JPWO2018003666A1 - 自動車のインストルメントパネル表皮材およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、優美な外観と柔らかな立毛の手触りを有する自動車のインストルメントパネル表皮材とその製造方法を提供する。本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材は、平均単繊維直径０．３〜７μｍの極細繊維とポリウレタンを含み、前記極細繊維からなる立毛を有し、ＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法のキセノンアーク量が１１０ＭＪ／ｍ２条件で測定した耐光堅牢度のうち、グレースケール評価による退色が３．５級以上であり、ＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法の加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で測定したガラス曇り度が１０．０％以下であることを特徴とする。

Description

本発明は、優美な外観と柔らかな立毛の手触りを有する自動車のインストルメントパネル表皮材、およびその製造方法に関するものである。
主として自動車のインストルメントパネルの表皮材は耐久性の面からポリ塩化ビニル樹脂やポリオレフィン樹脂が用いられてきたが、樹脂製のインストルメントパネルは手触りが固く、また外観もありふれており、優美さを演出できていない。近年、自動車内装の多様化により、優美な外観を有し、柔らかな手触りを有する立毛インストルメントパネル表皮材が求められている。
このような優美な外観と柔らかな手触りを有する材料としては、極細繊維を用いた車両内装用素材が存在するが、車両シートやドア等には採用できるものの、インストルメントパネルは日光が直射する影響で、強い光に対しての耐久性が必要であり、通常の極細繊維を用いた素材は採用できなかった。また、直射日光の影響で高温になることから、インストルメントパネルから高温時に揮発する物質があると、フロントガラスが曇るフォギングという状態が発生し、安全性に問題があることから、耐高温性の無い樹脂や繊維加工薬剤等を用いることはできなかった。
極細繊維と高分子弾性体を用いた自動車内装材として、低分子量ポリウレタンおよびシリコーン樹脂からなる配合物をバインダーとして極細繊維立毛シートの少なくとも表面に付与し、耐光堅牢性を高めた自動車内装材が開示されている（特許文献１参照）。
また、低フォギング性の自動車内装材として、ヒンダードアミン系光安定剤を含有するスエード調人工皮革が開示されている（特許文献２参照）。また、インストルメントパネル表皮材として、本皮が採用されることがある。
特許第４１８８１２７号公報 特許第４３０４０１３号公報
特許文献１に記載の自動車内装材は、インストルメントパネルのように直射日光が強く当たる箇所の自動車内装表皮材に用いると、光によって変色、退色し、実用に耐えないという課題があった。
また、特許文献２に記載の自動車内装材は、含有量が５質量％を超えるとフォギングが発生する問題があり、また、５質量％以下ではインストルメントパネル表皮材としての耐光性を有していないといった課題があった。
また、本皮は、日光に対する耐久性に乏しく、また、立毛のある柔らかな手触りの表皮材はなかった。
すなわち、直射日光への耐久性があり、優美な外観と柔らかな立毛の手触りを有する自動車のインストルメントパネル表皮材は得られていないのが現状である。
本発明の目的は、直射日光への耐久性があり、優美な外観と柔らかな立毛の手触りを有する自動車のインストルメントパネル表皮材およびその製造方法を提供することにある。なお、本発明におけるインストルメントパネルとは自動車内装材のうち前面部にあるもので、地面に対して垂直または略垂直な面を含む部位のことを差す。例えば計器類周縁部やさらにその周囲のパネル部が挙げられる。
本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材は、平均単繊維直径０．３〜７μｍの極細繊維とポリウレタンを含み、前記極細繊維からなる立毛を有し、ＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法のキセノンアーク量が１１０ＭＪ／ｍ２条件で測定した耐光堅牢度のうち、グレースケール評価による退色が３．５級以上であり、ＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法の加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で測定したガラス曇り度が１０．０％以下であることを特徴とする。
また、本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材の好ましい様態によれば、前記ポリウレタンはポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする。
また、本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材の好ましい様態によれば、前記ポリウレタンが摂氏２０℃での蒸気圧が５．０×１０Ｅ−６Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を含み、前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン質量対比の含有量が０．０１〜５質量％であることを特徴とする。
また、本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材の好ましい様態によれば、前記ＵＶ吸収剤が摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下であることを特徴とする。
また、本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材の好ましい様態によれば、前記極細繊維の質量と前記ポリウレタンの質量を合計した質量対比で、シリコーンオイル０．０１〜５質量％含むことを特徴とする。
