構 造をもたらす可能性がある。水の量が多すぎると、ポリオールとカルボジイミド 反応性架橋モノマーの残存反応位置を介して起きる架橋結合反応を妨げてしまう 。 高速反応性組成物42は、こうした目標が速やかに達成されるように、外層2 6の内側表面26aに昇温された温度で塗布されることが好ましい。第1の型の 構成要素32を昇温してよい適切な温度の範囲は、例えば約60℃(140°F )乃至約71.1℃(160°F)であるが、これに限定されるものではない。 一般的に、内層28は約0.10cm乃至約0.15cm(即ち、約0.04 0インチ乃至約0.060インチ、あるいは約40ミル乃至約60ミル)の範囲 の厚さを有することができる。 図7は本発明の次なるステップを示している。図7に示されているように、層 状複合構造体24は第1の成形面34から離型される(即ち、取り除かれる)。 離型工程は比較的労働集約的で、退屈な、時間のかかる仕事であることが多い。 離型の際に層状複合構造体24に裂け目が形成されたり層状複合構造体24に不 適当な伸長がなされた場合、修復できないダメージを受け、層状複合構造体24 を廃物として処分しなくてはならなくなる可能性がある。本発明の実行例では、 離型工程の間に外層26と内層28とを分離させないことにより、外層26と内 層28との間の界面の化学的結合が層状複合構造体24を強化するため、上のよ うな離型における問題及び非能率の大部分は克服される。 第2の成形面52上に位置する層状複合構造体24に反応混合物44を塗布し た後、図9に示すように、予め形成された硬質支持体22を支持する第3の協働 型構成要素60を第2の型構成要素50と協働する位置に移動させる。第3の型 構成要素60は第3の成形面62(図8)を有し、この表面62はパネル状構造 体10の内部表面10bを画定するように形状づけられている。この後、反応混 合物44を好ましくは約43.3℃(110F°)の熱及び約0.8気圧の自己 発生型気圧で発泡及び硬化させ、中間層30を形成する。半硬質ポリウレタン多 孔性発泡層は、第3の成形面62上に配置された予め形成された硬質支持体22 に層状複合構造体24を結合する機能を果たす。その後、層状複合構造体24、 硬質支持体22及び中間層30の組み合わせを含むパネル状構造体を型構成要素 50及び60から取り外すことができ、ラグ部分20などの追加の構成要素を固 定することができる。 最も広範囲の態様において、前述の方法に対するいくつかの変更及び修正を、 本発明の範囲から逸脱せずに実施することができる。例えば、図1に示す得られ たパネル状構造体10の、下部にある隠れた平坦なラグ受け部18(又は、パネ ル状構造体を自動車の車両に取り付けた際に車両の内部からは隠れて見えない他 の部分)から層状複合構造体24及び/又は中間層30を取り除くことができる 。これにより、下部の平坦なラグ受け部18は硬質支持体22がラグ部分20に 直接隣接していることになる。 外層26の製造に使用する水分散組成物36は、少なくとも1種類の光安定性 の脂肪族熱可塑性ポリウレタン、少なくとも1種類の所望の着色剤、及び少なく とも1種類の反応性架橋モノマーを含む。光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタ ンは、カルボジイミドと化学反応するヒドロキシル側鎖官能基及び/又はカルボ キシル側鎖官能基を含有する高分子量の脂肪族熱可塑性ポリウレタンから準備さ れることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの平均分子量は好ましくは約500 0〜約7000の範囲であり、より好ましくは約6000である。熱可塑性ポリ ウレタン及びカルボジイミドを含有する代表的な水に分散させた組成物を、JAME SON WVF SERIES FLEXCOAT IMCの商品名でC.F.ジェイムソン アンド カンパニ ー インコーポレーテッド(C.F.Jameson & Company,Inc.、マサチューセッツ 州ブラッドフオード)から得ることができる。この特定の組成物のための熱可塑 性ポリウレタン対カルボジイミドの所望の重量比は、容量比で約8対1である( 乾量では、熱可塑性ポリウレタン1.44対カルボジイミド1.08の比に相当 する)。 熱可塑性ポリウレタン成分をN−メチルピロリドンなどの溶媒中のコロイド状 溶液として提供し、更に水、着色剤、及び必要に応じて従来の添加剤を添加して 溶液を分散させることによって水分散組成物36を調製することができる。