JP4418398B2 - 表皮付き積層体である車両内装部品、並びに非発泡ポリウレタン樹脂及びそれを用いた表皮付き積層体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用内装部品、例えばインストルメントパネル、ドアトリムの意匠面の表皮に使用される非発泡ポリウレタン樹脂の製造方法及びそれを用いた表皮付き積層体の製造方法に関する。

従来、車両用内装部品の表皮として、種々の成形法による多くの材料が用いられている。例えば塩化ビニル（ＰＶＣ）の真空成形、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）の真空成形および粉末成形製品、また熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）のスラッシュ成形製品、ポリウレタン原料（ポリオールとイソシアネートの２液を高圧で衝突混合したポリウレタン混合液）を噴霧（スプレー）した製品やＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ、反応射出成形）成形した製品がある。ポリウレタン原料の場合はＲＩＭ成形した製品が一般的に用いられている。

しかしながら、これらの材料製品には、それぞれにおいて若干の欠点がある。ＰＶＣ製品はその分解に際し、ダイオキシンや塩素化副生成物を発生するため、環境に悪く、廃棄やリサイクルが困難であり、好ましくないと考えられている。

ＴＰＯの真空成形品も固く触感が良くない。また粉末成形製品においては、その成形加工にかかる時間とエネルギー消費量が大きく、ＰＶＣと同様、生産が効率的ではなく、経済性は良くない。

ＴＰＵスラッシュ成形の製品は、触感は改善されるものの、その加工に時間とエネルギー消費量が大きく、やはり効率的ではなく、経済性は良くない。

従来のＴＰＵスラッシュ成形に代わり、高生産性を目指したポリウレタン原料のスプレーによる製品は、一般的に、高反応性の原料を使用する事から高生産性が望めるが、スプレー工法であるため原料の飛散は免れないため、成形型周辺の飛散原料の除去が必要となり、その為に時間を要することから、却って飛散原料の除去に時間を要し、むしろ生産性は落ちる事が多くなる。また原料の飛散が免れない為、必要以上の原料使用量の増加によるコスト増および作業環境の悪化等、好ましいものではない。
スプレー工法は、スプレー中のポリウレタン原料が雰囲気温度や湿度に影響を受けやすく、空気中の水分やまた製品中の気泡になる空気を取り込むことなど、その影響を受け発泡がおきやすい。また、大型の車両用内装部品の製品を成形するにおいて、幾度も成形型へのスプレーが必要なため、その都度、ポリウレタン原料の吹き付け前後の境界域で、密度や硬度等の違う層が出来やすく、その為表面からは違和感を伴う触感となる。よって、これらの理由で、表皮の密度即ち厚みや硬さまた触感が一定しにくい欠点がある。

ポリウレタン原料を用いたＲＩＭ成形品は表面の凹凸を忠実に再現可能なため、意匠性の高い外観が得られ、加えて、型内容積が一定であるため、密度、厚み、硬さが安定する利点があることから、従来より幅広い分野で採用されてきた。車両内装部品の意匠面に使用する表皮の厚みは一般に約０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであり、一般のＲＩＭ成形品と比較すると薄肉であるため、流動抵抗が大きくなり、製品端末まで充填させることを考慮するとある程度、反応性を遅くせざるをえなかった。そのため、キュア時間（ポリウレタン原料の型への射出から型開き開始までの時間）が長くなり、生産性が悪くなる欠点がある。

表皮付き車両用内装部品、例えば表皮が意匠面に使用されるインストルメントパネル、ドアトリムなど中でも、特に自動車用インストルメントパネルでは、ＵＶ安定性、耐摩耗性、エアバック展開性、耐久性などの物理的特性はもちろん、それに加えて外観品質、触感をも満足する表皮が求められている。そして、意匠面表皮とそれを保持する芯材、また必要に応じてそれらの間に衝撃を緩和するために用いられる半硬質ポリウレタンフォーム等からなる積層体を一体成形する製造において、サイクルタイムが短く歩留まりの高い生産性の良いなおかつ生産におけるコストの低減が図れる製造方法が望まれていた。

車両用内装部品、特に自動車用の内装部品の表皮として、生産性が良くかつ生産におけるコストの軽減が図れ、触感の良い製品が要求されており、これまでいくつかの提案がなされている。

特開昭５２−１４２７９７公報には特定のポリオール、特定の芳香族ジアミンを用いたポリウレタン弾性成形物の製造方法が記載されている。特開昭５２−１４２７９７公報に記載されている製造方法では、特定のポリオール、特定の芳香族ジアミンを用いてポリウレタン弾性体を短時間に成形する製造方法が提案されているが、その成形物は３〜１０Kgまたはそれ以上の重さの大型の外装部品、例えばバンパーを対象としている。特開昭５２−１４２７９７公報の実施例では、厚みを４ｍｍの成形品が得られているが、この硬度はショア硬度で８４以上と比較的硬いものである。本報記載の車両用内装部品の意匠面に使用する表皮はこれにあたらない。

特開５３−８６７６３公報には、ポリウレタン原料を金型キャビティに反応射出成形して表皮を成形し、該表皮を金型に残して初めのコア金型を取り外し代わりに発泡層の厚さに相当するキャビティを形成しうる第２のコア金型をセットし、該キャビティ内に発泡成形材料を注入して表皮と密着した発泡層を形成する製造方法等が記載されている。特開昭５３−８６７６３公報の製造方法では、表皮付き内装部品の一体成形方法が提案されているが、表皮材料はウレタン系であるとの記載のみでこの製造方法に適したウレタン材料組成、ウレタン密度、表面硬度についての詳細な記載はなく、充分ではない。

