JP3811621B2 - 自動車用植毛製品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェザーストリップ等の自動車用植毛製品を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
植毛に使用される植毛用接着剤には溶剤タイプ、エマルションタイプおよび特開平5-96670号公報記載のホットメルト型接着剤がある。
【０００３】
溶剤タイプおよびエマルションタイプを使用した自動車用植毛製品の製造方法は、被植毛面に接着剤を所定の膜厚で塗布した後、パイルを静電植毛し、加熱することにより溶剤あるいは水の乾燥と接着剤の硬化を行うものであつた。
【０００４】
しかしながら、溶剤あるいは水の乾燥には、例えば植毛付きウェザーストリップの場合、８０℃の熱風で７〜１３分要するため、多大な光熱費が必要となる。
【０００５】
例えば、溶剤タイプの接着剤を使用した植毛付きウェザーストリップの製造方法は、被植毛面に接着剤を所定の膜厚で塗布した後、パイルを静電植毛し、裁断面を挟んだ状態で所定のサイズに裁断後、加熱することにより溶剤の乾燥と接着剤の硬化を行い、最後に裁断時に挟んで変形した立毛性が不良の端部をカットするものであり、多大な光熱費と広いラインスペースの必要に加え、端部カットロスを伴うものであった。
【０００６】
乾燥前に裁断するのは、乾燥に７〜１３分程度要するため、例えばラインスピードを１０ｍ／分とした場合、乾燥炉長が７０〜１３０ｍ必要となり、大きなスペースが必要となるからである。そのため、通常は植毛ラインに対して直角に、所定のサイズに裁断した植毛付きウェザーストリップの輸送が可能な幅を持つ乾燥ラインが走っているが、それでも乾燥炉長４〜８ｍの広いラインスペースが必要となる。
【０００７】
一方、特開平5-96670号公報記載のホットメルト型接着剤は、（温度−粘度）特性から融点を持たない非晶質型接着剤であることが明らかであり、これを使用した自動車用植毛製品の製造方法は、被植毛面に接着剤を所定の膜厚で塗布した後、パイルを静電植毛し、空冷により冷却しているため、数分以上の冷却時間を必要とするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の溶剤タイプおよびエマルションタイプの課題は溶剤あるいは水を乾燥するのに必要な光熱費、ラインスペース、および生産性であり、植毛付きウェザーストリップに関しては変形端部の損失である。
【０００９】
本発明は上記した様な問題が飛躍的に改善された自動車用植毛製品の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、かかる問題を解決するために鋭意検討した結果、パイルの静電植毛用接着剤として、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とする湿気硬化型ホットメルト接着剤を用いて植毛した後、冷媒中に通して冷却固化することが有用であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とし、融点が４０℃以上１５０℃以下である湿気硬化型ホットメルト接着剤を加熱溶融させて基材上に塗布し、これにより形成された接着剤層にパイルを静電植毛した後、当該接着剤層を水冷媒と接触させて冷却固化し、前記湿気硬化型ホットメルト接着剤の湿気硬化反応を前記水冷媒との反応により促進させて、上記パイルを基材上に固着させることを特徴とする自動車用植毛製品の製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
１．自動車用植毛製品の製造方法
加熱溶融した湿気硬化型ホットメルト接着剤を基材上に好ましくは４０〜２００μｍの厚みで塗布し、次いでフロッキー加工工程でパイルを接着剤層に静電植毛した後、未固化の当該接着剤層を水冷媒と接触させて冷却固化することにより上記パイルを固着させ、同時に接着剤表面のタックを消失させて自動車用植毛製品ができあがる。
好ましい基材はゴム又は樹脂からなるものである。
接着剤の塗工厚みが４０μｍ未満の場合、パイルと接着剤層の十分な勘合強度を得ることができず、また２００μｍを越えた場合、パイルの埋まり込み長が長くなり、装飾用途に要求される風合い、自動車用ウェザーストリップに要求される水切り性等の機能を十分に発現できなくなる。また、必要以上肉厚に塗工すると水冷却による冷却固化に時間を要し、本発明の効果を十分に発現することが出来ず、その分ラインの延長を招き、設備投資費用のアップならびにラインスペースの拡大が必要となる。
【００１２】
１．１．接着剤の組成
本発明における接着剤は、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とする湿気硬化型ホットメルト接着剤である。
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、分子内に２個以上の水酸基を有するポリオール１種以上と分子内に２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート１種以上とを反応させた、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。ウレタンプレポリマーの好ましい重量平均分子量は１０００〜５００００である。当該ウレタンプレポリマーとして１種または２種以上を使用することができる。
【００１３】
１．１．１．ポリオール
ウレタンプレポリマーの原料であるポリオールは、分子内に２個以上好ましくは５個以内の水酸基を有するものであり、従来より公知のものが使用可能である。好ましい具体例を以下に示す。
【００１４】
１．１．１．１．ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールは、１種以上のポリカルボン酸と１種以上のポリオールとをランダム共縮重合させて得られるものである。
好ましいポリカルボン酸は、分子内に２個以上のカルボキシル基を有し、炭素数が４〜２４のものである。好ましい具体例としてコハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アイコサン二酸、ε−カプロラクトン、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、２,６−ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、パラオキシ安息香酸などがある。また、好ましいポリオールは、分子内に２個以上の水酸基を有し、重量平均分子量が６０〜１００００のものである。好ましい具体例としてエチレングリコール、プロピレングリコール、１,４−ブタンジオール、１,５−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、１,４−シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１,２,６−ヘキサントリオールなどがある。
