JP6691255B1 - 合成樹脂表皮材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、自動車用シート、椅子等に用いる合成皮革として、従来汎用されている皮革様の浅い凹凸を有する合成皮革よりも、さらに深い凹凸を有する立体形状の表皮材が求められている。
このため、一般的には、基材として布(生地)を使用し、基材裏面にウレタンフォーム層を設けてクッション性を付与し、表面には意匠性を付与するための表皮層を設けたものが使用されている。
特許文献1及び特許文献2に記載の発明によれば、表皮材の素材によっては、形成された凹凸形状の維持が困難となったり、軟質ポリウレタンフォームが必要であることより、工程が煩雑となったり、表皮材全体の厚みが厚くなったりする場合がある。
このため、特許文献1及び特許文献2に記載の表皮材は、例えば、車両の内装材として、成形体の表面の加飾などに適用することは困難な場合があるという問題があった。
また、本発明の別の実施形態の課題は、深い凹凸を含む任意の立体形状を有し、立体形状が長期間維持され、形状の経時変化が抑制された、車両用内装材へ使用可能な耐久性が良好な合成樹脂表皮材の製造方法を提供することにある。
<1> 基布、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下である熱可塑性樹脂層、及び、ウレタン樹脂を含む表皮層を、この順に有し、前記表皮層側に凹部を有し、前記凹部は、合成樹脂表皮材の厚み方向において、前記表皮層から凹部を有しない領域における前記表皮層と前記熱可塑性樹脂層との界面を超えて、前記熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部である、合成樹脂表皮材。
<3> 前記ポリ塩化ビニル樹脂が、平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子を含む、<2>に記載の合成樹脂表皮材。
<4> 前記基布と前記熱可塑性樹脂層との間に、さらに接着層を有する、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の合成樹脂表皮材。
<5> 前記表皮層の、前記熱可塑性樹脂層側とは反対側の面に、さらに表面処理層を有する、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の合成樹脂表皮材。
<6> 前記基布は、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、及びアクリル繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種の繊維を含む編布である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の合成樹脂表皮材。
<8> 前記JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下のポリ塩化ビニル樹脂が、平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子を含む、<7>に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
<9> さらに、前記熱可塑性樹脂層と、基布との間に、接着層を形成する工程を有する、<7>又は<8>に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
<10> 前記エンボス加工において、表皮層の、エンボスロールと接触する側の表面温度が90℃〜210℃の範囲である、<7>〜<9>のいずれか1つに記載の合成樹脂表皮材。
本開示の合成樹脂表皮材では、熱可塑性樹脂層として、賦形性及び賦形された凹凸模様の維持性が良好な、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂層を有する。熱可塑性樹脂層は、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。なお、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂を、以下、特定樹脂と称することがある。
このため、エンボス加工により形成された前記ウレタン樹脂表皮層から前記凹部を有しない領域におけるウレタン樹脂表皮層と熱可塑性樹脂層との界面を超えて、熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部を含む凹凸模様が、熱可塑性樹脂層に含まれる特定樹脂の機能により長期間維持される。さらに、感触のみならず耐久性が良好なウレタン樹脂を含む表皮層と、形状保持性に優れる特定樹脂を含む熱可塑性樹脂層との機能により、合成樹脂表皮材の耐久性がより向上すると考えられる。
本開示の合成樹脂表皮材に使用される基布には特に制限はないが、基布として、弾力性と伸縮性が良好であり、且つ、エンボス加工性が良好な、合成繊維を含む編布、例えば、ポリエステル繊維を少なくとも含む編布を選択することで、合成樹脂表皮材における凹凸模様の維持性と、柔軟性がより向上するという利点をも有する。
本開示の合成樹脂表皮材は、既述のように、深い凹凸模様を含む立体形状を有し、深い凹凸模様が長期間維持され、耐久性が良好であることから、車両用内装材等として好適に使用され、製品に特徴的な意匠を付与することができる。
