JP6103560B2 - バイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法 - Google Patents

バイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、バイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、種々の機械的特性が求められる車両用表皮材としての商品性能、エンボス品質、手触りなどの感性品質はもとより、ＣＯ２及び総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）の低減に卓越した性能を発揮することにより、自動車の計器板、下部パネル、コンソールボックス、シートカバー、扉などの表皮材などの製造に好適に用いることのできるバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法に関する。
一般に、自動車の計器板、下部パネル、コンソールボックス、シートカバー、扉などの表皮材のスキンのうちシートカバーを除く製品は、ほとんどの場合、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製若しくはＴＰＯ（熱可塑性ポリオレフィン）製のシートを真空成形したり、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）パウダースラッシュモールディング成形したりして製造する。
また、シートカバーは、一般に、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＵ（ポリウレタン）人造皮革またはテキスチャー、皮革などの材料を用いて加工する。
これに対し、バイオシートは、従来の表皮材スキンに比べて、要求物性や作業性の低下なしに植物由来の樹脂を用いることから、環境にやさしく、しかも、人体に無害な内装用資材の製造に寄与する。
現在、バイオ樹脂は、その特性からみて軟質化させ難いことが知られており、日光、水によって分解される性質を有することから、主として使い捨て用品に多用されており、耐久性が求められるバイオ樹脂製の産業用プラスチックは日光に当たらない個所（フロアマット、トランク）に頻用されている。
この理由から、植物由来のバイオ樹脂と内装資材としての性能が認められたＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）、ＴＰＯ（熱可塑性ポリオレフィン）樹脂とを混合した後、電子線（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｂｅａｍ、ＥＢ）架橋によりその物性を倍加させることにより、物性の低下なしにＣＯ２発生の低減及び空気質の向上を両立できる自動車用の内蔵表皮材としての自動車用インテリアシートが切望されている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、真空成形を行うことができ、縫付性能に優れており、種々の機械的特性が求められる車両用表皮材としての商品性能、エンボス品質、手触りなどの感性品質はもとより、ＣＯ２及び総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）の低減に卓越した性能を発揮することのできるバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法を提供するところにある。
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート１００は、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した澱粉から得られるバイオ樹脂５〜１００重量部と、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂または熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂３０〜１００重量部と、相溶化剤５〜４０重量部と、滑剤０．１〜１．５重量部と、架橋剤０．５〜５重量部と、を含むことを特徴とする。
前記バイオ樹脂としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）と、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）と、バイオポリエチレンと、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した樹脂及びポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を用いてもよい。
前記熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂は、エチレンオクテンゴム（ＥＯＲ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）ベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）及びＰベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
前記熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂は、ポリオールが、ポリカーボネート（ＰＣ）系、エーテル系及びエステル系よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
前記相溶化剤は、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）と、マレイン酸無水物（ＭＡＨ）と、マレイン酸（ＭＡ）及びＥＭＭＡよりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
前記架橋剤は、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）と、トリメチロプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）と、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）と、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
また、本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法は、バイオ樹脂と、熱可塑性ポリオレフィン樹脂または熱可塑性ポリウレタン樹脂と、相溶化剤と、滑剤及び架橋剤を配合する工程（Ｓ１０）と、前記配合物をペレット化する工程（Ｓ２０）と、前記ペレットを押出機またはカレンダーを用いてシート化する工程（Ｓ３０）と、前記シート化物を硬化させる工程（Ｓ４０）と、を含むことを特徴とする。
前記配合する工程（Ｓ１０）は、加圧ニーダー、バンバリーミキサーまたは押出機を用いて行ってもよい。
前記硬化させる工程（Ｓ４０）は、電子線（ＥＢ）照射装置を用いて行ってもよい。
前記硬化させる工程（Ｓ４０）において、前記電子線照射装置によって吸収された放射線エネルギーの量は、１０〜１００ｋＧｙの範囲であってもよい。
さらに、本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法は、硬化された前記シート化物の表面にアクリル系またはウレタン系の樹脂をコーティングする工程（Ｓ５０）と、コーティングされた前記シート化物の表面をエンボス処理する工程（Ｓ６０）と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明によれば、既存の使用物性の低下なしに、真空成形を行うことができ、縫付性能に優れており、種々の機械的特性が求められる車両用表皮材としての商品性能、エンボス品質、手触りなどの感性品質を満たすことのできるバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、ＣＯ２排出の低減及び総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）の低減に卓越した性能を発揮することができ、自動車の室内空気の質を向上させることができ、身体への接触時に肌に有害な影響を及ぼさないことからアレルギーの誘発を防ぐことができて最近国内外的にイッシュとして取り上げられている環境にやさしい自動車に用いられるバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、最高級仕様として知られているＰＵスプレー工程に代えうることから、低コストでも様々な性能を向上させることのできるバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造過程を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法を示すフローチャートである。
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明の利点及び特徴、並びにこれらを達成する方法は、添付図面と結び付けて詳細に説明する以下の実施形態から一層明らかになる。
しかしながら、本発明は後述する実施形態に何ら制限されるものではなく、異なる種々の形態で実現可能であり、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求の範囲によって定義される。
明細書の全体に亘って、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート及びその製造方法について詳述する。
本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート１００は、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した澱粉から得られるバイオ樹脂５〜１００重量部と、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂または熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂３０〜１００重量部と、相溶化剤５〜４０重量部と、滑剤０．１〜１．５重量部及び架橋剤０．５〜５重量部を含むことを特徴とする。
ここで、前記バイオ樹脂としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）と、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）と、バイオポリエチレンと、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した樹脂及びポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を用いてもよい。
また、前記熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂は、エチレンオクテンゴム（ＥＯＲ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）ベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）及びＰベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
さらに、前記熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂は、ポリオールが、ポリカーボネート（ＰＣ）系、エーテル系及びエステル系よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
さらに、前記相溶化剤は、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）と、マレイン酸無水物（ＭＡＨ）と、マレイン酸（ＭＡ）及びＥＭＭＡよりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
さらに、前記架橋剤は、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）と、トリメチロプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）と、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）と、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であってもよい。
さらに、本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法は、バイオ樹脂と、熱可塑性ポリオレフィン樹脂または熱可塑性ポリウレタン樹脂と、相溶化剤と、滑剤及び架橋剤を配合する工程（Ｓ１０）と、前記配合物をペレット化する工程（Ｓ２０）と、前記ペレットを押出機またはカレンダーを用いてシート化する工程（Ｓ３０）と、前記シート化物を硬化させる工程（Ｓ４０）と、を含むことを特徴とする。
ここで、前記配合する工程（Ｓ１０）は、加圧ニーダー、バンバリーミキサーまたは押出機を用いて行い、前記硬化させる工程（Ｓ４０）は、電子線（ＥＢ）照射装置を用いて行う。このとき、前記硬化させる工程（Ｓ４０）において、前記電子線照射装置によって吸収された放射線エネルギーの量は、１０〜１００ｋＧｙの範囲であることを特徴とする。
上述したように、電子線照射装置４０を用いて硬化させる工程（Ｓ４０）によれば、前記電子線照射装置４０から放射される放射線が前記シート状の素材に照射されることにより、素材を構成する高分子のそれぞれが網状の分子構造に変わり、その結果、引っ張り強度などの機械的な特性が向上する。
また、本発明の一実施形態に係るバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法は、硬化された前記シート化物の表面にアクリル系またはウレタン系の樹脂をコーティングする工程（Ｓ５０）と、コーティングされた前記シート化物の表面をエンボス処理する工程（Ｓ６０）と、をさらに含むことを特徴とする。
ここで、前記コーティングする工程（Ｓ５０）によれば、表面の傷付き及びＵＶからの素材の保護及び光沢効果の向上を両立させることができ、前記エンボス処理する工程（Ｓ６０）によれば、天然比較模様や幾何学模様などを形成することができる。
本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更することなく他の具体的な実施形態にて実施可能であるということが理解できるであろう。
よって、上述した実施形態はあらゆる面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解さるべきである。
本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって開示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導き出されるあらゆる変更または変形が本発明の範囲に含まれるものと解釈さるべきである。
１０：配合器
２０：ペレット製造器
４０：電子線照射装置
１００：バイオ樹脂入り自動車用インテリアシート

