JP6453095B2 - 座席用表皮材、及び座席用表皮材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、バス、鉄道等の車両や家具等に用いられるエンボス模様を有する座席用表皮材、及びエンボス模様を有する座席用表皮材の製造方法に関する。

近年、自動車、バス、鉄道等の車両の座席シートや、ソファ、座椅子等の家具のシート等、座席用表皮材の意匠性を高めるべく、エンボス加工を施してその表面に凹凸形状（エンボス模様）を形成したものが用いられている。エンボス加工を施すことにより、座席用表皮材の表面が立体的となって好適な装飾性を付与することができ、また、凹凸形状が形成されることにより触感を好適に変化させることもできる。

このような座席用表皮材としては、ポリウレタンフォーム等のクッション材に、表地として、織物、編物、不織布、或いは、人造皮革等を積層一体化して得られた積層シートに、エンボス加工を施したものが知られている。このような座席用表皮材では、表地の材質を適宜選択することによって見た目や性状が異なる積層シートが得られ、エンボス加工による意匠性の向上と併せて、様々な表情を有し、様々な機能を有する座席用表皮材を得ることができる。例えば、人工皮革を表地に使用した積層シートを使用した場合、座席用表皮材に天然皮革様の高級感を付与することができるとともに、防水性、耐候性、耐汚性等の各種機能を付与することができる。

しかし、表地に人工皮革や合成皮革等人造皮革を使用した積層シートにエンボス加工を施す場合、凹凸形状を深くはっきりと形成させることが難しく、所望の立体感を十分に表現できなかったり、長期間の使用により凹凸形状に崩れや変形等が生じたりすることが課題となっていた。

特許文献１には、合成樹脂と繊維質基材を積層一体化して得られた合成皮革にエンボス加工を施して、凹凸模様を有する座席用表皮材を製造する方法が記載されている。ここでは、エンボスロールを１００〜２５０℃に温度設定するとともに、該エンボスロールに対向配置されるヒートロールを１００〜２５０℃に温度設定し、積層シートの送り速度を比較的遅く設定することにより、積層シートを表裏両面から効率的に加熱するようにして、凹凸模様を深くはっきりと形成することを可能としている。

特開２００７−２７６２８５号公報

ここで、人工皮革や合成皮革等人造皮革とは、基布にポリウレタン等の合成樹脂を主成分とする層を積層、或いは含浸させて形成されているものであり、エンボスロールを高温に加熱して人造皮革の表面を長時間押圧し続けると、人造皮革の主成分であるポリウレタン等の合成樹脂が熱溶融してしまう。そのため、高温で加熱することによって凹凸形状を深くはっきりとつけることができたとしても、座席用表皮材の外観形状が悪くなってしまうといった問題があった。

本発明は、従来の技術に存在する課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、外観形状が良好で意匠性に優れた座席用表皮材の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の座席用表皮材の製造方法は、人造皮革からなる表地に、クッション材が積層一体化されてなる積層シートにエンボス模様を形成する座席用表皮材の製造方法であって、ベース面に型押部が突設された加熱エンボスロールと、該加熱エンボスロールに対向配置されるヒートロールとの間に前記積層シートを通過させて、前記クッション材を加熱により圧縮して前記積層シートの裏面に凹み形状を形成し、前記凹み形状における圧縮されたクッション材に引っ張られるようにして、前記表地における前記凹み形状に対応する位置に凹部を形成する。

この構成によれば、積層シートの裏面側に積層されるクッション材が加熱により圧縮されて積層シートの裏面には凹み形状が形成され、圧縮されたクッション材によって、積層シートの表面にも凹部が形成される。圧縮されたクッション材が、積層シートの表地を引っ張るように作用し、その結果として、積層シートの表地には、裏面側の凹み形状に対応する位置に凹部が形成されることになる。これにより、表地側の加熱温度を低く設定したとしても、クッション材が圧縮される程度に積層シートが加熱されれば、クッション材の圧縮に伴って表地にも凹部を形成することができる。積層シートの表側に、加熱により合成樹脂の溶融痕が生じやすい人造皮革を配置したとしても、溶融痕を生じさせることなくエンボス模様を形成することができる。したがって、人造皮革からなる表地に、クッション材が積層一体化されてなる積層シートに、人造皮革の風合いを損なわない外観形状の良好なエンボス模様を形成することができ、意匠性に優れた座席用表皮材が得られる。