本発明の別の実施形態によれば、深い凹凸を含む任意の立体形状を有し、立体形状が長期間維持され、形状の経時変化が抑制された、車両用内装材へ使用可能な耐久性が良好な合成樹脂表皮材の製造方法を提供することができる。
以下に記載する実施の形態における構成要件の説明は、本開示の代表的な実施の態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施の態様に限定されない。
なお、本開示において、数値範囲を示す「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示の合成樹脂表皮材は、基布、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂層及び、ウレタン樹脂を含む表皮層(以下、「表皮層」と称することがある)を、この順に有し、前記表皮層側に凹部を有し、前記凹部は、合成樹脂表皮材の厚み方向において、前記表皮層から凹部を有しない領域における前記表皮層と前記熱可塑性樹脂層との界面を超えて、前記熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部である。
前記熱可塑性樹脂層は、好ましくは、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂を含む。
図1Aは、本開示の合成樹脂表皮材を形成するための積層体10Aの層構成の一態様を示す概略断面図である。図1Aに示す態様は、本開示の合成樹脂表皮材の最も簡易な層構成の例を示している。
図1Aに示す態様では、合成樹脂表皮材を形成するための積層体10Aは、基布12上に、特定樹脂を含む熱可塑性樹脂層14と、ウレタン樹脂を含む表皮層16とをこの順に有する。この積層体10Aをエンボス加工して凹凸模様を形成することで、図1Bに示す前記表皮層16側に凹部18を有し、前記凹部18は、合成樹脂表皮材10の厚み方向において、前記表皮層16から前記凹部18を有しない領域における表皮層16と熱可塑性樹脂層14との界面を超えて、熱可塑性樹脂層14内に至る深さの凹部18である、本開示の合成樹脂表皮材10が得られる。
なお、凹部18は、熱可塑性樹脂層14と基布12との界面を超えて、基布12の内部まで到達する深さであってもよい。
図1Bに示すように、合成樹脂表皮材10は、基布12上に、特定樹脂を含む熱可塑性樹脂層14と、ウレタン樹脂を含む表皮層16とをこの順に有し、前記表皮層16側に凹部18を有し、前記凹部18は、合成樹脂表皮材10の厚み方向において、前記表皮層16から前記凹部18を有しない領域における表皮層16と熱可塑性樹脂層14との界面を超えて、熱可塑性樹脂層14内に至る深さの凹部18である。
合成樹脂表皮材に形成された凹凸模様の凹部の深さは、合成樹脂表皮材を面方向に垂直に切断し、断面を光学顕微鏡にて観察し、測定することができる。本開示では、光学顕微鏡にて50倍〜100倍で観察し、3箇所の凹部深さを測定し、測定値を算術平均して凹部の深さとする。
本開示の表皮材の基布としては、必要な強度、耐久性を有するものであれば、特に制限はなく、公知の基布から目的に応じて適宜選択して用いることができる。基布は、編布、織布、及び不織布のいずれであってもよい。
表皮材を凹凸のある成形体に適用する場合には、ある程度の伸縮性を有する編布、織布等を用いることが好ましく、感触及び形状追従性が良好であるという観点からは、編布を使用することがより好ましい。
基布としては、例えば、車両用シートの表皮材として用いる場合には、伸縮性、厚み制御の容易性の観点から、メリヤス編み地、変成メリヤス編み地などの編布を使用してもよい。
また、表地と裏地との間に空隙を有する立体構造基布、三次元不織布などを使用してもよい。
エンボス加工性などの観点から、基布は、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、及びアクリル繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種の繊維を含む編布であることが好ましく、なかでも、車両内装材としての耐久性や価格面からポリエステル繊維を含むことがより好ましい。
基布としては、メリヤス編み地の他、例えば、特開2013−72141号公報に記載のポンチローマ編みを用いた合成皮革用基布などを用いることもできる。
基布の厚みは表皮材の使用目的に応じて適宜選択されるが、感触に優れ、柔軟性を低下させない範囲、例えば、0.15mm〜10.0mmの範囲が好ましく、0.3mm〜1.5mmの範囲がより好ましい。
本開示の表皮材における表皮層は、既述の基布の一方の面に配置される。
耐久性、及び、弾力性が良好であり、深い凹部を形成する際の加工性が良好であるという観点から、本開示における表皮層はウレタン樹脂(以下、ポリウレタンとも称する)を含む。
表皮層の形成に用いられる合成樹脂は、ウレタン樹脂を含む以外には特に制限はなく、目的に応じて、ウレタン樹脂に加え、他の合成樹脂を適宜選択して併用することができる。表皮層の形成に用いられる他の合成樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル等が挙げられる。
本開示の合成樹脂表皮材が、例えば、自動車用内装材、椅子等の長期耐久性が必要な用途に用いられる観点からはポリカーボネート系ポリウレタンが好適である。
