JP5892925B2 - 加飾成形用シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
このような架橋されたポリウレタンとしては水系ポリウレタンエマルジョンに由来する架橋された非発泡ポリウレタンであることが賦形性に優れる点で好ましい。
また、加飾成形用シートが粘着層を介して成形体本体と一体化されてなる加飾成形体は、加飾成形用シートが寸法安定性に優れることから正確に成形体本体と一体化されて、加飾成形体の最終製品としての外観に優れる。
(1)ガラス転移温度(Tg)が100〜120℃の変性ポリエステルを島成分とする海島型繊維からなるウェブを製造する工程、
(2)得られたウェブを絡合してウェブ絡合シートを製造する工程、
(3)得られたウェブ絡合シートに架橋されたポリウレタンを含浸する工程、
(4)ウェブ絡合シートの海島型繊維の海成分を除去して極細繊維束化して基材を製造する工程、
(5)得られた基材の少なくとも一方の表面に高分子弾性体から成る銀面層を積層する工程、
(6)工程(5)の前または後で、240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、基材の厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmとなるよう加熱プレスする工程、
また、成形体の表面に粘着層を介して皮革様の外観を有する加飾成形用シートを接着する場合においても、粘着層形成以降の加工時の工程張力や形態変化を抑制することで形態安定性が良好である。そして薄物(厚みの薄いシート)化によっても上記した効果が十分発揮可能であるため、高品位な加飾が実現できる。
図1は本実施形態の加飾成形用シート10の模式断面図である。図1中、1はガラス転移温度(Tg)が100〜120℃のポリエステルからなる極細単繊維1aからなる繊維束1bの絡合体であり、2は水系ポリウレタンエマルジョンに由来する架橋されたポリウレタンであり、3は空隙である。また、4は加飾成形用シート10の表面に必要に応じて設けられる銀面層である。ポリウレタン2は繊維絡合体1に含浸一体化されている。そして、繊維絡合体1の見かけ密度は0.47g/cm3以上である。
加飾成形用シート10の基材の荷重240gf/cm2荷重時の厚みの測定方法は、JISL1096に準じて荷重240gf/cm2のJIS厚み測定器(株式会社尾崎製作所製 ピーコック定圧厚み測定機)で測定した厚みの値である。そして、前記厚み測定器で測定した箇所の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で撮影し、写真から任意に3点選択した厚みを測定し、それを平均した値である。
計算式
基材の荷重時厚み/無荷重時の厚み×100≧90(%)
即ち、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値=(A)μm/(B)本数となる。
そして、任意の10点のそれぞれの線上における繊維束間距離の平均値全てが0〜10μmであることが好ましく、0〜8μmであることがより好ましい。
その場合の極細繊維束間距離の平均値の求め方は、上記と考え方は同じであり、個々の線上にある隣接した繊維束間距離(繊維束の外周同士の間の距離)の合計をそれぞれ求め、個々の線上にある極細繊維束の数の合計から1引いた数で除した値である。
断面方向における繊維束のカウント方法は、円形の形状をした繊維束のみならず、斜めに伸びる楕円の形状をした繊維束もカウントする。但し、一定の島数があることを基準とする。
加飾成形用シート10またはその基材を上記厚み変化と繊維束間距離の範囲に調整する方法としては、後述のとおり、長繊維であることや収縮処理を行いうこと、緻密化処理を行うこと等が好ましく、さらに加熱加圧処理することが重要である。加熱加圧処理する方法として一般的に熱エンボスロールでのプレスが知られている。プレス条件としては、温度・圧力・時間で決定される。まず、エンボスロールの表面温度は100〜180℃が好ましく、さらに好ましくは、130〜150℃である。圧力は0.1〜1.0MPaが好ましく、さらに好ましくは、0.4〜0.8MPaである。処理速度は0.5〜5m/minが好ましく、さらに好ましくは1〜3m/minである。この条件でプレス処理することで、表面状態がフィルム化せずフラットになり、繊維の密度斑も解消され、成形した場合くっきりとした折り角が形成される。
加飾成形用シート10に樹脂フィルム7を積層する方法としては、樹脂フィルム7に接着剤を介して加飾成形用シート10を貼り合わされたり、熱圧着したりするドライラミネートが好ましく用いられる。接着剤としては、二液硬化型接着剤や熱により延伸可能なホットメルト型接着剤が好ましく用いられる。
本発明は、加飾成形用シートが粘着層を介して成形体本体と一体化して加飾成形体とするが、一体化の方法は手貼り等公知の方法が用いられる。
本発明の加飾成形シートは形態安定性に優れるので、スリット加工や両面テープとの積層時にテンション等による伸びの影響が少なく、寸法ズレ防止効果が得られる。