Claims (9)

  1. トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した澱粉から得られるバイオ樹脂５〜１００重量部と、
    熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂または熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂３０〜１００重量部と、
    相溶化剤５〜４０重量部と、
    滑剤０．１〜１．５重量部と、
    架橋剤０．５〜５重量部と、
    を含み、
    前記熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂は、エチレンオクテンゴム（ＥＯＲ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）ベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）及びＰベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であり、
    前記熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）樹脂は、ポリオールが、ポリカーボネート（ＰＣ）系、エーテル系及びエステル系よりなる群から選ばれるいずれか一種であることを特徴とするリグニンを含まないバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート。
  2. 前記バイオ樹脂としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）と、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）と、バイオポリエチレンと、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、サトウキビ、タケまたはこれらと同じ品種のうちのいずれか一種以上の天然植物から抽出した樹脂及びポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種以上を用いることを特徴とする請求項１に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート。
  3. 前記相溶化剤は、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）と、マレイン酸無水物（ＭＡＨ）と、マレイン酸（ＭＡ）及びＥＭＭＡよりなる群から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用のバイオ樹脂入りインテリアシート。
  4. 前記架橋剤は、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）と、トリメチロプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）と、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）と、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする請求項１に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシート。
  5. バイオ樹脂と、熱可塑性ポリオレフィン樹脂または熱可塑性ポリウレタン樹脂と、相溶化剤と、滑剤及び架橋剤を配合する工程（Ｓ１０）であって、前記熱可塑性ポリオレフィン樹脂は、エチレンオクテンゴム（ＥＯＲ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）ベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）及びＰベースの熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）よりなる群から選ばれるいずれか一種であり、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ポリオールが、ポリカーボネート（ＰＣ）系、エーテル系及びエステル系よりなる群から選ばれるいずれか一種である、工程（Ｓ１０）と、
    前記配合物をペレット化する工程（Ｓ２０）と、
    前記ペレットを押出機またはカレンダーを用いてシート化する工程（Ｓ３０）と、
    前記シート化物を硬化させる工程（Ｓ４０）と、
    を含むことを特徴とするリグニンを含まないバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法。
  6. 前記配合する工程（Ｓ１０）は、加圧ニーダー、バンバリーミキサーまたは押出機を用いて行うことを特徴とする請求項５に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法。
  7. 前記硬化させる工程（Ｓ４０）は、電子線（ＥＢ）照射装置を用いて行うことを特徴とする請求項５に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法。
  8. 前記硬化させる工程（Ｓ４０）において、前記電子線照射装置によって吸収された放射線エネルギーの量は、１０〜１００ｋＧｙの範囲であることを特徴とする請求項７に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法。
  9. 硬化された前記シート化物の表面にアクリル系またはウレタン系の樹脂をコーティングする工程（Ｓ５０）と、
    コーティングされた前記シート化物の表面をエンボス処理する工程（Ｓ６０）と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のバイオ樹脂入り自動車用インテリアシートの製造方法。
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