なお、ここで言う人造皮革とは、人工皮革、合成皮革、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）レザー等、織布、編布、不織布等からなる基布と、合成樹脂等とから形成されているものを指す。人工皮革は、基布に合成樹脂を含浸させて形成されたものであり、合成皮革、ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)レザーは、基布の上に合成樹脂を積層して形成されたものである。

請求項２に記載の座席用表皮材の製造方法は、ベース面に型押部が突設された加熱エンボスロールと、該加熱エンボスロールに対向配置されるヒートロールとの間に前記積層シートを通過させて前記型押部を前記表地に押し当て、前記型押部と前記ヒートロールとの間で前記積層シートを加熱することにより、前記クッション材を加熱により圧縮して前記凹み形状を形成することを要旨とする。

エンボスロールの型押部を積層シートの表地に押し当て、型押部とヒートロールとの間で積層シートを加熱することにより、積層シートを効率的に加熱することができる。また、積層シートの表地に押し当てられた型押部により、積層シートの表面は、型押部により凹み、積層シートの表面が凹んだ状態で、積層シートが加熱される。積層シートの表面が凹んだ状態で、クッション材が圧縮されて積層シートの表地を引っ張るように作用することから、積層シートの表地の人造皮革には、型押部に沿う形状の凹部が形成される。これにより、人造皮革に深くはっきりとしたエンボス模様を形成することができる。

請求項３に記載の座席用表皮材の製造方法は、前記加熱エンボスロールの加熱温度を、前記人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定することを要旨とする。

この構成によれば、積層シートの表側の人造皮革の熱溶融が抑制されることから、人造皮革の風合いを損なうことなく、人造皮革の外観形状を良好に保持することができる。
請求項４に記載の座席用表皮材の製造方法は、前記ヒートロールの加熱温度を、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の軟化点温度より高く、かつ、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定することを要旨とする。

この構成によれば、積層シートを加熱エンボスロールとヒートロールとの間に通過させる際、積層シートを、積層されたクッション材が熱変形可能な温度に保持することができる。これにより、加熱エンボスロールの温度を、人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定して人造皮革の熱溶融を抑制したとしても、積層シートに、深くはっきりとしたエンボス模様を形成することができる。

なお、ここで言う溶融温度とは、合成樹脂が溶けて液状となる温度であり、軟化点温度とは、合成樹脂が熱軟化し、変形し始める温度である。

本発明によれば、外観形状が良好で意匠性に優れた座席用表皮材が得られる。

本実施形態の車両用表皮材の部分拡大斜視図。 本実施形態の車両用表皮材の製造方法を説明する図。 本実施形態の車両用表皮材の製造方法を説明する図。

本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図３により説明する。
本実施形態では、自動車の座席シートに用いられる座席用表皮材（以下、表皮材Ｐという。）を例に挙げて説明する。表皮材Ｐは、丈の長い長尺状の長尺材１にエンボス加工を施すことにより、その表面にエンボス模様が付与されたものである。

図１に示すように、表皮材Ｐは、人造皮革からなる表地２と、織物、編物、不織布、或いは、これらの複合材等からなる裏地３との間に、クッション材４を挟んで積層一体化して形成された長尺材１（積層シート）に、エンボス加工が施されてなるものである。表地２には、凹部５と凸部６とからなる格子状のエンボス模様が形成されているとともに、裏地３にも、表地２の凹部５と凸部６と対応する位置に、それぞれ凹み形状７と凸形状８が形成されている。

表地２に用いられる人造皮革は、合成皮革、人工皮革、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）レザーのいずれであってもよい。ここで、合成皮革とは、織布、編布、不織布等からなる基布の上にポリウレタン樹脂等の合成樹脂を積層して形成されたものを言い、合成皮革の中で、合成樹脂としてポリ塩化ビニル樹脂を使用したものを、特にポリ塩化ビニルレザーと言う。また、人工皮革とは、ランダムな三次元構造を有する不織布からなる基布に、ポリウレタン樹脂等の合成樹脂溶液を含浸させて形成されたものを言う。なお、合成皮革は、湿式法、乾式法いずれの方法で形成されたものであってもよい。

合成皮革、人工皮革、ポリ塩化ビニルレザーに使用されるポリウレタン樹脂は、一般にポリオール、イソシアネート、鎖伸長剤などを溶剤中でウレタン化反応させることにより得られるものである。本実施形態の長尺材１に使用されるポリウレタン樹脂は、従来より使用されているポリウレタン樹脂を適宜選択して使用することができる。具体的には、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、ポリカプトラクトン系ポリウレタン樹脂、ポリエステル／ポリエーテル共重合系ポリウレタン樹脂、ポリアミノ酸／ポリウレタン共重合樹脂等が挙げられる。これらは１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。また、これらのポリウレタン樹脂に、ポリ塩化ビニル樹脂や合成ゴムなどを混合したものを使用することもできる。