水分 散組成物36における溶媒濃度が約13.9重量%で、乾燥後には約35重量% になるように、十分な水を添加することができる。 必要に応じて水分散組成物36に添加する添加剤としては、下記のうちのあら ゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない:熱安定剤及び紫外線安 定剤、分散液のアルカリ状態を維持するためのpH安定剤、可塑剤、酸化防止剤 、艶消剤、界面活性剤、粒子を懸濁状態に維持するためのコロイド保護剤、カー ボンブラック、チキソトロピー剤(例えば、ヒドロキシメチルセルロース)、及 び粘土粒子などの充填剤。 請求の範囲 1.自動車の車両の内部の一部を形成するために前記自動車の車両に取り付ける パネル構造体を製造する方法であって、前記パネル構造体は硬質支持体及び層状 複合構造体を含み、前記硬質支持体は前記パネル構造体が前記自動車の車両に取 り付けられると前記車両の内部から隠れ、前記層状複合構造体は、前記パネル構 造体の少なくとも部分的に露出した外側表面の少なくとも一部分を画定する外層 と、内層を含み、 前記外層の外側表面を補完する形状を有する第1の成形面に、水に分散させた 組成物を塗布する工程であって、前記水に分散させた組成物が、少なくとも1種 類の光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、少なくとも1種類の着色剤と、 熱活性を有する架橋剤とを含み、前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンが 、ヒドロキシル官能基、カルボキシル官能基から成る群から選択される少なくと も1つの側鎖官能基を含む工程を含み、 十分な熱を加えて前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと前記熱活性を 有する架橋剤との架橋を生じさせる工程を含み、 前記水に分散させた組成物が前記第1の成形面上にある間に前記水に分散させ た組成物を実質的に乾燥させて前記外層を形成する工程を含み、 前記外層が前記第1の成形面上にある間に、少なくとも1種類のポリイソシア ネート及び少なくとも1種類のポリオールを含有する高速反応性組成物を前記外 層の内側表面に吹きつけて前記内層を形成する工程を含み、前記内層は、前記熱 活性を有する架橋剤の残留未反応官能基を介して前記外層の前記ポリウレタンに 架橋結合され、よって前記外層の内側表面と前記内層の隣接表面との間に界面化 学結合を有する層状複合構造体を形成するポリウレタンエラストマーを含み、 前記硬質支持体が、前記外層の前記露出した部分の手触り、色、及び形状を保 ちながら前記外層を補強する役割を果たすように、前記層状複合構造体を前記硬 質支持体に結合させる工程を含む、 パネル構造体の製造方法。 2.前記熱活性を有する架橋剤がカルボジイミドである、請求の範囲1に記載の 方法。 3.前記少なくとも1種類のポリオールが1つ以上の側鎖ヒドロキシル官能基、 側鎖カルボキシル官能基、又は側鎖ヒドロキシル官能基及び側鎖カルボキシル官 能基の両方を含む、請求の範囲2に記載の方法。 4.自動車の車両の内部の一部を形成するために前記自動車の車両に取り付ける パネル構造体を製造する方法であって、前記パネル構造体は硬質支持体及び層状 複合構造体を含み、前記硬質支持体は前記パネル構造体が前記自動車の車両に取 り付けられると前記車両の内部から隠れ、前記層状複合構造体は、前記パネル構 造体の少なくとも部分的に露出した外側表面の少なくとも一部分を画定する外層 と、内層を含み、 前記外層の外側表面を補完する形状を有する第1の成形面に、水に分散させた 組成物を塗布する工程であって、前記水に分散させた組成物が、少なくとも1種 類の光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、少なくとも1種類の着色剤と、 熱活性を有する架橋剤とを含み、前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンが 、ヒドロキシル官能基、カルボキシル官能基から成る群から選択される少なくと も1つの側鎖官能基を含む工程を含み、 十分な熱を加えて前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと前記熱活性を 