JP2013209780A - 加飾インサート成形のためのプレフォーム成形用シート、プレフォーム成形用シートの製造方法及び加飾インサート成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】皮革様の表面を有するプレフォーム成形体を用いて、自動化された射出成形サイクルにより薄肉のインサート成形体を量産する場合において、量産性を向上させるプレフォーム成形体を提供することを目的とする
【解決手段】射出インサート成形に供されるプレフォーム成形体の成形に用いられる、皮革様表面を有する成形用シートであって、ポリエステル極細繊維の繊維束の不織布にポリウレタンを含浸付与させた基材層とポリウレタンの銀面層とを備え、基材層の厚みが０．５ｍｍ以下で、銀面層が全厚みの１０〜４０％の割合を占め、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５である。
【選択図】図１

Description

本発明は、皮革様の外観を有する加飾インサート成形体の製造に関し、詳しくは、その製造に供されるプレフォーム成形体の反りを低減するための技術に関する。

携帯電話，モバイル機器，家電製品の筐体や、車両，航空機等の内装部品、建材，家具等の外装部材として、皮革様の表面を有する加飾インサート成形体が知られている。

例えば、下記特許文献１は、特定の極細繊維束の繊維絡合体と高分子弾性体とからなる加飾成形用シートをプレス成形することにより三次元形状に成形してプレフォーム成形体を成形し、得られたプレフォーム成形体を金型キャビィティ内に配置して射出インサート成形することにより得られる、表面に皮革様の外観が付与された加飾インサート成形体を開示する。

特開２０１０−２３５８５８号公報

特許文献１に開示されたような皮革様の表面を有する加飾成形用シートでプレフォーム成形体を成形し、得られたプレフォーム成形体を用いて射出インサート成形して表面に皮革様の外観が付与された加飾インサート成形体を得る場合、次のような問題があった。

近年、携帯電話、モバイル機器、家電製品の軽量化が求められており、厚みが１ｍｍ以下のような薄肉の筐体が求められている。このような薄肉の筐体のインサート成形に用いられるプレフォーム成形体も、薄肉である必要がある。

射出インサート成形する場合、射出成形の型開き工程の後、製品がマテリアルハンドリングのロボットで把持されて取り出され、その後、直ちに、次ショットのために、予め準備されたインサート用のプレフォーム成形体が金型内のキャビティの所定の位置に運ばれて配置される。そして、プレフォーム成形体が配置された後に、型締めされ、次ショットの成形工程が進行する。この一連の工程は量産のために自動化されることが望ましい。

このような自動化が可能な一連の射出成形サイクルで、皮革様の表面を有するプレフォーム成形体を用いて薄肉の成形体を量産する場合、次のような問題があった。

図６（ａ）に示すように、射出インサート成形用の金型１５ａ内のキャビティ１５ｃの所定の位置にプレフォーム成形体１２０を配置して型締めしようとした場合、型締め時の振動や重力の影響により、図６（ｂ）に示すように、配置されたプレフォーム成形体１２０が外れたり、位置ズレしたりすることがあった。このような場合、射出成形機の警報システムが動作して自動運転が頻繁に停止されたり、プレフォーム成形体が外れたまま成形されたり、得られる製品の成形体本体とプレフォーム成形体の位置ズレが生じたりして、充分に自動化された量産を実現することが困難であった。このような不具合の原因は、主として、プレフォーム成形体が反っていたり形状が不安定だったりすることにより、キャビティの適切な位置に正確にプレフォーム成形体を嵌めることが出来なかったり、反り等によりロボットが正確にプレフォーム成形体を掴むことができなくなって適切な位置に配置できなかったりすることによる。

本発明は、皮革様の表面を有するプレフォーム成形体を用いて、自動化された射出成形サイクルにより薄肉のインサート成形体を量産する場合において、量産性を向上させるプレフォーム成形体を提供するために、反りが少ない薄肉のプレフォーム成形用シートを提供することを目的とする。

上述のように、皮革様の表面を有するプレフォーム成形体を用いて、自動化された射出成形サイクルでインサート成形体を量産する場合、プレフォーム成形体が薄肉になればなるほどキャビティの所定の位置に配置する際の位置ズレが生じやすくなり、量産性が低下していくという問題があった。そして、その理由を鋭意検討した結果、プレフォーム成形体が薄くなればなるほど反りやすくなり、反りを改善することにより位置ズレが改善されることに気付いた。そして、プレフォーム成形体の反りは薄くなればなるほど大きくなる傾向があり、これは、プレフォーム成形体を成形するための成形用シート自身の反りが薄くなればなるほど大きくなることと関連していると考え、成形用シート自身の反りを低減させることにより、得られるプレフォーム成形体の反りも改善できるのではないかと考え、本発明に想到するに至った。

すなわち、本発明の一局面は、射出インサート成形に供されるプレフォーム成形体の成形に用いられる、皮革様表面を有する成形用シートであって、ポリエステル極細繊維の繊維束を絡合させた不織布に第一のポリウレタンを含浸付与させた基材層と、基材層の表面に形成された第二のポリウレタンを含む銀面層とを備え、基材層の厚みが０．５ｍｍ以下で、銀面層が全厚みの１０〜４０％の割合を占め、不織布が最も延伸されている方向をＭＤ方向、ＭＤ方向に面方向に垂直な方向をＴＤ方向とした場合、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５であるプレフォーム成形用シートである。