ポリウレタンは市販品を用いてもよく、例えば、DIC(株)製のクリスボン(登録商標)NY−324)等が好適に用いられる。
ポリウレタンの軟化点としては130℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。
表皮層は、ポリウレタンに加え、その他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分としては、上記以外の合成樹脂、安定化剤、充填剤、着色剤、難燃剤、ゲル化促進剤などが挙げられる。
表皮層は着色剤を含んでもよい。表皮層が着色剤を含むことで、表皮材に所望の色相を付与することができ、意匠性に優れた表皮材とすることができる。
表皮層が着色剤を含む場合の着色剤には特に制限はなく、染料、顔料などを適宜選択して使用することができる。耐久性、及び耐光性により良好であるという観点からは、顔料が好ましい。
着色剤としては、チタン白(二酸化チタン)、亜鉛華、群青、コバルトブルー、弁柄、朱、黄鉛、チタン黄、カーボンブラック等の無機顔料、キナクリドン、パーマネントレッド4R、イソインドリノン、ハンザイエローA、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーRS、アニリンブラック等の有機顔料又は染料、アルミニウム及び真鍮等金属の箔粉からなる群より選択される金属顔料、二酸化チタン被覆雲母及び塩基性炭酸鉛の箔粉からなる群より選択される真珠光沢(パール)顔料等が挙げられる。
着色剤として顔料を用いる場合には、界面活性剤、高分子分散剤などの顔料分散剤を併用してもよい。
表皮層は、充填剤を含有してもよい。充填剤としては、炭酸カルシウム、シリカ(二酸化硅素)、アルミナ(酸化アルミニウム)、マイカ(雲母)、タルク、硫酸バリウム等の無機充填剤が挙げられる。表皮層は、充填剤を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。
表皮層は、安定化剤を含有してもよい。安定化剤を含有することで、表皮層の耐熱性が向上する。
安定化剤としては、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩、フェノール、ナフトール等のナトリウム化合物、亜鉛、バリウム等の金属塩、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジマレートなどの有機スズ化合物、ジエチルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリイソオクチルホスファイトなどの亜リン酸エステル類等が挙げられる。表皮層は、安定化剤を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。
表皮層は、難燃剤を含有してもよい。表皮層が難燃剤を含むことで、表皮材に難燃性を付与することができる。難燃剤としては、公知の無機系又は有機系の難燃剤を適宜選択して用いることができる。表皮層は、難燃剤を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。
表皮層は、膜物性改良などの目的で、ポリウレタン以外の、他の合成樹脂を含んでいてもよい。他の樹脂を含む場合、他の樹脂の含有量は、表皮層の全固形分100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましい。
表皮層の形成には特に制限はなく、上記した各成分を含む表皮層形成用組成物を調製し、カレンダー法、ペースト加工法、溶融押出し法等によりシート状に成形することで表皮層を形成することができる。また、剥離基材上に直接表皮層形成用組成物を付与して、表皮層を形成することもできる。ここで、剥離基材にシボ柄と称される微細な凹凸を有する基材を用いた場合、表皮層の表面に微細な凹凸が形成される。シボ柄の凹凸深さは、150μm以下であり、後述の深い凹凸模様とは区別される。
表皮層の厚みには特に制限はない。本開示における表皮層は、柔軟性、感触等が良好であるという観点から、表皮層の厚みは、10μm〜300μmの範囲が好ましく、20μm〜200μmの範囲がより好ましい。
本開示における熱可塑性樹脂層は、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂層である。熱可塑性樹脂層の前記貯蔵弾性率は、1,800,000Pa以下であることが好ましく、1,500,000Pa以下であることがさらに好ましい。また、前記貯蔵弾性率は、エンボス加工性の観点から5,000Pa以上とすることができる。
熱可塑性樹脂層が含み得る熱可塑性樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレンなどが挙げられる。
熱可塑性樹脂層に含まれる特定樹脂は、熱可塑性樹脂層にエンボス加工による凹凸模様の形成性、形状保持性が良好なエンボス変形層としての機能を与えることができるJIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下である熱可塑性樹脂であれば、特に制限なく、熱可塑性樹脂層の形成に用いることができる。
特定樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレンなどであって前記貯蔵弾性率の物性を満たす樹脂が挙げられ、これらの樹脂から、合成樹脂表皮材に要求される性能を考慮して、最適な樹脂を選択して用いればよい。
