JP6696061B2 - 車両インストルメントパネル表皮材および基材への接合方法 - Google Patents
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Description
従来より、基材と表皮材の接着は、一体化成形直前に、基材面に溶液型接着剤をスプレーし、加熱下に基材表面と表皮材を合体し一体化することが行われている。
例えば、特許第4095972号公報(特許文献1)には、特定の溶融粘度を有するアモルファス―ポリ(α―オレフィン)と、特定の軟化点と融点を有するポリプロピレン系ワックス(さらに粘着付与剤樹脂が含まれていてもよい)を必須成分とするホットメルト接着剤を、自動車内装表皮材の裏面に予め塗布した自動車内装用プレコート表皮材が記載されている。
特許文献2に開示された技術は、エラストマーを含むポリオレフィン系樹脂からなり、特定範囲の吸熱ピークと引張り伸びを有する架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を、車両用内装材として使用するものである。
ところが、車両インストルメントパネルに熱硬化性の溶液タイプの接着剤を適用すると、熱硬化性のために消費期限が限られてしまうことや、接着剤をプレコート後に残留溶剤による膨潤により、表皮材にカールが発生するという問題がある。
この点、本発明における接着剤は硬化剤を用いないために消費期限を大幅に伸ばすことができ、しかも、無溶剤のためにカールのないフラットな表皮材を提供することが可能になるものであり、前記特許文献2に開示されたエラストマーの含まれている発泡体では溶剤の吸収が著しく無溶剤でないとフラットな表皮材を製造することができないものでは明らかに優れている。
すなわち、本発明によれば、樹脂シートからなる表皮外層、ポリオレフィン樹脂発泡体シートからなる中間層、および接着剤層からなる内層から構成された積層構造を有する車両インストルメントパネル表皮材において、
前記接着剤層が、
(A)結晶性プロピレン系ポリマー
(B)有機酸塩、リン酸類、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類、多価アミド成分、ソルビトール類およびそれらの対応する誘導体からなる群より選択された少なくとも1種の核剤、
(C)オレフィン系ワックス、および、
(D)少なくとも1種の粘着付与剤、
からなることを特徴とする車両インストルメントパネル表皮材が提供される。
前記接着剤層が、
(A)少なくとも1種のポリマー成分であって、該ポリマー成分の総重量に基づいて少なくとも65重量%のプロピレンを重合形態で含有する結晶性ポリマー成分を30〜94.89重量%、
(B)有機酸塩、リン酸類、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類、多価アミド成分、ソルビトール類およびそれらの対応する誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の核剤を接着剤の重量に基づいて0.01〜3重量%、
(C)炭素原子数が12未満である少なくとも1種のオレフィン系不飽和ジカルボン酸無水物でグラフトされたワックスである少なくとも1種の官能基化ワックスを接着剤の重量に基づいて0.1〜15重量%、
(D)少なくとも1種の粘着付与剤を5〜60重量%、および、
(E)少なくとも1種の酸化防止剤を0〜5重量%、
からなり、目付け量が20〜200g/m2 、
である上記車両インストルメントパネル表皮材が提供される。
が40〜60である上記車両インストルメントパネル表皮材が提供される。
を主成分とし、硬さ(A硬度)が50〜95、厚さが0.3〜0.9mmである上記車両インストルメントパネル表皮材が提供される。
前記接着剤層として、
(A)結晶性プロピレン系ポリマー
(B)有機酸塩、リン酸類、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類、多価アミド成分、ソルビトール類およびそれらの対応する誘導体からなる群より選択された少なくとも1種の核剤、
(C)オレフィン系ワックス、および、
(D)少なくとも1種の粘着付与剤、
からなる組成を採択したことにある。
他のモノマー成分としては、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等が使用できる。
なかでも、(A)成分としては、少なくとも1種のポリマー成分であって、該ポリマー成分の総重量に基づいて少なくとも65重量%のプロピレンを重合形態で含有するポリマー成分を30〜94.89重量%であるものが好適に使用される。
このプロピレン系ポリマーは、核剤と組み合わせて結晶化温度での硬化を接着性発現に利用するため、結晶性であることが必須となる。