基材層を薄くしてプレフォーム成形用シートの厚みを薄くした場合、相対的に銀面層の厚みの割合が高くなる。基材層の表面に銀面層を形成する際に、銀面層を接着するポリウレタンは硬化収縮する。基材層が厚い場合には基材層自身の剛性が高いために、硬化収縮を原因とする反りは抑制されるが、基材層が薄い場合には基材層自身の剛性が低いために、硬化収縮により、プレフォーム成形用シートが反りやすくなる。

ところで、不織布は、通常、生産時に製品の搬送方向（ＭＤ方向）に引き取られるためのテンションが掛けられて延伸されるために、ＭＤ方向の引張応力は、その面方向に垂直な方向（ＴＤ方向）の引張応力よりも高くなる。プレフォーム成形用シートは、主としてＭＤ方向の軸に沿って内反り（凹反り）する。これは、ＴＤ方向は、延伸が低いために、ＭＤ方向よりも伸びやすく、ポリウレタンの硬化収縮による応力を緩和するためにＭＤ方向の軸に沿って内反り（凹反り）すると思われる。

本発明者らの検討の結果、上述したような内反りをなくすために、ＭＤ方向とＴＤ方向との異方性を無くすことを試みたが、ＭＤ／ＴＤの異方性を１に近づけようとした場合、ある値よりも小さくなったときに反りの方向が内反りから外反りに変化した。本発明においては、基材層の厚みが０．５ｍｍ以下と薄く、また、銀面層の厚み割合が相対的に高くなった場合において、不織布の、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）に調整することにより、プレフォーム成形用シートの反りの量を低減することができた。

また、本発明の他の一局面は、上述したプレフォーム成形用シートを製造する方法であって、一方向に搬送されて連続生産するための、以下の一連の工程：溶融紡糸によりポリエステルを島成分とする海島型繊維からなる長繊維ウェブを製造する工程と、長繊維ウェブを複数枚重ねて３次元的に絡合させることによりウェブ絡合シートを形成する工程と、ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる工程と、湿熱収縮されたウェブ絡合シートにポリウレタンの水系エマルジョンを含浸させた後、ポリウレタンを凝固させる工程と、湿熱収縮されたウェブ絡合シート中の海島型繊維を極細繊維化することにより極細繊維の不織布を形成する工程と、表層に銀面層を形成するためのポリウレタン膜を貼り合せる工程と、を備え、一連の工程の何れかの工程において、搬送方向（ＭＤ方向）に対して面方向に垂直な方向（ＴＤ方向）に、何れかの工程におけるシートの幅を所定の倍率で拡幅するように延伸させるプレフォーム成形用シートの製造方法である。このような製造方法においては、製造時にＴＤ方向の幅を拡幅して不織布を延伸させることにより、プレフォーム成形用シートのＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）を１．９〜２．５に調整することができる。

また、本発明の他の一局面は、上述したプレフォーム成形用シートをプレフォーム成形してプレフォーム成形体を成形する工程と、プレフォーム成形体を射出成形用金型のキャビティ内に配置する工程と、金型内に熱可塑性樹脂を射出して成形体本体を成形する工程とを備える加飾インサート成形体の製造方法である。このような方法によれば、自動化された射出成形サイクルを安定して進行させることができる。

本発明によれば、皮革様の表面を有するプレフォーム成形体を製造するための、反りの少ないプレフォーム成形用シートを提供することができる。

図１は、本実施形態の加飾成形用シート１０の模式断面図である。 図２は深絞り形状のプレフォーム成形体を成形するための金型５の型面形状の一例を示す模式図である。 図３は、加飾成形用シート１０を用いてプレフォーム成形体２０を成形する工程を説明する工程説明図である。 図４は、プレフォーム成形体２０を用いた射出インサート成形を説明するための工程説明図である。 図５は、実施例における、加飾成形用シートの反り量の測定方法を説明するための説明図である。 図６は、従来の加飾成形用シートを用いて射出インサート成形したときに生じる問題点を説明するための模式図である。

以下、表面が皮革様に加飾された射出インサート成形体、それを製造するためのプレフォーム成形体及びプレフォーム成形用シートの好ましい実施形態を説明する。

図１は射出インサート成形の際に金型内に配置されるプレフォーム成形体を成形するための、加飾成形用シート１０の模式断面図である。図１中、１は基材層であり、２はポリウレタン層である銀面層である。

加飾成形用シート１０は、ポリエステル極細繊維の繊維束を絡合させた不織布１ａにポリウレタン１ｂを含浸付与させてなる、厚み０．５ｍｍ以下の基材層１と、基材層１の表面に形成され、全厚みの１０〜４０％の割合を占めるポリウレタン層である銀面層２とを備える。基材層１は空隙１ｃを含む。

基材層１に含まれる不織布１ａは、平均繊維径０．１〜６μｍ程度のポリエステル極細繊維の繊維束を３次元的に絡合させて得られる不織布である。不織布１ａが極細繊維の絡合体であるために、加飾成形用シートをプレフォーム成形する際に、加熱による軟化時の延伸性が優れ、高い賦形性を維持することができる。

