JP2005138404A

JP2005138404A - 表皮材

Info

Publication number: JP2005138404A
Application number: JP2003376621A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishihata; 博之西端; Hideaki Tsuboi; 英明坪井; Kiyoshi Miyazaki; 清宮崎
Original assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Kyowa Leather Cloth Co Ltd; Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Kyowa Leather Cloth Co Ltd; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: JP4401144B2

Abstract

【課題】車両などの内装材に好適に使用される、光沢がなく、なめらかで、しっとり感が付与された、表皮材を提供する。
【解決手段】基材上に表面処理層を設けた表皮材であって、該表面処理層が、ウレタン樹脂１００質量部に対して、平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子１００〜２５０質量部、微粒子シリカ５〜３０質量部、及び、高分子量シリコーンオイル２〜１０質量部を添加してなるウレタン樹脂組成物からなることを特徴とする。球状樹脂微粒子は、その１０％圧縮硬さが０．１〜２０ＭＰａであることが好ましく、高分子量シリコーンオイルとしては、重量平均分子量が１５００〜３０００である化合物が好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は車両内装用に好適な表皮材に関し、詳細には、車両のドア、インナーパネルなど、加熱成形される成形材料の表面に用いられる表皮材であって、外観、触感に優れた表皮材に関する。

近年、車両の高級化に伴い、内装表皮材についても高級感を付与させることが重要になってきている。具体的には、不自然な光沢がなく、なめらかで、しっとり感が付与された、天然の皮革に近い感触をもつ内装表皮材が切望されている。
表皮材の艶を調整する方法は種々提案されており、例えば、カルボン酸亜鉛を樹脂材料に相溶させたのち、溶剤で希釈し、外部離型剤として金型に塗布した後、樹脂材料を成形することで、樹脂成形体の表面の艶消しを行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、つや消しのための粉体は、金型に外部離型剤とともに付着させているため、添加量に制限があり、十分な艶消し効果が得られなかった。

これに対し、艶消し効果の向上の観点から、表皮材の最表面部に微細粒子を一定量散布し、表皮材の最表面部をメルトし、上記微細粒子を加圧して表皮材の最表面部に埋没させることで、微細粒子を表皮材の最表面部に保持させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法では、充填材として不定形の微粉末状シリカが用いられ、この表面処理によれば、確かに不自然な光沢は抑えられるものの、表面の感触は充填されたシリカの硬さや形状の影響を受けてしまい、指で触れた場合には、乾いた、硬い触感を感じるなど、表面の感触を満足させるには至っていないのが現状であった。
特開平１−１６８４０９号公報特開平８−７２１７９号公報

本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、車両、特に高級乗用車などの内装材に好適に使用される、光沢がなく、なめらかで、しっとり感が付与された、表皮材を提供することにある。

本発明者らは、検討の結果、基材との密着性に優れるウレタン系樹脂を主成分とし、そこに、感触向上のための柔軟な球状微粒子と高分子量シリコーンとを含有させることで上記問題点を解決しうることを見いだし、本発明を完成した。
即ち、本発明の表皮材は、基材上に表面処理層を設けた表皮材であって、該表面処理層が、ウレタン樹脂１００質量部に対して、平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子１００〜２５０質量部、微粒子シリカ５〜３０質量部、及び、高分子量シリコーンオイル２〜１０質量部を添加してなるウレタン樹脂組成物からなることを特徴とする。
ここで、前記表面処理層に含まれる球状樹脂微粒子の１０％圧縮硬さは０．１〜２０ＭＰａであることが好ましく、また、添加量としては、主成分であるウレタン樹脂１００質量部に対して１００〜２５０質量部の範囲であることが好ましい。
高分子量シリコーンオイルの重量平均分子量は１５００〜３０００の範囲にあるものを用いることが好ましい態様である。
また、表面処理層の主成分であるウレタン樹脂は、分子内に、ウレタン結合を有する構造単位を含むものであれば、単独重合体であっても共重合体であってもよく、硬化後の硬さが、１００％モジュラスで２５〜１５０ｋｇ／ｃｍ²であることが効果の観点から好ましい。