有する架橋剤との架橋を生じさせる工程を含み、 前記水に分散させた組成物が前記第1の成形面上にある間に前記水に分散させ た組成物を実質的に乾燥させて前記外層を形成する工程を含み、 前記外層が前記第1の成形面上にある間に、少なくとも1種類のポリイソシア ネート及び少なくとも1種類のポリオールを含有する高速反応性組成物を前記外 層の内側表面に吹きつけて前記内層を形成する工程を含み、前記内層は、前記熱 活性を有する架橋剤の残留未反応官能基を介して前記外層の前記ポリウレタンに 架橋結合され、よって前記外層の内側表面と前記内層の隣接表面との間に界面化 学結合を有する層状複合構造体を形成するポリウレタンエラストマーを含み、 前記層状複合構造体を、前記第1の成形面から第2の成形面に移す工程を含み 、 前記層状複合構造体を、第3の成形面上に設けられた前記硬質支持体に結合さ せる工程を含み、前記結合工程は、前記層状複合構造体が前記第2の成形面上に ある間に前記層状複合構造体に反応混合物を塗布し、前記層状複合構造体及び前 記硬質支持体が共に前記反応混合物を収容する型キャビティを画定するように前 記第2及び前記第3の成形面を配置し、前記反応混合物を発泡させ、前記硬質支 持体を前記層状複合構造体に付着させる比較的硬質なポリウレタン多孔性発泡層 を形成することを含み、 前記比較的硬質なポリウレタン発泡層及び前記内層により、前記外層に圧縮感 触を設けた、 パネル構造体の製造方法。 5.前記層状複合構造体を前記第1の成形面から保持台の透明表面に移す工程と 、 前記結合工程の際の、前記層状複合構造体の破損を防ぐために、前記層状複合 構造体の破断する可能性のある部分を検出し補強する工程と、 前記層状複合構造体を前記透明表面から第2の成形面に移す工程と、 前記パネル構造体の前記内側表面を補完する形状を有する第3の成形面上に前 記硬質支持体を提供する工程と、 を更に含み、 前記結合工程は、前記層状複合構造体が前記第2の成形面上にある間に前記層 状複合構造体に反応混合物を塗布し、前記層状複合構造体及び前記硬質支持体が 共に前記反応混合物を収容する型キャビティを画定するように前記第2及び前記 第3の成形面を配置し、前記反応混合物を発泡させ、前記硬質支持体を前記層状 複合構造体に付着させる比較的硬質なポリウレタン多孔性発泡層を形成すること を含み、 前記比較的硬質なポリウレタン発泡層及び前記内層により、前記外層に圧縮感 触を設けた、 請求の範囲3に記載の方法。 6.前記水に分散させた組成物から水を蒸発させることによって前記乾燥工程を 行う、請求の範囲3に記載の方法。 7.前記外層の厚さが約0.0025cm(1.0ミル)〜約0.0038cm (1.5ミル)の範囲である、請求の範囲3に記載の方法。 8.前記内層の厚さが約0.10cm(40ミル)〜約0.15cm(60ミ ル)の範囲である、請求の範囲3に記載の方法。 9.前記第1の成形面を、微結晶性ワックス離型剤で予め被覆する工程を更に含 む、請求の範囲3に記載の方法。 10.前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及び前記熱活性を有する架橋 剤は、前記塗布工程の前に予備混合された状態において、室温で少なくとも24 時間まで互いに対して安定している、請求の範囲3に記載の方法。 11.前記吹きつけ工程の際に前記第1の成形面を加熱する、請求の範囲3に記 載の方法。 12.前記第1の成形面がドアパネルの外側表面を補完する形状を有する、請求 の範囲3に記載の方法。 13.前記第1の成形面がインストルメントパネルの外側表面を補完する形状を 有する、請求の範囲3に記載の方法。 14.微結晶性ワックス離型剤を前記第1の成形面に予め被覆して前記第1の成 形面を維持する工程を更に含み、 前記第1の成形面を約60℃(140F°)〜約71℃(160F°)の範囲 の温度に設定して前記離型剤を溶融及び分散させ、前記層状複合構造体が形成さ れるまでこの温度で維持する、 請求の範囲1に記載の方法。 15.前記熱活性を有する架橋剤がカルボジイミドである、請求の範囲14に記 載の方法。 16.前記少なくとも1種類のポリオールが1つ以上の側鎖ヒドロキシル官能基 、側鎖カルボキシル官能基、又は側鎖ヒドロキシル官能基及び側鎖カルボキシル 官能基の両方を含む、請求の範囲15に記載の方法。 17.前記水に分散させた組成物が、前記加熱工程の前に約10重量%〜約80 重量%の水濃度を有する、請求の範囲1に記載の方法。 