JP6608529B2 - 自動車のためのフィルム積層体および内装トリム部品 - Google Patents

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Description

本発明は、フィルム積層体であって、上側にラッカー層と下側に発泡層とを有する少なくとも１つの緻密な装飾層を含み、発泡層の密度が５００ｋｇ／ｍ3を超える、フィルム積層体に関する。本発明は、自動車の内装トリムのためのコンポーネントのコーティングのための前記フィルム積層体の使用、および前記フィルム積層体が設けられた自動車の内装トリム部品にさらに関する。
本質的には、現在、２つのタイプの構造が装飾ポリオレフィン系シート材料の分野で使用されている。
下流の熱成形プロセスでシート材料が極端な伸張（例えば、最大で３００％）を受ける用途およびコンポーネントのために、複数の層からなり得る緻密なフィルム構造を使用することが好ましい。ポリオレフィンに基づくこのタイプの緻密なフィルムは、独国特許出願公開第１００１８１９６Ａ１号明細書において一例として説明されている。ダッシュボードなどの自動車の内装トリム部品の製造は、フィルムを熱成形するための正または負の熱成形プロセスの使用で始まる。第２加工ステップにおいて、発泡体、一般的にＰＵＲ系発泡体が続いて結果的な「外板」の裏へ施され、この発泡体は安定的担持要素へ接合される。
下流の熱成形プロセスでシート材料が低い度合いの伸張（例えば、＜２００％）を受ける用途およびコンポーネントについて、発泡フィルム積層体として既知である、少なくとも１つの発泡層を有するシート材料を使用することが可能である。これらは、下層として、ポリオレフィンに基づく発泡体料に接合された単一または複数層の緻密な装飾フィルム（ラッカー層および装飾層）からなる。この場合、ダッシュボードなどの自動車の内装トリム部品の製造は、発泡フィルム積層体を熱成形するための正または負の熱成形プロセスの使用で始まる。接着剤が、次いで、結果的な「外板」を安定的担持要素に接合するために使用される。これらの後者の発泡積層体の利点は、それらが、発泡体を介して提供された望ましい柔らかさ（望ましい触覚特性）を有する成形発泡コンポーネントを与えるために単一段階のプロセスで加工され得るという点である。前者の緻密なタイプのフィルム構造が使用される場合、これは、発泡体が熱成形後に材料の裏に施される手順を使用することによってのみ達成され得る。
ポリオレフィン系装飾シート材料は、自動車内装品のためのコンポーネント、とりわけダッシュボードを熱成形プロセスによって製造するために使用される。フィルム積層体がエアバッグ機能を含むコンポーネントに使用される場合、フィルム積層体は、エアバッグの展開が定められた所定の回数内で起き、粒子が放出されず、乗員の保護が確実にされる、必要とされる引裂挙動を呈する必要がある。現行の先行技術は、発泡フィルム積層体の裏側に脆弱化された領域（優先的な破砕部位）を一般的にレーザー切断によって提供することにより、上記を確実にする。これらの優先的な破砕部位は、それらが導入された直後に見えるか、後のコンポーネントの使用中に見えるようになるかのいずれかである。この可視性は、深刻な視覚的欠点として認識されてきた。脆弱線を導入するための機械の購入および稼働がさらに追加的なコストを招き、この理由のため、発泡フィルム積層体は、これまでエアバッグ機能を有するコンポーネントのためにほとんど使用されてこなかった。
上記のポリオレフィン系装飾シート材料は、一般に、線状ポリマー、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンの混合物を使用して製造される。上記のものでできているシート材料には脆弱線がある。これらの材料について考慮すべき別の要素は、粒子の放出のリスクを伴う「バルーニング」として既知のものの回避である。この場合にも、これは、所定の脆弱線を使用することによって回避され得る。
本発明の基礎にある目的は、したがって、特にエアバッグカバーの領域において自動車の内装トリム部品として使用され得、かつ脆弱線を必要としないフィルム積層体を提供することである。同時に、フィルム積層体は、熱成形プロセスにおける加工に従うことを意図される、すなわち、フィルム積層体の安定性は、最大で３００％の伸張度での熱成形プロセスのために十分であることを意図される。
本目的は、冒頭で言及されたタイプのフィルム積層体を介して達成され、発泡層は、ポリマー組成物であって、
ａ）１５〜６０重量部の少なくとも１種の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、
ｂ）１５〜３５重量部の少なくとも１種の高溶融強度ポリオレフィン（ＨＭＳポリオレフィン）、および