本発明の作用は明確ではないが、本発明においては、表皮材における表面処理層に、ウレタン樹脂に高分子量シリコーンを併用することで、ベースとなるウレタン樹脂の分子量を膜性に問題が生ずる程に低下させることなく、優れた柔軟性と柔らかな表面感触を実現している。さらに、充填材として、特定粒径の柔軟な球状微粒子と微粒子シリカとをバランスよく用いているために、しっとりした感触と艶消しの優れた外観とが両立され、さらに、表面の傷付きも効果的に抑制しうるものと考える。また、これらの充填材の機能により、真空成形などの加熱２次加工後にも艶変化が少なく、触感と成形性が共に優れた表面処理剤層を有する高級感のある表皮材を得ることができた。

本発明によれば、車両、特に高級乗用車などの内装材に好適に使用され、不自然な光沢がなく、なめらかで、しっとり感が付与された、表皮材を提供することができる。本発明の表皮材の表面処理層は、光沢などの外観、触感に優れ、且つ、表皮材に用いられる一般的な基材との密着性も良好で、その応用範囲は広い。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の表皮材は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子１００〜２５０質量部、微粒子シリカ５〜３０質量部、及び、高分子量シリコーンオイル２〜１０質量部を含有させたウレタン樹脂組成物からなる表面処理層を有することを特徴とする。以下、表面処理層を構成するウレタン樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。

〔ウレタン樹脂〕
本発明に係る表面処理層の主成分であるウレタン樹脂には特に制限はなく、分子内に、ウレタン結合を有する構造単位を含むものであれば、１種類のウレタン結合を含む構造単位のみからなる重合体であっても、２種以上の異なるウレタン結合を含む構造単位を含む共重合体であっても、ウレタン結合を含む構造単位と、目的に応じて併用される他の構造単位との共重合体であってもよい。
ここで、ウレタン結合を含む構造単位と併用しうる他の共重合成分としては、シリコーンなどが挙げられる。また、共重合比（モル比）は、ウレタン結合を含む構造単位に対して１０モル％以下であることが好ましい。
通常、本発明の如き表皮材は、表面処理層における樹脂表面が傷付きやすく、この傷付きを抑制するためにも、柔軟なウレタン樹脂をベースに用いることが好ましく、また、積層される基材との接着性の観点からも、ウレタン樹脂が好適である。表皮材の多くが、表面の傷付き抑制のためにウレタン樹脂を表面処理層に用いているが、本発明で用いるウレタン樹脂もこれら公知のものを適宜選択して使用することができる。

ウレタン樹脂のさらに好ましい物性としては、ＪＩＳＫ−６３０１に準じて測定した硬さが、１００％モジュラスで２５〜１５０ｋｇ／ｃｍ²であることが挙げられ、さらに好ましくは、５０〜１００ｋｇ／ｃｍ²の範囲である。

〔高分子量シリコーンオイル〕
本発明に係る表面処理層には、感触改良の目的で高分子量シリコーンオイルが添加される。ここで用いられるシリコーンオイルはその重量平均分子量が１５００〜３０００程度のものが好ましい。通常用いられる分子量１００前後のシリコーンオイルでは感触向上効果が得られず、また、経時的なブリードも懸念されるため、本発明には適切ではなく、また、シリコーンオイルの分子量が大きすぎるとウレタン樹脂との均一混合が困難となる懸念がある。
シリコーンオイルは、分子量が上記好ましい範囲であれば、いずれのものも使用することができ、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどの一般的なシリコーンオイルの他、アミノ変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルを用いることもできる。
シリコーンオイルの含有量としては、ウレタン樹脂１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部の範囲であることがさらに好ましい。

〔平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子〕
本発明に係る表面処理層には、充填材として、平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子を用いることを要する。
この球状微粒子は、その大きさ、添加量、粒子の硬さが最適範囲内であることが重要であり、感触の観点からは、球状粒子の大きさを上記範囲にするとともに、粒子を構成する樹脂の硬さを可能な限り軟らかくし、且つ、表皮材の表面に均一に存在させることで、表面を指で触れた時に、充填材である球状の軟らかい粒子の感触により、柔らかく、しっとりとした触感を達成することができる。
この観点から、球状樹脂粒子の大きさは平均粒子径が１〜３０μｍの範囲であることを要し、さらに好ましくは２〜２０μｍの範囲である。粒子の大きさが小さくなりすぎると触感に及ぼす影響が小さくなり過ぎて添加の効果を十分に得られないことがある。また、過度に大きすぎるとザラツキ感を感じてしまうため、いずれも好ましくない。