【００１５】
１．１．１．２．ポリエーテルポリオール
ポリエーテルポリオールは、分子内に１個以上のエーテル結合を有し、好ましいポリエーテルポリオールは重量平均分子量が２００〜１００００のものである。好ましい具体例としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどがある。
【００１６】
１．１．１．３．ポリオレフィンポリオール
ポリオレフィンポリオールは、分子内にポリオレフィン骨格を有し、好ましいポリオレフィンポリオールは重量平均分子量が２００〜１００００のものである。好ましい具体例として水素化ポリブタジエンポリオール、水素化ポリイソプレンポリオールなどのポリアルキレンポリオールの水素化物、およびα−オレフィンの共重合物などがある。
【００１７】
１．１．１．４．その他ポリオール
ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等のポリアルキレンポリオール、およびポリカーボネートポリオールなどがある。
【００１８】
１．１．２．ポリイソシアネート
ウレタンプレポリマーの原料であるポリイソシアネートは、分子内に２個以上のイソシアネート基を有するものであり、従来より公知のものが使用可能である。
具体的には、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４,４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４,４'−ジフェニレンジイソシアネート、１,５−オクチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイネシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、１,３−シクロペンタンジイソシアネート、１,４−シクロヘキサンジイソシアネート、４,４'−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル２,４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル２,６−シクロヘキサンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、１,４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１,３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、およびカルボジイミド変性４,４'−ジフェニルメタンジイソシアネートなどがある。
【００１９】
本発明におけるウレタンプレポリマーを製造する際のポリオールに対するポリイソシアネートの仕込み量の好ましい比は、イソシアネート基／水酸基の当量比が１〜５であり、より好ましくは１.２〜３である。
【００２０】
また、本発明の接着剤の湿気反応性を高めるために、三級アミン系や錫系などの触媒、その他に粘着付与剤、シランカップリング剤、充填剤、可塑剤、ワックス、安定剤、酸化防止剤などを必要に応じて添加することができる。
【００２１】
１．２．接着剤の比誘電率と融点
本発明における接着剤の誘電性と静電立毛性の関係を調査したところ、誘電性の高い方が立毛性に優れていることが判明した。具体的には接着剤樹脂の比誘電率が３以上１０以下、更に好ましくは３．２以上９以下のときに外観上“てかり”の無い優れた立毛性を得ることができる。比誘電率が３未満の場合、植毛率も低く、また耐摺動性に欠ける植毛となる。
接着剤の誘電率の測定は、湿気硬化前の接着剤の固化物を対象にして、25℃、相対湿度50％の雰囲気で、周波数1ＭＨｚで行う。
また、融点を有するウレタンプレポリマーは、融点以下の温度において結晶性の固体になるので、溶融状態から固体に変化する際、融点を境に樹脂の粘性が急激に増加する特徴を有している。したがって、基材に塗布した接着剤層が溶融状態にあるときに植毛を行い、その後冷却して接着剤を固化させることによって接着剤が結晶化しパイルが接着剤層に強固に固着され、裁断時の挟み応力に耐える初期立毛強度を容易に得ることができる。
具体的には接着剤の融点を４０℃以上にすることにより常態で固体であり、かつ結晶時の凝集力により初期立毛強度を得ることができる。融点が４０℃未満の場合、常態での初期立毛強度を得ることができず、挟み時に変形を受ける為、両端のカットが必要になり、ロスを発生する。
接着剤の融点の測定は、室温から１℃／分で加熱しながら溶融の有無を顕微鏡で観察することにより行うことができる。
【００２２】
１．３．接着剤の溶融粘度
本発明における接着剤の好ましい溶融粘度は１２０℃溶融状態で２００〜１０００００mPa・sであり、より好ましい溶融粘度は１０００〜５００００mPa・sであり、更に好ましい溶融粘度は３０００〜２００００mPa・sであり、最も好ましい粘度は３０００〜１００００mPa・sである。溶融粘度はＢＭ型粘度計により容易に測定できる。
【００２３】
１．４．水冷媒
本発明における水冷媒は、パイルを植毛した未固化の接着剤層を冷却して短時間で固化させる効果のあるものである。
水冷媒が最も好ましいのは、蒸気は無害であり、作業環境上、地球環境上好ましく、かつ水を使用した場合、湿気硬化型ホットメルトの湿気硬化を促進するからである。
水冷媒の温度に特に制限はないが、パイルの植毛に用いる接着剤の融点より低いことが必要であり、通常２５℃以下であることが好ましい。
水冷媒による冷却時間に特に制限はないが、短時間である程、製造ラインの長さを短くできるので、通常１分以内であることが好ましい。
【００２４】
２．自動車用植毛製品および植毛付きウェザーストリップ
本発明の製造方法は、植毛製品を高い生産性で製造する際に有用であり、特に自動車用植毛製品の製造に有用である。好ましい自動車用植毛製品として、ウェザーストリップ、サンバイザー、ピラー等の自動車用内装品がある。