なかでも、車両内装材に用いられる実績があるという観点から、ポリ塩化ビニルが好適である。
特定樹脂としてのポリ塩化ビニル樹脂は、市販品を用いてもよく、市販品としては、東ソー(株)のリューロンペースト(登録商標)シリーズ、(株)カネカのPSHシリーズ、PSMシリーズ、PSLシリーズ等が挙げられる。
一般に、ポリ塩化ビニル樹脂は、二次粒子を形成して内部に空隙を有し、給油性を有するが、東ソー(株)のリューロンペースト(登録商標)シリーズは、平均粒子径が5μm以下であり、細孔、空隙等を有しない非吸油性のポリ塩化ビニル樹脂粒子である。
熱可塑性樹脂層は、特定樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂層が含む全樹脂に対する特定樹脂の含有量は、30質量%〜80質量%であることが好ましく、40質量%〜50質量%であることがより好ましい。
可塑剤の含有量は、ポリ塩化ビニル100質量部に対し、35質量部〜120質量部が好ましく、75質量部〜90質量部がより好ましい。
可塑剤としては、公知のポリ塩化ビニル樹脂用可塑剤を制限なく使用することができる。
可塑剤としては、例えば、ジイソデシルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジイソノニルフタレート等のフタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチル等の脂肪酸エステル系可塑剤、トリメリット酸トリオクチル等のトリメリット酸エステル系可塑剤、トリクレジルホスフェート、トリキシリルホスフェート等のトリアリールリン酸エステル系可塑剤、エポキシ化大豆油等のエポキシ系可塑剤、ポリプロピレンアジペート等のポリエステル系可塑剤等が挙げられる。
熱可塑性樹脂層は、可塑剤を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでいてもよい。
本開示の表皮材は、基布、熱可塑性樹脂層及び表皮層のみを有していてもよいが、目的に応じて、他の公知の層を有していてもよい。
図2A及び図2Bは、本開示の表皮材の層構成の別の一例を示す概略断面図である。
図2Aは、本開示の別の合成樹脂表皮材を形成するための積層体20Aの層構成の一態様を示す概略断面図である。
図2Aに示す態様では、合成樹脂表皮材を形成するための積層体20Aは、基布12上に、接着層22と、特定樹脂を含む熱可塑性樹脂層14と、ウレタン樹脂を含む表皮層16と、をこの順に有する。接着層22は、基布12と熱可塑性樹脂層14との密着性向上を目的として設けられる任意の層である。
この積層体20Aをエンボス加工して凹凸模様を形成することで、図2Bに示す如く、表皮層16側に凹部18を有し、前記凹部18は、合成樹脂表皮材20の厚み方向において、表皮層16から凹部18を有しない領域における表皮層16と熱可塑性樹脂層14との界面を超えて、熱可塑性樹脂層14内に至る深さの凹部18である、本開示の図1Bに示す合成樹脂表皮材10とは別の層構成を有する合成樹脂表皮材20が得られる。
表皮材20が、接着層22を有することで隣接する基布12と熱可塑性樹脂層14とが、接着層22を介してより安定に、より強固に接着される。
本開示の表皮材は、基布と熱可塑性樹脂層との間に、さらに接着層を有していてもよい。
接着層は、例えば、基布と熱可塑性樹脂層など隣接する層同士の接着性を向上させる等の目的で設けられる。
接着層は、例えば、基布表面に接着剤を付与し、乾燥することで形成することができる。接着剤の積層は、転写法により行っても、塗布法により行ってもよい。
所望により設けられる接着層の形成に使用される接着剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。接着層の形成に使用しうる樹脂は、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレンなど要求される性能から最適なものを選択すればよい。車両内装材における使用実績の観点からは、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルが好適である。より具体的には、例えば(1)ウレタン系エマルジョン接着剤、(2)塩化ビニル系接着剤、(3)2液硬化型ポリエステル系接着剤、(4)2液硬化型ウレタン接着剤などが好適に使用される。
通常は、基布と熱可塑性樹脂層とを積層する際には、基布の表面に接着剤を付与することで、接着層を形成することができる。
表皮材は、接着層を1層のみ有してもよく、必要に応じて2層以上を有してもよい。
既述のように、接着剤を付与する方法としては、転写法、塗布法など公知の方法をいずれも使用できる。
また、接着層を転写法で形成する場合には、予め作製された接着層の表面保護のため、接着層表面に保護シートを有していてもよい。保護シートとしては、樹脂フィルム、離型処理された紙、樹脂をラミネートした紙などを適宜、用いることができる。
表皮材は、表皮層の、熱可塑性樹脂層側とは反対側の面に、さらに表面処理層を有していてもよい。
表皮材が、表面処理層を有することで、表皮材に任意の良好な感触を付与したり、外観をより向上したり、耐久性をより向上したりすることができる。
表面処理層は、少なくとも樹脂を含み、感触をより向上させる目的で設ける場合には、所望により、感触向上剤として、フィラーである有機粒子、意匠性向上を目的とする着色剤などを含んでもよい。