有機酸塩としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸またはジカルボン酸などの有機酸の塩、例えば、コハク酸、グルタル酸、カプロン酸、モンタン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩もしくはアルミニウム塩、または安息香酸、アルキル安息香酸、ナフトエ酸、フェニル酢酸又は桂皮酸などの芳香族基を有するカルボン酸の同様の塩が挙げられる。
すなわち、インストルメントパネルは日光に当たるため、使用時に100℃程度まで温度が上がることが想定されるので、本発明で用いる熱可塑性のホットメルト接着剤は、温度上昇時100℃程度まで軟化しないことが求められる。また、高温成形後,温度下降時は速やかに接着力を発現することが求められる。このため、狭い温度範囲で核剤により結晶化を促進することは必須であり、プロピレン系重合体の結晶を微細化して球晶の発達を防ぐ核剤の中でもより結晶化を促進することは必須であり、プロピレン系重合体の結晶を微細化して球晶の発達を防ぐ核剤の中でもより結晶化を促進する核剤が用いられる。さらに、融点の比較的低い非晶質部分を均質化および微細化する核剤により、耐熱クリープ性が向上する。
エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類としては、例えば、「アクリン(R)」系列の製品群(ハニーウェル社製の市販品)、または「サルリン(R)」系列の製品群(デュポン社製の市販品)などのような対応する市販品が挙げられる。
多価アミド成分としては、芳香族または脂肪族のコア基に少なくとも2つのアミド官能基を有する化合物、具体例として、芳香族トリスアミド誘導体、例えば、1,3,5−ベンゼントリスアミド、N,N,N−トリス−tert−ブチル1,3,5−ベンゼントリカルボキサミド、N,N,N−n−ブチル−1,3,5−ベンゼンートリカルボキサイド、N,N,N−トリス−イソプロピル−1,3,5−ベンゼントリカルボキサミドが挙げられる。
核剤の別の好適な分類として、例えば、アロース、アルトロース、フルクトース、ガラクトース、グルコース、グロース、イドース、マンノース、ソルボース、タロース、タガトース、アラビノース、リボース、リブロース、キシロース、キシルロース、リキソース、エリトロース、トレオース、ソルビトール、およびキシリトールからなる糖または糖アルコールが挙げられる。
なかでも、ビス(4−プロピルベンジリデン)プロピルソルビトールなどのソルビトール類は、単に、プロピレン系重合体の結晶を微細化して球晶の発達を防ぐばかりでなく、融点の比較的低い非晶質部分を均質化および微細化するため、好ましく用いられる。
これらの(B)成分は、接着剤の重量に基づいて0.01〜3重量%の割合で用いられることが好ましい。
オレフィン系ワックスの融点は60〜120℃であることが好ましい。ワックスの融点は、ASTM D127に準拠する方法で測定することができる。オレフィン系ワックスの融点が120℃を超えると、ホットメルト接着剤が硬くなり、ホットメルト接着剤の湿潤接着性が低下する虞れがある。また、オレフィン系ワックスの融点が60℃未満であると、ホットメルト接着剤の凝集力が低下して、ホットメルト接着剤の湿潤接着性が低下する虞れがあり、より好ましいオレフィン系ワックスの融点は80〜110℃である。
粘着付与剤としては、テルペン樹脂水素化物(水添テルペン樹脂)などのテルペン樹脂、水素化石油樹脂、脂環族飽和炭化水素樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、C5系石油樹脂などの石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン系樹脂およびそれらの水素添加樹脂中の少なくとも一種の樹脂などが挙げられる。これらの中からASTM法E28で測定される環球式軟化点が約70℃〜150℃、好ましくは、約95℃〜130℃、特に好ましくは、約95℃〜105℃のものが用いられる。
また、前記接着剤層には、フェノール系、フォスファイト系、チオエーテル系などの酸化防止剤が5重量%以下の割合で含まれていてもよい。
発泡倍率が10倍未満では、硬くて本発明において要求されるソフトタッチにならず、また発泡倍率が30倍を超すと耐久性が不足するために好ましくない。
前記車両インストルメントパネルは、ポリプロピレンからなる基材に、前記表皮材の接着剤層を当接して、両者を接合して真空成形などによって一体化させて得られるものである。
真空成形には、凸引き真空成形と凹引き真空成形が知られているが、本発明においては、凹引き真空成形を採択し、高温での成形を行うことにより成形型の微細な凹凸等の形状を、一体成形後のインストルメントパネルの表面形状とすることができる。
