JP4069993B2

JP4069993B2 - 発泡体用表皮

Info

Publication number: JP4069993B2
Application number: JP28958698A
Authority: JP
Inventors: 哲夫大山; 誠大矢
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: JP2000117921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発泡体の表面を覆う表皮に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用インストルメントパネルやコンソールボックスまたはドアトリム等の自動車内装材、あるいは家具等には、所定形状からなるポリウレタン発泡体の表面を表皮で覆った発泡製品が多用されている。
【０００３】
前記発泡体を覆う発泡体用表皮には、加熱したスラッシュ成形型内にプラスチックパウダーを投入して所定形状の被膜製品を成形する、公知のパウダースラッシュ成形によって得られたものが広く用いられている。また、従来のパウダースラッシュ成形品からなる表皮には、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製、熱可塑性ポリオレフィン樹脂（ＴＰＯ）製、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）製のものなどがある。
【０００４】
しかし、ＰＶＣ製表皮は、廃車等の理由により焼却廃棄される際に有毒なダイオキシンを生じるおそれがあるのみならず、製品使用中における表皮の経時劣化によって塩化水素を生じる問題がある。この塩化水素は、酸性雨の原因の一つとして上げられているものである。
【０００５】
また、ＴＰＯ製表皮は、ポリウレタン発泡体との接着性が悪いため、発泡成形品の製造時には、あらかじめＴＰＯ製表皮の内面にプライマー処理を施して接着性を高めねばならない。さらに、ＴＰＯ製表皮はＴＰＯの特性上表面が傷つき易いため、傷つき防止用にコーティング剤を塗布しなければならない。したがって、ＴＰＯ製表皮にあっては、ＰＶＣ製表皮と比べて製造時の作業工数が多く、作業効率が悪いのみならず製品価格が上昇する問題もある。
【０００６】
それに対し、ＴＰＵ製表皮は、前記環境破壊の問題やポリウレタン発泡体との接着不良の問題、及び表面の傷つきの問題が無い反面、次に示す新たな問題を有する。すなわち、イソシアネート成分が芳香族イソシアネートからなるＴＰＵ（以下、芳香族ＴＰＵとも記す。）の場合、紫外線によりアゾ化合物やキノンイミド基の発色基団を形成するため、変色が激しく、表皮としての美観が損なわれる問題がある。他方、イソシアネート成分が脂肪族や脂環式イソシアネートからなるＴＰＵ（以下、脂肪族または脂環式ＴＰＵとも記す。）の場合、紫外線によっても発色基団を形成せず、長期にわたって変色の無い良好な外観を維持できる利点を有するものの、材料価格がＰＶＣや、芳香族ＴＰＵに比べて高価で、ＰＶＣ表皮の３〜４倍の価格になる問題がある。さらに、脂肪族または脂環式ＴＰＵで表皮をパウダースラッシュ成形した場合、芳香族ＴＰＵに比べ引張強度、引張伸び、引裂強度が劣るため、脱型時に皺や変形を生じ易く、強度面で実用に耐えられる表皮が得られない問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は前記の点に鑑みなされたもので、環境汚染の心配がなく、長期にわたって表面の変色を生じにくく、しかもパウダースラッシュ成形等の際に皺や脱型不良を生じず、加えて傷つき防止のためのコーティング剤処理も不要な経済的な発泡体用表皮を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発泡体の表面に設けられるパウダースラッシュ成形品からなる二層の表皮であって、前記表皮は外側となる第一層をパウダースラッシュ成形型の型面に形成し、前記成形型の型面に付着