ｃ）３０〜６０重量部の少なくとも１種の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）
を含み、ａ）、ｂ）およびｃ）の割合が合計で１００である、ポリマー組成物に基づく。
熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）は、ここで、架橋熱可塑性エラストマーである。
本発明の目的上、高溶融強度ポリオレフィン（ＨＭＳポリオレフィン）は、高溶融強度を有するポリオレフィン（高溶融強度ポリオレフィン）である。ＨＭＳポリエチレンおよびＨＭＳポリプロピレンは、１９０℃で１０４〜１０７Ｐａ・ｓの伸長粘度、０．１ｓ−１のヘンキーひずみ速度および３．０のヘンキーひずみを有する。このタイプのＨＭＳポリオレフィンは、様々な製造業者から商業的に入手可能である。これらは高分岐であり、同一の分子量を有するが分岐の程度がより低いポリマーよりも、高いせん断速度で粘度のより顕著な低下を示す一方、低いせん速度でより粘性があるという性質を有する。
「低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）」という表現は、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に従って０．９１５〜０．９３５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、かつＧＰＣによって測定して２００００〜５０００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量ＭＷを有するポリエチレンを意味する。
本発明の目的上、「緻密な層またはフィルム」という表現は、８００ｋｇ／ｍ３より大きい密度を有する層またはフィルムを意味する。緻密な層は、特に非発泡層である。発泡層の密度は、一般に８００ｋｇ／ｍ３未満である。しかしながら、本発明における発泡層の密度は、５００ｋｇ／ｍ３より大きく、好ましくは５００〜７００ｋｇ／ｍ３である。
驚くべきことに、このタイプの発泡フィルムを有するフィルム積層体は、自動車の内装トリムのために、エアバッグ開口要件に従う引裂挙動を有するコンポーネントを、フィルム積層体およびコンポーネントを後に脆弱化させる必要なく製造するために熱成形プロセスで使用され得る。したがって、第１に、意匠上の欠点であると考えられる目に見える脆弱線がない。第２に、コンポーネントの製造業者は、脆弱線を導入するための機械の購入および稼働に関するコストを回避する。
−３０℃、２０℃および８５℃のエアバッグ試験温度でのフィルム積層体の引張ひずみは、本発明の発泡層の組成物を介して著しく減少することができ、同時に最大で３００％の伸張度まで伸びる熱成形可能性が保持される。これは、発泡層における、エアバッグ試験温度での長手方向およびまた横断方向における引張ひずみ挙動に影響を及ぼすある程度の位相不適合の存在によるものであり得る。熱可塑性加硫物におけるゴム分率は、他のポリマーの互いに対するフロー挙動を最小化する球状の「位相撹乱物」として機能する。エアバッグ試験温度では、高分岐高溶融強度ポリオレフィンおよび低密度ポリエチレンは非溶融形態であり、高分岐構造であるためにポリマー鎖の相互係止を可能にする。驚くべきことに、エアバッグ試験温度で達成される引張ひずみ挙動および引裂挙動は、長手方向および横断方向においてより小さい差異を呈する。これは、エアバッグフラップの引裂の意図された形状を得るために重要である。「バルーニング」は防がれる。対照的に、熱成形は、１７０℃で始まり最大で２００℃の温度で行われる。これらの温度では、高溶融強度ポリオレフィンおよび低密度ポリエチレンの結晶相は溶融され、したがって高い程度の伸張を伴う熱成形のために必要とされる引張ひずみを可能にする。
発泡層のためのポリマー組成物は、他の従来の構成成分、例えば発泡剤、潤滑剤、安定剤、充填剤、例えば無機充填剤、および／または顔料を含み得る。
ほぼ等方性の、特に高温での特に良好な引張ひずみ挙動は、発泡層が、ポリマー組成物であって、
ａ）３５〜４５重量部の少なくとも１種の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、
ｂ）１５〜２５重量部の少なくとも１種の高溶融強度ポリオレフィン（ＨＭＳポリオレフィン）、および
ｃ）３５〜４５重量部の少なくとも１種の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）
を含み、ａ）、ｂ）およびｃ）の割合が合計で１００である、ポリマー組成物に基づく場合に達成され得る。これらの組成物は、追加的に高い低温可撓性という利点を有する。
発泡層のためのポリマー組成物は、少なくとも１種の高溶融強度ポリオレフィンを含む。複数種の高溶融強度ポリオレフィンの混合物を使用することも可能である。本発明の有利な実施形態において、高溶融強度ポリオレフィンは高溶融強度ポリプロピレンである。ここで、加工挙動の点で利点が存在する。