なお、本発明は広義では真空成形に含まれる、圧空成形、真空・圧空成形、プラグアシスト真空成形などにも適用可能である。
その結果、前記表皮材の接着剤層面を、接着時に160〜200℃、好ましくは170〜180℃になるように加熱し、接着剤を塗工していないポリプロピレン製基材面を20〜70℃、好ましくは40〜60℃の加熱下に重ね合わせた状態で凹引き真空成形することによって、より一層、成形型に形成された微細な形状がそのまま表面形状として再現された車両インストルメントパネルが得られることが分かった。
実施例および比較例
厚み0.6mmで、硬さ(A硬度)88のTPOシートと、発泡倍率10倍、厚み3.0mm、エラストマー50%を含む配合のポリプロピレンフォームを加熱、積層、圧着し、表皮外層と中間層からなる、表皮材の構成部材を作成した。
ついで接着剤層を構成する結晶性プロピレン系ポリマーとして、プロピレン含量が85重量%超の単独重合体を、200℃での粘度が1,868mPa・sに達するまで分解したポリプロピレン78.8重量%、粘着付与剤として、石油樹脂(荒川化学工業製:「アルコンM-100」)19.7重量%、ワックスとして、マレイン酸変性ポリプロピレンワックス(イーストマンケミカル社製:「Epolene E43」マレイン酸含量3.4重量%)1重量%、核剤として、ジベンジリデンソルビトール系核剤(ミリケンケミカル社製:「ミラッドNX8000」)0.2重量%、酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤(BASF社製:「Irganox1010」)0.3重量%を常法により配合して、ホットメルトタイプの接着剤を作成した。
これを、前記表皮材構成部材の中間層面に、リバースコートにより目付量100g/m2塗布し、表皮材を作成した。この表皮材は、カールがなく、取扱い性に優れ、成形機装填時の作業性に問題がなく、また、硬さ(A硬度)が50でインストルメントパネル表皮に適した柔らかさであった。
この表皮材を凹引き真空成形機によって、表皮外層面を170℃、表皮材の接着剤層面を200℃に加熱し、接着時の表皮材の接着剤層面の温度を160℃として、接着剤を塗布していないポリプロピレン製基材接着面の温度を50℃に加熱し、これらを重ね合わせて凹引き真空成形し、接着と同時に基材面の絞を転写することによって、成形型の微細な形状がそのまま表面形状として再現された車両用インストルメントパネルを得ることができた。
別に耐熱クリープテストとして、このテストサンプルを所定の温度、時間放置した後、ポリプロピレン製基材と表皮材の接着剤層面の間をカッター等で剥離して100℃、荷重100gで90°剥離を行ない、24時間後にサンプルを取り出し5mm以上の剥離が無ければ合格とするところ、23℃×6か月、40℃×4か月、50℃×4か月ならびに60℃×2週間の条件で放置後においても、合格だった。
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率10倍、厚み3.0mm、エラストマーを含まない配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率10倍、厚み3.0mm、エラストマー50%を含む配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:75g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率10倍、厚み3.0mm、エラストマー50%を含む配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:50g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率10倍、厚み3.0mm、エラストマー30%を含む配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率15倍、厚み3.0mm、エラストマー30%を含む配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率15倍、厚み3.0mm、エラストマーを含まない配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
表皮外層:厚み0.6mm、硬さ(A硬度)88
中間層:発泡倍率25倍、厚み3.0mm、エラストマーを含まない配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
表皮外層:厚み0.55mm、硬さ(A硬度)95
中間層:発泡倍率25倍、厚み3.0mm、エラストマーを含まない配合のポリプロピレンフォーム
接着剤層の目付量:100g/m2