している前記第一層の上に発泡体側となる第二層を形成して前記第一層と前記第二層を積層一体化し脱型したものからなり、前記外側となる第一層はイソシアネート成分を脂肪族または脂環式イソシアネートとし、ショアＡ硬度を６５から７５とする熱可塑性ポリウレタン樹脂からなり、前記発泡体側となる第二層はイソシアネート成分を芳香族イソシアネートとし、ショアＡ硬度を８５から９５とする熱可塑性ポリウレタン樹脂からなることを特徴とする発泡体用表皮に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、前記第一層と第二層の厚みが１：１〜１：４であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施例について図面を用いて説明する。図１はこの発明の一実施例に係る表皮の部分断面図、図２はこの発明の表皮の製造時を示すスラッシュ装置の断面図、図３はこの発明の表皮を用いた発泡製品の一実施例を示す断面図、図４は図３のＡ部における拡大断面図である。
【００１１】
図１に示すこの発明の一実施例に係る表皮１０は、発泡製品の表皮として用いられるもので、発泡体の表面に該表面を覆って設けられる。この表皮１０は、パウダースラッシュ製品からなり、図３及び図４に示す発泡製品Ｐの例のように、発泡製品Ｐの外側を向く第一層１１と発泡体４１側を向く第二層１３とよりなる二層構造の熱可塑性樹脂（ＴＰＵ）で構成される。
【００１２】
第一層１１は、イソシアネート成分を脂肪族または脂環式イソシアネートとする熱可塑性ポリウレタン樹脂（脂肪族または脂環式ＴＰＵ）からなり、かつそのショアＡ硬度が８０以下のもので構成される。この第一層１１を構成する脂肪族または脂環式ＴＰＵは、紫外線等によっても黄変しにくい無応変タイプのものであり、表皮の外面として長期にわたって使用された場合にも、変色することなく発泡製品の美観を良好に維持することができる。
【００１３】
前記脂肪族イソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート等を挙げることができるが、特にはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）が好ましい。また、前記脂環式イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート等を挙げることができるが、特にはイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）が好ましい。
【００１４】
また、前記第一層１１を構成する脂肪族または脂環式ＴＰＵのショアＡ硬度を８０以下、特に好ましくは６５〜７５とすることによって、この表皮１０の外面の感触を発泡製品に好適なソフトなものとすることができ、しかもこの第一層１１と第二層１３とよりなる表皮１０の強度を、表皮１０のパウダースラッシュ成形やその後の取り扱いの際に容易となるようにできる。なお、硬度の調整はＴＰＵにおけるウレタン結合とウレア結合の割合を変えてソフトセグメントとハードセグメントのバランスを変えることによって行うことができる。
【００１５】
他方、第二層１３は、イソシアネート成分を芳香族イソシアネートとする熱可塑性ポリウレタン樹脂（芳香族ＴＰＵ）からなり、かつそのショアＡ硬度が８０以上のもので構成される。芳香族イソシアネートとしては、種々のものが用いられるが、それらの中でも４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が一般的である。この第二層１３を構成する芳香族ＴＰＵは、紫外線等によって黄変し易い黄変タイプのものであるが、強度が高い性質を有し、強度の低い前記第一層１１と組み合わされることによって表皮１０を最適な強度にする。また前記芳香族ＴＰＵは、脂肪族ＴＰＵに比べて材料が安価なため、この発明の表皮１０の価格上昇を押さえることができる。なお、この第二層１３は芳香族ＴＰＵに、適宜助剤等を含んでもよい。助剤としては、炭酸カルシウムやタルク等のフィラー、芳香族ＴＰＵと相溶性が良好で、かつ安価なアクリル系樹脂やＡＢＳ系樹脂等を挙げることができる。その場合のフィラーやアクリル系樹脂等の量は、第二層１３用原料１００重量部に対して１０〜２０重量部が好ましい。