(1)ガラス転移温度(Tg)が100〜120℃の変性ポリエステルを島成分とする海島型繊維からなるウェブを製造する工程、
(2)得られたウェブを絡合してウェブ絡合シートを製造する工程、
(3)得られたウェブ絡合シートに架橋されたポリウレタンを含浸する工程、
(4)ウェブ絡合シートの海島型繊維の海成分を除去して極細繊維束化して基材を製造する工程、
(5)得られた基材の少なくとも一方の表面に高分子弾性体から成る銀面層を積層する工程、
(6)工程(5)の前または後で、240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、基材の厚み方向における極細繊維束間距離が0〜10μmとなるよう加熱プレスする工程、
なお、工程(2)の後に、ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる湿熱収縮処理工程を備えることが、加飾成形用シートを緻密な構造として、加飾成形用シートまたは基材の240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、加飾成形用シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmとし易い点で好ましく用いられる。以下に各工程について、詳しく説明する。
本工程においては、はじめに、溶融紡糸により海島型繊維からなる長繊維ウェブを製造する。長繊維ウェブは、例えば、いわゆるスパンボンド法を用いて、海島型繊維を溶融紡糸法を用いて紡糸し、これを切断せずにネット上に捕集してウェブを形成する方法が好ましく用いられる。
次に、得られた長繊維ウェブを4〜100枚程度重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成する。ウェブ絡合シートは、ニードルパンチや高圧水流処理等の公知の不織布製造方法を用いて長繊維ウェブに絡合処理を行うことにより形成される。以下に、ニードルパンチによる絡合処理について詳しく説明する。
次に、ウェブ絡合シートを熱収縮させることにより、ウェブ絡合シートの繊維密度および絡合度合を高める。なお、本工程においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを熱収縮させることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができる。熱収縮処理されたウェブ絡合シートは、加熱ロールや加熱プレスすることにより、さらに、繊維密度が高められてもよい。
ウェブ絡合シートの形態安定性を高める目的で、ウェブ絡合シートの極細繊維化処理を行う前または後に、収縮処理されたウェブ絡合シートにポリウレタンの水系エマルジョンを含浸させた後、ポリウレタンを凝固及び架橋させる。
特に、ヒドラジン及びその誘導体は酸化防止効果を有するので、耐久性が向上する。
また、鎖伸長反応時に、鎖伸長剤とともに、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどのモノアミン類;4−アミノブタン酸、6−アミノヘキサン酸などのカルボキシル基含有モノアミン化合物;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのモノオール類を併用してもよい。
ウェブ絡合シート中の海島型繊維は、海成分を水や溶剤等で抽出または分解除去することにより極細繊維束に変換される。ポリビニルアルコール系樹脂等の水溶性樹脂を海成分に用いた海島型繊維の場合においては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等で熱水加熱処理することにより海成分が除去される。
上記極細繊維束形成工程の後または、銀面層形成工程の後で、240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、基材の厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmとなるよう加熱プレスする工程を行うことが重要である。
加飾成形用シート10の基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が90〜100%であり、好ましくは93〜100%である。厚み比が90%を下回る場合は、くっきりとした折り角がつかず、腰がなく頂面が撓んだような形状安定性が低いものになる。シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmであり、好ましくは0〜8μmである。これにより、繊維の密度むらが抑制され、表面のあらび欠点が少なく平滑性が良好でかつ、厚みの薄い薄物成形品に好適に使用可能である。10μmを超える場合は、表面にあらびとも呼ばれる荒れが生じ表面の平滑性が失われる。
銀面層を形成する前に加熱プレスの条件としては、温度が130〜150℃であり、圧力は0.2〜0.5MPaであり、時間は1〜3m/minが好適であり、この範囲では、表面状態がフィルム化せずフラットになり、繊維の密度斑も解消され、成形した場合くっきりとした折り角が形成される。