柔らかさの観点からは、球状樹脂微粒子の、微小圧縮試験機ＭＣＴ−Ｗ５０１、（株）島津製作所製）にて測定した１０％圧縮硬さが０．１〜１０ＭＰａの範囲にあることが好ましく、１〜１０ＭＰａの範囲であることがさらに好ましい。この観点から、球状樹脂微粒子を形成する樹脂としては、柔軟なウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。
このような球状樹脂粒子は、乳化重合法などにより容易に得ることができ、また、根上工業（株）製、アートパールＣ−８００などの市販品としても入手可能である。
球状樹脂微粒子の添加量は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、１００〜２５０質量部であることが触感、均一分散、保持性の観点から好ましく、１５０〜２００質量部の範囲であることがさらに好ましい。

〔微粒子シリカ〕
本発明に係る表面処理層には、微粒子シリカを用いることを要する。
微粒子シリカは、艶消し用の充填材として一般的に用いられるものを使用することができる。具体的には、微粉末で不定形な酸化珪素（シリカ）を用いることができる。
ここで用いられる微粒子シリカの粒径は、一般的には、１〜３μｍ程度が好ましく、不定形、あるいは、表面に凹凸を有する多孔質粒子なども艶消し効果の観点から好ましく用いられる。
微粒子シリカの添加量は、仕上がり時における所望の艶の程度により適宜選択されるが、一般的には、ベースとなるウレタン樹脂１００質量部に対して、５〜３０質量部の範囲で添加されることを要し、１０〜２５質量部であることがさらに好ましい。また、前記した充填材である球状樹脂微粒子との比率に関しては、球状樹脂微粒子の感触を阻害しないという観点から、全充填材に占める微粒子シリカの割合は５〜１５質量％であることが好ましい。

〔表面処理層の形成〕
本発明の表皮材を得るためには、基材となるシート状に前記各成分を含む表面処理層を設ける。表面処理層の形成方法としては、これらの成分を適切な溶剤に溶解して表面処理層塗布液を調整し、基材表面に塗布、乾燥する方法が一般的であるが、これに制限されず、表面処理層を予めシート状に成形し、基材に接着剤により接着したり、ラミネートしたりすることも可能である。

表面処理層塗布液に用いる溶剤は、これらの成分を均一に溶解、分散しうるものであれば特に制限はないが、具体的には、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などが挙げられる。
塗布液濃度には特に制限はないが、一般的には、２０〜５０質量％程度が好ましい。
また、基材上の表面処理層の塗布量としては、乾燥後の重量で１〜３０ｇ／ｍ²の範囲であることが効果の観点から好ましく、５〜２０ｇ／ｍ²の範囲であることがさらに好ましい。

〔基材〕
本発明の表皮材のベースに用いられる基材には特に制限はなく、公知のものを目的に応じて使用することができる。具体的には、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどをシート状に成形したものなどが挙げられ、なかでも、ＴＰＯと称される、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）の如きオレフィン系樹脂と、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソブチレン−イソプレンゴムなどの如きオレフィン系ゴムをブレンドしたオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましく用いられる。基材は単層であっても、目的に応じた物性を有するシートを積層した重層構造を有するものであってもよい。
なお、表面処理層の形成にあたっては、これらの基材表面に、接着性の向上のために、コロナ放電処理などの易接着処理を施したり、接着助剤層（プライマー層）を設けることもできる。

本発明の表皮材は上記構成としたので、不自然な光沢がなく、外観に優れ、ソフトでしっとりとした感触を有しており、そのままでも好適に使用できるが、さらにシボ加工などを施してもよい。また、着色にあたっては、ベースとなるウレタン樹脂のみならず、添加する充填材も、予め着色されたものを用いることができる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
（実施例１）
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＰＰ／ＰＥ／ＥＰＤＭを混合比３６／２８／３６でブレンドした混合物）を厚さ８００μｍのシート状に成形したものを基材として用い、基材表面に、以下の表面処理層塗布液を乾燥後の重量が、２０ｇ／ｍ²となる塗布量で塗布後、１００℃、３分間、熱風乾燥炉で乾燥し、表面処理層を形成して実施例１の表皮材を得た。

