JP2021511224A - ステッチをシールする方法、複合部材および該複合部材の使用 - Google Patents

ステッチをシールする方法、複合部材および該複合部材の使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、ステッチを有する表層(2)の、面状に発泡体層(8)または接着剤層(8)が続く面においてステッチ(4)をシールする方法、複合部材(1)および該複合部材(1)の使用に関する。好適には、当該方法には、ステッチ領域に、ステッチ延在部に沿ってシール材料(3)を非接触式に面状に被着するステップが含まれる。本発明により、後続の加工ステップにおける発泡体材料または接着剤材料の侵入を阻止すると同時に、既存の方法の欠点を解消することが可能である。

Description

本発明は、ステッチを有する表層の、面状に発泡体層が隣接する側においてステッチをシールする方法、発泡体層と、ステッチを有する表層とから成る複合部材、および該複合部材の使用に関する。
自動車用の内張り構成部材は、一般にプラスチックから製造されており、支持体構成部材と表層とから成る多層構造を有していることが多い。この場合大抵は、(以下で表層と呼ぶ)装飾層、装飾フィルム、成形表皮、織布、繊維材料、皮革または人工皮革が表層として使用される、射出成形されたプラスチック構成部材である。この場合、構成部材の輪郭、構造および形状に応じて、特に視覚的な理由から、(以下でステッチと呼ぶ)機能縫い目または装飾縫い目を備えた表層が使用されることが多い。ただし、例えばPVCまたは別の熱可塑性ポリマまたはポリウレタンフィルムから成るスラッシュ表皮等の、ステッチが付けられた表層は、可能な限り現実に忠実な、リアルな縫製外観の印象を与えるように、ステッチ箇所において穿刺されているため、発泡材料がステッチ箇所を通って表層の可視側に侵入することができないようにするためには一般に、表層を、背面発泡前にステッチに沿ってシールする必要がある。このことは、例えばいわゆるシール帯材の被着により行うことができ、この場合は例えばアクリレート接着剤から成る冷間接着帯材または例えば熱活性化可能なコポリエステル接着剤から成る溶接帯材または他の接着帯材が使用され得る。このようなシール帯材は、例えば独国特許出願公開第102010034598号明細書に記載されている。しかしながらこのようなシール帯材は、目立つリスクが高まると共に、圧力および熱の下で被着される、という欠点を有している。さらにこのようなシール帯材は、突出輪郭およびアールがこの方法では限定的にしかシールされ得ない、という欠点をも有している。例えば成形表皮として存在し得る表層は、幾何学形状の複雑さに基づき、場合により大幅に断念せざるを得ず、接着帯材が局所的に扁平に展開されて被着されることがある。このためには表層に、(以下でA面とも呼ぶ)装飾面と、(以下でB面とも呼ぶ)内面の両方から、押当てロールまたはローラもしくは支持ロールが到達する必要がある。さらに、損傷しやすい装飾表面の取扱いは、前記接着帯材シールの手動での適用と自動化された適用の両方において、慎重さに関してかなりの手間を要する。
欧州特許出願公開第3141369号明細書に記載の、プラスチゾルを用いて成形表皮のステッチをシールする方法では、プラスチゾルをステッチに塗布し、160〜180℃で溶融もしく硬化させる。この方法における欠点は、高い温度を適用することで、ステッチの糸も、場合により表層の基本材料も巻き添えにされる場合があり、これにより、つやまたは色の特性に不都合な影響が及ぼされる恐れがある、または前記材料の劣化が不都合に加速される恐れもある、という点にある。記載されたプラスチゾルはさらに、自動車製造に使用される装飾フィルム材料のうち全ての材料に使用可能であるわけではない。それというのも、例えばいくつかの材料に対しては付着が十分に生ぜしめられないからである。さらに、プラスチゾルの一般にパウダー状での塗布は、幾何学形状の輪郭延在部の例えば急勾配領域における塗布用途でも、大きな手間をかけさえすれば、または同様に装飾フィルムを機械的に変形させさえすれば可能である。