銀面層を形成する方法は、公知の方法が用いらる。そして、銀面層の表面は、必要に応じて公知のエンボス機を用いることにより、エンボス模様が形成されていてもよい。このような模様を付与することにより、表面をさらに皮革に似たような外観を実現することができる。銀面層を形成した後に加熱プレスする条件としては、銀面層がクッションの役割を果たすため、強めの条件にした方が好ましい。温度は140〜160℃であり、圧力は0.4〜0.8MPaであり、時間は1〜3m/minが好適である。この範囲では表面状態が熔融せず、皮革に似たような外観を実現することができ好みの柄を形成でき、繊維の密度斑が解消され、成形した場合くっきりとした折り角が形成される。
このようにして得られた加飾成形用シートの中間体シートは、乾燥後、厚さ方向に垂直な方向に複数枚にスライスしたり研削することにより、厚さ調節や表面状態を調整されて加飾成形用シートに仕上げられる。加飾成形用シートの表面には、必要に応じて銀面層を設けてもよい。
海成分の熱可塑性樹脂としてエチレン変性ポリビニルアルコール(エチレン単位の含有量8.5モル%、重合度380、ケン化度98.7モル%)、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが110℃である、イソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレート(イソフタル酸単位の含有量6.0モル%)を、それぞれ個別に溶融させた。そして、海成分中に均一な断面積の島成分が25個分布した断面を形成しうるような、多数のノズル孔が並列状に配置された複数紡糸用口金に、それぞれの溶融樹脂を供給した。このとき、海成分と島成分との質量比が海成分/島成分=25/75となるように圧力調整しながら供給した。そして、口金温度260℃に設定されたノズル孔より吐出させた。
図7に示した部分を光学顕微鏡で側面から観察し写真を撮影した。そして、プレフォーム成形体の山の裾野の立ち上がり部分の角度θを測定し、賦形率(%)=(153/θ)×100 の式により金型の山の裾野の立ち上がり部分の角度に対するプレフォーム成形体の山の裾野の立ち上がり部分の角度の割合を算出した。
プレフォーム成形体の山の頂面の中央部の厚みを測定した。そして、加飾成形用シートAの厚みに対する山の頂面の中央部の厚みを算出した。
プレフォーム成形体の表面状態を以下の基準で判定した。
5級:あらびがほとんど現れない。
3〜4級:少しあらびが現れる。
1〜2級:あらびが激しく現れる。
実施例1において、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが110℃である、イソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレートを用いる代わりに、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが120であるイソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレートを用いた以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が93.5%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が5.12μmであった。結果を表1に示す。
実施例1において、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが110℃である、イソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレートを用いる代わりに、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが100℃であるイソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレートを用いた以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が96.9%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が4.84μmであった。結果を表1に示す。
実施例1において、繊維絡合体の見かけ密度を0.53g/cm3に調整する代わりに、ポリウレタン/繊維絡合体の質量比を29/71とすることにより繊維絡合体の見かけ密度を0.69g/cm3に調整した以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が93.8%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が4.58μmであった。結果を表1に示す。