発泡層のためのポリマー組成物は、少なくとも１種の熱可塑性加硫物を含む。複数の熱可塑性加硫物の混合物を使用することも可能である。熱可塑性加硫物がポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン−ジエンエラストマー（ＥＰＤＭ）に基づく場合、エアバッグカバーへの適合性を有する引張ひずみ挙動および引裂挙動への特に好ましい効果が達成される。
フィルム積層体の発泡層は、ポリマー組成物における固体の化学的発泡剤の添加を介して化学的に発泡され得るか、そうでなければ物理的に発泡され得る。
製造中の材料の消費の少なさおよび良好な引張ひずみ挙動の点で、フィルム積層体の特徴は、ラッカー層の厚さが１０μｍ未満であり、緻密な装飾層の厚さが０．２〜０．７ｍｍであり、および発泡層の厚さが０．５〜２．０ｍｍであるというものである。装飾層の厚さは、ここで、良好なシボ効果および高い耐傷性を提供する。
緻密な装飾層は、プラスチック材料の層または皮革の層、好ましくはプラスチック層であり得る。緻密な装飾層について、一例として従来の皮革系またはプラスチック系シート材料を使用することが可能である。緻密な装飾層の皮革またはプラスチックは、従来の添加剤、例えば潤滑剤、安定剤、充填剤、例えば無機充填剤、および／または顔料を含み得る。
緻密な装飾層がプラスチック層である限り、プラスチックは一例として、ポリオレフィン、特に熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、ポリウレタン（ＰＵ）、例えば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはそれらの２つ以上の組合せであり得、ここで、特定の選好はＴＰＯに与えられる。熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）が幅広く使用されている。
ポリオレフィンの例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ならびにポリエチレン（ＰＥ）およびポリプロピレン（ＰＰ）の混合物である。
「ポリエチレン（ＰＥ）」という用語は、ここで、５０重量％より大きい割合のエチレンを含むポリマーまたはコポリマーを意味する。「ポリプロピレン（ＰＰ）」という用語は、ここで、５０重量％より大きい割合のプロピレンを含むポリマーまたはコポリマーを意味する。
本発明のフィルム積層体は、装飾層の滑らかなまたは３次元に構築された表面上にラッカー層を有する。ラッカー層は、例えば視覚的特性または耐傷性の点で表面特性を向上させるために有利であり得る。ラッカー層は、従来の方法によって表面へ施され得る。ラッカー層は、好ましくはポリウレタンラッカー層である。
フィルム積層体は、好ましくは下側において、言及された層と並行して他の層を有し得る。したがって、一例として、発泡層の下側に配置された別の発泡層があり得る。
発泡層の下側へ設けられた接着剤層またはプライマーがあることがさらに可能である。接着剤層またはプライマーは、それぞれ積層体が取り付けられることになるコンポーネントまたは担体への発泡フィルム積層体の接合を向上させるかまたは可能にするために、接着接合層または接着促進剤として機能し得る。
フィルム積層体は、概して、緻密な装飾層が押出成形され、ラッカー層がそこに設けられるという点で従来のプロセスによって作られる。発泡層は、好ましくは、発泡押出加工によって形成され、発泡は、ここで、物理的に（Ｈ２Ｏまたは不活性ガス）または化学的発泡剤の使用で達成され得る。層は、次いで、シート材料を与えるために、例えば熱的にまたは接着剤接合によって接合され、そのようにして緻密な装飾層および発泡層を有するフィルム積層体を作る。ラッカー層が他の２つの層の接合後に施されることも可能である。
これらのシート積層体は、コンポーネントを与えるためにさらに加工される。
先行技術は、３次元的に構築された表面を有するコンポーネントを形成するための様々なプロセスを明らかにしている。ここでの例は、負の熱成形プロセスから開発された特殊なプロセスである「インモールドシボ加工プロセス（ＩＭＧプロセス）」である。このインモールドシボ加工プロセスは、おそらく「シボ加工を伴う負の熱成形」として最もよく説明される。３次元の幾何学的構造が、コンポーネントの後の形状を形成する熱成形ラムをフィルム内へ導入することによってコンポーネント内へ成形される標準的な熱成形プロセスと異なり、負の熱成形プロセスでは、フィルムは、例えば真空によって雌型へ引き入れられる。シボ加工を伴う負の熱成形は、ここで、コンポーネントの幾何学的構造のみならず、後続のシボ構造も負の形状で型表面内へ導入される負の熱成形の特定の実施形態である。