【００１６】
また、前記第二層１３を構成する芳香族ＴＰＵのショアＡ硬度は８０以上、特には８５〜９５が好ましい。これによって、この表皮１０の強度を最適なものにでき、また前記第一層１１の表面の柔らかさを損なわないようにできる。
【００１７】
前記第一層１１と第二層１３の厚みは、１：１〜１：４の範囲とするのが好ましい。このような厚み割合とすることで、第一層１１による表面の柔らかさと第二層１３による強度を損なうことなく具備した表皮１０が得られ、しかも、第一層１１を構成する高価な脂肪族ＴＰＵの使用量を減らすことができるので、経済的である。なお、表皮１０の厚みは発泡製品の用途や形状等によって異なるが、通常０．５〜１．５ｍｍとされる。
【００１８】
次に前記表皮１０の製造方法について説明する。前記表皮１０は、公知のパウダースラッシュ成形を利用して行われる。まず、図２の（Ａ）に示すように、パウダースラッシュ成形型２１と、前記脂肪族または脂環式ＴＰＵからなる第一のパウダー１１ａが収容された第一バケット３１とを組み合わせ、前記成形型２１を所定温度に加熱した状態で第一バケット３１とともに回転させる。それによって、第一パウダー１１ａを型面２２に付着させ、図２の（Ｂ）に示すように、第一溶融樹脂被膜１１ｂを形成する。原料のパウダーは、公知の塊重合・冷凍粉砕、マイクロペレット、懸濁重合等、いずれの方法によって製造されたものでもよい。特に第一層１１用の第一パウダー１１ａについては、表皮の外面を形成するものであるため、外観を損ねるピンホールが第一層１１表面に発生するのを防止するため、粒径が５００μｍ以下、中心粒径が１００〜１５０μｍのものが好ましい。この例では、第一パウダー１１ａとして、ＨＤＩをベースにしたアジペートエステル型の無黄変タイプＴＰＵ（商品名：Ｅ１８０、日本ミラクトラン株式会社製）を用い、前記成形型２１の裏面に設けた配管２３に２２０℃〜２５０℃のオイルを流して加熱し、型温が１９０℃以上になった時点で成形型２１を第一バケット３１とともに回転させ、第一溶融樹脂被膜１１ｂを形成した。この第一溶融樹脂被膜１１ｂの厚みは、型温や回転数及び回転継続時間等を調整することによって変化させることができる。
【００１９】
続いて、前記第一溶融樹脂被膜１１ｂが型面に付着している成形型２１の型温を保った状態で、図２の（Ｃ）に示すように、前記第一バケット３１に代えて前記芳香族ＴＰＵからなる第二パウダー１３ａが収容された第二バケット３３を成形型２１と組み合わせ、前記成形型２１を第二バケット３３とともに回転させる。それによって、第二パウダー１３ａを前記第一溶融樹脂被膜１１ｂ上に付着させ、該第一溶融樹脂被膜１１ｂの保有熱及び型保有熱で溶融させて第二溶融樹脂被膜１３ｂを形成し第一溶融樹脂被膜１１ｂに積層する。この第二パウダー１３ａは、第二層１３が発泡製品の内側となってピンホールが問題にならないため、パウダースラッシュ成形時の溶融が損なわれない程度の粒径、すなわち６００μｍ以下、中心粒径が１００〜３００μｍのものとされる。この例では、第二パウダー１３ａとして、ＭＤＩをベースにしたアジペートエステルからなる無黄変タイプのもの（商品名：Ａ１０９０Ａ、東洋紡績株式会社製）を用いた。
【００２０】
前記第二溶融樹脂被膜１３ｂが所望の厚みになった時点で回転を止め、低温のオイルを前記配管２３に流して型面の温度を下げ、前記型面に第一溶融樹脂被膜１１ｂが冷却硬化した、厚み０．４ｍｍの第一層１１と第二溶融樹脂被膜１３ｂが冷却硬化した、厚み０．６ｍｍの第二層１３が積層一体化した表皮１０を形成し、型温が６０℃に下がった時点で表皮１０を脱型する。その脱型時、表皮１０は、柔らかい第一層１１と、それよりも硬い第二層１３との積層からなるため、脱型に十分な強度や硬さを有し、皺になることがない。
【００２１】