合成皮革、人工皮革、ポリ塩化ビニルレザーに使用される基布の材質としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリウレタン等の合成繊維、アセテート、トリアセテート等の半合成繊維、綿、麻、絹等の天然繊維、レーヨン、スフ、アセテート、キュプラ等の再生繊維が挙げられる。これらは１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせた混紡繊維として使用することもできる。

合成皮革、ポリ塩化ビニルレザーの基布としては、これら繊維からなる編布、織布、不織布が使用される。また、人工皮革の基布としては、これら繊維をランダムに交錯させて形成された三次元構造を有する不織布が使用される。

裏地３の材質は特に限定されない。例えば、人造皮革に使用される基布と同様、各種合成繊維、半合成繊維、天然繊維、再生繊維を挙げることができる。これらを１種単独或いは２種以上を組み合わせて、織物、編物、不織布として使用することができる。

クッション材４の材質も特に限定されず、自動車の座席シートに適した適度な柔軟性を有するものを適宜選択して使用することができる。例えば、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、フェノールフォーム、シリコーンフォーム、アクリルフォーム、ポリイミドフォーム等、合成樹脂発泡体を好適に挙げることができる。

長尺材１の幅、長さ、厚みについては特に限定されないが、厚みについては、はっきりとしたエンボス模様が付与された表皮材Ｐを得るといった観点から、３ｍｍ〜１５ｍｍ程度とするのが好ましい。

図２に示すように、エンボス加工は、回転可能に設けられたエンボスロール１１と、エンボスロール１１に対向して回転可能に設けられたヒートロール２１との間に、長尺材１を通過させることにより行う。このとき、表地２がエンボスロール１１に対向するとともに、裏地３がヒートロール２１に対向するように、長尺材１を配置する。

エンボスロール１１のベース面１２には格子状の型押部１３が立設されている一方、ヒートロール２１の表面は、平滑面として形成されている。長尺材１は、エンボスロール１１とヒートロール２１の間を、所定のテンションが掛けられた状態で所定速度で通過し、その際、エンボスロール１１に立設された型押部１３が、長尺材１の表地２表面に押し当てられる。このとき、表地２側の表面にエンボスロール１１の型押部１３が所定深さ食込み、かつ、エンボスロール１１のベース面１２が表地２側の表面に接触しないよう、あらかじめ、エンボスロール１１及びヒートロール２１の位置調整がされている。

エンボスロール１１及びヒートロール２１は、それぞれ個別に加熱制御が可能な加熱機構１４、２３によって加熱温度が制御される。これにより、長尺材１の表地２側の温度と、裏地３側の温度とを個別に設定、管理することができる。エンボスロール１１及びヒートロール２１の加熱温度は、表地２、裏地３、或いはクッション材４の材質や、付与すべきエンボス模様の凹凸形状に応じて適宜設定することができる。また、長尺材１に掛けられるテンション、及び長尺材１の通過速度も、適宜設定することができる。

長尺材１の表地２は、ポリウレタン等の合成樹脂を主成分とする人造皮革であることから、表地２側に配置されるエンボスロール１１の加熱温度は、人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低くなるように設定する。エンボスロール１１の加熱温度は、合成樹脂の種類によっても異なるが、人造皮革に含まれる合成樹脂の溶融温度に対して、−１４０〜−１０℃の範囲に設定することが好ましい。この範囲に設定することで、エンボスロール１１の型押部１３が、長尺材１の表地２に接触して押し当てられたとしても、人造皮革に含まれる合成樹脂が熱溶融することが抑制され、表皮材Ｐの外観形状を良好なものとすることができる。

具体的には、エンボスロール１１の加熱温度は、表地２に合成皮革を使用した場合、９０〜１８０℃に設定することが好ましく、表地２にポリ塩化ビニルレザーを使用した場合、５０〜１７０℃に設定することが好ましく、表地２に人工皮革を使用した場合、９０〜２００℃に設定することが好ましい。

一方、長尺材１の裏地３側に配置されるヒートロール２１の加熱温度は、クッション材４に主成分として含まれる合成樹脂の軟化点温度より高く、かつ、クッション材４に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低くなるように設定する。ヒートロール２１の加熱温度は、クッション材４の主成分である合成樹脂の種類によっても異なるが、クッション材４に含まれる合成樹脂の軟化点温度より高く、クッション材４に含まれる合成樹脂の溶融温度に対して−１２０〜±０℃の範囲に設定することが好ましい。この範囲に設定することで、クッション材４の主成分である合成樹脂の熱溶融が抑制されるとともに、クッション材４内部での熱軟化が起こる。また、長尺材１の表地２側が低い温度となっていても、クッション材４が熱変形可能な温度に保持される。

