JP4986889B2 - 本革表皮材及び本革表皮材の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、立体的な形状に成形された本革表皮材及び立体的な形状を有する本革表皮材の成形方法に関する。

車両用シートのシートクッションなどは、クッション材を表皮材によって被覆した構成であり、表皮材は立体的な形状を有している。この表皮材の材料として本革を用いた本革表皮材は、下記特許文献１に記載のように、公知である。下記特許文献１に記載の本革表皮材は、所定形状に裁断された皮革片を寄せ縫いし、クッション材の表面形状に合致した立体形状に縫製することにより、袋状に形成している。この本革表皮材は、皮革片を縫製によってつなぎ合わせた構成であるため、縫製ラインが外観に表れてしまい、本革表皮材の外観意匠が制約される。そこで、外観意匠の制約を受けることを回避すべく、本革表皮材を成形によって立体的な形状に形成することが考えられる。
特開２００６−２０４３２６公報

しかしながら、成形による方法では本革表皮材の裏面に熱可塑性樹脂を含浸させて熱成形する必要があり、本革表皮材は、熱、湿度により収縮、型崩れなどが発生し易い特性を有しているため、大きな円弧形状など立体的な形状に賦形することができず、また、意匠や品質などに影響を与えるおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、成形によって表皮材を立体的形状に賦形することを可能にし、意匠の自由度を向上させることを目的とする。

本発明は、表皮材の裏面に熱可塑性樹脂を含浸させて熱成形することにより立体的な形状に成形された本革表皮材であって、表皮材を構成する膠原繊維束の隙間に熱可塑性樹脂と共に粒径が２μｍ以上１００μｍ以下のマイクロバルーンが埋め込まれている構成としたところに特徴を有する。

このような構成によると、マイクロバルーンが表皮材を構成する膠原繊維束の隙間に埋め込まれているから、熱、湿度による収縮を抑制することができると共に、熱可塑性樹脂により表皮材の形状を維持することができる。したがって、成形によって表皮材を立体的形状に賦形することを可能にし、意匠の自由度を向上させることができる。また、裁断、縫製工程を削減することができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
本発明で用いる熱可塑性樹脂は、アクリル酸エステル共重合物等のアクリル樹脂、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン等の共重合物、ウレタン樹脂などが挙げられ、これらを２種以上併用しても構わない。これらの熱可塑性樹脂を用いることで、本革の特性を損ねることなく、容易に成形することができる。また、これらの熱可塑性樹脂の中でもアクリル樹脂が好ましい。

本発明に用いるマイクロバルーンは中空状の粒子で、その内部にガス等の気体に満たされていても、真空あるいは低圧状態であってもよい。また、マイクロバルーンの殻部分の材質は、アクリル樹脂、アクリロニトリル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物、フェノール樹脂、ウレア樹脂、ガラス（ソーダ石灰ホウケイ酸ガラスなど）、酸化ケイ素、セラミック、アルミナ・シリケートなどでもよい。具体的な例として、イソブテンなどの炭化水素が気化したガスを芯材（内包材）として、塩化ビニリデンなどの膜材によって閉じこめられたマイクロバルーンなどが挙げられる。また、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させたものをマイクロバルーンとして用いてもよい。

マイクロバルーンの量は、熱可塑性樹脂とマイクロバルーンの全体量を１００質量％としたときに、１０質量％以上５０質量％以下としてもよい。
マイクロバルーンの量が少なすぎると、熱、湿度による収縮、型崩れなどを十分に抑制することができない。かといって、マイクロバルーンの量が多すぎると、熱可塑性樹脂と混ざりにくくなるとともに、熱可塑性樹脂によるマイクロバルーンと皮革繊維との接着保持が不十分となる問題がある。そこで、マイクロバルーンの量を１０質量％以上５０質量％以下とすることにより、熱、湿度による収縮、型崩れなどを抑えつつマイクロバルーンと熱可塑性樹脂を容易に混合することができ、表皮材の裏面の膠原繊維束である網状層にマイクロバルーンを満遍なく効率的に塗布することができるとともに、高価なマイクロバルーンを大量に使用しなくてもよく、本革表皮材を低コストで製造することができる。

マイクロバルーンの粒径は、２μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。また、その平均粒径は、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。さらに、マイクロバルーンの粒径は、５０μｍ以下のもののみからなることが好ましい。マイクロバルーンの粒径が、この範囲であれば、表皮材の裏面の膠原繊維束の隙間にマイクロバルーンをスムーズに埋め込むことができる。