（表面処理層塗布液１）
・ウレタン樹脂１００質量部
（大日本インキ化学工業（株）製、クリスボンＮＹ−３２９、
硬度：１００％モジュラス５６ｋｇ／ｃｍ²）
・球状樹脂微粒子１００質量部
（ウレタン樹脂粒子、平均粒子径６μｍ、粒子１０％圧縮硬さ５ＭＰａ）
・高分子量シリコーンオイル２質量部
（シリコーンオイル、信越シリコーン（株）製、ＫＰ３４０
分子量２０００〜３０００の混合物）
・微粒子シリカ（不定形粒子）１２質量部
（日本シリカ工業（株）製、ニプシルＥ２２０、平均粒子径：１．５μｍ）
・溶剤１０００質量部
（ＩＰＡ／ＤＭＦ／トルエン混合物、質量比：２９／４７／２４）

（性能評価）
得られた表皮材を以下の項目について性能評価した。各結果を下記表１に示す。
（１）触感の評価
触感については、官能評価を行った。
官能評価は２０〜３０才のパネラー１０名で各サンプルを指触し、しっとり感の有無を以下の基準で判定した。
○：柔らかく、しっとり感あり
△：柔らかいが、しっとり感はない
×：触感に違和感があり、しっとり感なし

（２）摩擦係数
摩擦係数測定は、カトーテック（株）製摩擦感テスターＫＥＳ−ＳＥにて荷重５０ｇ、測定速度２ｍｍ／秒の条件で実施した。
この数値が大きいほど、しっとり感があると評価する。

（３）艶の評価
（３−１）初期グロス値
得られた表皮材のグロス値をグロス測定機（スガ試験機（株）製、デジタル変角光沢計ＵＧＶ−５Ｋ）で測定した。このグロス値が０．３〜１．０の範囲において、光沢のない良好な艶消し外観を有すると判定する。
（３−２）加熱後のグロス値
次に、得られた表皮材を、温度１７０℃で３分間加熱後し、上記と同様の条件でグロス値測定した。
（３−３）艶変化
前記初期のグロス値測定サンプルと、温度１７０℃で３分間で加熱した後のグロス値測定サンプルとを、目視にて比較し、艶の変化を官能評価により以下の基準で判定した。
○：加熱前後に艶の変化はみられない
△：加熱後にやや光沢が増した
×：加熱後に表面の光沢が著しく増した

（実施例２〜３、比較例１〜５）
前記実施例１で用いた表面処理層塗布液１において、各成分を下記表１に記載のように変更した他は、同様に調製した表面処理層塗布液を用いて、実施例２、３及び比較例１〜５の表皮材を得た。これらを実施例１と同様の条件で評価した。結果を下記表１に併記する。

表１に明らかなように、本発明の実施例１乃至３のように、球状の充填剤とシリコンオイル及びシリカを最適範囲内で併用した表面処理層を設けた表皮材ではしっとり感があり、触感も良好で、加熱処理後の艶変化が少ないことから、真空成形などの加熱２次加工した後も艶消し効果に優れ、優れた外観を維持しうることがわかる。
一方、比較例１及び５のように充填剤として、球状樹脂微粒子のみを添加した表面処理層を設けた表皮材ではしっとり感は付与できるが成形後の艶変化が大きく、実用上問題のあるレベルであった。
微粒子シリカの含有量が本発明の範囲外である比較例２、球状樹脂微粒子を含有しない比較例３、及び、高分子量シリコーンオイルを含有しない比較例４では、いずれも、しっとり感が付与されないか、不十分であり、触感に問題があった。

上記各実施例、比較例の結果より、本発明の表皮材は、充填材として、球状樹脂粒子と微粒子シリカとをバランスよく含有する表面処理層を有することから、しっとり感のある優れた触感と、不自然な光沢のない艶消しの外観とを有し、その外観が、真空成形などの加熱２次加工後にも維持され、高級感のある車両などの内装材として有用であることがわかる。

Claims

基材上に表面処理層を設けた表皮材であって、該表面処理層が、ウレタン樹脂１００質量部に対して、平均粒子径１〜３０μｍの球状樹脂粒子１００〜２５０質量部、微粒子シリカ５〜３０質量部、及び、高分子量シリコーンオイル２〜１０質量部を添加してなるウレタン樹脂組成物からなることを特徴とする表皮材。
前記表面処理層に含まれる球状樹脂微粒子の１０％圧縮硬さが０．１〜２０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の表皮材。
前記高分子量シリコーンオイルの重量平均分子量が１５００〜３０００であることを特徴とする請求項１に記載の表皮材。
前記ウレタン樹脂が、ウレタン結合を有する構造単位を含む重合体であって、その硬さが、１００％モジュラスで２５〜１５０ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１に記載の表皮材。