また、本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材の製造方法は、ポリウレタンに摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を添加する工程、ＵＶ吸収剤を添加したポリウレタンを極細繊維を含む繊維質基材に含浸付与するポリウレタン含浸付与工程を有し、前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン質量対比の含有量が０．０１〜５質量％であり、ポリウレタン含浸付与工程後に、シリコーンオイルを極細繊維質量とポリウレタン質量を合計した質量対比で０．０１〜５質量％ポリウレタン含浸付与した繊維質基材に付与する工程を含むことを特徴とする。
優美な外観と柔らかな立毛の手触りを有する自動車のインストルメントパネル表皮材を得ることができる。
本発明の自動車のインストルメントパネル表皮材は、平均単繊維直径０．３〜７μｍの極細繊維とポリウレタンを含み、前記極細繊維からなる立毛を有し、ＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法のキセノンアーク量が１１０ＭＪ／ｍ２条件で測定した耐光堅牢度のうち、グレースケール評価による退色が３．５級以上であり、ＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法の加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で測定したガラス曇り度が１０．０％以下である。
本発明で用いられる極細繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよびポリ乳酸などのポリエステル、６−ナイロンや６６−ナイロンなどのポリアミド、ポリアクリル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンおよび熱可塑性セルロースなどの溶融紡糸可能な熱可塑性樹脂からなる繊維を用いることができる。中でも、強度、寸法安定性および耐光性の点から、ポリエステル系繊維を用いることが好ましい。また、繊維質基材は、異なる素材の繊維が混合されて構成されることもできる。
本発明で用いられる極細繊維の横断面形状としては、丸断面でよいが、楕円、扁平、三角などの多角形、扇形および十字型などの異形断面の繊維を採用することができる。
本発明で用いられる極細繊維を含んでなる繊維質基材を構成する繊維の平均単繊維直径は、０．３〜７μｍである。平均単繊維直径を７μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下とすることにより、優れた柔軟性や立毛品位のインストルメントパネル表皮材を得ることができる。一方、平均単繊維直径を０．３μｍ以上、より好ましくは０．７μｍ以上、更に好ましくは１．０μｍ以上とすることにより、染色後の発色性やサンドペーパーなどによる研削など立毛処理時の束状繊維の分散性に優れ、柔らかな風合い、表面タッチに優れた表皮材を得ることができる。
また、繊維の平均単繊維直径が７μｍより大きくなると優れた表面タッチが得られず、インストルメントパネル表皮材の風合いが硬化する。また、繊維の平均単繊維直径が０．３μｍより小さくなると、繊維が弱く、立毛が少なくなり、良好な表面品位が得られない。
繊維質基材を構成する繊維の平均単繊維直径は、次のようにして求めることができる。すなわち、繊維の断面が円形または円形に近い楕円形の場合は、表皮材の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を倍率２０００倍で撮影し、繊維をランダムに１００本選び、単繊維径を測定して平均単繊維直径を算出して平均単繊維直径とする。
本発明で用いられる極細繊維からなる表皮材の形態としては、不織布等を採用することができる。不織布は、表面起毛処理した際の表皮材の表面品位が良好であることから好ましい。
不織布としては、短繊維不織布および長繊維不織布のいずれも用いられるが、風合いや品位の点では短繊維不織布が好ましく用いられる。
短繊維不織布における短繊維の繊維長は、２５〜９０ｍｍであることが好ましい。繊維長を２５ｍｍ以上とすることにより、絡合により耐摩耗性に優れた表皮材を得ることができる。また、繊維長を９０ｍｍ以下とすることにより、より風合いや品位に優れたインストルメントパネル表皮材を得ることができる。繊維長は、より好ましくは３５ｍｍ以上であり、特に好ましくは４０ｍｍ以上である。また、繊維長はより好ましくは８０ｍｍ以下であり、特に好ましくは７０ｍｍ以下である。
極細繊維からなる場合、その不織布は極細繊維の束（極細繊維束）が絡合してなる構造を有するものであることが好ましい態様である。極細繊維が束の状態で絡合していることによって、インストルメントパネル表皮材の強度が向上する。このような態様の不織布は、極細繊維発現型繊維同士をあらかじめ絡合させて繊維質基材シートとした後に、極細繊維発現型繊維から極細繊維を発現させることによって得ることができる。
極細繊維あるいはその極細繊維束が不織布を構成する場合、その内部に強度を向上させる、および／または、加工時の寸法変化を抑える等の目的で、織物や編物を挿入させることができる。この場合、織物組織としては、平織、綾織および朱子織等が挙げられ、コスト面から平織が好ましく用いられる。また、編物組織としては、丸編、トリコットおよびラッセル等が挙げられる。このような織物や編物を構成する繊維の平均単繊維直径は、０．３〜１０μｍ程度であることが好ましい。
本発明で用いられるポリウレタン樹脂は、溶剤に溶解させたポリウレタンや水分散型のポリウレタンを用いることができる。例えば、溶液型ポリウレタン樹脂（ＤＩＣ株式会社製“クリスボン”（登録商標）ＭＰ−８１２ＮＢ）や、水性型ポリウレタン樹脂（ＤＩＣ株式会社製“ハイドラン”（登録商標）ＷＬＩ−６０２）等を用いることができる。
本発明の表皮材は、表皮材質量に対するポリウレタンの比率が、３質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは１５質量％以上であり、また、より好ましくは５５質量％以下である。ポリウレタンの比率を３質量％以上とすることにより、シート強度を得て、かつ繊維の脱落を防ぐことが容易にできる。また、ポリウレタンの比率を８０質量％以下とすることにより、風合いが硬くなることを防ぎ、良好な風合いを得ることができる。