本発明の製造方法は特にウェザーストリップの製造に有用であり、本発明により得られる植毛付きウェザーストリップは優れた耐摺動性を有するものである。本発明によりウェザーストリップを製造すると、植毛後短時間でパイルは十分な立毛強度を発現するので、裁断時に挟み応力による変形を受けない。このため、溶剤タイプの接着剤を使用した際に生じるロスと無駄な廃棄物発生を解消することができる。また、乾燥工程を必要としないため光熱費を節減できる。更にまた、反応性ホットメルトを使用し、空冷による固化をする場合と比較し、固化時間を大幅に短縮することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。なお、各実施例及び比較例における、融点、溶融粘度の各特性値は上記の方法で測定した値である。
【００２６】
［実施例１］
アジピン酸と１,６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量２０００のポリエステルポリオール８４重量部と４,４'−ジフェニルメタンジイソシアネート１６重量部とを反応させて得られたイソシアネート末端プレポリマー１００重量部にγ−グリジドキシプロピルトリメトキシシランを１重量部配合し、イソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の融点は約５０℃であり、溶融粘度は５０００mPa・s/120℃であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩化ビニル製のウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、７℃の水浴中に１０秒間浸漬した後、固定して裁断し、ウェザーストリップの試験片を得た。本試験片は立毛性および立毛密度共に問題なく、また裁断時に固定された部分の立毛性も問題ないことが確認された。すなわち、水浴中での短時間冷却により、湿気硬化型ホットメルトの固化が促進され、裁断時の固定によって負荷される応力に十分に耐えうる初期立毛強度を発現したのである。
本試験片を三日間接着養生して、爪で擦り耐摺動性を確認したが、パイルが剥がれないことが確認された。
【００２７】
［実施例２］
アジピン酸と１,６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量３０００のポリエステルポリオール８８重量部と４,４'−ジフェニルメタンジイソシアネート１２重量部とを反応させて得られたイソシアネート末端プレポリマー１００重量部にγ−グリジドキシプロピルトリメトキシシランを１重量部配合し、イソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の融点は５０℃であり、溶融粘度は９０００mPa・s/120℃であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩化ビニル製のウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、７℃の水浴中に１０秒間浸漬した後、固定して裁断し、ウェザーストリップの試験片を得た。本試験片は立毛性および立毛密度共に問題なく、また裁断時に固定された部分の立毛性も問題ないことが確認された。すなわち、水浴中での短時間冷却により、湿気硬化型ホットメルトの固化が促進され、裁断時の固定によって負荷される応力に十分に耐えうる初期立毛強度を発現したのである。本試験片を三日間接着養生し、爪で擦り耐摺動性を確認したが、パイルが剥がれないことが確認された。
【００２８】
［実施例３］
アジピン酸と１,６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量２０００のポリエステルポリオールと分子量１０００のポリオキシプロピレングリコールの重量比が７０対３０の割合から成るポリオールに４,４'−ジフェニルメタンジイソシアネートとを反応させてイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の融点は４２℃であり、溶融粘度は９０００mPa・s/120℃であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩化ビニル製の被植毛面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、１０℃の水浴中に９０秒間浸漬して試験片を得た。試験片を軽く指圧したが、立毛性に問題はなく、初期立毛強度が発現されていることが確認された。
【００２９】
［比較例１］
実施例１のイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩化ビニル製の被植毛面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、空冷した。接着剤表面のタックを指触で確認したところタックフリーに約２分間要した。
【００３０】
［比較例２］
実施例３のイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩ビ製の被植毛面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、空冷した。接着剤表面のタックを指触で確認したところタックフリーに約８分間要した。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の製造方法は、短時間で強固に被植毛基材に固着できる為、自動車用植毛製品の生産性と経済性に優れる。すなわち、溶剤タイプの接着剤を使用した場合に必要とされる乾燥工程を省けるため光熱費とラインスペースの節減ができ、かつ短時間固化が可能なため、生産性に優れる。
本発明における接着剤を加熱溶融させて基材上に塗布し、これにより形成された接着剤層にパイルを静電植毛した後、当該接着剤層を水冷媒と接触させる。水冷媒は湿気硬化型ホットメルトの湿気硬化を促進し、速やかな冷却固化を可能にするので、基材上にパイルを極めて短時間で固着させることができる。

Claims (1)

1. イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とし、融点が４０℃以上１５０℃以下である湿気硬化型ホットメルト接着剤を加熱溶融させて基材上に塗布し、これにより形成された接着剤層にパイルを静電植毛した後、当該接着剤層を水冷媒と接触させて冷却固化し、前記湿気硬化型ホットメルト接着剤の湿気硬化反応を前記水冷媒との反応により促進させて、上記パイルを基材上に固着させることを特徴とする自動車用植毛製品の製造方法。