極細繊維を形成するポリエステルの具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリトリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、等の芳香族ポリエステル系樹脂；ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート−ポリヒドロキシバリレート共重合体等の脂肪族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの中では、ガラス転移温度（Ｔ_g）が１２０℃以下のポリエチレンテレフタレートがプレフォーム成形性に優れる点から好ましい。

ガラス転移温度（Ｔ_g）が１２０℃以下のポリエチレンテレフタレートとしては、芳香族ポリエチレンテレフタレートの構成単位に直鎖の構造を乱す共重合成分を構成単位として含有する変性ポリエチレンテレフタレート、特に、イソフタル酸、フタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等の非対称型芳香族カルボン酸や、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸を共重合成分として所定割合で含有する変性ポリエチレンテレフタレートが好ましい。さらに具体的には、モノマー成分としてイソフタル酸単位を２〜１２モル％含有する変性ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

不織布１ａの見かけ密度は０．４５ｇ/ｃｍ³以上、さらには０．４５〜０．７０ｇ/ｃｍ³であることが好ましい。不織布１ａの見かけ密度が低すぎる場合には、繊維の密な部分と疎な部分とが存在するために加飾成形用シートが反りすくなる傾向がある。

不織布１ａは、極細繊維が複数本集束して繊維束を形成しているために高い見かけ密度に調整することができる。このような繊維束は、具体的には、例えば、５〜１０００本、さらには５〜２００本、特に好ましくは１０〜５０本、最も好ましくは１０〜３０本の極細繊維が繊維束を形成していることが好ましい。

また、極細繊維は長繊維であることが、見かけ密度を高められる点から好ましい。ここで、長繊維とは、所定の長さに意図的に切断処理された短繊維ではないことを意味する。長繊維の長さとしては、１００ｍｍ以上、さらには、２００ｍｍ以上であることが、極細繊維の繊維密度を充分に高めることができる点から好ましい。極細繊維の長さが短すぎる場合には、繊維の高密度化が困難になる傾向がある。

次に、不織布１ａを結着して形態安定性を高めるために含浸付与される、第一のポリウレタン１ｂについて説明する。

ポリウレタン１ｂとしては、例えば、ポリウレタン水性エマルジョンに由来するポリウレタンが好ましく用いられる。その具体例としては、例えば、水性エマルジョンに由来するポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリカーボネート／エーテル系ポリウレタンが挙げられる。このようなポリウレタン水性エマルジョンに由来するポリウレタンは、プレフォーム成形体の成形時において、金型から離型した後の寸法安定性に優れている。

基材層１中のポリウレタン１ｂの含有割合は、５〜２５質量％、さらには、１０〜２２質量％、とくには１５〜２２％の範囲で含有させることが好ましい。ポリウレタン１ｂの含有割合が低すぎる場合には、加飾成形用シート１０の形状安定性が低下する傾向がある。また、高すぎる場合には得られるプレフォーム成形体の寸法安定性が低下する傾向がある。

基材層１の厚みは０．５ｍｍ以下であり、好ましくは、０．２５〜０．５ｍｍ、さらには０．３〜０．４ｍｍであることが好ましい。基材層１の厚みが０．５ｍｍを超える場合には、加飾インサート成形体の薄肉化を実現することが困難になる。

基材層１はその表面に、銀面様の外観を付与するためのポリウレタン層である銀面層２を有する。銀面層２は、加飾成形用シート１０の全厚みの１０〜４０％の割合を占める。

銀面層２を形成するポリウレタンは特に限定されないが、非水系ポリウレタンに由来するポリウレタンを含有することが好ましく、その具体例としては、例えば、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂等の各種ポリウレタン系樹脂の非水系溶液に由来するポリウレタンが挙げられる。

銀面層２は、加飾成形用シート１０の全厚みの１０〜４０％、好ましくは、１５〜３５％、さらに好ましくは２０〜３０％を占める。加飾成形用シート１０は、基材層１の厚みが０．５ｍｍ以下のように薄肉であり、銀面層２の厚みが占める割合が高い。従来、このように基材層が薄く、銀面層の割合が高い場合には、反りが大きくなったが、加飾成形用シート１０においては、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）を１．９〜２．５に調整することによりこのような反りが抑制された。

銀面層２の厚みは、０．０３〜０．３ｍｍ、さらには０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。また、基材層１と銀面層２との合計厚みは、０．３〜０．８ｍｍ、さらには０．４〜０．６ｍｍであることが好ましい。

加飾成形用シート１０は、不織布１ａが最も延伸されている方向をＭＤ方向、ＭＤ方向に面方向に垂直な方向をＴＤ方向とした場合、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５である。基材層１に含まれる不織布１ａは、通常、上述のように、生産時の製品の搬送方向に由来する機械的特性の異方性を有する。従って２０％引張応力も、製造時に高い延伸性が付与される搬送方向（ＭＤ方向）の方が、ＭＤ方向に垂直なＴＤ方向よりも高い。

加飾成形用シート１０は、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５であり、好ましくは、１．９〜２．１である。ＭＤ方向とＴＤ方向との機械的特性の比は、通常、異方性を無くすためには１により近づけることが好ましいと思われるが、本発明者らは、２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５の範囲である場合には、加飾成形用シート１０の反りが抑制されることを見出した。２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が２．５より大きい場合には下に凸に大きく反り、１．９より小さい場合には上に凸に大きく反る。