特開２００３−１９０５６公報には、シームレスの表皮材を使用する座席用クッション及びその製造方法が記載されている。特開２００３−１９０５６公報の製造方法では、座席用クッションの輪郭にほぼ一致する形状の発泡体及びこの発泡体の表面と側面に一体的に密着させたシームレスの表皮材から成る座席用クッションが提案されているが表皮材料はウレタン系であるとの記載のみでこの製造方法に適したウレタン材料組成、ウレタン密度、表面硬度についての詳細な記載はなく、充分ではない。

特開昭５２−１４２７９７公報 特開昭５３−８６７６３公報 特開２００３−１９０５６公報

従って、車両用内装部品の表皮として、作業環境や自然環境に良く、生産性が良くかつ生産におけるコストの軽減が図れ、触感の良い、加えて良好な外観品質を有する表皮及びそれを用いた表皮付き積層体の製造方法に関して、現在、満足するものはみられない。

本発明の目的は、作業環境や自然環境に良く、生産効率が良くかつ生産におけるコストの軽減が図れ、触感の良い、加えて良好な外観品質を有する車両用内装部品に用いられる表皮付き積層体及び車両用内装部品の表皮に使用される非発泡ポリウレタン樹脂の製造方法、それを用いた表皮付き積層体の製造方法を提供することにある。

かかる問題を解決する為に検討を重ねた結果、下記の車両内装部品の表皮に使用される非発泡ポリウレタン樹脂の製造方法及びそれを用いた表皮付き積層体の製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は
反応射出成形法で得られる非発泡ポリウレタン樹脂の意匠面表皮と芯材からなる表皮付き積層体である車両内装部品であって、
非発泡ポリウレタン樹脂が
ポリオール（１）、
鎖延長剤（２）が１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンであり、鎖延長剤（２）の量がポリオール混合物１００重量部中の２．０〜７．０重量部であり、
触媒（３）と、
必要に応じて助剤（４）からなるポリオール混合物（Ｉ）と、
ポリイソシアネート化合物（II）とから構成されており、
非発泡ポリウレタン樹脂の表面硬度がアスカーＡ硬度計で測定して３０〜７０である
ことを特徴とする車両内装部品を提供する。

また、非発泡ポリウレタン樹脂からなる意匠面表皮と芯材との間に半硬質ポリウレタンフォームを有する積層体からなることを特徴とする上記記載の表皮付き積層体である車両内装部品をも提供する。

加えて、本発明は、
ポリオール（１）、鎖延長剤（２）、触媒（３）と、必要に応じて助剤（４）からなるポリオール混合物（Ｉ）と、ポリイソシアネート化合物（II）とを用いて、反応射出成形法で非発泡ポリウレタン樹脂を製造する方法であって、
鎖延長剤（２）が１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンであり、鎖延長剤（２）の量がポリオール混合物１００重量部に対して２．０〜７．０重量部であり、ポリオール混合液（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）の反応混合液のゲルタイムを５．０〜１５．０秒にした条件で、板厚が０．５〜３．０ｍｍとなるようにし、キュア時間が３０〜１００秒で成形された、表面硬度がアスカーＡ硬度計で測定して、３０〜７０であることを特徴とする車両内装部品用非発泡ポリウレタン樹脂の製造方法を提供する。

本発明は、前記の非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる表皮付き積層体の製造方法であって、
（１）成形型のコア型に芯材を装着する工程
（２）成形型のキャビティ型表面に離型剤を塗布する工程
（３）必要に応じて成形型のキャビティ型表面に塗装による塗膜を作成する工程
（４）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
（５）ポリオール混合物（I)とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
（６）一体化された成形品を取り出す工程
を有する非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる表皮付き積層体の製造方法であり、
又は
非発泡ポリウレタン樹脂と、半硬質ポリウレタンフォームと芯材からなる表皮付き積層体の製造方法であって、
（１）意匠面に使用する表皮用成形型のコア型、キャビティ型に離型剤を塗布する工程
（２）必要に応じてキャビティ型表面に塗装による塗膜を作成する工程
（３）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
（４）ポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
（５）意匠面の表皮として使用する非発泡ポリウレタン樹脂成形品を取り出す工程
（６）工程（５）の非発泡ポリウレタン樹脂成形品を発泡成形型のキャビティ型にセットする工程
（７）発泡成形型のコア型に芯材を装着する工程
（８）工程（６）の発泡成形型のキャビティ型にセットした非発泡ポリウレタン樹脂成形品上に半硬質ポリウレタンフォームをオープン又はクローズ注入する工程
（９）表皮一体化された成形品を取り出す工程
を有する非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォームと芯材からなる表皮付き積層体の製造方法をも提供する。

車両（例えば、自動車）用の内装部品の意匠面に使用する表皮として、作業環境や自然環境に良い、また生産効率が良くかつ生産におけるコストの低減が図れ、ソフト感のある触感の良い、加えて良好な外観品質を有する表皮付き成形体が得られる。本発明によれば、優れた特性を有する「表皮と芯材の積層体」又は「表皮と半硬質ウレタンフォームと芯材の積層体」の製造が可能となる。