ポリウレタンとしては、ポリマージオールと有機ジイソシアネートと鎖伸長剤との反応により得られるポリウレタンが好ましい。
ポリマージオールとしては、例えば、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリエーテル系、シリコーン系およびフッ素系のジオールを採用することができ、これらを組み合わせた共重合体を用いることもできる。また、耐加水分解性の観点からは、ポリカーボネート系およびポリエーテル系のジオールが好ましく用いられる。また、耐光性と耐熱性の観点からは、ポリカーボネート系およびポリエステル系のジオールが好ましく用いられる。さらに、耐加水分解性と耐熱性と耐光性のバランスの観点からは、好ましくはポリカーボネート系のジオールが好ましく用いられる。耐加水分解性と耐熱性と耐光性が低いジオールを使用すると、日光によりポリウレタンが劣化し、人の手による摩擦により表面が荒れ、ひどい場合には毛玉が発生し、長期使用に耐えない。
ポリカーボネート系ジオールは、アルキレングリコールと炭酸エステルのエステル交換反応、あるいはホスゲンまたはクロル蟻酸エステルとアルキレングリコールとの反応などによって製造することができる。
アルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオールおよび１，１０−デカンジオールなどの直鎖アルキレングリコールや、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールおよび２−メチル−１，８−オクタンジオールなどの分岐アルキレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオールなどの脂環族ジオール、ビスフェノールＡなどの芳香族ジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールなどが挙げられる。それぞれ単独のアルキレングリコールから得られるポリカーボネート系ジオールでも良く、２種類以上のアルキレングリコールから得られる共重合ポリカーボネート系ジオールのいずれも用いることができる。
ポリエステル系ジオールとしては、各種低分子量ポリオールと多塩基酸とを縮合させて得られるポリエステルジオールを挙げることができる。
低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，８−オクタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、および１，４−シクロヘキサンジメタノールから選ばれる一種または二種以上を使用することができる。また、ビスフェノールＡに各種アルキレンオキサイドを付加させた付加物も使用可能である。
また、多塩基酸としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびヘキサヒドロイソフタル酸から選ばれた一種または二種以上を挙げることができる。
ポリエーテル系ジオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、およびそれらを組み合わせた共重合ジオールを挙げることができる。
ポリマージオールの数平均分子量は、５００〜４０００であることが好ましい。数平均分子量を５００以上、より好ましくは１５００以上とすることにより、風合いが硬くなることを防ぐことができる。また、数平均分子量を４０００以下、より好ましくは３０００以下とすることにより、ポリウレタンとしての強度を維持することができる。
有機ジイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、およびキシリレンジイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネートや、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびトリレンジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネートが挙げられ、またこれらを組み合わせて用いることもできる。中でも、耐光性の観点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートおよびイソフォロンジイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネートが好ましく用いられる。
鎖伸長剤としては、エチレンジアミンおよびメチレンビスアニリン等のアミン系の鎖伸長剤、およびエチレングリコール等のジオール系の鎖伸長剤を用いることができる。また、ポリイソシアネートと水を反応させて得られるポリアミンを鎖伸長剤として用いることもできる。
ポリウレタンには、耐水性、耐摩耗性および耐加水分解性等を向上する目的で架橋剤を併用することができる。架橋剤は、ポリウレタン樹脂に対し、第３成分として添加する外部架橋剤でもよく、また、ポリウレタン分子構造内に予め架橋構造となる反応点を導入する内部架橋剤も用いることができる。ポリウレタン分子構造内により均一に架橋点を形成することができ、柔軟性の減少を軽減できる観点から、内部架橋剤を用いることが好ましい。
架橋剤としては、イソシアネート基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、エポキシ基、メラミン樹脂、およびシラノール基などを有する化合物を用いることができる。ただし、架橋が過剰に進むとポリウレタンが硬化してインストルメントパネル表皮材の風合いも硬くなる傾向にあるため、反応性と柔軟性とのバランスの点ではシラノール基を有する化合物が好ましく用いられる。
また、本発明で用いられるポリウレタンは、分子構造内に親水性基を含有させることができる。分子構造内に親水性基を有することにより、水分散型ポリウレタン樹脂を使用する際には、その分散性と安定性を向上させることができる。
上記の親水性基としては、例えば、４級アミン塩等のカチオン系、スルホン酸塩やカルボン酸塩等のアニオン系、ポリエチレングリコール等のノニオン系、およびカチオン系とノニオン系の組み合わせ、およびアニオン系とノニオン系の組み合わせのいずれの親水性基も採用することができる。中でも、光による黄変や中和剤による弊害の懸念のないノニオン系の親水性基が特に好ましく用いられる。