具体的には、ヒートロール２１の加熱温度は、表地２に合成皮革を使用した場合、ポリ塩化ビニルレザーを使用した場合、人工皮革を使用した場合のいずれの場合であっても、９０〜２６０℃に設定することが好ましい。

また、積層シート１の表地２がエンボスロール１１に対向して配置される場合、ヒートロール２１の加熱温度は、エンボスロール１１の加熱温度より高く設定することが好ましい。エンボスロール１１の加熱温度は、表地２に含まれる合成樹脂の溶融温度を基準として、それより低く設定されるが、ヒートロール２１の加熱温度を高く設定することで、長尺材１の厚み方向全体の温度を好適に保持することができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図３に示すように、加熱されたエンボスロール１１とヒートロール２１との間を長尺材１が通過すると、長尺材１はエンボスロール１１とヒートロール２１とに挟まれて、クッション材４の厚みが圧縮された状態となる。また、エンボスロール１１に形成された型押部１３が長尺材１の表地２に押し当てられて食い込み、長尺材１の表地２側は型押部１３の形状に凹んで凹部５が形成される。

このとき、エンボスロール１１とヒートロール２１とがともに加熱されていることから、型押部１３が押し当てられた部分（凹部５）では、長尺材１は、エンボスロール１１とヒートロール２１とによりその両面から加熱されて、長尺材１の厚み方向全体が加熱された状態となる。そして、ヒートロール２１の加熱温度がクッション材４に主成分として含まれる合成樹脂の軟化点温度より高く設定されていることから、裏地３側ではクッション材４に含まれる合成樹脂が熱軟化し、クッション材４内部での熱融着、及び、裏地３とクッション材４との熱融着が起こって、クッション材４の体積が圧縮する。このクッション材４の圧縮により、裏地３側における凹部５に対応する部分では、凹み形状７が形成される。型押部１３が押し当てられていない部分に対応する裏地３側の部分では、クッション材４に含まれる合成樹脂の熱軟化が起こらないことからクッション材４が圧縮せず、凹み形状７に対して突出した凸形状８として保持される。

表地２側では、裏地３での凹み形状７でのクッション材４の圧縮により、表地２が裏地３側に引っ張られる。また、型押部１３が押し当てられた凹部５では、クッション材４内部での熱融着、及び、表地２とクッション材４との熱融着が起こる。これにより、凹部５では、その形状を保持するようにクッション材４が圧縮し、表地２側には凹部５と凸部６からなるエンボス模様が形成される。

一方、エンボスロール１１は、表地２の人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低い加熱温度に設定されていることから、表地２の凹部５の表面は、合成樹脂の熱溶融が生じず、合成樹脂の溶融痕が形成されることが抑制される。

このようにして、長尺材１をエンボスロール１１とヒートロール２１の間に通過させると、表地２側には凹部５が形成され、裏地３側には表地２側の凹部５と対応する位置に凹み形状７が形成された表皮材Ｐが得られる。長尺材１で型押部１３が押し付けられた部分では、クッション材４が熱軟化して圧縮し、表地２側では、凹部５と凸部６とからなるエンボス模様が形成され、裏地３側では、凹み形状７と凸形状８とからなるエンボス模様が形成される。

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）エンボスロール１１の加熱温度を、長尺材１の表地２の人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定している。これにより、表皮材Ｐの表面に合成樹脂の溶融痕が形成されることが抑制され、表皮材Ｐの外観形状を良好に保持することができる。

（２）長尺材１をエンボスロール１１とヒートロール２１とで両面から加熱するとともに、ヒートロール２１の加熱温度を、エンボスロール１１の加熱温度より高くなるように設定している。これにより、エンボスロール１１の加熱温度を長尺材１の表地２に含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定したとしても、長尺材１の厚み方向全体の温度を好適に保持することができる。表皮材Ｐの表面に合成樹脂の溶融痕が形成されることを抑制しつつ、表地２及び裏地３とクッション材４との熱融着を進行させて、人造皮革の風合いを損なわない外観形状の良好なエンボス模様を形成することができる。