本発明の立体的な形状を有する本革表皮材は、表皮材の裏面に粒径が２μｍ以上１００μｍ以下のマイクロバルーンを含有した液状の熱可塑性樹脂を塗布する塗布工程と、熱可塑性樹脂が塗布された表皮材を熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱したプレス機に載置し、熱プレスにより表皮材を立体的な形状に賦形する熱プレス工程と、熱プレス後、プレス機による賦形状態を維持して表皮材を冷却し、プレス機から表皮材を脱型する脱型工程とからなる本革表皮材の成形方法によって成形してもよい。

前記塗布工程において、マイクロバルーンを含有する液状の熱可塑性樹脂を塗布するのではなく、表皮材の裏面に予めマイクロバルーンを埋め込んだ後、液状の熱可塑性樹脂を塗布する方法でもよい。

上記成形方法によって、立体形状を有する本革表皮材を容易に成形することができる。

本発明によれば、成形によって本革表皮材を立体的形状に賦形することを可能にし、意匠の自由度を向上させることができる。

＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１ないし図７の図面を参照しながら説明する。本実施形態における本革表皮材１は、車両用シート（図示せず）のシートクッションやシートバックなどに用いられるシート用表皮材である。このシート用表皮材は、クッション材などを内包し被覆した構成であり、大きい円弧形状や袋状（本発明の「立体的な形状」の一例）に成形されている。図１は、本革表皮材１の断面構造を示したものである。尚、図１の図示下側が本革表皮材１の表面側であり、同上側が本革表皮材１の裏面側である。

本革表皮材１は、その表面側から順に、コーティング層１０と、銀面層２０と、網状層３０とを備えている。銀面層２０は、本革の表面層を構成しており、銀面層２０と網状層３０とによって本革が構成されている。本革は、本革表皮材１の裏面側から表面側に向かうにつれて目が細かくなっている。コーティング層１０は、本革の銀面層２０を保護する目的でコーティングされた保護膜である。

網状層３０は、複数の膠原繊維束３１が３次元的網状構造に交絡することによって構成されており、これらの膠原繊維束３１には隙間３２が形成されている。網状層３０の裏面（銀面層２０と反対側の面）には、熱可塑性樹脂４０が膠原繊維束３１の隙間３２に含浸され熱成形されている。これにより、本革表皮材１が一定の形態に保持されている。

この際、熱可塑性樹脂４０は、隙間３２に浸透して膠原繊維束３１に固着し、膠原繊維束３１とマイクロバルーン５０とを接着する働きがある。図２は、複数のマイクロバルーン５０が膠原繊維束３１の隙間３２に埋め込まれている様子を示した拡大図である。

マイクロバルーン５０は、加熱によって膨張する性質を有する熱膨張性マイクロカプセルを膨張させたものである。マイクロバルーン５０の大きさは、膠原繊維束３１の隙間３２に入り込める程度の大きさとなっている。このような構成によると、液状の熱可塑性樹脂４０が冷却し固化する際に、マイクロバルーン５０の存在によって膠原繊維束３１同士が接近し絡み合うことが規制されるから、熱による本革表皮材１の収縮、型崩れなどを防ぐことができる。

次に、本実施形態における本革表皮材１の製造方法について図３ないし図７の図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、完成前の本革表皮材１を表皮材２という。本革表皮材１の母材となる表皮材２は、コーティング層１０と、銀面層２０と、熱可塑性樹脂４０及びマイクロバルーン５０が含浸されていない網状層３０とを備えている。