18.前記水に分散させた組成物が、前記加熱工程の前に約9重量%〜約15重 量%の溶媒濃度を有する、請求の範囲17に記載の方法。 19.前記溶媒がN−メチルピロリドンである、請求の範囲18に記載の方法。 20.前記水に分散させた組成物が、グリコールエーテルアセテート及びキシレ ンから成る群から選択される少なくとも1つの物質を更に含む、請求の範囲19 に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,UZ,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.自動車の車両に取り付けられ、前記自動車の車両の内部の一部を形成するよ うに構成されるパネル状構造体を製造する方法であって、前記パネル状構造体は 、前記構造体の外側表面を画定し、少なくとも一部が前記車両の内部に露出した 外層と、前記構造体の内側表面を画定し、前記パネル状構造体が前記自動車の車 両に取り付けられると前記車両の内部から隠れる硬質支持体を含み、 少なくとも1種類の光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンと、少なくとも1 種類の所望の着色剤と、熱活性を有する反応性架橋モノマーとを含む、水に分散 させた組成物を、前記外層に対応する形状を画定するように形状づけられた第1 の成形面に塗布する工程であって、前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン が、ヒドロキシル官能基、カルボキシル官能基から成る群から選択される少なく とも1つの側鎖官能基を含む工程を含み、 前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンを加熱し、これによって前記光安 定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンを前記熱活性を有する反応性架橋モノマーと 架橋結合させる工程を含み、 前記第1の成形面上にある間に前記水に分散させた組成物を実質的に乾燥させ 、外側表面を有する前記露出した外層を形成する工程を含み、前記外層の少なく とも一部分は前記パネル状構造体の所望の手触り、色、及び形状を有し、 前記外層が前記第1の成形面上にある間に、少なくとも1種類のポリイソシア ネート及び少なくとも1種類のポリオールを含有する高速反応性組成物を前記外 層の内側表面に吹きつけて内層を形成する工程を含み、前記内層は、前記熱活性 を有する反応性架橋モノマーの未反応官能基を介して前記外層の前記ポリウレタ ンに架橋結合され、よって前記外層の内側表面と前記内層の隣接表面との間に界 面化学結合を形成するポリウレタンエラストマーを含み、 前記硬質支持体が、前記外層の前記露出した部分の手触り及び色を保ちながら 前記外層を補強する役割を果たすように、前記外層が界面化学結合された前記内 層を前記硬質支持体に結合させる工程を含む、 パネル状構造体の製造方法。 2.前記熱活性を有する反応性架橋モノマーがカルボジイミドである、請求の範 囲1に記載の方法。 3.前記少なくとも1種類のポリオールが1つ以上の側鎖ヒドロキシル官能基、 側鎖カルボキシル官能基、又は側鎖ヒドロキシル官能基及び側鎖カルボキシル官 能基の両方を含む、請求の範囲2に記載の方法。 4.前記外層が界面化学結合された前記内層を、前記第1の成形面から第2の成 形面に移す工程と、 前記パネル状構造体の内側表面を画定する第3の成形面に前記硬質支持体を提 供する工程と、 を更に含み、 前記結合工程は、前記外層が界面化学結合された前記内層が前記第2の成形面 上にある間に前記内層に反応混合物を塗布し、前記外層が界面化学結合された前 記内層及び前記硬質支持体が共に前記反応混合物を収容する型キャビティを画定 するように前記第2及び前記第3の成形面を配置し、前記反応混合物を発泡させ 、前記外層が界面化学結合された前記内層に前記硬質支持体を付着させる比較的 硬質なポリウレタン多孔性発泡層を形成することを含み、 前記比較的硬質なポリウレタン発泡層及び前記内層により、前記外層に圧縮感 触を設けた、 請求の範囲3に記載の方法。 5.前記外層が界面化学結合された前記内層を前記第2の成形面から保持台の透 明表面に移す工程と、 前記結合工程の際の、前記外層が界面化学結合された前記内層の破損を防ぐた めに、前記外層が界面化学結合された前記内層の破断する可能性のある部分を検 出し補強する工程と、 を更に含む、請求の範囲4に記載の方法。 