本発明で使用するポリオール混合物（Ｉ）のポリオール（１）に使用されるポリエーテルポリオールは、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの水酸基含有化合物、及び／又はモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、などのアミノ基や水酸基を含有する化合物、及び／又はエチレンジアミン、ジアミノトルエンなどのアミノ基含有化合物にエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付加したものが例示される。

ポリオール（１）のポリエーテルポリオールは、平均官能基数が２．０〜３．０、水酸基価が１６．８ｍｇKOH／ｇ〜５６ｍｇKOH／ｇ、末端オキシエチレン単位の含有量が１０〜２５重量％が好ましい。さらに好ましくは平均官能基数が２．０〜２．５、水酸基価が２８ｍｇKOH／ｇ〜５０ｍｇKOH／ｇ、末端オキシエチレン単位の含有量が１５〜２０重量％である。分子量としては、２０００（平均官能基数２．０／水酸基価５６ｍｇKOH／ｇの時）〜１００００（平均官能基数３．０／水酸基価１６．８ｍｇKOH／ｇの時）が好ましい。平均官能基数が２．０〜３．０である場合には、硬化時間がより適度な長さであり、成形品の伸び物性がより高い。水酸基価が１６．８ｍｇＫＯＨ／ｇ〜５６ｍｇＫＯＨ／ｇである場合には、混合液（Ｉ）（II）（本明細書において、ポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を意味する。）の流動性がより良好であり、成形型の端末まで充分に充填でき、表皮形成組成物による成形品についてソフト感が高く、触感がより良好である。末端オキシエチレン単位の含有量が１０重量％〜２５重量％である場合には、混合液（Ｉ）（II）の流動性がより良好であり、硬化時間が適度である。

ポリオール（１）のポリエーテルポリオールは、２種類以上の混合物であっても良く、その場合は混合物の平均官能基数や水酸基価また末端オキシエチレン単位の含有量は、上記の範囲内の２．０〜３．０、１６．８ｍｇKOH／ｇ〜５６ｍｇKOH／ｇ、１０〜２５重量％になるように用いることが望ましく、２．０〜２．５、２８ｍｇKOH／ｇ〜５０ｍｇKOH／ｇ、末端オキシエチレン単位の含有量が１５〜２０重量％になるように用いることがさらに望ましい。

鎖延長剤（２）は１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンである。
鎖延長剤（２）の使用量はポリオール混合物（Ｉ）１００重量部中で２．０〜７．０重量部になるように配合する。２．０重量部未満ではポリオール混合物と反応するポリイソシアネート量が少なくなり、混合不良が起こり易くなり不適である。７重量部を超えると反応による粘度上昇が速くなるため、混合液（Ｉ）（II）の流動性が悪くなり実用的ではない。
２．０〜７．０重量部にすることで、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの薄肉の非発泡ポリウレタン樹脂を成形する際にも混合液（Ｉ）（II）の流動性を損なうことなく、また、ポリオール混合物（Ｉ）／ポリイソシアネート化合物（II）の混合比率を１００／１４重量部まで下げても、混合性能に優れ、反応性も良好であり、成形におけるキュア時間も３０秒〜１００秒が可能となる。

他の鎖延長剤である上記以外の芳香族ポリアミンの併用は、本発明の物性等を損なわない範囲であれば可能である。

グリコール系鎖延長剤のモノエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコールなどを用いたポリウレタン原料で、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの薄肉のポリウレタン樹脂をＲＩＭ成形することは可能であるが、キュア時間は約１２０秒〜１８０秒必要である。これは薄肉であるため流動抵抗が大きく、成形型の端末まで充填するには、反応時の増粘速度を抑えた反応性にする必要があるためである。また、ソフトな触感のポリウレタン樹脂を得るためには、通常、グリコール系鎖延長剤の量を減量し表面硬度を下げて対応するが、グリコール系鎖延長剤、例えばモノエチレングリコールを使用したポリウレタン原料は、ポリオール混合物（Ｉ）／ポリイソシアネート化合物（II）の混合比率を１００／２５重量部よりイソシアネートを下げると、混合性能が悪くなり、そのため成形品に混合不良に起因する割れ、膨れが発生し易くなると共に、反応性も極端に低下し、キュア時間が約１８０秒〜３００秒必要となる。

触媒（３）は一般的な通常のウレタン化触媒が使用される。ウレタン化触媒には、アミン触媒、金属触媒等がある。アミン触媒の例は、トリエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、１ ，８ ジアザビシクロ−５ ，４ ，０ −ウンデセン−７ 、ジメチルアミノエタノール、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(２ −ジメチルアミノエチル)エーテル、Ｎ，Ｎ'− ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノプロパンノール、Ｎ，Ｎ'−ジメチルエタノールアミン、１−イソブチル−２−メチルイミダゾールなどの第３ 級アミン、Ｎ-メチル-Ｎ’-ヒドロキシエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ,Ｎ,Ｎ’-トリメチルアミノエチルエタノールアミンなどの第３ 級アミンがある。金属触媒には、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジラウレート、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、乳酸カリウム、スタナスジオクテートなどがある。触媒（３）はアミン触媒や金属触媒単独でもよく、アミン触媒と金属触媒との併用が好ましい。
触媒（３）の量は混合液（Ｉ）（II）のゲルタイムが５．０〜１５．０秒になるように調整配合する。ゲルタイムが５．０〜１５．０秒の範囲であれば、キュア時間を３０秒〜１００秒の短時間で成形可能となる。触媒（３）の量は、ポリオール混合物（Ｉ）１００重量部中に０．０１〜２．００重量部、好ましくは、０．１０〜１．６０重量部が良い。アミン触媒と金属触媒との併用の場合は、アミン触媒の量はポリオール混合物（Ｉ）１００重量部中で０．１〜１．５重量部、好ましくは０．２〜１．３重量部であり、金属触媒の量はポリオール混合物（Ｉ）１００重量部中で０．０１〜０．１０重量部、好ましくは０．０３〜０．０７重量部である。