すなわち、アニオン系の親水性基の場合は中和剤が必要となるが、例えば、中和剤がアンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリメチルアミンおよびジメチルエタノールアミン等の第３級アミンである場合は、製膜や乾燥時の熱によってアミンが発生して揮発し、このアミンが系外に放出される。そのため、大気放出や作業環境の悪化を抑制するために、揮発するアミンを回収する装置の導入が必須となる。また、アミンが加熱によって揮発せずに最終製品であるインストルメントパネル表皮材中に残留した場合、製品の焼却時等に環境へ排出されることも考えられる。これに対し、ノニオン系の親水性基の場合は、中和剤を使用しないためアミン回収装置を導入する必要はなく、アミンのインストルメントパネル表皮材中への残留の心配もない。
また、中和剤が水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウム等のアルカリ金属、またはアルカリ土類金属の水酸化物等である場合、ポリウレタン部分が水に濡れるとアルカリ性を示すこととなるが、ノニオン系の親水性基の場合は中和剤を使用しないため、ポリウレタン樹脂の加水分解による劣化を心配する必要もない。
ポリウレタン樹脂には、各種の添加剤、例えば、カーボンブラックなどの顔料、リン系、ハロゲン系、シリコーン系および無機系などの難燃剤、フェノール系、イオウ系およびリン系などの酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系およびオキザリックアシッドアニリド系などの紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系やベンゾエート系などの光安定剤、ポリカルボジイミドなどの耐加水分解安定剤、可塑剤、帯電防止剤、界面活性剤、柔軟剤、撥水剤、凝固調整剤、染料、防腐剤、抗菌剤、消臭剤、セルロース粒子等の充填剤、およびシリカや酸化チタン等の無機粒子などを含有させることができる。
本発明のインストルメントパネル表皮材はＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法のキセノンアーク量が１１０ＭＪ／ｍ２条件で測定した耐光堅牢度のうち、グレースケール評価による退色が３．５級以上であることが重要である。３．５級より小さいと、実使用において日光により変色、退色が発生し、日光の当たった箇所のみ色が変わってしまう問題が発生する。インストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は好ましくは４．０級以上、より好ましくは４．５級以上である。
また、本発明のインストルメントパネル表皮材はＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法の加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で測定したガラス曇り度が１０．０％以下であることが重要である。ガラス曇り度が１０．０％より大きいと、実使用においてフロントガラスに曇りが発生し、運転時に前方の視界が確保できず危険である。ガラス曇り度は好ましくは６．５％以下、より好ましくは５％以下である。
インストルメントパネル表皮材に含まれるポリウレタンには摂氏２０℃での蒸気圧が５．０×１０Ｅ−６Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を含むことが好ましい。ＵＶ吸収剤を含まない場合、日光によりポリウレタンが劣化し、人の手による摩擦により表面が荒れ、ひどい場合には毛玉が発生し、長期使用に耐えない場合がある。また、日光により変色、退色が発生し、日光の当たった箇所のみ色が変わってしまう問題が発生する場合がある。また、前記ＵＶ吸収剤は摂氏２０℃での蒸気圧が５．０×１０Ｅ−６Ｐａ以下であることが好ましい。摂氏２０℃での蒸気圧が５．０×１０Ｅ−６Ｐａより大きいと、インストルメントパネル表皮材に日光が当たった際にＵＶ吸収剤が揮発し、ＵＶ吸収剤を含まない場合と同様にポリウレタンの劣化が発生し、長期使用に耐えない場合がある。ＵＶ吸収剤は摂氏２０℃での蒸気圧は好ましくは、１．０×１０Ｅ−６Ｐａ以下、より好ましくは５．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下である。
ＵＶ吸収剤の添加量は、ＵＶ吸収剤の質量がポリウレタン質量対比で０．０１質量％以上５質量％以下が好ましい。０．０１質量％より小さいと十分な紫外線吸収効果が得られず、ポリウレタンの劣化が発生する場合がある。５質量％より大きいとポリウレタンの柔軟な風合いが損なわれ、インストルメントパネル表皮材表面のタッチが悪化する場合があるばかりか、ガラス曇りが発生する可能性が高まる場合がある。ＵＶ吸収剤の添加量は、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは、０．１０質量％以上である。また、ＵＶ吸収剤の添加量は、好ましくは４．５質量％以下、より好ましくは、４．０質量％以下である。
本発明のインストルメントパネル表皮材は極細繊維質量とポリウレタン質量を合計した質量対比で、シリコーンオイルを０．０１質量％以上、５質量％以下の含有量で含むことが好ましい。ＵＶ吸収剤を含むポリウレタンの表面をシリコーンオイルでコーティングすることで、実使用において日光が当たった際に、ポリウレタンの内部からのＵＶ吸収剤の揮発を抑制することができる。シリコーンオイルの含有量が０．０１質量％より小さいと、ＵＶ吸収剤の揮発を抑制できず、ポリウレタンの劣化が起こるばかりか、ガラス曇りが発生する場合がある。シリコーンオイルの含有量が５質量％より大きいと、インストルメントパネル表皮材表面のオイル感が強くなり、極細繊維の良好な表面タッチが損なわれ、インストルメントパネル表皮材の表面タッチが悪化する場合がある。シリコーンオイルの含有量は好ましくは、０．０５質量％以上であり、より好ましくは０．１０質量％以上である。また、シリコーンオイルの含有量は好ましくは、４．５質量以下であり、より好ましくは４．０質量％以下である。