また、表皮材の最表面に位置して所望により形成される表面処理層は、目的に応じて着色されたり、印刷が施されたり、絞模様に代表される天然皮革様の凹凸が形成されたりしてもよい。
表面処理層に使用されるポリウレタンとしては、水系ポリウレタンが好ましいものとして挙げられる。
また、表面処理層に使用されるアクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)に代表されるメタクリル酸又はメタクリル酸エステルの重合体或いは共重合体、メタクリル酸アルキルとアクリル酸アルキルとスチレンの共重合体などが挙げられる。
有機粒子としては、ウレタンビーズ、アクリルビーズなどの有機樹脂粒子、コラーゲン粒子などのタンパク質系フィラーなどが挙げられる。
有機粒子の形状は、感触がより良好になるという観点からは、真球状か或は真球状に近い球形、例えば、長径と短径との比が1.5以下、であることが好ましく、平均粒子径としては、1μm〜20μmの範囲であることが好ましく、5μm〜10μmの範囲であることがより好ましい。粒子径が上記範囲において、表面処理層からの粒子の脱落や外観への悪影響が抑制され、良好な外観と優れた風合いを長期間維持しうる。
なお、有機粒子の平均粒子径は、堀場製作所製の自動粒径測定装置(型番:CAPA−300)を用い、分散媒を水とした光透過遠心沈殿法によりディスク回転速度3000rpm(回転/分)で測定し、容積基準のメディアン径を測定する方法により測定した値を用いている。
有機粒子は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、耐摩耗性をより向上させることを目的として、架橋構造を含む表面処理層を形成することもできる。
本開示の合成樹脂表皮材の製造方法には特に制限はない。なかでも、以下に示す本開示の合成樹脂表皮材の製造方法(以下、本開示の製造方法と称することがある)により製造されることが好ましい。
本開示の製造方法は、ウレタン樹脂を含む表皮層形成用組成物を用いて、表皮層を形成する工程(工程(I))、前記表皮層の一方の面に、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下であるポリ塩化ビニル樹脂と、前記ポリ塩化ビニル樹脂100質量部に対し、35質量部〜120質量部の可塑剤と、を含む熱可塑性樹脂層形成用組成物を付与して、前記表皮層との熱可塑性樹脂層との積層体を形成する工程(工程(II))、前記積層体の熱可塑性樹脂層側の面に、基布を接着する工程(工程(III))、及び、前記基布を接着した積層体の、前記表皮層の面側にエンボスロールを接触させて、エンボス加工を行い、前記積層体の表皮層側の面にウレタン樹脂を含む表皮層から熱可塑性樹脂層まで達する深さの凹部を形成する工程(工程(IV))を有する。
ここで、前記JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下であるポリ塩化ビニル樹脂が、平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子を含むことが好ましい。
平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子としては、可塑剤と混合することで成形性を発現するリューロンペースト(登録商標)630(東ソー(株)製)等が挙げられる。
本開示の製造方法について工程毎に詳細を説明する。
工程(I)は、ウレタン樹脂を含む表皮層形成用組成物を用いて、表皮層を形成する工程である。
表皮層を形成する方法は任意であるが、カレンダー法、ペースト加工法、溶融押出し法等が挙げられる。
好ましくは、適切な剥離基材表面に、予め調整したウレタン樹脂を含む表皮層形成用組成物を、ナイフコーターを用いるなど、公知の塗布法で適用する方法が挙げられる。このとき、表面に微細な凹凸模様を有する剥離基材を用いることで、表皮層の表面(熱可塑性樹脂層とは反対側の面)に、微細な凹凸模様を転写により形成することもできる。
また、カレンダー法により、組成物をシート状に成形して表皮層としてもよい。
工程(II)は、工程(I)で得た表皮層の一方の面に、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下であるポリ塩化ビニル樹脂と、前記ポリ塩化ビニル樹脂100質量部に対し、35質量部〜120質量部の可塑剤と、を含む熱可塑性樹脂層形成用組成物を付与して、前記表皮層と熱可塑性樹脂層との積層体を形成する工程である。
JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下であるポリ塩化ビニル樹脂については、合成樹脂表皮材の項にて説明したポリ塩化ビニル樹脂を用いることができる。
熱可塑性樹脂層形成用組成物は、少なくとも特定樹脂であるポリ塩化ビニル樹脂と、ポリ塩化ビニル樹脂100質量部に対し、35質量部〜120質量部の可塑剤とを含み、所望により、溶剤などのその他の成分を目的に応じて含んでもよい。
表皮層に熱可塑性樹脂層形成用組成物を付与する方法は、公知の方法を適用することができる。表皮層に熱可塑性樹脂層形成用組成物を付与し、乾燥し、硬化させることで、表皮層と熱可塑性樹脂層との積層体を形成することができる。
熱可塑性樹脂層を付与する方法としては、ナイフコーターなどを用いて行う方法が挙げられる。
また、予めシート状に成形した熱可塑性樹脂層を積層して、積層体を形成してもよい。