よって本発明の課題は、ステッチのシールにおける前記欠点を回避すること、および表層のステッチの確実なシールを成功させ、これにより、本発明の方法に続く、表層の背面発泡のプロセスステップにおいて液状で塗布される発泡材料が、ステッチの穿刺孔を通過することがないと共に、発泡材料が吸上げ作用において表層のA面に運ばれてステッチ糸/装飾糸により吸収される恐れがない方法を提供することにある。
同じことが、支持ワーク上の発泡材料に代えて、表層を固定するために液体接着剤が使用される場合に、当該方法にも当てはまる。この場合もやはり、穿刺孔を介した接着剤の侵入およびステッチの糸の吸上げ作用を阻止することが重要である。さらに、ステッチの糸が損傷されることはない、あるいは劣化または色の特性にネガティブな影響が及ぼされることはない、ということが望ましい。
この課題は、本発明に基づく方法により解決することができた。
本発明の対象は、ステッチ(4)を有し2つの面(2aおよび2b)を備えた表層(2)の前記ステッチ(4)をシールする方法であって、前記表層(2)は複合部材(1)の一部であり、該複合部材(1)は、少なくとも前記表層(2)と、該表層の一方の面(2aまたは2b)に面状に被着されたポリウレタン発泡体層または接着剤層(8)とを有するものであって、次の方法ステップ、すなわち:
i)表層(2)の、発泡体層または接着剤層(8)が続く面において、縁部をもってステッチ(4)を包囲している面状の被着領域に、シール材料(3)を吹き付けるまたは流し込むステップ、
ii)吹き付けたまたは流し込んだシール材料(3)を硬化させるステップ、
iii)表層(2)の、硬化させたシール材料(3)が位置する面に、ポリウレタン発泡体層または接着剤層(8)を被着するステップ
を含む方法において、
シール材料は、ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物であることを特徴とする。
反応混合物には発泡剤が含まれていないので、シール材料はコンパクトな材料質量体として存在している。
好適には、本発明による方法は、次の方法ステップ、すなわち:
i)表層(2)の、発泡体層または接着剤層(8)が続く面において、縁部をもってステッチ(4)を包囲している面状の被着領域に、20℃〜90℃、好適には40℃〜70℃の温度を有するシール材料(3)として、ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物を吹き付けるまたは流し込むステップ、
ii)吹き付けたまたは流し込んだシール材料(3)を、20℃〜90℃、好適には30℃〜60℃の温度で5秒〜5分以内に硬化させるステップ、
iii)表層(2)の、硬化させたシール材料(3)が位置する面に、ポリウレタン発泡体層(8)を被着するステップ
を含む。
本発明による方法は、好適には非接触式に実施される。
本発明の別の対象は、
a)ステッチ(4)
b)該ステッチ(4)を有し、2つの面(2aおよび2b)を備えた表層(2)
c)表層(2)の一方の面(2aまたは2b)に面状に被着されたポリウレタン発泡体層または接着剤層(8)
d)表層(2)の、発泡体層または接着剤層(8)が続く面に被着された、ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物から成るシール材料(3)から成る面状の被着領域
から成り、面状の被着領域の縁部がステッチ(4)を包囲している、複合部材(1)である。
好適には、シール材料(3)は、
a)ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートを基礎としたポリイソシアネートおよびジフェニルメタンジイソシアネートを基礎とした変性有機ポリイソシアネートから成る群から選択された、少なくとも1つの有機ポリイソシアネート
b)ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオールおよびポリエーテルカーボネートポリオールから成る群から選択された、300〜15000g/mol、好適には320〜13000g/molの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール
c)場合により、62〜300g/mol未満の数平均分子量を有する連鎖延長剤および/または架橋剤
d)触媒
e)場合により、補助剤および/または添加剤