次に、本発明の表皮材の製造方法について述べる。本発明の製造方法は、平均単繊維直径０．３〜７μｍの極細繊維とポリウレタンを含み、前記極細繊維からなる立毛を有し、前記ポリウレタンに摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を添加し、極細繊維を含む繊維質基材に含浸付与する製造方法であって、前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン質量対比の含有量が０．０１〜５質量％であり、ポリウレタン含浸付与後に、シリコーンオイルを極細繊維質量とポリウレタン質量を合計した質量対比で０．０１〜５質量％付与する、自動車のインストルメントパネル表皮材の製造方法である。
本発明の表皮材は、極細繊維を含む繊維質基材にポリウレタンを付与する。繊維質基材の極細繊維を形成する手段は、極細繊維発現型繊維を用いることが好ましい。極細繊維発現型繊維を用いることにより、極細繊維束が絡合した形態を安定して得ることができる。
極細繊維発現型繊維としては、溶剤溶解性の異なる２成分の熱可塑性樹脂を海成分と島成分とし、海成分を溶剤などを用いて溶解除去することによって島成分を極細繊維とする海島型繊維や、２成分の熱可塑性樹脂を繊維断面に放射状または多層状に交互に配置し、各成分を剥離分割することによって極細繊維に割繊する剥離型複合繊維などを採用することができる。なかでも、海島型繊維は、海成分を除去することによって島成分間、すなわち極細繊維間に適度な空隙を付与することができるので、インストルメントパネル表皮材の柔軟性や風合いの観点からも好ましく用いられる。
海島型繊維には、海島型複合用口金を用い、海成分と島成分の２成分を相互配列して紡糸する海島型複合繊維や、海成分と島成分の２成分を混合して紡糸する混合紡糸繊維などがある。均一な繊度の極細繊維が得られる点、また十分な長さの極細繊維が得られインストルメントパネル表皮材の強度にも資する点からは、海島型複合繊維が好ましく用いられる。
海島型繊維の海成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびナトリウムスルホイソフタル酸やポリエチレングリコールなどを共重合した共重合ポリエステルおよびポリ乳酸などを用いることができる。なかでも、環境配慮の観点から、有機溶剤を使用せずに分解可能なアルカリ分解性のナトリウムスルホイソフタル酸やポリエチレングリコールなどを共重合した共重合ポリエステルやポリ乳酸が好ましい。
海島型繊維を用いた場合の脱海処理は、繊維質基材へのポリウレタンの付与前に行うことが好ましい。ポリウレタン付与後に脱海処理を行うと、極細繊維と極細繊維の間にポリウレタンが存在し、極細繊維同士を均一に分散させることができない場合がある。一方、ポリウレタン付与前に脱海処理を行うと、繊維が均一に分散することにより良好な表面品位が得られ、表面タッチのムラが容易になくなる。また、極細繊維に直接ポリウレタンが密着する構造となって極細繊維を強く把持できることから、インストルメントパネル表皮材の耐摩耗性がより良好となる。
脱海処理は、溶剤中に海島型繊維を浸漬し窄液する、または、繊維質基材に脱海に必要な溶剤を付与した後に加熱処理を行い、洗いによって海成分を除去する方法等で行うことができる。海成分を溶解する溶剤としては、海成分がポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリスチレンの場合にはトルエンやトリクロロエチレンなどの有機溶剤を用い、海成分が共重合ポリエステルやポリ乳酸の場合には水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を用いることができる。工程の環境配慮の観点からは、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液での脱海処理が好ましい。
極細繊維発現を行う前に繊維質基材に一時的な補強材としてポリビニルアルコール等の水溶性樹脂を付与することができる。補強材は一時的にシート形状を保つことができれば特に限定は無いが、ポリウレタンを付与した後に抽出除去できるものが好ましい。また、極細繊維発現後の繊維質基材に水溶性樹脂を付与することも可能である。極細繊維発現後に水溶性樹脂を付与する場合、風合いが柔軟になる効果が得られる場合がある。
繊維質基材へのポリウレタンの付与方法としては、繊維質基材にポリウレタン溶液を含浸する方法が好ましい。含浸付与することで、繊維質基材の隅々までポリウレタンを付与できることから、表皮材の表面品位がより均一になる。ポリウレタンの凝固方法としては含浸後に、水溶液または有機溶媒水溶液中に浸漬してポリレタンを凝固させる湿式凝固方法、ポリウレタン溶液を含浸後、乾燥して凝固させる乾式凝固方法、およびポリウレタン溶液を含浸後、湿熱処理によってポリレタンを感熱凝固させる方法等が挙げられる。
ポリウレタン溶液に用いられる溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトンおよび水等を用いることができる。また、高分子弾性体溶液には、必要に応じて顔料、酸化防止剤等を添加してもよい。
前記ポリウレタン液には、摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を添加することが重要である。前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン溶液に溶解または分散させ、ポリウレタンの凝固時にポリウレタン凝固物の内部に存在させることが好ましい。ポリウレタン凝固後にＵＶ吸収剤を付与すると、ポリウレタン凝固物の表面に付着し、短期的なＵＶ吸収効果しか得られず、長期的に十分な耐光性が得られない。
また、繊維質基材にポリウレタンを含浸凝固した後のシートに、シリコーンオイルを付与することが好ましい。ＵＶ吸収剤を内部に含んだポリウレタン凝固物の表面をシリコーンオイルで覆うことにより、日光により温度が上昇したときに、ポリウレタン凝固物内部からのＵＶ吸収剤のブリードを防ぎ、より長期的に十分な耐光性が得られる。シリコーンオイルの付与方法は、シリコーンオイル液にシートを含浸する方法や、スプレーによって噴射して付与する方法、および後述する起毛処理や染色後にシリコーンオイルを含有する液にシートを含浸または浸漬する方法があるが、より均一に付与するためにはシリコーンオイル液にシートを含浸して付与する方法が好ましい。
シリコーンオイルはポリウレタンの凝固後、すぐに付与することが好ましい。ポリウレタンの凝固後にポリウレタン凝固物が加熱されることにより、ポリウレタン凝固物内部からＵＶ吸収剤のブリードが起き、シリコーンオイルによる表面カバー効果が低くなり、良好な耐光性が得られにくい。たとえば、水中でポリウレタンを凝固した場合は、水分を乾燥するための加熱前にシリコーンオイルを付与することが好ましい。