（３）エンボスロール１１及びヒートロール２１は、それぞれ個別に加熱制御が可能な加熱機構１４、２３によって加熱温度が制御される。これにより、長尺材１の表地２側の温度と、裏地３側の温度とを個別に設定、管理することができる。人造皮革に含まれる合成樹脂の性状等表地２の材質、或いは、裏地３の材質、クッション材４の材質等によって、エンボスロール１１及びヒートロール２１の加熱温度を個別に適宜設定することが容易となる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。また、以下の変更例を組み合わせて実施してもよい。
・ 長尺材１は、表地２と裏地３との間にクッション材４を挟んで積層一体化して構成したが、裏地３を備えず、表地２とクッション材４とを積層一体化して構成してもよい。

・ ヒートロール２１の表面を平滑面として形成したが、エンボスロール１１と同様に、型押部が立設されたものとしてもよい。エンボスロール１１の型押部１３の位置と対応する位置にヒートロール２１の型押部を形成するようにすれば、長尺材１の両面から型押部を押し当ててエンボス加工を行うことができる。

・ 表地２がエンボスロール１１に対向し、裏地３がヒートロール２１に対向するように、長尺材１を配置したが、この逆としてもよい。つまり、表地２がヒートロール２１に対向し、裏地３がエンボスロール１１に対向するように長尺材１を配置してもよい。この場合、ヒートロール２１の加熱温度を、表地２の人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定する。一方、エンボスロール１１の加熱温度を、人造皮革に含まれる合成樹脂の溶融温度より高く設定してもよい。こうすることで、型押部１３による押圧と加熱とにより、裏地３側でのクッション材４の圧縮が進行し、裏地３側でのクッション材４の圧縮に伴って、表地２側にも深い凹部５を形成することができる。表皮材Ｐの表面に合成樹脂の溶融痕が形成されることを抑制しつつ、深くはっきりとしたエンボス模様を形成することができる。

・ 本実施形態のエンボスロール１１には、格子状の型押部１３が立設されているが、型押部１３の形状はこれに限定されない。複数の型押部１３が、点在するようにベース面１２から立設されていてもよい。型押部１３の形状、大きさ、数等は、形成すべきエンボス模様に応じて適宜設定することができる。

上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記クッション材は、ウレタンフォーム材、織物、編物のうち少なくとも一種である座席用表皮材の製造方法。

（ロ）前記加熱エンボスロールの加熱温度を、前記人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度の−１４０〜−１０℃に設定する座席用表皮材の製造方法。
（ハ）前記クッション材を合成樹脂発泡体で形成し、前記ヒートロールの加熱温度を、前記人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度の−１２０〜±０℃に設定する座席用表皮材の製造方法。

（ニ）前記クッション材を合成樹脂発泡体で形成し、前記ヒートロールの加熱温度を、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の熱軟化温度より高く、かつ、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定する座席用表皮材の製造方法。

（ホ）前記加熱エンボスロールの加熱温度を、前記ヒートロールの加熱温度より低く設定する座席用表皮材の製造方法。

１…長尺材（積層シート）、２…表地、４…クッション材、５…凹部、７…凹み形状、１１…エンボスロール（加熱エンボスロール）、１２…ベース面、１３…型押部、２１……ヒートロール、Ｐ…表皮材（座席用表皮材）。

Claims (4)

1. 人造皮革からなる表地に、クッション材が積層一体化されてなる積層シートにエンボス模様を形成する座席用表皮材の製造方法であって、
   ベース面に型押部が突設された加熱エンボスロールと、該加熱エンボスロールに対向配置されるヒートロールとの間に、前記表地を加熱エンボスロール側とした前記積層シートを通過させて、前記クッション材を加熱により圧縮して、前記積層シートにおける前記表地側とは反対側となる前記積層シートの裏面に凹み形状を形成し、前記凹み形状における圧縮されたクッション材に引っ張られるようにして、前記表地における前記凹み形状に対応する位置に凹部を形成することを特徴とする座席用表皮材の製造方法。
   
2. ベース面に型押部が突設された加熱エンボスロールと、該加熱エンボスロールに対向配置されるヒートロールとの間に前記積層シートを通過させて前記型押部を前記表地に押し当て、前記型押部と前記ヒートロールとの間で前記積層シートを加熱することにより、前記クッション材を加熱により圧縮して前記凹み形状を形成する請求項１記載の座席用表皮材の製造方法。
3. 前記加熱エンボスロールの加熱温度を、前記人造皮革に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定する請求項１又は２記載の座席用表皮材の製造方法。
4. 前記ヒートロールの加熱温度を、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の軟化点温度より高く、かつ、前記クッション材に主成分として含まれる合成樹脂の溶融温度より低く設定する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の座席用表皮材の製造方法。