２０％引張応力は、ＪＩＳ Ｌ１０９６の６．１２「引張り強度試験」に準じて、２５ｍｍ幅、長さ２００ｍｍの長方形の試験片を、掴み間隔５０ｍｍとなるよう引張試験機に取り付け、応力−歪み曲線から２０％伸長時の応力を読み取ることにより求められる。

ＭＤ方向の２０％伸長時の応力は、その厚みにもよるが、例えば、０．５ｍｍ程度の時には、８．５〜９．０ｋｇ／２５ｍｍ程度であることが好ましい。ＭＤ方向の２０％伸長時の応力が高すぎる場合には、下に凸に反りやすくなり、ＭＤ方向の２０％伸長時の応力が低すぎる場合には、上に凸に反りやすくなる傾向がある。

また、ＴＤ方向の２０％伸長時の応力は、その厚みにもよるが、例えば、０．５ｍｍ程度の時には、４．０〜４．５ｋｇ／２５ｍｍ程度であることが好ましい。ＴＤ方向の２０％伸長時の応力が高すぎる場合には、下に凸に反りやすくなり、ＴＤ方向の２０％伸長時の応力が低すぎる場合には、上に凸に反りやすくなる傾向がある。

加飾成形用シート１０には、必要に応じて、銀面層２が形成されていない側の面に、形態安定性を保持すること等を目的として樹脂フィルムを別途積層してもよい。このような樹脂フィルムの厚みとして、０．０５〜０．３５ｍｍ、さらには０．１〜０．３ｍｍ程度であることが好ましい。

加飾成形用シート１０に樹脂フィルムを積層する方法の具体例としては、樹脂フィルムに接着剤を介して予め用意された基材層１を貼り合わしたり、熱圧着したりするドライラミネートによる方法が好ましく用いられる。接着剤としては、熱により延伸可能なホットメルト型接着剤が好ましく用いられる。接着層の厚みとしては、２０〜１００μｍ程度であることが好ましい。

次に、加飾成形用シート１０を熱プレス成形することによりプレフォーム成形体を製造する方法について説明する。なお、本実施形態においては、プレス成形について詳しく説明するが、プレス成形の代わりに、従来から知られた、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等その他のプレフォーム成形法を用いてもよい。

図２は頂面が略正方形で断面が台形の深絞り形状のプレフォーム成形体を成形するための金型５の斜視模式図である。図２中、５ａは雄型である上金型、５ｂは雌型である下金型である。

図３を参照して、加飾成形用シート１０を金型５を用いてプレフォーム成形する工程について説明する。プレフォーム成形においては、はじめに、図３（ａ）に示すように、赤外線やヒータによる加熱により軟化された加飾成形用シート１０を、銀面層２が下金型５ｂに対向するような方向で、上金型５ａと下金型５ｂとの間に配置する。そして、図３（ｂ）に示すように上金型５ａと下金型５ｂとを型締めすることにより、軟化された加飾成形用シート１０に賦形する。加熱により軟化するための温度は、例えば、極細繊維のガラス転移温度以上で融点温度以下の温度であることが好ましい。具体的には、例えば、１２０〜１８０℃程度で軟化させることが好ましい。

そして、図３（ｃ）に示すように上金型５ａと下金型５ｂとを型開きする。そして、図３（ｄ）に示すように得られたプレフォーム成形体２０’を離型する。そして、図３（ｅ）に示すように、射出インサート成形の金型のキャビティの形状に沿うように、プレフォーム成形体２０’の周囲の不要な部分をトリミングして除去する。このようにして、射出インサート成形の金型のキャビティの形状に沿うように成形されたプレフォーム成形体２０が得られる。

次に、プレフォーム成形体２０を射出インサート成形の金型のキャビティにインサートし、プレフォーム成形体２０の裏面に樹脂を射出することにより成形する射出インサート成形の各工程を図４を参照して説明する。

図４中の射出成形の金型１５は、インサート部を有するキャビティ１５ｃを備える可動側金型１５ａと、固定側金型１５ｂとを備える。

図４（ａ）に示すように、はじめに、プレフォーム成形体２０をマテリアルハンドリングロボット１４の動作により、キャビティ１５ｃに配置する。そして、図４（ｂ）に示すように可動側金型１５ａと固定側金型１５ｂとを型締めする。そして、図４（ｃ）に示すように射出成形機のノズル１６を固定側金型１５ｂのスプルーブッシュ１５ｆに接触するまで前進させて、射出成形機のシリンダ内で溶融された溶融樹脂を金型１５内に射出する。射出された溶融樹脂は、樹脂流路を流れてキャビティ内に流入する。そして、射出終了後、冷却工程を経て、図５（ｄ）に示すように、可動側金型１５ａと固定側金型１５ｂとが型開きされ、プレフォーム成形体２０と射出成形により成形された成形体本体２１とが一体化されたインサート成形体３０がマテリアルハンドリングロボット１４により把持されて取り出される。図５（ａ）〜図５（ｄ）に示した工程を１ショットの工程として、この一連の工程が自動化されて行われる。