ゲルタイムは、成形時に高圧マシン成形機を用い、ポリオール混合液（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）の液温を３０℃、吐出量を２００ｇ／秒に調整した条件で、混合液（Ｉ）（II）を５００ｍｌのポリカップに２００ｇ注入し、反応を開始した混合液（Ｉ）（II）の表面に爪楊枝の先を抜き差しする測定方法で得られる。
「ゲルタイム」とは、反応を開始した混合液（Ｉ）（II）が、注入開始から糸状物（ゲル）を引き始めるまでの時間を言う。

必要に応じて、助剤（４）を使用できる。助剤（４）の例は、気泡安定剤、例えばシリコーン系整泡剤、界面活性剤、充填剤、耐候剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、例えば２ ，６ −ジ−ｔ−ブチル−４ −メチルフェノール、テトラキス［メチレン−３ −（３ ’，５ ’−ジ−ｔ −ブチル−４ −ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンなどである。助剤（４）の量は、ポリウレタン形成組成物に対して、２０重量％以下、例えば０．１〜１０重量％であってよい。

ポリオール混合物（Ｉ）において、発泡剤として意図的に水の添加およびCFCまたHCFCのような発泡剤の添加は行わずに非発泡とする。ポリオール混合物（Ｉ）の原料に当初から含まれる水分また取扱い上混入する水分など水の混入は避けられないが、水の量としては、ポリオール混合物（Ｉ）中に０．１５％以下が好ましい。

本発明のポリイソシアネート化合物（II）は、通常のポリウレタン樹脂組成物に使用される分子内に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化合物を用いることができる。例えば、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、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、これらのイソシアネートのウレタン変性ポリイソシアネート、カルボジイミド変性ポリイソシアネート、イソシアヌレート変性体等があげられる。
これらの中で、芳香族ポリイソシアネート及びまたはその変性体を使用することが反応性の点、原料コストの点から好ましい。耐光性能を要求された場合には、樹脂表面に耐光性能を備えた塗料を塗布するのが好ましい。

ポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）との混合比率は、イソシアネートインデックス［（ポリオール混合物（Ｉ）中の活性水素の当量とポリイソシアネート化合物（II）のイソシアネート基の当量との比）×１００ ］として、９０ 〜１２５ がよい。

本発明の非発泡ポリウレタン樹脂の密度は１．００ｇ／ｃｍ^３〜１．１０ｇ／ｃｍ^３が良く、１．０５ｇ／ｃｍ^３〜１．１０ｇ／ｃｍ^３が好ましい。密度が１．００ｇ／ｃｍ^３〜１．１０ｇ／ｃｍ^３である場合に、気泡が目視で確認できるようになることが無く、内装部品の意匠面表皮としてより良好に使用できる。 ポリオール混合物（Ｉ）の水分が０．１５％以下の条件では、混合液（Ｉ）（II）の混合比率による密度と、ほぼ同じ数値となり、１．０ｇ／ｃｍ^３〜１．１０ｇ／ｃｍ^３の非発泡ポリウレタン樹脂が得られる。

ＲＩＭ成形には、通常のＲＩＭ成形機、例えば、キャノン社Ａシステム高圧反応射出成形機が使用される。

ＲＩＭ成形時のポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）の液温は、３０〜４０℃が好ましい。液温が３０℃〜４０℃である場合に、混合液（Ｉ）（II）の反応性と粘度が適切であり、流動性が良好である。

成形型の温度に関しては５０〜８０℃が好ましく、特に５０〜６０℃が好ましい。成形型の温度が５０〜８０℃である場合には、混合液（Ｉ）（II）の円滑なポリウレタン化反応が行われ、キュア時間３０秒〜１００秒が可能となる。

鎖延長剤（２）として、１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンを、ポリオール混合物（Ｉ）１００重量部中で２．０〜７．０重量部になるように配合し、混合液（Ｉ）（II）のゲルタイムを５．０秒〜１５．０秒になるように触媒（３）の使用量を調整した原料を使用して成形型の温度を５０〜８０℃に温調してＲＩＭ成形すると、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの薄肉の非発泡ポリウレタン樹脂を成形する際にも混合液（Ｉ）（II）の流動性を損なうことなく、キュア時間３０秒〜１００秒の短時間で成形可能となる。例えば、混合液（Ｉ）（II）のゲルタイムを８秒になるよう触媒（３）の使用量を調整した原料を使用して成形型の温度を５５℃に温調してＲＩＭ成形するとキュア時間６０秒の短時間で成形可能であった。
また、このようにして得られる非発泡ポリウレタン樹脂の表面硬度は、アスカーＡで測定して３０〜７０であり、特にソフト感があり触感が良い３０〜６０の範囲であることが好ましい。