実施例1において、緻密化された絡合ウェブに、DMF浸漬に対する質量減少率が0.5質量%である、架橋型のポリウレタンを含浸させる代わりに、DMFに対する重量減少率が100質量%である、未架橋型の発泡ポリウレタンを形成するためのポリウレタンのDMF溶液(固形分20%)を含浸させ、湿式凝固させることにより、発泡ポリウレタン/絡合ウェブの質量比が18/82のポリウレタン絡合ウェブ複合体を形成した。上記変更以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が78.8%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が26.49μmであった。結果を表1に示す。
実施例1において、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが110℃である、イソフタル酸変性したポリエチレンテレフタレートを用いる代わりに、島成分の熱可塑性樹脂としてTgが130℃であるポリエチレンテレフタレートを用いた以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が81.1%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が17.30μmであった。結果を表1に示す。
実施例1において、繊維絡合体の見かけ密度を0.53g/cm3に調整する代わりに、ポリウレタン/繊維絡合体の質量比を8/92とすることにより繊維絡合体の見かけ密度を0.48g/cm3に調整した以外は実施例1と同様にして加飾成形用シートを得、また、プレフォーム成形体を得た。そして、同様にして評価した。極細繊維不織布基材の荷重時の厚みが無荷重時の厚みに対して比が83.3%であり、シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が32.48μmであった。結果を表1に示す。
1a 極細単繊維
1b 繊維束
2 ポリウレタン
4 銀面層
5 プレフォーム用金型
5a 上金型
5b 下金型
7 樹脂フィルム
10 加飾成形用シート
15 射出成形金型
15a 可動側金型
15b 固定側金型
15c スペーサープレート
15dキャビティ
15f スプルーブッシュ
15g ゲート
16 ノズル
20 プレフォーム成形体
21 成形体本体
22 スプルーランナー
30 インサート成形体
32 溶融樹脂
E 端面
S 皺
WL ウエルドライン形成部
Claims (9)
- ガラス転移温度(Tg)が100〜120℃の変性ポリエステルからなる極細繊維束の繊維絡合体と前記繊維絡合体に含浸された架橋ポリウレタンからなる基材の表面に銀面層が積層された加飾インサート成形用プレフォーム成形体を成形するための加飾成形用シートであって、加飾成形用シートまたは基材の240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、加飾成形用シートの厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmであることを特徴とする加飾成形用シート。
- 前記架橋されたポリウレタンが、水系ポリウレタンエマルジョンに由来する請求項1に記載の加飾成形用シート。
- 150℃における30%伸長応力が50N/25mm以下である請求項1または2に記載の加飾成形用シート。
- ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ABS系樹脂からなる群から選ばれる樹脂フィルムが積層された請求項1〜3のいずれか1項に記載の加飾成形用シート。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の加飾成形用シートを三次元形状に成形したことを特徴とする加飾インサート成形用プレフォーム成形体。
- インサート成形により成形される成形体本体と、前記成形体本体の表層に一体化されて配置された請求項5に記載のプレフォーム成形体とを備えることを特徴とする加飾インサート成形体。
- 粘着層が積層された請求項1〜3のいずれか1項に記載の加飾成形用シート。
- 前期請求項7に記載の加飾成形用シートが粘着層を介して成形体本体と一体化されてなる加飾成形体。
- 下記(1)〜(6)の工程、または(1)、(2)、(4)〜(6)の工程を順次含む加飾インサート成形用プレフォーム成形体を成形するための加飾成形用シートの製造方法。
(1)ガラス転移温度(Tg)が100〜120℃の変性ポリエステルを島成分とする海島型繊維からなるウェブを製造する工程、
(2)得られたウェブを絡合してウェブ絡合シートを製造する工程、
(3)得られたウェブ絡合シートに架橋されたポリウレタンを含浸する工程、
(4)ウェブ絡合シートの海島型繊維の海成分を除去して極細繊維束化して基材を製造する工程、
(5)得られた基材の少なくとも一方の表面に高分子弾性体から成る銀面層を積層する工程、
(6)工程(5)の前または後で、240gf/cm2荷重時の厚みが無荷重時の厚みの90〜100%であり、基材の厚み方向における極細繊維束間距離の平均値が0〜10μmとなるよう加熱プレスする工程、
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