から成る、ポリウレタン反応混合物である。
ポリイソシアネートとして、好適にはジフェニルメタンジイソシアネートおよび/またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートを基礎とした有機ポリイソシアネートおよび/または変性有機ポリイソシアネートが用いられる。
ポリオールとして、好適には2〜6の官能価を有するポリエーテルポリオールが用いられる。
場合により使用され得る連鎖延長剤および/または架橋剤としては、一般に周知の連鎖延長剤および/または架橋剤が使用され得る。この場合は例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチルトルイレンジアミン、グリセリン、1,2-エタンジオール、ブタンジオール、ジエチレングリコールおよびイソソルビドである。
触媒としては、ポリウレタン化学から周知の触媒が使用され得る。これらは例えば、Adam,N., Avar,G., Blankenheim,H., Friederichs,W., Giersig,M., Weigand,E., Halfmann,M., Wittbecker,F.-W., Larimer,D.-R., Maier,U., Meyer-Ahrens,S., Noble,K.-L.およびWussow,H.-G.著のUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Polyurethanes, 2005の第555頁に記載されている。
場合により存在する補助剤および添加剤は、Adam,N., Avar,G., Blankenheim,H., Friederichs,W., Giersig,M., Weigand,E., Halfmann,M., Wittbecker,F.-W., Larimer,D.-R., Maier,U., Meyer-Ahrens,S., Noble,K.-L.およびWussow,H.-G.著のUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Polyurethanes, 2005の第556頁に記載されている。
ポリウレタン発泡体層(8)用には、例えば欧州特許出願公開第2628756号明細書に記載されているようなポリウレタン発泡体が用いられる。
シールしようとする表層(2)は、好適には熱可塑性または熱硬化性のプラスチックから成る。ただし表層(2)は、人工皮革、処理済みまたは未処理の皮革あるいは織られたまたは織られていない繊維材料から成っていてもよい。好適には、プラスチックとしてポリ塩化ビニル(PVC)、熱可塑性オレフィン(TPO)およびポリウレタンが用いられる。これらのプラスチックは、例えば粉末焼結(スラッシュ表皮技術)等の方法により製造され得る。表層は、好適には、前置された深絞りプロセスにより所望の幾何学形状にもたらされる熱可塑性のフィルム材料から、またはポリウレタンフィルム材料から成っていてもよい。表層(2)は、発泡体層(8)に対向する側において粗面化、構造化されているか、または平滑であってもよい。
ステッチの糸は、例えばウール、木綿等の天然材料またはプラスチック等の合成材料から成っていてよい。
本発明による、表層のステッチをシールする方法では、最初にフィルムを、輪郭が限定された装置内に位置決めするか、または支持台上に面状に位置決めし、これによりフィルムを、目標輪郭位置において如何なる機械的な変形も無しにシール手順に供与することができるようにする。前記装置は、表層の位置決めの正確な繰返しと、一般にフレキシブルなフィルム材料の輪郭支援の両方に役立つ。この装置は、後続プロセスにも使用され得る。
ニードルステッチ縫製法により表層に施されるステッチは、製品固有または態様固有の延在部を有しており、この延在部は、輪郭および急勾配領域にわたり、中断部を備えてセグメント化されて形成されていてもよい。
本発明による方法では、最初に液状のポリウレタン反応混合物を、ステッチを包囲するように延在する面状の被着領域に、吐出ノズルを介して吹き付けるかまたは流し込む。液状のポリウレタン反応混合物は反応混合物であるため、材料が滞留している圧送圧に基づき混合ヘッドを通過すると、混合ヘッドは、反応混合物の少なくとも2つの成分を可能な限り理想的に互いに混合して、各成分を均一に分布させる。この場合、反応混合物の個々の成分は、個別導管に設けられた調量系から混合ヘッドに供給される。