グリコール系鎖延長剤、例えばモノエチレングリコールを用いたポリウレタン原料で、ゲルタイムを５．０秒〜１５．０秒になるよう触媒（３）の量を調整した原料を使用して成形型の温度を５０〜８０℃に温調して０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの薄肉の非発泡ポリウレタン樹脂のＲＩＭ成形を試みたが、キュア時間は約１２０秒〜１８０秒必要であった。

また本発明の非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる表皮付き積層体による内装部品、特に車両内装部品用の表皮付き成形体を、次の工程を有する方法で製造する事が出来る。
（１）成形型のコア型に芯材を装着する工程
（２）成形型のキャビティ型表面に離型剤を塗布する工程
（３）必要に応じて成形型のキャビティ型表面に塗装による塗膜を作成する工程
（４）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
（５）ポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
（６）表皮一体化された成形品を取り出す工程
この製造方法において成形型のコア型とは芯材を装着する側の型を意味し、成形型のキャビティ型は意匠面側の型を意味する。

芯材は、予め車両内装部品用表皮付き成形品の形状に成形されている。芯材の材料の例は、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート／ABS樹脂、AGS樹脂、ポリウレタン樹脂等である。特に、ポリプロピレン樹脂が多く用いられる。
離型剤は通常のＲＩＭ成形用のワックス系、水系タイプが使用できる。
キャビティ型表面に塗装する塗膜は光安定性、耐摩耗性を備えたものが使用できる。

上記製造方法では、表皮として使用するための非発泡ポリウレタン樹脂の成形がスプレー工法ではないため、混合液（Ｉ）（II）の飛散が無く作業環境や自然環境に良い、また他の表皮材（ＰＶＣ、ＴＰＯ、ＴＰＵ）と比べ、生産効率が良くかつ生産における原料の無駄が無く、製造コストの低減が図れる。
また、原料吹き付け時の空気および空気中の水分の取り込みも無く、非発泡ポリウレタン樹脂の発泡や大きい径の気泡の生成が起きにくく、温度上昇よって内装部品の意匠面表皮としては外観上致命的欠陥となるような目視でも確認できるサイズまでは膨張しない。

この製造方法によれば、非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる表皮付き積層体による内装部品が、１つの成形型で、非発泡ポリウレタン樹脂のワンショットにより、非発泡ポリウレタン樹脂のキュア時間の３０〜１００秒に合わせた短時間成形で効率が良い生産ができ、製造コスト等の低減が可能となる。
また意匠面に、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの厚みで、ソフト感があり触感の良い、本発明の非発泡ポリウレタン樹脂を有した車両内装部品用の表皮付き成形体が得られる。

上記製造方法に加え、非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォームと芯材との表皮付き積層体による内装部品、特に車両内装部品用の表皮付き成形体を製造する事が出来る。
その製造方法は、
（１）意匠面に使用する表皮用成形型のコア型、キャビティ型に離型剤を塗布する工程
（２）必要に応じてキャビティ型表面に塗装による塗膜を作成する工程
（３）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
（４）ポリオール混合物（Ｉ）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
（５）意匠面の表皮として使用する非発泡ポリウレタン樹脂を取り出す工程
（６）工程（５）の非発泡ポリウレタン樹脂成形品を発泡成形型のキャビティ型にセットする工程
（７）発泡成形型のコア型に芯材を装着する工程
（８）工程（６）の発泡成形型のキャビティ型にセットした非発泡ポリウレタン樹脂成形品上に半硬質ポリウレタンフォームをオープン注入又はクローズ注入する工程
（９）表皮一体化された成形品を取り出す工程
を有する。

工程（８）におけるオープン注入する工程とは、発泡成形型のキャビティ型にセットした非発泡ポリウレタン樹脂成形品上に半硬質ポリウレタンフォームを注入した後に、コア型とキャビティ型を閉じる方法である。また、クローズ注入する工程とは、コア型とキャビティ型を閉じておき、非発泡ポリウレタン樹脂成形品と芯材の間に半硬質ポリウレタンフォームを反応射出成形する方法である。これらの工程は必要に応じていずれかを選択するのが良い。

上記製造方法では、表皮として使用するための非発泡ポリウレタン樹脂成形型と半硬質ポリウレタンフォームを注入する発泡成形型と２型必要である。

半硬質ポリウレタンフォームは、通常使用される公知のクラッシュパッド用の通常の原料（例えば、ポリイソシアネート成分とポリオール成分）を混合して、硬化させることによって製造することができ、それを用いることが出来る。
その密度や硬度等は、需要者の要望により適宜調整して用いられる。半硬質ポリウレタンフォームの密度は、０．１２〜０．２３ｇ／ｃｍ^３であり、表面硬度がアスカーＣ硬度計で３５〜５０のものが使用できる。例えば、成形密度が０．１８５ｇ／ｃｍ^３で、表面硬度がアスカーＣ硬度計で４０のものを使用できる。

芯材は、非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる積層体で用いるものと同様で良いが、必要に応じて、芯材と半硬質ポリウレタンフォームとの接着性を上げるため、芯材の表面をフレーム処理、プラズマ処理等、又はアンカー効果を出すための処理、又は接着性改良プライマーの塗布を行って良い。

工程（６）において、（５）の非発泡ポリウレタン樹脂成形品と半硬質ポリウレタンフォームの接着性を確保するため、予め、非発泡ポリウレタン樹脂成形品の半硬質ポリウレタンフォームと接する面の通常ＲＩＭ成形用の離型剤として使用されるワックス系、水系タイプの離型剤を除去しておくことが好ましい。