このようにして得られた前記表皮１０は、その後、図３及びそのＡ部拡大図である図４に示すように、前記第一層１１が発泡製品Ｐの外側を向き、前記第二層１３が発泡体３１を向くようにして発泡体４１表面に被着される。発泡体４１としてはポリウレタン発泡体が多用される。符号５１は硬質プラスチック等からなる基材で、発泡製品Ｐの用途等に応じて適宜設けられるものである。前記発泡体４１表面への表皮１０の被着は、いわゆる表皮一体発泡成形によって行うのが簡単である。この表皮一体発泡成形によれば、図示しない発泡成形型内に前記表皮１０を第二層１３が型内を向くように配置し、その表皮１０の内側にポリウレタン原料を注入して前記発泡体４１を発泡成形し、その発泡時に発現するポリウレタン発泡原料の自己接着性によって表皮１０と発泡体とを接着一体化するため、作業が簡単である。しかも、発泡体４１を形成するポリウレタン発泡原料と前記表皮１０を構成する熱可塑性ポリウレタン樹脂とは同類の材質からなるため、強固な接着力が得られる。なお、前記基材５１を有する発泡製品Ｐを表皮一体発泡成形する場合には、表皮１０とともに前記基材５１が発泡成形型内に配置され、その基材５１と表皮１０の第二層１３間にポリウレタン原料が注入される。
【００２２】
【発明の効果】
以上、図示し説明したように、この発明の発泡体用表皮によれば、劣化によっても塩化水素を生じず、また廃棄焼却時にはダイオキシンを生じないＴＰＵからなるため、環境破壊のおそれがない。さらに、使用時に外面となる第一層をショアＡ硬度６５から７５の柔らかいＴＰＵとし、内側となる第二層をショアＡ硬度８５から９５の硬いＴＰＵとしたため、表皮表面の感触がソフトであるのみならず、パウダースラッシュ成形時の脱型に最適な硬さ及び強度が得られ、脱型時の表皮に皺や折れ等の不具合を生じることがなく、表皮の外観が良好となる。
【００２３】
また、この発明では、表皮全体を高価な脂肪族または脂環式イソシアネートを用いるＴＰＵとせず、表皮を、前記脂肪族または脂環式イソシアネートを用いるＴＰＵの第一層と安価な芳香族イソシアネートを用いるＴＰＵの第二層とで構成し、さらに、前記高価な第一層と安価な第二層の厚みを１：１〜１：４としため、材料費の上昇を抑えることができ、経済的である。しかも、ＴＰＵは、ＴＰＯに比べて耐摩耗性に優れるため、表面保護のためのコーティング剤処理が不要で、表皮を簡単に製造でき、それによっても経済性を高めることができる。その上、使用時に外側となる第一層を、紫外線等による変色の少ない脂肪族または脂環式イソシアネートを用いるＴＰＵとしたため、表皮の長期使用によっても表皮表面が変色せず、発泡製品の美観を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る表皮の部分拡大断面図である。
【図２】この発明の表皮の製造時を示すスラッシュ装置の断面図である。
【図３】この発明の表皮を用いた発泡製品の一実施例を示す断面図である。
【図４】図３のＡ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０表皮
１１第一層
１１ａ第一パウダー
１１ｂ第一溶融樹脂被膜
１３第二層
１３ａ第二パウダー
１３ｂ第二溶融樹脂被膜
２１パウダースラッシュ成形型
２２型面
３１第一バケット
３３第二バケット
４１発泡体
Ｐ発泡製品

Claims

発泡体の表面に設けられるパウダースラッシュ成形品からなる二層の表皮であって、
前記表皮は外側となる第一層をパウダースラッシュ成形型の型面に形成し、前記成形型の型面に付着している前記第一層の上に発泡体側となる第二層を形成して前記第一層と前記第二層を積層一体化し脱型したものからなり、
前記外側となる第一層はイソシアネート成分を脂肪族または脂環式イソシアネートとし、ショアＡ硬度を６５から７５とする熱可塑性ポリウレタン樹脂からなり、
前記発泡体側となる第二層はイソシアネート成分を芳香族イソシアネートとし、ショアＡ硬度を８５から９５とする熱可塑性ポリウレタン樹脂からなることを特徴とする発泡体用表皮。
第一層と第二層の厚みが１：１〜１：４であることを特徴とする請求項１記載の発泡体用表皮。