射出インサート成形で射出される、成形体本体２１を形成するための樹脂としては、各種熱可塑性樹脂が特に限定なく用いられ、用途に応じて適宜選択される。例えば、携帯電話、モバイル機器、家電製品等の筐体に用いられる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂やＡＢＳ系樹脂等の耐衝撃性に優れた樹脂が挙げられる。

上述したように、プレフォーム成形体２０は、反りが小さいために、図４（ａ）の工程において、金型のキャビティ１５ｃに正確に配置され、また、配置されたプレフォーム成形体２０が落下したり、位置ズレしたりしにくくなる。また、マテリアルハンドリングロボット１４による搬送動作が正確になり、自動化された射出成形サイクルの自動化の中断が少なくなる。

次に、本実施形態の加飾成形用シート１０の製造方法の一例について説明する。加飾成形用シート１０は、はじめに、基材層１を製造し、基材層1の表面に銀面層２を形成することにより得られる。

基材層１は、例えば、次のような一連の工程により、製造される。すなわち、（１）溶融紡糸によりポリエステルを島成分とする海島型繊維からなる長繊維ウェブを製造するウェブ製造工程と、（２）得られた長繊維ウェブを複数枚重ねて３次元的に絡合させることによりウェブ絡合シートを形成するウェブ絡合工程と、（３）ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる湿熱収縮処理工程と、（４）ウェブ絡合シートにポリウレタンのエマルジョンを含浸させた後、ポリウレタンを凝固させるポリウレタン含浸工程と、（５）ウェブ絡合シート中の海島型繊維を極細単繊維化することにより極細繊維の不織布を形成する極細繊維形成工程と、を備えるような工程により得られる。本実施形態の製造方法においては、このような一連の工程の何れかの工程において、不織布の幅出し、すなわち、生産時の製品の搬送方向（ＭＤ方向）に対して面方向に垂直方向（ＴＤ方向）の幅の寸法を所定の倍率で拡幅するように延伸させる。以下に各工程について、詳しく説明する。

（１）ウェブ製造工程
本工程においては、はじめに、溶融紡糸により、ポリエステルを島成分とする海島型繊維からなる長繊維ウェブを製造する。長繊維ウェブは、例えば、いわゆるスパンボンド法を用いて、ポリエステルを島成分とする海島型繊維を溶融紡糸法を用いて紡糸し、これを切断せずにネット上に捕集してウェブを形成する方法が好ましく用いられる。

海島型繊維の海成分は、ウェブ絡合シートを形成させた後の適当な段階で抽出または分解されて除去される。この分解除去または抽出除去により極細繊維からなる繊維束を形成させることができる。

海島型繊維の島成分を構成する熱可塑性樹脂としては、上述したような極細繊維を形成するための各種ポリエステルが用いられる。一方、海島型繊維の海成分を構成する熱可塑性樹脂としては、島成分を構成する樹脂とは溶剤に対する溶解性または分解剤に対する分解性を異にする熱可塑性樹脂が選ばれる。

海成分を構成する熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレンプロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、スチレンエチレン共重合体、スチレンアクリル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられる。中でも、湿熱や熱水で収縮し易い点でポリビニルアルコール系樹脂、特にエチレン変性ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。

海島型繊維の紡糸およびウェブ形成には、スパンボンド法が用いられる。具体的には、多数のノズル孔が、所定のパターンで配置された複合紡糸用口金を用いて、海島型繊維を個々のノズル孔からコンベヤベルト状の移動式のネット上に連続的に吐出させ、高速気流を用いて冷却しながら堆積させる。このような方法によりウェブが形成される。ネット上に形成されたウェブには融着処理が施されることが好ましい。融着処理により形態安定性が付与される。融着処理の具体例としては、例えば、熱プレス処理が挙げられる。熱プレス処理としては、例えば、カレンダーロールを使用し、所定の圧力と温度をかけて処理する方法を採用することができる。

（２）ウェブ絡合工程
次に、得られた長繊維ウェブを５〜１００枚程度重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成する。ウェブ絡合シートは、ニードルパンチや高圧水流処理等の公知の不織布製造方法を用いて長繊維ウェブに絡合処理を行うことにより形成される。

具体的には、例えば、長繊維ウェブに針折れ防止油剤、帯電防止油剤、絡合向上油剤などのシリコーン系油剤または鉱物油系油剤を付与する。その後、ニードルパンチにより三次元的に繊維を絡合させる絡合処理を行う。ニードルパンチ処理を行うことにより、繊維密度が高く、繊維の抜けを起こしにくいウェブ絡合シートが得られる。ウェブ絡合シートの目付量は、目的とする厚みに応じて適宜選択されるが、具体的には、例えば、５００〜２０００ｇ／ｍ²の範囲であることが取扱い性に優れる点から好ましい。

（３）熱収縮処理工程
次に、ウェブ絡合シートを熱収縮させることにより、ウェブ絡合シートの繊維密度および絡合度合を高める。なお、本工程においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを熱収縮させることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができる。熱収縮処理されたウェブ絡合シートは、加熱ロールや加熱プレスすることにより、さらに、繊維密度が高められてもよい。