キャビティ型表面に塗装する塗膜についても、光安定性、耐摩耗性を備えた非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる積層体で用いるものと同様のものが使用できる。

この製造方法でも、表皮として使用するための非発泡ポリウレタン樹脂の成形がスプレー工法ではないため、混合液（Ｉ）（II）の飛散が無く作業環境や自然環境に良い、また他の表皮材（ＰＶＣ、ＴＰＯ、ＴＰＵ）に比べ、生産効率が良く、かつ生産における原料の無駄が無く、製造コストの低減が図れる。
また、原料吹き付け時の空気および空気中の水分の取り込みも無く、非発泡ポリウレタン樹脂の発泡や大きい径の気泡の生成が起きにくく、温度上昇よって内装部品の意匠面表皮としては外観上致命的欠陥となるような目視でも確認できるサイズまでは膨張しない。
また大きい径の気泡の生成がないため、半硬質ポリウレタンフォームの非発泡ポリウレタン樹脂への含浸もなく、表皮となる非発泡ポリウレタン樹脂側からの触感も、含浸部の違和感が無く一定したものとなる。

このようにして、意匠面に、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの厚みで、ソフト感があり、触感の良い非発泡ポリウレタン樹脂を表皮として半硬質ポリウレタンフォームと芯材を有した車両内装部品用の表皮付き成形体が得られる。

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚。実施例において、「部」は「重量部」、「％」は「重量％」を示す。

非発泡ポリウレタン樹脂の各性能評価方法および評価基準を、次のようにして行った。
（１）９００×３００×１（ｔ）ｍｍの成形型を用い、キャノン社Ａシステム高圧反応射出成形機によるＲＩＭ成形にて評価用のサンプルを作成した。その時の混合液（Ｉ）（II）の吐出量は２００ｇ／秒また混合圧力は１５ＭＰａであった。成形型表面温度を５５℃に調整して行った。
（２）キュア時間評価基準
成形型から取り出した成形品の表面外観において、「膨れ」、「肌荒れ」などが無い状態を目視にて確認し、混合液（Ｉ）（II）の型への射出から型開き開始までの時間を測定しキュア時間とした。
（３）攪拌混合性能の評価基準
○：成形品に攪拌混合不足に起因する割れ、膨れが無く良
×：成形品に攪拌混合不足に起因する割れ、膨れが見られ不良
（４）流動性の評価方法及び評価基準
○：成形型の端末まで混合液が流動し、成形品に未充填の部分が無く良好
× ：成形型の端末まで混合液が流れず、成形品に未充填部分が有り不良
（５）引張強度（ＭＰａ）と破断時の伸び率（％）及び表面硬度の測定
引張強度（ＭＰａ）と破断時の伸び率（％）の測定は、常温で、島津製作所株式会社製オートグラフAG-1(1kN)で行った。
また表面硬度は、アスカーＡ硬度計を使用して２５℃での値を測定した。

非発泡ポリウレタン樹脂と芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価
（１）３００＊９００＊４．０（ｔ）ｍｍの成形型を用い、非発泡ポリウレタン樹脂の厚みが１ｍｍになる様コア型に厚みが約３．０ｍｍのポリプロピレン製芯材を両面テープで固定したのち、閉型してＲＩＭ成形にて、表皮付き成形品を作成して行った。
その時の混合液（Ｉ）（II）の吐出量は２００ｇ／秒また混合圧力は１５ＭＰａであった。
成形型の表面温度を５５℃に調整して行った。
（２）キュア時間や攪拌混合性能及び流動性の評価また表面硬度の測定などは、非発泡ポリウレタン樹脂の性能評価方法および評価基準と同様にして行った。
（３）非発泡ポリウレタン樹脂とポリプロピレン製芯材との接着性
キュアした直後、表皮である非発泡ポリウレタン樹脂とポリプロピレン製芯材との間に「剥離」の有無を目視にて確認した。
接着性評価基準
○：「剥離」が見られず良好
×：「剥離」が見られ不良

非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォーム及び芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価
（１）３００＊９００＊１１．０（ｔ）ｍｍの発泡用の成形型のキャビティ型に、上記作成方法による厚さ約１．０ｍｍの非発泡ポリウレタン樹脂をセットし、コア型に厚みが約３ｍｍのポリプロピレン製芯材を両面テープで固定したのち、閉型し、成形品密度が０．１８５ｇ／ｃｍ^３になる半硬質ポリウレタンフォーム用原料を芯材と非発泡ポリウレタン樹脂の間にＲＩＭ成形して表皮一体成形品を作成して行った。
（２）半硬質ポリウレタンフォームの注入は、キャノン社Ａシステム６０型高圧反応射出成形機を使用し、注入量１８０〜３５０ｇ／秒、混合圧力１５ＭＰａ、注入時間を１．２〜２．５秒で行い、成形型全体の温度を４０℃に調整し行った。
（３）この一体成形品の表皮になる非発泡ポリウレタン樹脂の外観品質「膨れ」の有無を目視によって確認し評価を行った。またアスカーＡ硬度計による「表面硬度」を測定し、触感の良悪の参考とした。

「膨れ」の判定基準
良好：「膨れ」が見られず、半硬質ポリウレタンフォームとの「剥離」無く接着性良
不良：「膨れ」が見られ、半硬質ポリウレタンフォームとの「剥離」も発生し接着性悪