インストルメントパネル表皮材の表面に立毛を形成するために、起毛処理を行う。起毛処理は、サンドペーパーやロールサンダーなどを用いて、研削する方法などにより施すことができる。シートにシリコーンオイルを付与した後に立毛を形成する場合、シリコーンオイルの滑り効果により、立毛状態が変化することがある。付与するシリコーンオイルの滑り効果を調整することが好ましい。滑り効果はシリコーンオイルの種類、付与量により適宜調整が可能である。
インストルメントパネル表皮材は、染色することがでる。染色方法としては、インストルメントパネル表皮材を染色すると同時に揉み効果を与えてインストルメントパネル表皮材を柔軟化することができることから、液流染色機を用いることが好ましい。
染色温度は、繊維の種類にもよるが、８０〜１５０℃の範囲であることが好ましい。染色温度を８０℃以上、より好ましくは１００℃以上とすることにより、繊維への染着を効率良く行わせることができる。一方、染色温度を１５０℃以下、より好ましくは１３０℃以下とすることにより、ポリウレタンの劣化を防ぐことができる。
本発明で用いられる染料は、繊維質基材を構成する繊維の種類にあわせて選択することができる。例えば、ポリエステル系繊維であれば分散染料を用いることができ、ポリアミド系繊維であれば酸性染料や含金染料を用いることができ、更にそれらの組み合わせを用いることができる。分散染料で染色した場合は、染色後に還元洗浄を行ってもよい。
また、染色時に染色助剤を使用することも好ましい態様である。染色助剤を用いることにより、染色の均一性や再現性を向上させることができる。また、染色と同浴または染色後に、柔軟剤、帯電防止剤、撥水剤、難燃剤、耐光剤および抗菌剤等を用いた仕上げ剤処理を施すことができる。前述したように、このときにシリコーンオイルを付与することもできる。
次に、本発明のインストルメントパネル表皮材とその製造方法について、実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
［評価方法］
（１）平均単繊維直径：
平均単繊維直径は、繊維質基材またはインストルメントパネル表皮材の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を倍率２０００倍で撮影し、極細繊維をランダムに１００本選び、単繊維直径を測定して平均値を計算することにより算出した。
繊維質基材またはインストルメントパネル表皮材を構成する極細繊維が異形断面の場合は、異形断面の外周円直径を単繊維直径として算出する。また、円形断面と異形断面が混合している場合、単繊維直径が大きく異なるものが混合している場合等は、それぞれの存在本数比率に応じたサンプリング数を計１００本となるように選び算出する。ただし、極細繊維あるいはその極細繊維束からなる不織布の他に補強用の織物や編物が挿入されているような場合には、当該補強用の織物や編物の繊維は、極細繊維の平均単繊維直径の測定においてサンプリング対象からは除外する。
（２）耐光堅牢度
ＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法（Ｂ法、第５露光法）に則り、キセノンアーク照射量が１１０ＭＪ／ｍ２になるように測定時間を調整した条件で照射を行った。キセノンアーク照射前、照射後の表皮材を比較し、グレースケール評価による変色退色を評価した。評価は１級から５級までを０．５級単位で行った。
（３）ガラス曇り度
ＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法に則り、加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で加熱を行った。ガラス曇り度は濁度計ＮＤＨ２０００（日本電色工業製）計を用いて、遮蔽率を評価した。
（４）表皮材の表面タッチ：
表皮材の表面タッチは、健康状態の良好な成人男性と成人女性各１０名ずつ、計２０名を評価者として、表皮材の表面を手で撫でて離すことを３回繰り返し、官能評価によって表面タッチを下記のように５段階評価し、最も多かった評価を表面タッチとした。表面タッチは、３級〜５級を適正な風合いとした。
５級：表皮材は非常に滑らかである。
４級：５級と３級の間の評価である。
３級：表皮材は指先への引っかかりがあるものの、滑らかである。
２級：３級と１級の間の評価である。
１級：表皮材はざらついている。
（５）インストルメントパネル表皮材の外観品位：
インストルメントパネル表皮材の外観品位は、健康状態の良好な成人男性と成人女性各１０名ずつ、計２０名を評価者として、目視と官能評価によって下記のように５段階評価し、最も多かった評価を外観品位とした。外観品位は、３級〜５級を良好とした。
５級：均一な繊維の立毛があり、外観は良好である。
４級：５級と３級の間の評価である。
３級：立毛にややバラツキがあるが、外観はまずまず良好である。
２級：３級と１級の間の評価である。
１級：全体的に立毛が不均一で、外観は不良である。
［実施例１］
（繊維質基材用の不織布）
海成分として、５−スルホイソフタル酸ナトリウムを８ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレートを用い、島成分として、ポリエチレンテレフタレートを用い、海成分が４５質量％、島成分が５５質量％の複合比率で、島数３６島／１フィラメント、平均単繊維直径１７μｍの海島型複合繊維を得た。得られた海島型複合繊維を繊維長５１ｍｍにカットしてステープルとし、カードおよびクロスラッパーを通して繊維ウェブを形成し、ニードルパンチ処理により、不織布とした。このようにして得られた不織布を、９８℃の温度の湯中に２分間浸漬させて収縮させ、１００℃の温度で５分間乾燥させ、繊維質基材用不織布（シート）とした。
（ポリビニルアルコールの付与）
繊維質基材用不織布（シート）に５０℃の温度に調整した濃度１２質量％ポリビニルアルコール水溶液を含浸し、１２０℃の温度の乾燥機で乾燥を行った。
（脱海処理）
ポリビニルアルコールを付与した繊維質基材用不織布（シート）を９５℃の温度に加熱した濃度１０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して３０分間処理を行い、海島型複合繊維の海成分を除去した極細繊維を含む脱海シート（繊維質基材）を得た。