また、実施例1と同一条件でテストサンプルを作成したところ、ポリプロピレン製基材接着面の温度を20℃としたテストサンプルでは、実施例4と5については、耐熱クリープ性が「使用可能」レベルでやや劣る結果となったがこれ以外はすべて合格だった。
表皮外層および中間層の構成は上記実施例1と同じ構成であるが、接着剤層としてホットメルトタイプの接着剤(日立化成社製「YH−171−1P」)を用いて、実施例1と同じ条件で表皮材を作成したところ、得られた表皮材はカール性には問題なかったが、接着性の評価で耐熱クリープがNGとなった。
表皮外層および中間層の構成は上記実施例1と同じ構成であるが、接着剤層として溶剤系架橋タイプの接着剤(サンスター技研社製「ペンギンセメント#1951」)を目付量40g/m2用いて作成した表皮材は、カールしてしまい成形加工性に問題があった。また、40℃で2か月放置した後に成形すると初期接着力が大きく低下しNGだった。
表皮外層および中間層の構成は上記実施例2と同じ構成であるが、接着剤層として溶剤系架橋タイプの接着剤(サンスター技研社「ペンギンセメント#1951」)を目付量40g/m2用いて作成した表皮材は、カールが多少あり、成形加工性に問題が起きることがあった。また、40℃で2か月放置した後に成形すると初期接着力が大きく低下しNGだった。
Claims (6)
- 樹脂シートからなる表皮外層、ポリオレフィン樹脂発泡体シートからなる中間層、および接着剤層からなる内層から構成された積層構造を有する車両インストルメントパネル表皮材において、
前記接着剤層が、
(A)結晶性プロピレン系ポリマー
(B)有機酸塩、リン酸類、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類、多価アミド成分、ソルビトール類およびそれらの対応する誘導体からなる群より選択された少なくとも1種の核剤、
(C)オレフィン系ワックス、および、
(D)少なくとも1種の粘着付与剤、
からなることを特徴とする車両インストルメントパネル表皮材。 - 樹脂シートからなる表皮外層、ポリオレフィン樹脂発泡体シートからなる中間層、および接着剤層からなる内層から構成された積層構造を有する車両インストルメントパネル表皮材において、
前記接着剤層が、
(A)少なくとも1種のポリマー成分であって、該ポリマー成分の総重量に基づいて少なくとも65重量%のプロピレンを重合形態で含有するポリマー成分を30〜94.89重量%、
(B)有機酸塩、リン酸類、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー類、多価アミド成分、ソルビトール類およびそれらの対応する誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の核剤を接着剤の重量に基づいて0.01〜3重量%、
(C)炭素原子数が12未満である少なくとも1種のオレフィン系不飽和ジカルボン酸無水物でグラフトされたワックスである少なくとも1種の官能基化ワックスを接着剤の重量に基づいて0.1〜15重量%、
(D)少なくとも1種の粘着付与剤を5〜60重量%、および、
(E)少なくとも1種の酸化防止剤を0〜5重量%、
からなり、目付け量が20〜200g/m2 、
である請求項1記載の車両インストルメントパネル表皮材。 - 前記表皮材の硬さ(JIS K7215−1986のA硬度)が40〜60である請求項1または2記載の車両インストルメントパネル表皮材。
- 前記樹脂シートが、サーモプラスチックオレフィン(TPO)を主成分とし、硬さ(A硬度)が50〜95、厚さが0.3〜0.9mmである請求項1または2記載の車両インストルメントパネル表皮材。
- 前記ポリオレフィン樹脂発泡体シートが、エラストマーを30〜50重量%含む架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体で,厚さが2.5〜3.5mm、発泡倍率が10〜30倍である請求項1または2記載の車両インストルメントパネル表皮材。
- 請求項1または2記載の前記表皮材の接着剤層面を、接着時に160〜200℃になるように加熱し、接着剤を塗工していないポリプロピレン製基材面を20〜70℃の加熱下に重ね合わせた状態で凹引き真空成形することを特徴とする基材への車両インストルメントパネル表皮材の接合方法。
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JP2016123619A JP6696061B2 (ja) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 車両インストルメントパネル表皮材および基材への接合方法 |
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