反応混合物は、迅速にかつ低温で完全に反応して、所望のシール材料を形成する。このことは、ステッチの糸も、表層の基本材料も、低温では損傷されず、かつシール材料の極短い硬化時間の後に、発泡体層を形成するための発泡体または接着剤を続いて被着することができる、という利点を有している。
シール作用は、ステッチ延在部の直近の表層に対する反応混合物の良好な付着と、表層のB面において盛り上がって突出した縫糸が、シール材料中に埋め込まれることとによって得られる。シール材料の粘性と、短い反応時間とにより、無圧状態での穿刺孔への侵入ならびに縫糸の吸上げ作用が阻止される。
この場合、反応混合物の粘性ならびに付着特性は、輪郭の、場合により存在する急勾配領域をも反応混合物により濡らすことができる、非接触式の吹付け法または流し込み法が使用可能であるように調整されている。非接触式の被着法により、シールプロセスに基づき表層に加えられるあらゆる機械的な荷重が回避される。吐出ノズルの制御は、材料被着中に、ステッチ延在部において中断部を表現することも可能にする。吐出ノズルをステッチ延在部に沿って案内する自動移動装置のフレキシブルなコースプログラミングに基づき、複雑な運動シーケンスが実現可能である。
吐出ノズルの様々な調整により、吐出円錐もしくは流し込み幅を制限することが可能である。つまり、例えば吹付け特性または流し込み特性にポジティブな影響を及ぼす追加的な空気流を、ノズルに生ぜしめることができる。前記流し込みの送出手段は、シール材料が一般にスリットノズルを介してステッチ延在部にわたり流し込まれる、ほぼ無圧での送出を可能にする。
シール材料の態様は、さらに添加剤により、シール材料が表層の材料の色に対して可能な限りコントラストを成して目立つように変化させることができ、これにより、場合により生じる、表層のA面に対する侵入を伴った被着の失敗を視覚的に認識することができる。このことは、材料の着色または例えば蛍光添加剤により達成され得る。検査は、視覚的な検査によりマニュアル式に、または画像処理システムまたは別の光学センサを介して自動で行われてよい。同じ原理が、B面におけるシール材料の被着の、質および量を検査するためにも用いられてよい。
形成されたシールは、完全に反応した状態でもフレキシブルであり、その特性は、表層のフレキシブルな材料と比較可能である。
複合部材(1)は、例えば自動車用の内張り構成部材、例えばダッシュボード、肘掛け、ドアサイドパネル、センターコンソールおよびグローブボックス用カバー等の製造に使用され得る。
ステッチ((4)および(4’))を備える2つの面((2a)および(2b))を備えた表層(2)と、発泡体層(8)とから成る複合部材(1)を示す横断面図である。 ステッチ((4)および(4’))を備える2つの面((2a)および(2b))を備えた表層(2)と、発泡体層(8)とから成る複合部材(1)を示す横断面図である。 ステッチ((4)および(4’))を備える2つの面((2a)および(2b))を備えた表層(2)と、発泡体層(8)とから成る複合部材(1)を示す横断面図である。
図1には、装飾ステッチを備えた表層2が横断面で示されている。この装飾ステッチは、互いに縫い合わされた2つの表層の印象を与えようとするステッチであるが、物理的には分断部を一切有してはいない。表層2は、それぞれ刺通部5を備えた2つの装飾ステッチ4を有している。実質的に互いに平行に延在する2つの装飾ステッチ4の間で可視面2aには溝7が延在しており、溝7は、この箇所で2つの例えば表層が互いに縫い合わされている、という印象を与えようとするものである(皮革加工に依拠)。表層2の背面発泡部または面状の接着部に対して装飾ステッチ4のシールを提供するために、表層2の発泡面2bまたは接着剤で濡らされるべき面2bにおける、2つのステッチ延在部4の間の領域は、ステッチ延在長さにわたり、シール材料3により被覆されている。この場合、2つのステッチ4の刺通部5は、シール材料3により十分に被覆されているため、背面発泡材料または接着剤材料の、ステッチ延在部への到達を防止することができる。