まず、マイクロバルーン５０を含有した液状の熱可塑性樹脂４０を、次のように調製する。イオン交換水２７．５質量部、２５％アンモニア水１．０質量部及び分散剤（ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル：ＨＬＢ＝１５）０．５質量部を混合して均一にし、そこへマイクロバルーン５０（粉体）を９．０質量部加え、分散してマイクロバルーン５０の分散液を得た。このマイクロバルーン５０の分散液に、アクリル酸エステル共重合物エマルジョン（大日本インキ化学工業株式会社製の商品名「ＬＣＣ バインダー ＳＮ−５００」；固形分３５質量％）３０．０質量部及びアクリル酸エステル共重合物エマルジョン（大日本インキ化学工業株式会社製の商品名「ＬＣＣ バインダー ＳＸ−７０７」；固形分３５質量％）３０．０質量部を加えた後、ポリアクリル酸アルカリ増粘剤（大日本インキ化学工業株式会社製の商品名「ＬＣＣ シックナー ＨＶ」）２質量部を加えて均一に混合して、マイクロバルーン５０を含有した液状の熱可塑性樹脂４０を得た。このマイクロバルーン５０を含有した液状の熱可塑性樹脂４０では、マイクロバルーン５０の量は、熱可塑性樹脂４０とマイクロバルーン５０の全体量を１００質量％としたときに、３０質量％となる。尚、本実施形態ではマイクロバルーン５０の量を３０質量％としているものの、本発明によると、マイクロバルーン５０の量が１０質量％以上５０質量％以下の範囲にあればよい。

本実施形態で用いたマイクロバルーン５０は、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（エクスパンセル社製の商品名「ＥＸＰＡＮＣＥＬ ４６１ＤＥ２０」で、その粒径は１５〜２５μｍの範囲にあり、平均粒径は２０μｍである。また、このマイクロバルーン５０は、イソブテンを内包材として、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物を膜材としたもので、熱膨張性マイクロカプセルとして得られたものを熱膨張させたものである。尚、本実施形態では既に熱膨張させたマイクロカプセルを用いているものの、本発明によると、未膨張の熱膨張性マイクロカプセルを含有する液状の熱可塑性樹脂を表皮材の表面に塗布した後、当該マイクロカプセルを熱膨張させるために熱処理を行うことによりマイクロバルーン５０とした後に、熱プレスをしてもよい。また、本発明によると、必ずしも熱膨張性マイクロカプセルを用いる必要はなく、熱膨張以外の方法によって膨張する性質を有するマイクロカプセルを用いてもよい。さらに、マイクロバルーン５０の粒径は、本革の種類に応じて適宜選択可能であり、膠原繊維束３１の隙間３２に入り込める程度に小さく、かつ、膠原繊維束３１同士の絡まり合いを防ぐことができる程度に大きい粒径にすればよい。

上記で得られたマイクロバルーン５０を含有した液状の熱可塑性樹脂４０の表皮材２の裏面への塗布方法は、本革表皮材で通常用いられている方法で可能であり、スプレー方式（図７参照）、ロールコーター方式、カーテンコーター方式などを用いることができる。本実施形態では、図３に示すように塗布ロール６１がグラビア（凹版）式で、本革表皮材の送りベルト６２の方向と塗布ロール６１の回転方向が同じシンクロ（順転）式ロールコーター方式の塗工機６０を用いた。ロールコーター方式の塗工機６０は、液のロスが少なく、また塗布ロール６１と塗布ロール６１に対向する送りロール６３の隙間間隔を本革表皮材１の厚さより狭くする（本革表皮材１の厚さの５０〜７０％）ことで、塗布ロール６１の荷重が補助し、熱可塑性樹脂４０とともにマイクロバルーン５０を網状層３０の内部深くまで埋め込むことができる（塗布工程）。

網状層３０に熱可塑性樹脂４０が含浸すると共に、マイクロバルーン５０が埋め込まれた表皮材２は、凹凸形状をなして上下一対の成形型によって構成されるプレス機７０に載置される。プレス機７０は、熱可塑性樹脂４０の軟化温度以上の温度に加熱されており、表皮材２は、加熱された下型の成形面上にセットされる。この後、表皮材２は、図４に示すように、上下両型を型閉じし熱プレスすることによって立体的な形状に賦形される（熱プレス工程）。また、表皮材２を下型の成形面側に真空引きして立体的な形状に賦形した状態で、上下両型を型閉じして熱プレスを行ってもよい。

熱プレス後、プレス機７０による賦形状態を維持したまま表皮材２を冷却し、図５に示すように上下両型を型開きし立体的な形状に賦形された表皮材２をプレス機７０から脱型することにより、立体的な形状を有する本革表皮材１が得られる（脱型工程）。

こうして得られた本革表皮材１は、マイクロバルーン５０によって膠原繊維束３１同士の絡まり合いを抑制するため、熱プレス後に収縮し、型崩れが起きて製品品質に影響を与えるおそれがない。また、本革表皮材１を成形によって形成しているため、裁断、縫製工程を削減することができる。また、縫製ラインが外観に表れないため、本革表皮材１の意匠の自由度を高めることができる。