熱収縮処理工程におけるウェブ絡合シートの目付量の変化としては、収縮処理前の目付量に比べて、１．１倍（質量比）以上、さらには、１．３倍以上で、２．０倍以下、さらには１．６倍以下であることが好ましい。

（４）ポリウレタン含浸工程
ウェブ絡合シートの形態安定性を高める目的で、ウェブ絡合シートの極細繊維化処理を行う前または後に、収縮処理されたウェブ絡合シートにポリウレタンのエマルジョンを含浸させた後、ポリウレタンを凝固させる。

収縮処理されたウェブ絡合シートにポリウレタンのエマルジョンを含浸させる場合には、ウェブ絡合シートをポリウレタンのエマルジョンで満たされた浴中へ浸した後、プレスロール等で所定の含浸状態になるように絞るという処理を１回又は複数回行うディップニップ法が好ましく用いられる。また、その他の方法として、バーコーティング法、ナイフコーティング法、ロールコーティング法、コンマコーティング法、スプレーコーティング法等を用いてもよい。

ポリウレタンとしては、平均分子量５００〜３０００の高分子ポリオールと有機ポリイソシアネ−トと、鎖伸長剤とを、所定のモル比で反応させることにより得られる各種のポリウレタンが挙げられる。

高分子ポリオールの具体例としては、平均分子量５００〜３０００の、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリカーボネートジオール等のポリマーポリオールが挙げられる。また、有機ポリイソシアネ−トの具体例としては、例えば、４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系イソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族系イソシアネート等が挙げられる。また、鎖伸長剤としては、エチレングリコール、エチレンジアミン等の２個以上の活性水素原子を有する低分子化合物が挙げられる。

ポリウレタンのエマルジョンをウェブ絡合シートに含浸し、湿式法または乾式法により凝固させることにより、ポリウレタンをウェブ絡合シートに固定する。なお、凝固させたポリウレタンを架橋させるために、凝固及び乾燥後に加熱処理してキュア処理を行ってもよい。

（５）極細繊維形成工程
ウェブ絡合シート中の海島型繊維は、海成分を水や溶剤等で抽出または分解除去することにより極細繊維に変換される。

ポリビニルアルコール系樹脂等の水溶性樹脂を海成分に用いた海島型繊維の場合においては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等で熱水加熱処理することにより海成分が除去される。

本工程においては、海島型繊維から海成分を溶解して極細繊維を形成する際に、極細繊維が大きく捲縮される。この捲縮により繊維密度が緻密になるために、高密度の繊維絡合体が得られる。

そして、海島型繊維から海成分を溶解して極細繊維を形成させた後、そのシートを、例えば、搬送されるシートの両端に沿ったレールに万遍なく複数のテンタークリップを並べ、テンタークリップでシートの幅方向の両端を掴み、幅方向に拡幅しながら搬送及び加熱するような、テンター乾燥機で乾燥する。本実施形態においては、このように、シートを幅方向に所定の倍率で拡幅処理することにより、ＴＤ方向の延伸度を調整する。

上述したようなテンター乾燥機を用いた乾燥工程において、シートの拡幅の倍率は、得られるプレフォーム成形用シートが、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５になるように適宜選択されるが、具体的には、例えば、厚み１．０ｍｍのシートを拡幅する場合、テンター乾燥機に入るときの幅（入巾）に対し、テンター乾燥機から出るときの幅（出巾）が１０４〜１０８％になっていること、すなわち、１．０４〜１．０８倍広げるように拡幅することが好ましい。

以上のような工程により、好ましくは３００〜１８００ｇ／ｍ²の目付を有する基材層１の中間体シートを得る。

このようにして得られた基材層１の中間体シートは、乾燥後、厚さ方向に垂直な方向に複数枚にスライスされたり研削されたりすることにより、厚さ調節や表面状態を調整されて厚み０．５ｍｍ以下の基材層１のシートに仕上げられる。

そして、基材層１のシートの表面に銀面層２として、ポリウレタン層を形成する。

銀面層２は、例えば、離形紙上で予め形成したポリウレタン膜を基材層１の表面に転写して、ポリウレタン系接着剤により接着させる方法が好ましく用いられる。この場合、ポリウレタン系接着剤は硬化収縮し、そのときに発生する内部応力を緩和するために、加飾成形用シート１０が反ると思われる。なお、銀面層２は、接着性を高めることを目的としてアンカーコート層を設けたり、表面にトップコート層を設けたような積層構造であってもよい。

また、銀面層２の表面には、必要に応じて公知のエンボス機を用いることにより、エンボス模様が形成されていてもよい。このような模様を付与することにより、表面をさらに皮革に似たような外観を実現することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。

［実施例１］
海成分の熱可塑性樹脂としてエチレン変性ポリビニルアルコール（エチレン単位の含有量８．５モル％、重合度３８０、ケン化度９８．７モル％）、島成分の熱可塑性樹脂としてＴｇが１１０℃である、イソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレート（イソフタル酸単位の含有量６．０モル％）を、それぞれ個別に溶融させた。そして、海成分中に均一な断面積の島成分が２５個分布した断面を形成しうるような、多数のノズル孔が並列状に配置された複数紡糸用口金に、それぞれの溶融樹脂を供給した。このとき、海成分と島成分との質量比が海成分／島成分＝２５／７５となるように圧力調整しながら供給した。そして、口金温度２６０℃に設定されたノズル孔より吐出させた。