積層体と基布とを接着する場合、積層体の熱可塑性樹脂層形成用組成物側の表面に基布を接着すればよい。
基布は、熱可塑性樹脂層と接する側には常法により起毛処理を行ってもよい。
接着は、熱可塑性樹脂層形成用組成物が完全に硬化する前に、熱可塑性樹脂層側に基布を圧着して、その後、硬化させてもよく、基布に接着剤を塗布して接着層を介して熱可塑性樹脂層と接着してもよい。接着層を形成する場合には、工程(II)の後、工程(III)に先だって、任意の工程である後述の接着層を形成する工程(工程(V))を行えばよい。
接着層を形成するための接着剤、接着層の好ましい厚みなどは既述の通りである。
工程(IV)は、工程(III)で得た基布を接着した積層体の、表皮層の面側にエンボスロールを接触させて、エンボス加工を行って凹部を形成する際に、前記積層体の表皮層側の面にウレタン樹脂を含む表皮層から熱可塑性樹脂層まで達する深さの凹部を形成する工程である。
図3は、工程(III)で得た合成樹脂表皮材形成用の積層体10Aに深い凹凸を形成して合成樹脂表皮材を得るためのエンボス加工の一態様を示す概略図である。
図3に示すように、合成樹脂表皮材形成用の積層体10Aは、一対のエンボスロールを有するエンボス加工機における賦形用のエンボスロール24とバックアップロール26との間で加熱加圧され、積層体10Aに深い凹凸模様が形成され、合成樹脂表皮材10が得られる。
エンボス加工の方法としては、ヒーターなどで積層体の表皮層側を加熱した後、エンボスロールで形状を印加する方法のほか、平らなエンボス板を用いてもよい。また、エンボスロール、エンボス板そのものを加熱し形状を印加させてもよい。
エンボス加工の際には、求められる意匠、厚みに応じて合成樹脂表皮材形成用の積層体とエンボスロール、エンボス板の間に任意の隙間を設けることもできる。
例えば、エンボスロールを用いたエンボス加工の場合、加熱温度は、表皮層の、 エンボスロールと接触する側の表面温度が90℃〜210℃の範囲であることが好ましく、130℃〜170℃の範囲であることがより好ましい。表面温度が上記範囲となるようにエンボスロールのヒーターを調整すればよい。
エンボス加工時の圧力は0.1kgf/cm2〜50kgf/cm2が好ましく、1kgf/cm2〜20kgf/cm2がより好ましく、1.5kgf/cm2〜10kgf/cm2がさらに好ましい。なお、1kgf/cm2は、SI単位の9.80665×10kPaに換算することができる。
加工速度は、0.5m/分〜20m/分が好ましく、1m/分〜10m/分がより好ましく、1.5m/分〜5m/分がさらに好ましい。
また、例えば、エンボス板を用いたエンボス加工の場合、加熱温度は、積層体におけるウレタン表皮材側の表面温度で90℃〜210℃の範囲が好ましく、130℃〜170℃の範囲がより好ましい。表面温度が上記範囲となるようにエンボス板のヒーターを調整すればよい。
エンボス板による押圧時の圧力は0.1kgf/cm2〜50kgf/cm2が好ましく、1kgf/cm2〜20kgf/cm2がより好ましく、1.5kgf/cm2〜10kgf/cm2がさらに好ましい。
押圧時間は、10秒〜90秒が好ましく、15秒〜80秒がより好ましく、20秒分〜70秒がさらに好ましい。
工程(IV)を経て、深い立体形状、凹凸模様を有する本開示の合成樹脂表皮材をえることができる。
工程(IV)にて形成された凹部は、合成樹脂表皮材の厚み方向において、前記表皮層から凹部を有しない領域における前記表皮層と前記熱可塑性樹脂層との界面を超えて、前記熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部であり、凹部の深さは、熱可塑性樹脂層と基布との界面を超えて、基布の内部まで到達する深さであってもよい。
工程(V)は、接着層を形成する任意の工程である。
接着層の形成は、基布又は熱可塑性樹脂層の表面に接着剤を付与して接着層を形成した後、両者を、接着層を介して貼り合わせることで行なう。
接着層は、例えば、基布又は熱可塑性樹脂層の表面に接着剤を付与して形成することができる。なかでも、基布の表面に、接着剤を付与し、乾燥して接着層を形成することが好ましい。
所望により設けられる接着層の形成に使用される接着剤は、接着層の項で述べた通りである。
接着剤を付与する方法としては、転写法、塗布法などが挙げられる。
基布又は熱可塑性樹脂層の表面に、接着剤を付与し、付与した接着層を加熱、乾燥させることで、基布又は熱可塑性樹脂層の一方の面に接着層が形成される。
工程(VI)は、樹脂として含む表面処理層形成用組成物を、表皮層の表面に付与することにより行われる。
表面処理層形成用組成物の付与は、公知の方法を適宜適用して行うことができる。
表面処理層の形成は、例えば、グラビアプリント法による塗布、リバースコーター、ダイレクトコーター等のコーティング装置による塗布などの方法から適宜選択して適用すればよい。なかでも、より均一な層を形成しうるという観点からは、グラビアプリント法が好ましい。
表面処理層の詳細は既述の通りである。
上記工程(I)〜工程(IV)又は、所望により行われる既述のその他の工程を完了した後、意匠性を付与する工程を行うことができる。
意匠性を付与する工程としては、例えば、表皮層又は所望により設けられた表面処理層に、例えば、皮革様の微細な凹凸模様である絞(シボ)模様が彫刻されているエンボスロールを、表面が加熱されている状態で押し当てることにより、表面に絞模様を形成する工程が挙げられる。