続いて、本革表皮材１の加熱による寸法収縮特性について実験を行った。図６は、３種類の温度条件に対する熱収縮率を示したものである。図６のＸ軸における数字の１、２、及び３は、それぞれ異なる温度条件を示したものであって、以下の説明では左側から順に、条件１、条件２、条件３という。図６のＹ軸は熱収縮率（％）を示したものであって、加熱によって収縮した寸法を加熱前の寸法で除することにより算出される。図６の実線は、網状層３０に熱可塑性樹脂４０及びマイクロバルーン５０が埋め込まれていない本革表皮材（母材としての表皮材２であって、以下の説明では「表皮材２」という）の測定値を示している。一方、図６の破線は、本実施形態における本革表皮材１の測定値を示している。

実験条件は、以下の通りである。
・条件１は、加熱前のものである。
・条件２は、８０℃で５日間加熱したものである。
・条件３は、１００℃で５日間加熱したものである。
・実験サンプルは、縦２５０ｍｍ×横２５０ｍｍの大きさのものを用いており、同一サンプル内において縦方向及び横方向で各方向３箇所の２００ｍｍ間を測定ポイントとして設定し、３つの測定ポイントにおける測定データの平均値を測定値として算出した。
・測定は、各条件１〜３による加熱後、温度２３℃、湿度５０％ＲＨで１時間放置した後に行った。

この結果、本革表皮材１（破線）は、表皮材２（実線）と比較して、熱収縮率が低いことがわかった。この理由は、マイクロバルーン５０の存在により加熱による膠原繊維束３１同士の絡まり合いを抑制しているためである。

以上のように本実施形態では、本革表皮材１の裏面に熱可塑性樹脂４０と共にマイクロバルーン５０を埋め込んだから、本革表皮材１が成形時の熱によって収縮し、型崩れすることを防ぐことができた。また、縫製ではなく成形によって本革表皮材１を形成しているから、裁断、縫製などの工程を削減することができた。その結果、縫製ラインが外観に表れないため、縫製ラインの配置や皮革片の形状などを考慮する必要がなく、意匠の自由度を向上させることができた。さらに、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂４０を使用したから、本革の特性を損ねることなく容易に成形することができる。これらに加えて、本革表皮材１の製造工程においてマイクロバルーン５０を液状の熱可塑性樹脂４０に配合したものを網状層３０に塗布したから、高価なマイクロバルーン５０の使用量を極力減らすことに成功した。

本革表皮材の断面構造を示した図 本革表皮材の繊維層を一部拡大して示した図 ロールコーター方式によって熱可塑性樹脂を塗布する塗布工程を示した図 表皮材を熱プレスする熱プレス工程を示した図 表皮材をプレス機から脱型する工程を示した図 本革表皮材の加熱による寸法収縮特性を示した図 スプレー方式によって熱可塑性樹脂を塗布する塗布工程を示した図

符号の説明

１…本革表皮材
２…表皮材
３０…網状層
３１…膠原繊維束
３２…隙間
４０…熱可塑性樹脂
５０…マイクロバルーン
６０…塗工機
７０…プレス機

Claims (4)

1. 表皮材の裏面に熱可塑性樹脂を含浸させて熱成形することにより立体的な形状に成形された本革表皮材であって、
   前記表皮材を構成する膠原繊維束の隙間に前記熱可塑性樹脂と共に粒径が２μｍ以上１００μｍ以下のマイクロバルーンが埋め込まれていることを特徴とする本革表皮材。
2. 前記熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の本革表皮材。
3. 前記マイクロバルーンの量は、前記熱可塑性樹脂と前記マイクロバルーンの全体量を１００質量％としたときに、１０質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の本革表皮材。
4. 立体的な形状を有する本革表皮材の成形方法であって、
   表皮材の裏面に粒径が２μｍ以上１００μｍ以下のマイクロバルーンを含有した液状の熱可塑性樹脂を塗布する塗布工程と、
   前記熱可塑性樹脂が塗布された前記表皮材を前記熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱したプレス機に載置し、熱プレスにより前記表皮材を立体的な形状に賦形する熱プレス工程と、
   前記熱プレス後、前記プレス機による賦形状態を維持して前記表皮材を冷却し、前記プレス機から前記表皮材を脱型する脱型工程とからなることを特徴とする本革表皮材の成形方法。

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