（高分子弾性体の付与）
固形分濃度１２質量％に調整したポリカーボネート系ポリウレタン樹脂のＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）溶液に、摂氏２０℃での蒸気圧が４．７×１０Ｅ−６ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）をポリウレタン樹脂の固形分に対して３質量％になるように添加し、よく攪拌した後に、脱海シート（繊維質基材）に含浸し、ＤＭＦ濃度３０質量％の水溶液中でポリウレタンを凝固させた。その後、ポリビニルアルコールおよびＤＭＦを７０℃の水中で除去した後に、濃度１質量％に調整したシリコーンオイルエマルジョン液を含浸し、繊維質量とポリウレタン質量の合計質量に対し、シリコーンオイル付与量が０．１質量％になるように付与した。
続いて、１１０℃の温度で１０分間熱風乾燥することにより、不織布のポリエステル成分質量に対するポリウレタン樹脂の質量が３０質量％となるようにポリウレタン樹脂を付与したシート状物を得た。
（半裁、起毛、染色、還元洗浄）
上記の繊維質基材にポリウレタン樹脂を付与したシート状物を厚さ方向に半裁し、半裁面と反対の表面を２４０メッシュのエンドレスサンドペーパーを用いた研削によって起毛処理を施した後、サーキュラー染色機を用いて分散染料により染色し還元洗浄を行い、インストルメントパネル表皮材を得た。得られたインストルメントパネル表皮材に含まれる極細繊維の単繊維直径は３．０μｍであった。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．０級であり、ガラス曇り度は９．５％であった。また、得られた表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例２］
（高分子弾性体の付与）
ＵＶ吸収剤の添加量を０．０１質量％にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は３．５級であり、ガラス曇り度は９．３％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例３］
（高分子弾性体の付与）
ＵＶ吸収剤の添加量を５．０質量％にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．５級であり、ガラス曇り度は９．２％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例４］
（高分子弾性体の付与）
添加するＵＶ吸収剤を摂氏２０℃での蒸気圧が７．５×１０Ｅ−７ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．０級であり、ガラス曇り度は６．９％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例５］
（高分子弾性体の付与）
添加するＵＶ吸収剤を摂氏２０℃での蒸気圧が２．０×１０Ｅ−１０ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．０級であり、ガラス曇り度は４．７％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例６］
（高分子弾性体の付与）
添加するＵＶ吸収剤を摂氏２０℃での蒸気圧が６．０×１０Ｅ−１３ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．５級であり、ガラス曇り度は３．５％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例７］
実施例１と同様にして得られた海島型繊維の１フィラメント中の島成分が１００島であったこと以外は、実施例１と同様の方法でインストルメントパネル表皮材を得た。得られたインストルメントパネル表皮材に含まれる極細繊維の単繊維直径は０．３μｍであった。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は３．５級であり、ガラス曇り度は８．９％であった。また、得られた表皮材の表面タッチは５級であり、外観品位は３級と良好であった。
［実施例８］
実施例１と同様にして得られた海島型繊維の１フィラメント中の島成分が８島であったこと以外は、実施例１と同じ方法でインストルメントパネル表皮材を得た。得られたインストルメントパネル表皮材に含まれる極細繊維の単繊維直径は７．０μｍであった。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は５．０級であり、ガラス曇り度は９．１％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは３級であり、外観品位は３級と良好であった。
［実施例９］
（高分子弾性体の付与）
実施例１と同様にポリウレタンを凝固させた。その後、ポリビニルアルコールおよびＤＭＦを７０℃の水中で除去した後に、濃度２質量％に調整したシリコーンオイルエマルジョン液を含浸し、繊維質量とポリウレタン質量の合計質量に対し、シリコーンオイル付与量が５．０質量％になるように付与した以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は４．０級であり、ガラス曇り度は９．２％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは３級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例１０］
（高分子弾性体の付与）
実施例１と同様にポリウレタンを凝固させた。その後、ポリビニルアルコールおよびＤＭＦを７０℃の水中で除去した後に、濃度０．０５質量％に調整したシリコーンオイルエマルジョン液を含浸し、繊維質量とポリウレタン質量の合計質量に対し、シリコーンオイル付与量が０．０１質量％になるように付与した以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は３．５級であり、ガラス曇り度は９．９％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級と良好であった。