ポリオール混合物（Ｉ）に使用したポリオールのポリエーテルポリオールの出発物質、官能基数、水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、及び鎖延長剤、触媒、またポリイソシアネート化合物（II）の内容を第１表に示した。
表２に非発泡ポリウレタン樹脂成形用の配合を示し、その評価結果を表３に示した。
表４に非発泡ポリウレタン樹脂と芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価結果を示した。

実施例１
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す配合条件で、９００×３００×１（ｔ）ｍｍの成形型を用い、成形型表面温度を５５℃にし、キャノン社Ａシステム高圧反応射出成形機による反応射出（ＲＩＭ）成形にて評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
その時のポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）の温度を３０℃にし、混合液（Ｉ）（II）の吐出量（注入量）を２００ｇ／秒、混合圧力を１５ＭＰａで行った。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムが８秒で、キュア時間は６０秒であり、撹拌混合性能および流動性にも問題が無く、良好な外観品質を有し、また表面の硬度もアスカーＡ硬度６０で触感の良い物となった。

実施例２
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムが１４秒で、キュア時間は７０秒であり、撹拌混合性能および流動性にも問題が無く、良好な外観品質を有していた。また表面の硬度もアスカーＡ硬度４９で触感の良い物となった。

実施例３
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムが１１秒で、キュア時間は６０秒であり、撹拌混合性能および流動性にも問題が無く、良好な外観品質を有していた。また表面の硬度もアスカーＡ硬度５３で触感の良い物となった。

実施例４
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムが９秒で、キュア時間は６０秒であった。また撹拌混合性能および流動性にも問題が無く、良好な外観品質を有していた。表面の硬度もアスカーＡ硬度６０で触感の良い物が得られた。

比較例１
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムが６秒でも、キュア時間は１５０秒であった。
また流動性には問題が無かったが、撹拌混合性能が良くなく、キュア後の成形品に膨れや割れがみられ外観は悪かった。

比較例２
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す比較例１から鎖延長剤のエチレングリコールを３重量部に増やした配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、ゲルタイムを５秒にしても、キュア時間は１２０秒であった。

比較例３
表１に示すポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）を使用して、表２に示す実施例４から鎖延長剤のジエチルジアミノトルエンを１０重量部に増やした配合条件で、実施例１と同様の成形条件で、評価用の非発泡ポリウレタン樹脂サンプルを作成した。
得られた非発泡ポリウレタン樹脂は、表３に示すように、キュア時間は６０秒となったものの、ゲルタイムが３秒と早くなり、成形型の端末まで混合液が流れず成形品に未充填部分ができ流動性が良くなかった。
表面の硬度もアスカーＡ硬度が７７となり、触感の良いものではなかった。

実施例５
非発泡ポリウレタン樹脂と芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価
表面温度を５５℃に調整した３００＊９００＊４．０（ｔ）ｍｍの成形型のコア型に厚みが約３．０ｍｍのポリプロピレン製芯材を両面テープで固定し、
成形型のキャビティ型表面に離型剤（ワックス系のリムリケイＢ３０８−１０／中京油脂株式会社製）を塗布し、成形型のコア型とキャビティ型を閉じ、温度を３０℃に調整した実施例３のポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）の混合液（Ｉ）（II）の吐出量を２００ｇ／秒また混合圧力を１５ＭＰａで反応射出成形し、非発泡ポリウレタン樹脂とポリプロピレン製芯材の一体化された成形品を取り出し、成形された芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価を行った。得られたこの積層体の表皮である非発泡ポリウレタン樹脂の厚みは１．０ｍｍで、表皮付き成形品のキュア時間は、非発泡ポリウレタン樹脂の注入から６０秒であり、キュア後の非発泡ポリウレタン樹脂とポリプロピレン製芯材との間に「剥離」も見られなかった。
また、この表皮付き成形品は、表皮が優れた外観品質を有すると共に密度が１．０５ｇ/cm³、表面硬度がアスカーＡ硬度で５３でありソフト感がある触感の良いものであった。

実施例６
非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォーム及び芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価
実施例２の予め塗膜を施した非発泡ポリウレタン樹脂とクラッシュパッド用の半硬質ポリウレタンフォーム及び芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価を行った。初めに、意匠面表皮に使用する非発泡ポリウレタン樹脂の成形を行い、表面温度を５５℃に調整した３００＊９００＊１．０（ｔ）ｍｍの表皮用成形型のコア型、キャビティ型に離型剤（ワックス系のリムリケイＢ３０８−１０／中京油脂株式会社製）を塗布し、キャビティ型表面全体に塗装による塗膜を作成し、表皮用成形型のコア型とキャビティ型を閉じ、温度を３０℃に調整した実施例２のポリオール混合物（Ｉ）およびポリイソシアネート化合物（II）との混合液（Ｉ）（II）を反応射出成形し、厚みが１．０（ｔ）ｍｍの非発泡ポリウレタン樹脂成形品を取り出し次に、この非発泡ポリウレタン樹脂成形品を、成形型全体の温度を４０℃に調整した３００＊９００＊１１．０（ｔ）ｍｍの発泡用の成形型のキャビティ型にセットし、
発泡成形型のコア型に、厚みが約３ｍｍのポリプロピレン製芯材を両面テープで固定して型を閉じ、
発泡成形型のキャビティ型にセットした非発泡ポリウレタン樹脂成形品上に、成形品密度が０．１８５ｇ／ｃｍ^３になる温度を２５℃に調整した半硬質ポリウレタンフォーム用原料を、キャノン社Ａシステム６０型高圧反応射出成形機を使用し、吐出量（注入量）３００ｇ／秒、混合圧力１５ＭＰａ、注入時間を２．０秒で、芯材と非発泡ポリウレタン樹脂の間に反応射出成形して表皮一体成形品を作成し、表皮一体化された成形品を取り出し、非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォーム及び芯材との積層体からなる表皮付き成形品を得た。得られた表皮付き成形品は、表面硬度がアスカーＡ硬度４０で、非常にソフト感のある触感が良いものであった。また表皮の非発泡ポリウレタン樹脂に膨れが見られず、優れた外観品質を有すると共に、半硬質ポリウレタンフォームとの剥離も無く接着性に優れたものであった。