本発明のフィルム積層体は、ＩＭＧプロセスまたは正の熱成形プロセスによるコンポーネントの製造に特に好適であり、それを対象とする。
正の熱成形プロセスのために製造された積層体は、好ましくは３次元表面構造の導入後、架橋ステップ、特に電子線架橋にさらされ得る。
積層体は、高エネルギー放射線、好ましくは電子線の使用によって架橋され得る。これは、正の熱成形における極めて良好なシボ安定性および極めて良好な熱成形特性をもたらす。照射はプラスチックにおける架橋をもたらす。
フィルム積層体の形状はコンポーネントに対応することができ、コンポーネント形状は、ここで、好ましくは、コンポーネントの形状に対応する担体へフィルム積層体を施すための成形加工ステップの使用を介して得ることができる。担体、例えばダッシュボード担体へ積層体を施すための上記のプロセスなどの熱成形プロセスに加えて、フィルムが型または言及された担体に押し当てられ、そのコンポーネント形状を得る多くの他の形成プロセス、例えば圧縮プロセスまたはプレスプロセスが存在する。望ましい形状をシートに与える方法の例は、熱成形、インモールドシボ加工および低圧成形である。
自動車の内装トリムのためのコンポーネントのコーティングのためにフィルム積層体を、特に少なくともエアバッグカバーの領域またはエアバッグカバーの引裂シームの領域において使用することが好ましい。
本発明はまた、したがって、特にエアバッグカバーの領域および／またはエアバッグカバーの引裂シームの領域においてコーティングを行うための、コンポーネント、好ましくは自動車の内装トリム、例えばダッシュボードのコンポーネントのコーティングのための本発明のフィルム積層体の使用を提供する。
本発明は、本発明のフィルム積層体が施されている自動車のための内装トリム部品、好ましくはダッシュボードをさらに提供する。フィルム積層体が少なくともエアバッグカバーの領域および／またはエアバッグカバーの引裂シームの領域において施されると特に好ましい。
緻密な外部層２を有する本発明のフィルム積層体１を示す。
本発明は、ここで、本発明の例を参照してより詳細に説明され、単一の図１は、ここで、緻密な外部層２を有する本発明のフィルム積層体１の図である。前記層の厚さは０．５ｍｍである。外部層２上に位置する、厚さ７μｍのラッカー層３がある。外部層２の下に位置する、特定のポリマー組成物を有する発泡層４がある。前記層の厚さは１．０ｍｍである。フィルムは、乗員エアバッグの領域において自動車のダッシュボードをクラッディングするために使用され得る。フィルム積層体１は、エンボス加工された３次元的に構築された表面、すなわちエンボス加工用ロールによって外側に施されたシボを装飾層２に有する。
このタイプのフィルム積層体は、自動車の内装トリムにおけるエアバッグカバーの領域のために使用することができ、脆弱線を提供する必要はない。これは、熱成形プロセスにおいて高い伸張度で加工され得る。
以下の表１は、発泡層４のためのポリマー組成物の例をその特性とともに挙げており（発泡層のみ、積層体ではない）、Ｉは本発明の組成物を示し、Ｃは比較混合物を示す。引張強度および引張破壊ひずみは、エアバッグ性能に関連した温度において、ＤＩＮ５２７−３に従って長手方向（縦方向）および横断方向（横方向）で求められた。長手方向および横断方向は、ここで、互いに垂直であり、長手方向はフィルム製造の方向（ローリングの方向、押出加工の方向）として定められ、横断方向は製造の方向に垂直な方向として定められる。引張破壊ひずみおよび破断伸びという用語は同意語として使用される。テスト速度は約０．２ｍ／ｓであった。
落球テストは、−３５℃で２３０ｍｍの高さからＶＤＡ２３７−１０１に従って実施された。
成分は以下のとおりであった：
・ＴＰＶ：ＰＰ／ＥＰＤＭ混合物、７０重量％のＥＰＤＭ、ＭＦＩ ３．０ｇ／１０分（２３０℃／２．１６ｋｇ）、軟化点約１６５℃、
・ＨＭＳ ＰＰ：構造異性体の変性プロピレンホモポリマー、２３０℃；２．１６ｋｇでＭＦＩ＝１０．０ｇ／１０分、２００℃の温度で測定され、２５０ｍｍ／ｓの伸び速度で溶融強度７ｃＮ、
・ＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン、１９０℃；２．１６ｋｇでＭＦＩ＝１．９ｇ／１０分；２００℃の温度で測定され、２００ｍｍ／ｓの伸び速度で溶融強度＝３４ｃＮ、
・発泡剤マスターバッチ：Ｈｙｄｒｏｃｅｒｏｌ ５９２（６０重量％のポリエチレンおよび４０重量％のクエン酸塩）、
・安定剤：ＵＶ安定剤（ＨＡＬＳ−立体障害性フェノール）、
・顔料：８５重量％のポリエチレンおよび１５重量％のカーボンブラックでできた黒着色剤。
メルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、本明細書において使用される場合、２．１６ｋｇの負荷でそれぞれ２３０℃および１９０℃の温度でＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１１３３に従って求められる。メルトフローインデックス（ＭＦＩ）およびメルトフローレート（ＭＦＲ）という用語は同意語として使用される。
Figure 0006608529
Figure 0006608529
フィルムの全てが熱成形可能であるが、発泡体組成物１（Ｉ）、３（Ｉ）および５（Ｉ）は、引張破壊ひずみおよび引張強度について、それぞれ長手方向および横断方向において、特に高温および低温で低いおよび著しくより類似した値を呈することが表から分かり得る。これらのより類似した値の効果は、積層体の長手方向破砕および横断方向破砕の両方を必要とする長方形エアバッグフラップの開口において、大きい成功を収めることが可能であるという点である。値はまた、上記を可能にするレベルにある。比較混合物についての値は、対照的に、長手方向および横断方向において極めて異なり、特に８５℃で方向による違いが極めて大きくなる。エアバッグフラップは必要に応じて開くことができない。
組成物３（Ｉ）は、−３５℃での落球テストによって検証された良好な低温可撓性を特徴とするフィルムをさらにもたらす。

Claims (9)

  1. フィルム積層体（１）であって、上側にラッカー層（３）と下側に発泡層（４）とを有する少なくとも１つの緻密な装飾層（２）を含み、前記発泡層（４）の密度が５００ｋｇ／ｍ3を超え、および前記発泡層が、ポリマー組成物であって、
    ａ）１５〜６０重量部の少なくとも１種の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、
    ｂ）１５〜３５重量部の少なくとも１種の高溶融強度ポリオレフィン（ＨＭＳポリオレフィン）、および
    ｃ）３０〜６０重量部の少なくとも１種の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）
    を含み、ａ）、ｂ）およびｃ）の割合が合計で１００である、ポリマー組成物に基づき、
    前記熱可塑性加硫物がポリプロピレンおよびエチレン−プロピレン−ジエンエラストマー（ＥＰＤＭ）に基づくことを特徴とする、
    フィルム積層体（１）。
  2. 前記発泡層（４）が、ポリマー組成物であって、
    ａ）３５〜４５重量部の少なくとも１種の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、
    ｂ）１５〜２５重量部の少なくとも１種の高溶融強度ポリオレフィン（ＨＭＳポリオレフィン）、および
    ｃ）３５〜４５重量部の少なくとも１種の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）
    を含み、ａ）、ｂ）およびｃ）の割合が合計で１００である、ポリマー組成物に基づくことを特徴とする、請求項１に記載のフィルム積層体（１）。
  3. 前記高溶融強度ポリオレフィンが高溶融強度ポリプロピレンであることを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルム積層体（１）。
  4. 前記発泡層（４）が、固体の化学的発泡剤を含むポリマー組成物に基づくことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム積層体（１）。
  5. 前記発泡層（４）が物理的に発泡されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム積層体（１）。
  6. 前記ラッカー層（３）の厚さが１０μｍ未満であり、前記緻密な装飾層（２）の厚さが０．２〜０．７ｍｍであり、および前記発泡層（４）の厚さが０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム積層体（１）。
  7. エアバッグカバーの領域または前記エアバッグカバーの引裂シームの領域における、自動車の内装トリムのためのコンポーネントのコーティングのための、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルム積層体（１）の使用。
  8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルム積層体（１）が設けられた自動車のための内装トリム部品、好ましくはダッシュボード。
  9. 前記フィルム積層体（１）が、少なくともエアバッグカバーの領域および／またはエアバッグカバーの引裂シームの領域に配置される、請求項８に記載の内装トリム部品。
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