クリスボン(登録商標)NY−373(DIC(株)製、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂)を、固形分16%となる量の溶剤(ジメチルホルムアミド:DMF)で希釈し、表皮層形成用組成物を調製した。
得られた表皮層形成用組成物をナイフコーターで、剥離基材であるCPM5(リンテック(株)製)に、塗布量250g/m2として塗工し、剥離基材の表面に厚み20μmの表皮層を形成した。(工程(I))
組成物に含まれるポリ塩化ビニル樹脂の、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定した160℃における貯蔵弾性率は、400,000Paであり、本開示における好ましい物性を有していた。
得られた熱可塑性樹脂層形成用組成物を、工程(I)で得た表皮層の一方の面にナイフコーターで塗布量75g/m2として塗工し、表皮層の一方の表面に、厚み60μmの熱可塑性樹脂層を形成した。(工程(II))
その後、任意の工程として、表皮層の、熱可塑性樹脂層とは反対側の面に、ウレタン樹脂(無黄変型ポリカーボネート系ポリウレタン表面処理剤(スタール社製:WF−13−139))の水分散体を含む表面処理層形成用組成物を、乾燥後の厚みが5μmとなる量で塗布し、乾燥して表面処理層を形成した。(工程(VI))
このようにして、基布、熱可塑性樹脂層、表皮層及び表面処理層をこの順で有する厚み1.0mmの合成樹脂表皮材形成用の積層体を得た。
得られた合成樹脂表皮材形成用の積層体をエンボス加工した。
エンボス加工機は、表皮層側の表面温度で150℃になるようにヒーターを調整し、圧力2kgf/cm2、加工速度2m/分でエンボス加工し、深い立体形状、模様を有した実施例1の合成樹脂表皮材を得た。(工程(IV))
実施例1におけるエンボス加工条件において、表皮層の表面温度を100℃とした以外は、実施例1と同様にして、実施例2の表皮材を得た。
実施例1におけるエンボス加工条件において、表皮層の表面温度を190℃とした以外は、実施例1と同様にして、実施例3の表皮材を得た。
実施例1におけるエンボス加工条件において、表皮層の表面温度を90℃とした以外は、実施例1と同様にして、実施例4の表皮材を得た。
実施例1において用いた熱可塑性樹脂層形成用組成物に代えて、ポリウレタン樹脂であるクリスボンTA205FT(DIC(株)製)100部に対しDMFを60部、バーノックDN950(商品名、架橋剤、DIC(株)製)及びアクセルT81E(商品名、促進剤、DIC(株)製)を含む熱可塑性樹脂層形成用組成物を使用した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の表皮材を得た。
組成物に含まれるポリウレタン樹脂のJIS K 7244(1998年)に準拠して測定した160℃における貯蔵弾性率は3,500,000Paであった。
実施例1において用いた熱可塑性樹脂層形成用組成物に代えて、ポリウレタン樹脂であるクリスボンTA205FT(DIC(株)製)100部に対しDMFを60部、バーノックDN950(商品名、架橋剤、DIC(株)製)及びアクセルT81E(商品名、促進剤、DIC(株)製)を含む熱可塑性樹脂層形成用組成物を使用し、エンボス加工時の表皮層の表面を190℃に調整した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の表皮材を得た。
(塩化ビニル表皮層形成用組成物)
・ポリ塩化ビニル樹脂(平均重合度1300) 100質量部
・可塑剤(フタル酸ジアルキル) 75質量部
・安定剤(Ba−Zn系複合安定剤) 2質量部
・充填剤(重炭酸カルシウム) 10質量部
・着色剤(顔料) 5質量部
・ポリ塩化ビニル樹脂(平均重合度1300) 100質量部
・発泡剤(ADCA) 4質量部
・可塑剤(フタル酸ジアルキル) 75質量部
・安定剤(Ba−Zn系複合安定剤) 2質量部
・充填剤(重炭酸カルシウム) 10質量部
・着色剤(顔料) 2質量部
積層体における塩化ビニル表皮層の厚みは0.30mmであり、発泡層形成用組成物層(発泡前)の厚みは0.65mmであった。
得られた積層体の発泡層形成用組成物側表面に接着剤(DIC(株)製、ウレタン系エマルジョン接着剤)を約10g/m2塗布し、基布を貼り合せた。
基布として、一般両面メリヤス編み編物(繊維:ポリエステルレーヨン混紡糸30番手使用、目付150g/m2、厚み0.30mm)を使用した。
その後、基布と貼り合わせた積層体の塩化ビニル表皮層表面に、下記表面処理層形成組成物をグラビアプリント法により塗布し、120℃で乾燥させて、膜厚2.5μmの表面処理層を形成した。
・溶剤型ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物 100質量部
塩化ビニル発泡層が形成された積層体の表面に、絞形状が彫刻されているエンボスロールを、表面を130℃に加熱しながら押し当ててエンボス加工を行い、表面に絞模様が形成された比較例3の合成樹脂表皮材を得た。
得られた実施例及び比較例の各合成樹脂表皮材を以下の基準にて評価した。結果を下記表1に示す。
エンボス加工により合成樹脂表皮材に形成された凹凸模様の凹部の深さを以下の方法で測定した。
合成樹脂表皮材を面方向に垂直に切断し、断面を光学顕微鏡にて50倍で観察し、3箇所の凹部深さを測定し、測定値を算術平均して凹部の深さとした。結果を「凹部の深度」として表1に記載した。
得られた合成樹脂表皮材試験サンプルを目視により観察し、エンボス加工に用いたエンボス型の転写状態を下記評価基準にて評価した。