（表１）ポリオール混合物（Ｉ）／ポリイソシアネート化合物（II）

（表２）非発泡ポリウレタン樹脂成形用の配合

（表３）非発泡ポリウレタン樹脂成形品の評価

（表４）非発泡ポリウレタン樹脂と芯材との積層体からなる表皮付き成形品の評価

内装部品、特に車両内装部品に用いられる表皮付き積層体の一体成形に関して、本発明を使用すれば、柔らかい触感、優れた外観はいうまでもなく、成形性に優れた表皮が得られる。本発明は、ポリウレタンの反応時間を速くすることによりサイクルタイムの短縮及び必要な意匠面サイズで成形品が得られることから歩留まりが良くなり、製造コストの低減を可能にし、加えてウレタンミストが出ない作業環境を考慮した製造方法を提供する。

Claims (8)

1. 反応射出成形法で得られる非発泡ポリウレタン樹脂の意匠面表皮と芯材からなる表皮付き積層体である車両内装部品であって、
   非発泡ポリウレタン樹脂が、発泡剤の添加は行わずに、
   ポリオール（１）と、
   鎖延長剤（２）が１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンであり、鎖延長剤（２）の量がポリオール混合物１００重量部中の２．０〜７．０重量部である鎖延長剤（２）と、
   触媒（３）
   を含んでなるポリオール混合物（I）と、
   ポリイソシアネート化合物（II）とから構成されており、
   非発泡ポリウレタン樹脂の表面硬度がアスカーＡ硬度計で測定して３０〜７０である
   ことを特徴とする車両内装部品。
2. 非発泡ポリウレタン樹脂からなる意匠面表皮と芯材との間に半硬質ポリウレタンフォームを有する積層体からなることを特徴とする請求項１記載の表皮付き積層体である車両内装部品。
3. 発泡剤の添加は行わずに、ポリオール（１）と、鎖延長剤（２）と、触媒（３）を含んでなるポリオール混合物（I）と、ポリイソシアネート化合物（II）とを用いて、反応射出成形法で非発泡ポリウレタン樹脂の意匠面表皮を製造する方法であって、
   鎖延長剤（２）が１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン及び／又は１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼンであり、鎖延長剤（２）の量がポリオール混合物１００重量部中に２．０〜７．０重量部であり、ポリオール混合液（I）とポリイソシアネート化合物（II）の反応混合液のゲルタイムを５．０〜１５．０秒にした条件で、厚みが０．５〜３．０ｍｍとなるようにし、キュア時間が３０〜１００秒で成形されることを特徴とする車両内装部品用非発泡ポリウレタン樹脂の意匠面表皮の製造方法。
4. 非発泡ポリウレタン樹脂の表面硬度がアスカーＡ硬度計で測定して３０〜７０である請求項３記載の製造方法。
5. 請求項１記載の非発泡ポリウレタン樹脂と芯材からなる表皮付き積層体である車両内装部品の製造方法であって、
   （１）成形型のコア型に芯材を装着する工程
   （２）成形型のキャビティ型表面に離型剤を塗布する工程
   （４）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
   （５）ポリオール混合物（I）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
   （６）一体化された成形品を取り出す工程
   を有する製造方法。
6. 請求項２記載の非発泡ポリウレタン樹脂と半硬質ポリウレタンフォームと芯材からなる表皮付き積層体である車両内装部品の製造方法であって、
   （１）意匠面に使用する表皮用成形型のコア型、キャビティ型に離型剤を塗布する工程
   （３）成形型のコア型とキャビティ型を閉じる工程
   （４）ポリオール混合物（I）とポリイソシアネート化合物（II）との混合液を反応射出成形する工程
   （５）意匠面表皮に使用する非発泡ポリウレタン樹脂成形品を取り出す工程
   （６）工程（５）の非発泡ポリウレタン樹脂成形品を発泡成形型のキャビティ型にセットする工程
   （７）発泡成形型のコア型に芯材を装着する工程
   （８）工程（６）の発泡成形型のキャビティ型にセットした非発泡ポリウレタン樹脂成形品上に半硬質ポリウレタンフォームをオープン又はクローズ注入する工程
   （９）表皮一体化された成形品を取り出す工程
   を有する製造方法。
7. ポリオール（１）がポリエーテルポリオールを含んで成り、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２．０〜２．５である請求項１に記載の車両内装部品。
8. ポリオール（Ｉ）がポリエーテルポリオールを含んで成り、ポリエーテルポリオールの末端オキシエチレン単位の含有量が１０〜２０重量％である請求項１に記載の車両内装部品。