そして、ノズル孔から吐出された溶融繊維を平均紡糸速度が３７００ｍ／分となるように気流の圧力を調節したエアジェット・ノズル型の吸引装置で吸引することにより延伸し、平均繊維径が２０〜２５μｍの海島型長繊維を紡糸した。紡糸された海島型長繊維は、可動型のネット上に、ネットの裏面から吸引しながら連続的に堆積された。堆積量はネットの移動速度を調節することにより調節された。そして、表面の毛羽立ちを抑えるために、ネット上の堆積された海島型長繊維を４２℃の金属ロールで軽く押さえた。そして、海島型長繊維をネットから剥離し、表面温度７５℃の格子柄の金属ロールとバックロールとの間を通過させることにより、線圧２００Ｎ／ｍｍで熱プレスした。このようにして、表面の繊維が格子状に仮融着された目付３４ｇ／ｍ²の長繊維ウェブが得られた。

次に、得られた長繊維ウェブの表面に、帯電防止剤を混合した油剤をスプレー付与した後、クロスラッパー装置を用いて長繊維ウェブを１０枚重ねて総目付が３４０ｇ／ｍ²の重ね合せウェブを作成し、更に、針折れ防止油剤をスプレーした。そして、重ね合せウェブをニードルパンチングすることにより三次元絡合処理した。具体的には、針先端から第１バーブまでの距離が３．２ｍｍの６バーブ針を用い、針深度８．３ｍｍで積層体の両面から交互に３３００パンチ／ｃｍ²のパンチ数でニードルパンチした。このニードルパンチ処理による面積収縮率は６８％であり、ニードルパンチ後の絡合ウェブの目付は４１５ｇ／ｍ²であった。

得られた絡合ウェブは、以下のようにして湿熱収縮処理されることにより、緻密化された。具体的には、１８℃の水を絡合ウェブに対して１０質量％均一にスプレーし、温度７０℃、相対湿度９５％の雰囲気中で３分間張力が掛からない状態で放置して熱処理することにより湿熱収縮させて見かけの繊維密度を向上させた。この湿熱収縮処理による面積収縮率は４５％であり、緻密化された絡合ウェブの目付は７５０ｇ／ｍ²であり、見かけ密度は０．５２ｇ／ｃｍ³であった。そして、絡合ウェブをさらに緻密化するために乾熱ロールプレスすることにより、見かけ密度０．６０ｇ／ｃｍ³に調整した。

次に、緻密化された絡合ウェブに、非発泡のポリウレタンを以下のようにして含浸させた。ポリカーボネート／エーテル系ポリウレタンを主体とする水系ポリウレタンエマルジョン（固形分濃度３０％）を緻密化された絡合ウェブに含浸させた。そして、１５０℃の乾燥炉で水分を乾燥し、さらにポリウレタンを架橋させた。このようにして、ポリウレタン／絡合ウェブの質量比が１０／９０のポリウレタン絡合ウェブ複合体を形成した。

次に、ポリウレタン絡合ウェブ複合体を９５℃の熱水中に２０分間浸漬することにより海島型長繊維に含まれる海成分を抽出除去して極細繊維化した。そして、極細繊維化したシートを、１２０℃に設定したテンター乾燥機で乾燥した。なお、テンター乾燥機は、入口から出口まで約１５ｍであり、搬送スピードは３ｍ／分であり、入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをした。このようにして得られたシートをスライス及び研削することにより、厚さ約１．０ｍｍの中間体シートが得られた。

得られた中間体シートに含有される繊維絡合体の見かけ密度は０．５３ｇ/ｃｍ³であり、ポリウレタン／繊維絡合体の質量比は１４／８６であった。また、繊維絡合体の極細単繊維の平均繊維径は２〜４μｍであった。

そして得られた中間体シートを厚み方向に２分割し、０．４０ｍｍに研削して基材層を形成した。そして得られた基材層に、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂を表皮とする厚み０．１ｍｍのポリウレタン層を形成した。このようにして、プレフォーム成形用シートを得た。得られたプレフォーム成形用シートの比重は０．６６であった。また、１５０℃における３０％伸長応力が２９Ｎ／２５ｍｍであった。

このようにして得られたプレフォーム成形用シートのＴＤ方向及びＭＤ方向の２０％引張応力を測定し、ＭＤ／ＴＤを求めた。また、このようにして得られたプレフォーム成形用シートの反り量を次のような方法により、測定した。

［プレフォーム成形用シートの反り量の測定］
得られたプレフォーム成形用シートを２０ｃｍ（ＴＤ方向）×３０ｃｍ（ＭＤ方向）に切出して試験片を作製した。そして、図５に示すように、平坦な定盤のうえに下に凸になるように静置し、端面の垂直高さを高さゲージで測定した。なお、銀面層が上になるように沿った場合には反り量の極性を+とし、基材層が上になるように沿った場合には反り量の極性を−とした。