［実施例１１］
（高分子弾性体の付与）
実施例１と同様にポリウレタンを凝固させた。その後、ポリビニルアルコールおよびＤＭＦを７０℃の水中で除去後に、シリコーンオイルを付与しなかった。
（半裁、起毛、染色、還元洗浄）
シート状物を厚さ方向に半裁し、起毛処理を施した後、サーキュラー染色機を用いて分散染料により染色し還元洗浄を行い、仕上げ剤処理としてシリコーンオイルエマルジョン液を繊維質量とポリウレタン質量の合計質量に対し、シリコーンオイル付与量が０．１質量％になるように付与した以外は実施例１と同様にしてインストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は３．５級であり、ガラス曇り度は９．５％であった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは３級であり、外観品位は４級と良好であった。
［比較例１］
（高分子弾性体の付与）
添加するＵＶ吸収剤を摂氏２０℃での蒸気圧が１．５×１０Ｅ−４ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）にした以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られた表皮材の耐光堅牢度は３．０級であり、ガラス曇り度は１２．０％であり、インストルメントパネルとして適用できないものであった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級であった。
［比較例２］
（繊維質基材用の不織布、脱海処理）
（高分子弾性体の付与）
添加するＵＶ吸収剤を摂氏２０℃での蒸気圧が１．５×１０Ｅ−４ＰａであるＵＶ吸収剤（東京化成工業株式会社製）にした以外は、実施例１と同様にポリウレタンを凝固させた。その後、ポリビニルアルコールおよびＤＭＦを７０℃の水中で除去した後に、シリコーンオイルを付与しなかった以外は実施例１と同様にして、インストルメントパネル表皮材を得た。
（表皮材の評価）
得られた表皮材の耐光堅牢度は３．０級であり、ガラス曇り度は１８．０％であり、インストルメントパネルとして適用できないものであった。また、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は４級であった。
［比較例３］
実施例１と同様にして得られた海島型繊維の１フィラメント中の島成分が６島であったこと以外は、実施例１と同じ方法でインストルメントパネル表皮材を得た。得られたインストルメントパネル表皮材に含まれる極細繊維の単繊維直径は７．２μｍであった。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は５．０級であり、ガラス曇り度は９．６％であったが、得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは２級であり、外観品位は２級と良好な表面状態は得られなかった。
［比較例４］
実施例１と同様にして得られた海島型繊維の１フィラメント中の島成分が１５０島であったこと以外は、実施例１と同じ方法でインストルメントパネル表皮材を得た。得られたインストルメントパネル表皮材に含まれる極細繊維の単繊維直径は０．２μｍであった。
（表皮材の評価）
得られたインストルメントパネル表皮材の耐光堅牢度は３．０級であり、インストルメントパネルとして適用できないものであった。ガラス曇り度は８．８％であった。得られたインストルメントパネル表皮材の表面タッチは４級であり、外観品位は２級であった。
上記の各実施例と比較例で得られたインストルメントパネル表皮材の評価結果を、まとめて表１に示す。
Figure 2018003666

Claims (6)

  1. 平均単繊維直径０．３〜７μｍの極細繊維とポリウレタンを含み、前記極細繊維からなる立毛を有し、ＪＩＳ Ｌ０８４３：２００６耐光堅牢度測定法のキセノンアーク量が１１０ＭＪ／ｍ２条件で測定した耐光堅牢度のうち、グレースケール評価による退色が３．５級以上であり、ＩＳＯ ６４５２：２００７ガラス曇り評価方法の加熱温度１００℃、加熱時間２０時間の条件で測定したガラス曇り度が１０．０％以下であることを特徴とする自動車のインストルメントパネル表皮材。
  2. 前記ポリウレタンはポリカーボネート系ポリウレタンであることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のインストルメントパネル表皮材。
  3. 前記ポリウレタンが摂氏２０℃での蒸気圧が５．０×１０Ｅ−６Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を含み、前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン質量対比の含有量が０．０１〜５質量％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車のインストルメントパネル表皮材。
  4. 前記ＵＶ吸収剤が摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下であることを特徴とする、請求項３に記載の自動車のインストルメントパネル表皮材。
  5. 前記極細繊維の質量と前記ポリウレタンの質量を合計した質量対比で、シリコーンオイル０．０１〜５質量％含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車のインストルメントパネル表皮材。
  6. 請求項１〜５に記載の自動車のインストルメントパネル表皮材の製造方法であって、ポリウレタンに摂氏２０℃での蒸気圧が１．０×１０Ｅ−７Ｐａ以下のＵＶ吸収剤を添加する工程、ＵＶ吸収剤を添加したポリウレタンを極細繊維を含む繊維質基材に含浸付与するポリウレタン含浸付与工程を有し、前記ＵＶ吸収剤はポリウレタン質量対比の含有量が０．０１〜５質量％であり、ポリウレタン含浸付与工程後に、シリコーンオイルを極細繊維質量とポリウレタン質量を合計した質量対比で０．０１〜５質量％ポリウレタン含浸付与した繊維質基材に付与する工程を含むことを特徴とする、自動車のインストルメントパネル表皮材の製造方法。
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