6.前記水に分散させた組成物から水を蒸発させることによって前記乾燥工程を 行う、請求の範囲3に記載の方法。 7.前記外層の厚さが約1.0ミル〜約1.5ミルの範囲である、請求の範囲3 に記載の方法。 8.前記内層の厚さが約40ミル〜約60ミルの範囲である、請求の範囲3に記 載の方法。 9.前記第1の成形面を、微結晶性ワックス離型剤で予め被覆する工程を更に含 む、請求の範囲3に記載の方法。 10.前記少なくとも1種類の光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタン及び前記 熱活性を有する反応性架橋モノマーを、室温の場合、前記塗布工程の前に24時 間以内に予備混合し、安定させて保管することができる、請求の範囲3に記載の 方法。 11.前記吹きつけ工程の際に前記第1の成形面を加熱する、請求の範囲3に記 載の方法。 12.前記第1の成形面が、ドアパネルの外側表面に対応する形状を画定するよ うに形状づけられている、請求の範囲3に記載の方法。 13.前記第1の成形面が、インストルメントパネルの外側表面に対応する形状 を画定するように形状づけられている、請求の範囲3に記載の方法。 14.自動車の車両に取り付けられ、前記自動車の車両の内部の一部を形成する ように構成されるパネル状構造体を製造する方法であって、前記パネル状構造体 は、前記構造体の外側表面を画定し、少なくとも一部が前記車両の内部に露出し た外層と、前記構造体の内側表面を画定し、前記パネル状構造体が前記自動車の 車両に取り付けられると前記車両の内部から隠れる硬質支持体を含み、 微結晶性ワックス離型剤を第1の成形面に予め被覆する工程であって、前記第 1の成形面を第1の高温に加熱して前記微結晶性ワックス離型剤を溶融し、分散 させる工程を含み、 分散した前記微結晶性ワックス離型剤を含み、前記外層に対応する形状を画定 するように形状づけられた第1の成形面に、少なくとも1種類の光安定性の脂肪 族熱可塑性ポリウレタンと、少なくとも1種類の所望の着色剤と、熱活性を有す る反応性架橋モノマーとを含む、水に分散させた組成物を塗布する工程であって 、前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンが、ヒドロキシル官能基、カルボ キシル官能基から成る群から選択される少なくとも1つの側鎖官能基を含む工程 を含み、 水に分散させた組成物を塗布する前記工程の際に前記第1の成形面を第2の高 温に維持し、これによって前記光安定性の脂肪族熱可塑性ポリウレタンを前記熱 活性を有する反応性架橋モノマーに架橋結合させる工程を含み、 前記第1の成形面を第3の高温に加熱することによって、前記水に分散させた 組成物が前記第1の成形面上にある間に前記水に分散させた組成物を実質的に乾 燥させ、外側表面を有する露出した外層を形成する工程を含み、前記外側表面の 少なくとも一部分は前記パネル状構造体の所望の手触り、色、及び形状を有し、 少なくとも1種類のポリイソシアネート及び少なくとも1種類のボリオールを 含有する高速反応性組成物を、前記外層が第4の高温に加熱された前記第1の成 形面上にある間に前記外層の内側表面に吹きつけて内層を形成する工程を含み、 前記内層は、前記熱活性を有する反応性架橋モノマーの未反応官能基を介して前 記外層の前記ポリウレタンに架橋結合され、よって前記外層の内側表面と前記内 層の隣接表面との間に界面化学結合を形成するポリウレタンエラストマーを含み 、 前記硬質支持体が、前記外層の前記露出した部分の手触り及び色を保ちながら 前記外層を補強する役割を果たすように、前記外層が界面化学結合された前記内 層を前記硬質支持体に結合させる工程を含む、 パネル状構造体の製造方法。 15.前記熱活性を有する反応性架橋モノマーがカルボジイミドである、請求の 範囲14に記載の方法。 16.前記少なくとも1種類のポリオールが1つ以上の側鎖ヒドロキシル官能基 、側鎖カルボキシル官能基、又は側鎖ヒドロキシル官能基及び側鎖カルボキシル 官能基の両方を含む、請求の範囲15に記載の方法。 17.前記第1の高温、前記第2の高温、前記第3の高温及び前記第4の高温が 全て同一であり、約140F°〜約160F°の範囲である、請求の範囲16に 記載の方法。
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