結果を次頁の表1に示す。表1には、評価項目を「立体性」と記載している。
(判定基準)
判定基準は以下に示す通りである。下記評価結果のうち、A及びBが実用上問題のないレベルである。
等級 判定基準
A:凹部の角は、エンボス型の角R形状がシャープで、はっきりと転写されている
B:エンボス型の形状が転写されているが、凹部の角Rの形状はなだらかである
C:エンボス型の形状が殆ど転写されていない
得られた合成樹脂表皮材に対し、荷重2kgの平面摩耗試験を以下に示す方法にて実施し、下記評価基準にて合成樹脂表皮材の耐久性を評価した。
JASO M 403/88/シート表皮用布材料の平面摩耗試験機(B法)を参考に試験を行った。
試験条件は、JASO法における標準の条件を本試験条件とし、以下のように、試験条件をJASO法の条件よりも厳しい条件で行った。
(試験条件)
JASO法における標準の条件→本試験の条件
押圧荷重:9.81N →19.6N
平面摩耗性試験後に、合成樹脂表皮材試験サンプルの中央部を目視で観察し、以下の判定基準で評価した。
(判定基準)
判定基準は以下に示す通りである。下記評価結果のうち、A及びBが実用上問題のないレベルである。
等級 判定基準
A:平面摩耗3000回以上でも凹部形状が保持される
B:平面摩耗2000回以上3000回未満で凹部形状が崩れる
C:平面摩耗2000回未満で凹部形状が崩れる
10A、20A 合成樹脂表皮材形成用の積層体
12 基布
14 熱可塑性樹脂層
16 ウレタン樹脂を含む表皮層(表皮層)
18 深い凹部(凹部)
22 接着層
24 エンボスロール
26 バックアップロール
Claims (9)
- 基布、
JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下である熱可塑性樹脂層、及び、
ウレタン樹脂を含む表皮層を、この順に有し、
前記表皮層の厚みが、20μm〜200μmであり、
前記熱可塑性樹脂層は、ポリ塩化ビニル樹脂と可塑剤とを含み、
前記表皮層側に凹部を有し、前記凹部は、合成樹脂表皮材の厚み方向において、前記表皮層から凹部を有しない領域における前記表皮層と前記熱可塑性樹脂層との界面を超えて、前記熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部である、合成樹脂表皮材。 - 前記ポリ塩化ビニル樹脂が、平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子を含む、請求項1に記載の合成樹脂表皮材。
- 前記基布と前記熱可塑性樹脂層との間に、さらに接着層を有する、請求項1又は請求項2に記載の合成樹脂表皮材。
- 前記表皮層の、前記熱可塑性樹脂層側とは反対側の面に、さらに表面処理層を有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の合成樹脂表皮材。
- 前記基布は、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、及びアクリル繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種の繊維を含む編み布である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の合成樹脂表皮材。
- ウレタン樹脂を含む表皮層形成用組成物を用いて、ウレタン樹脂を含む表皮層を形成する工程、
前記表皮層の一方の面に、JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下のポリ塩化ビニル樹脂と、前記ポリ塩化ビニル樹脂100質量部に対し、35質量部〜120質量部の可塑剤と、を含む熱可塑性樹脂層形成用組成物を付与して、前記表皮層とJIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下の熱可塑性樹脂層との積層体を形成する工程、及び、
前記積層体の熱可塑性樹脂層側の面に、基布を接着する工程、
前記基布を接着した積層体の、前記表皮層の面側にエンボスロールを接触させて、エンボス加工を行って凹部を形成する際に、前記積層体の表皮層側の面に合成樹脂表皮材の厚み方向において、前記表皮層から前記凹部を有しない領域における前記表皮層と前記熱可塑性樹脂層との界面を超えて、前記熱可塑性樹脂層内に至る深さの凹部を形成する工程、
を有する、合成樹脂表皮材の製造方法。 - 前記JIS K 7244(1998年)に準拠して測定する160℃における貯蔵弾性率が2,000,000Pa以下のポリ塩化ビニル樹脂が、平均粒子径が5μm以下の非吸油性ポリ塩化ビニル樹脂粒子を含む、請求項6に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
- さらに、前記熱可塑性樹脂層と基布との間に、接着層を形成する工程を有する、請求項6又は請求項7に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
- 前記エンボス加工において、表皮層の、エンボスロールと接触する側の表面温度が90℃〜210℃の範囲である、請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
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