次に、得られた加飾成形用シート用いて、図２に示すような形状の断面が台形状の山形の３次元形状のキャビティを有する金型を用いてプレフォーム成形体を成形した。具体的には、常温の一対の金型の下金型に加飾成形用シートを配置し、シート表面を赤外線で温度１５０℃に加熱した後に、０．４ＭＰａの圧力をかけた後、冷却することによりプレフォーム成形体を得た。そして、トリミングすることにより、後の射出インサート成形の金型に合う形状にトリミングした。そして、このようにして得られたプレフォーム成形用シートの反りを目視により次のように判定した。

Ａ：目視により、反りや歪みが認識しにくい。
Ｂ：目視により、明らかな反りや歪みが容易に認識される。

以上の結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１において、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１０４％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［実施例３］
実施例１において、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１０６％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［実施例４］
実施例１において、基材層の厚みを０．４ｍｍの代わりに、０．５μｍにし、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１００％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［実施例５］
実施例１において、基材層の厚みを０．４ｍｍの代わりに、０．５μｍにし、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１０４％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［実施例６］
実施例１において、銀面層の厚みを０．１ｍｍの代わりに、０．２μｍにし、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１０８％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１において、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１０２％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例１において、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０５％の幅出しをする代わりに、１１０％の幅出しをした以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例６において、テンター乾燥機の入口から出口までテンタークリップでＴＤ方向に引っ張ることにより、１０８％の幅出しをする代わりに、１００％の幅出しをした以外は実施例６と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

［比較例４］
実施例１において、基材層の厚みを０．４ｍｍから１．０ｍｍに変更した以外は実施例１と同様にして成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。結果を表１に示す。

本発明に係る実施例１〜６の成形用シートは、基材層の厚みが０．５ｍｍ以下であり、銀面層の厚みの割合が１０％以上と高いにもかかわらず、その反り量がいずれも−１．５〜+３ｍｍの範囲に抑えられていた。一方、２０％引張応力のＭＤ／ＴＤが２．５を超えるような比較例１又は比較例３の成形用シートは、その反り量が+１０ｍｍを超えており、著しく反りが大きかった。また、２０％引張応力のＭＤ／ＴＤが１．９未満である比較例２の成形用シートは、反り量が−５ｍｍになり、反りが大きかった。なお、比較例４のように、基材層の厚みが厚い場合には、反り量は小さいが、このような場合には、成形体の薄肉化を実現できない。

本発明は、携帯端末本体（スマートフォン、タブレットＰＣ）およびそのケース、カバーなどのアクセサリ、カメラグリップ、車両内装材、化粧品ケースなどの樹脂成形体の表面を皮革用表面で加飾するインサート成形に用いられる。

１ 基材層
１ａ 不織布
１ｂ ポリウレタン
１ｃ 空隙
２ 銀面層
５ プレフォーム用金型
５ａ 上金型
５ｂ 下金型
１０ 加飾成形用シート
１４ マテリアルハンドリングロボット
１５ インサート成形用金型
１５ａ 可動側金型
１５ｂ 固定側金型
１５ｃ キャビティ
１５ｆ スプルーブッシュ
１６ ノズル
２０ プレフォーム成形体
２１ 成形体本体
３０ インサート成形体

Claims (3)

1. 射出インサート成形に供されるプレフォーム成形体の成形に用いられる、皮革様表面を有する成形用シートであって、
   ポリエステル極細繊維の繊維束を絡合させた不織布に第一のポリウレタンを含浸付与させた基材層と、前記基材層の表面に形成された第二のポリウレタンを含む銀面層とを備え、
   前記基材層の厚みが０．５ｍｍ以下で、前記銀面層が全厚みの１０〜４０％の割合を占め、
   前記不織布が最も延伸されている方向をＭＤ方向、ＭＤ方向に面方向に垂直な方向をＴＤ方向とした場合、ＴＤ方向に対するＭＤ方向の２０％引張応力の比（ＭＤ／ＴＤ）が１．９〜２．５であることを特徴とするプレフォーム成形用シート。
2. 請求項１のプレフォーム成形用シートを製造する方法であって、
   搬送されて連続生産するための、以下の一連の工程：溶融紡糸によりポリエステルを島成分とする海島型繊維からなる長繊維ウェブを製造する工程と、前記長繊維ウェブを複数枚重ねて３次元的に絡合させることによりウェブ絡合シートを形成する工程と、前記ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる工程と、前記湿熱収縮されたウェブ絡合シートにポリウレタンの水系エマルジョンを含浸させた後、ポリウレタンを凝固させる工程と、前記湿熱収縮されたウェブ絡合シート中の海島型繊維を極細繊維化することにより極細繊維の不織布を形成する工程と、表層に銀面層を形成するためのポリウレタン膜を貼り合せる工程と、を備え、
   一連の工程の何れかの工程において、搬送方向（ＭＤ方向）に対して面方向に垂直な方向（ＴＤ方向）に、何れかの工程におけるシートの幅を所定の倍率で拡幅するように延伸させることを特徴とするプレフォーム成形用シートの製造方法。
3. 請求項１に記載のプレフォーム成形用シートをプレフォーム成形してプレフォーム成形体を成形する工程と、
   前記プレフォーム成形体を射出成形用金型のキャビティ内に配置する工程と、
   前記金型内に熱可塑性樹脂を射出して成形体本体を成形する工程と、を備えることを特徴とする加飾インサート成形体の製造方法。