図2には、図1の変化態様が示されている。この図面には、表層2の実際の接合箇所7aにおける適用が、横断面図で示されている。
図3には、図1および図2の別の変化態様が示されている。この図面には、平行に延在する第2のステッチ4’および溝7無しで単一のステッチ4が延在する場合の適用が示されている。
例:
出発化合物:
ポリオールA:スタータとしてのグリセリンおよび18%の末端のエチレンオキシドブロックを含むプロピレンオキシドを基礎としたポリアルキレンオキシド;OH−数35mgKOH/gポリオール
ポリオールB:スタータとしてのプロピレングリコールおよび29%の末端のエチレンオキシドブロックを含むプロピレンオキシドを基礎としたポリアルキレンオキシド;OH−数28mgKOH/gポリオール
連鎖延長剤A:ジエチレングリコール
連鎖延長剤B:1.4ブタンジオール
触媒A:エッセンのEvonik社のDabco(登録商標)NE1060
触媒B:Momentive Performance Materials社のFOMREZ(登録商標)UL−28
補助剤A:BASF社のIrganox(登録商標)
イソシアネート:Covestro Deutschland AG社のDesmodur(登録商標);
26.0重量%のNCO成分を含み、25℃における粘度が120mPa*sの、Covestro Deutschland AG社のジフェニルメタンジイソシアネート/ポリフェニルメタンポリイソシアネート混合物
試験の説明:
製造は、25℃の成形温度で加熱可能な型において行われた。ポリオール成分(成分b)〜e))の温度は70℃であり、イソシアネート成分a)の温度は65℃であった。これらの成分を混合ヘッド内で、130bar(ポリオール成分)もしくは110bar(イソシアネート成分)の圧力において混合し、空気支援式の吹付けヘッドを介して、型内の、装飾ステッチを備えた成形表皮の、装飾ステッチを包囲している被着領域に吹き付けた。
2分間硬化させてから、別のステップにおいてポリウレタン発泡体層を、成形表皮の、硬化させたシール材料が位置する側に生ぜしめた。このためには、42℃に加熱された型内の、シールされた装飾ステッチを備えた成形表皮に、Covestro Deutschland AG社のポリオール成分Bayfill(登録商標)53IF40およびCovestro Deutschland AG社のイソシアネートDesmodur(登録商標)58IF07から成るポリウレタン反応混合物を、高圧混合ヘッドを介して塗布し、型を密閉した。42℃で90秒経過してから型を開き、複合部材を取り出した。ステッチのシール性を目視で検査した。
表:ステッチのシール用のポリウレタン反応混合物の組成
Figure 2021511224
1 複合部材
2 可視面2a(A面)と、発泡体層に面した面2b(B面)とを備えた表層
3 ポリウレタン反応混合物から成るシール材料
4 ステッチ
5 糸の刺通部
6 ステッチの糸
7 表層の可視面2aにおける2つのフィルム部分の見せかけの接合箇所を視覚的に表現するための溝
7a 2つの表層の実際の接合箇所
8 発泡体層または接着剤層
9 担体層

Claims (15)

  1. ステッチ(4)を有し2つの面(2aおよび2b)を備えた表層(2)の前記ステッチ(4)をシールする方法であって、前記表層(2)は複合部材(1)の一部であり、該複合部材(1)は、少なくとも前記表層(2)と、該表層の一方の面(2aまたは2b)に面状に被着されたポリウレタン発泡体層または接着剤層(8)とを有するものであって、次の方法ステップ、すなわち:
    i)前記表層(2)の、前記ポリウレタン発泡体層または前記接着剤層(8)が続く面において、縁部をもって前記ステッチ(4)を包囲している面状の被着領域に、シール材料(3)を吹き付けるまたは流し込むステップ、
    ii)吹き付けたまたは流し込んだ前記シール材料(3)を硬化させて付着させるステップ、
    iii)前記表層(2)の、硬化させた前記シール材料(3)が位置する面に、前記ポリウレタン発泡体層(8)を被着するステップ
    を含む方法において、
    前記シール材料(3)は、ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物であることを特徴とする、方法。
  2. 次の方法ステップ、すなわち:
    i)前記表層(2)の、前記ポリウレタン発泡体層または前記接着剤層(8)が続く面において、縁部をもって前記ステッチ(4)を包囲している面状の被着領域に、20℃〜90℃、好適には40℃〜70℃の温度を有するシール材料(3)を吹き付けるまたは流し込むステップ、
    ii)吹き付けたまたは流し込んだ前記シール材料(3)を、20℃〜90℃、好適には30℃〜60℃の温度で5秒〜5分以内に硬化させて付着させるステップ、
    iii)前記表層(2)の、硬化させた前記シール材料(3)が位置する面に、前記ポリウレタン発泡体層(8)を被着するステップ
    を有する、請求項1記載の方法。
  3. 前記表層(2)の、前記ポリウレタン発泡体層または前記接着剤層(8)が続く面に、前記シール材料(3)を、吹付け法または流し込み法により非接触式に被着する、請求項1または2記載の方法。
  4. 前記ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物は、次の成分、すなわち:
    a)ジフェニルメタンジイソシアネートおよび/またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートを基礎としたポリイソシアネートおよびジフェニルメタンジイソシアネートを基礎とした変性有機ポリイソシアネートから成る群から選択された、少なくとも1つの有機ポリイソシアネート、
    b)ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオールおよびポリエーテルカーボネートポリオールから成る群から選択された、300〜15000g/mol、好適には320〜13000g/molの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール、
    c)場合により、62〜300g/mol未満の数平均分子量を有する連鎖延長剤および/または架橋剤、
    d)触媒、
    e)場合により、補助剤および/または添加剤
    を含む、請求項1から3までのいずれか1項または複数項に記載の方法。
  5. 前記表層(2)は、熱可塑性プラスチックから成る、請求項1記載の方法。
  6. 前記表層(2)は、熱硬化性プラスチックから成る、請求項1記載の方法。
  7. 前記表層(2)は、弾性プラスチックから成る、請求項1記載の方法。
  8. 前記表層(2)は、天然材料から成る、請求項1記載の方法。
  9. 前記表層(2)は、合成繊維の、織られた材料または織られていない材料から成る、請求項1記載の方法。
  10. 前記表層(2)は、天然繊維の、織られた材料または織られていない材料から成る、請求項1記載の方法。
  11. 前記表層(2)の、前記シール材料(3)が位置する面に、適当なポリウレタン反応混合物を吹き付けることにより、前記ポリウレタン発泡体(8)を形成する、請求項1記載の方法。
  12. 縫製法において前記表層を刺し通すことを必要とする糸を用いて、前記ステッチ(4)を縫製する、請求項1記載の方法。
  13. 前記ステッチ(4)の糸は、該糸が前記発泡体材料または前記接着剤に接触するように、前記表層の材料中に埋め込まれている、請求項1記載の方法。
  14. 複合部材(1)であって、
    a)ステッチ(4)、
    b)該ステッチ(4)を有し、2つの面(2aおよび2b)を備えた表層(2)、
    c)該表層(2)の一方の面(2aまたは2b)に面状に被着されたポリウレタン発泡体層または接着剤層(8)、
    d)前記表層(2)の、前記ポリウレタン発泡体層または前記接着剤層(8)が続く面に被着された、ポリウレタンを基礎とした液状の反応混合物から成るシール材料(3)から成る面状の被着領域
    から成り、前記面状の被着領域の縁部が前記装飾ステッチ(4)を包囲している、複合部材(1)。
  15. ダッシュボード、肘掛け、ドアサイドパネル、センターコンソールおよびグローブボックス用カバーを製造するための、請求項14記載の複合部材(1)の使用。
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