JP2003238796A - シート状成形材料 - Google Patents
シート状成形材料Info
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Abstract
ビニルに代わるシート状成形材料を提供し、またスラッ
シュ成形によらなくても、同等の感触を有する自動車の
インストルメントパネルを提供し、またそのシート状成
形材料の製造方法を提供する。 【解決手段】熱可塑性ポリウレタン50〜95重量%と
アクリル系軟質樹脂50〜5重量%との混合樹脂からな
るシート状成形材料である。熱可塑性ポリウレタンはシ
ョアA硬度で65〜95の樹脂硬度であることが好まし
い。また、混合樹脂に、更に、可塑剤を配合するのが好
ましい。このシート状成形材料は真空成形又は圧空成形
で成形するのに適する。更に、本発明は、このシート状
成形材料を真空成形し、この真空成形物と骨材との間に
発泡体を配置してなる自動車用インストルメントパネル
である。
Description
材料の素材に用いる、熱可塑性ポリウレタンとアクリル
系軟質樹脂との混合樹脂を用いたシート状成形材料に関
する。
メントパネル、ドアなどには、従来軟質ポリ塩化ビニル
が一般的に使用されている。この軟質ポリ塩化ビニルは
様々な硬さのものがあって、一般的なフィルム用途の場
合はポリ塩化ビニル100重量部に可塑剤(フタル酸ジ
エチルヘキシル)を30〜50重量部配合した硬さのも
のであるが、自動車の車両内装材に用いる場合は可塑剤
を70〜100重量部配合したときの硬さのもの、すな
わち相当に軟らかいものが求められことがある。近年リ
サイクル問題で、軟質ポリ塩化ビニルに代えて、ランダ
ムポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル樹脂、水素添
加スチレン−ブタジエンラバーなどのポリオレフィン系
樹脂の使用が提案されている。
ルの場合、柔らかい感触で、手触りの良い、高級感のあ
るインストルメントパネルはスラッシュ成形によって成
形するのが普通である。すなわち、スラッシュ成形によ
って先ず表皮層を成形し、骨材を設置し、表皮材と骨材
の間にポリウレタンなどの発泡原液を注入し発泡させて
インストルメントパネルを製造している。このように、
スラッシュ成形を用いるのは、カレンダー成形や押出成
形で成形したシートを用いて製造したのでは感触の良い
インストルメントパネルを得るのが困難なことによる。
そのため、ポリ塩化ビニル又はポリ塩化ビニルとABS
樹脂との混合物で成形したシートにポリプロピレン発泡
体を一体化させてなるインストルメントパネルは、主に
中級の自動車のインストルメントパネルに用いられてい
る。硬質の合成樹脂素材で作られ発泡体層がないインス
トルメントパネルもあるが、これは主に、低価格の自動
車のインストルメントパネルに用いられている。
は圧空成形に適した、軟質ポリ塩化ビニルに代わるシー
ト状成形材料を提供し、またスラッシュ成形によらなく
ても、同等の手触り、感触を有する自動車のインストル
メントパネルを提供し、またそのシート状成形材料の製
造方法を提供することを目的とする。
可塑性ポリウレタン50〜95重量%とアクリル系軟質
樹脂50〜5重量%との混合樹脂からなるシート状成形
材料である。熱可塑性ポリウレタンはショアA硬度で6
5〜95の樹脂硬度であることが好ましい。また、混合
樹脂に、更に、可塑剤を配合するのが好ましい。このシ
ート状成形材料は真空成形又は圧空成形で成形するのに
適する。更に、本発明は、このシート状成形材料を真空
成形し、この真空成形物と骨材との間に発泡体を充填し
てなる自動車用インストルメントパネルである。
0〜95重量%とアクリル系軟質樹脂50〜5重量%と
の混合樹脂をカレンダー加工してシートに成形すること
を特徴とするシート状成形材料の製造方法である。この
カレンダー加工を円滑にするために、混合樹脂に(メ
タ)アクリル系重合体を配合したり、炭酸カルシウムを
配合してもよい。
可塑性ポリウレタン50〜95重量%とアクリル系軟質
樹脂50〜5重量%との混合樹脂からなる。この熱可塑
性ポリウレタンは、ジイソシアネート化合物と、ヒドロ
キシル基を2個以上有する化合物とを反応させて得るこ
とができる。中でも、長鎖ポリオール、ジイソシアネー
ト、鎖伸長剤から構成された、いわゆるソフトセグメン
トとハードセグメントからなるポリウレタン系熱可塑性
エラストマー(TPU)が好ましく使用できる。これら
はショアA硬度で65〜95の樹脂硬度、特に70〜8
0の樹脂硬度を有するものが好ましい。
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタリン
ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジシクロヘ
キシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソイア
ネートなどが用いられる。
合物としては、アジピン酸、フタル酸等の二塩基酸とエ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール等のグリコ
ールとの縮合反応物であるポリエステル系ポリオール;
エチレンカーボネート等のカーボネートとグリコーとの
反応物であるポリカーボネート系ポリオール;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、ポリエチレングリコール−ポリ
プロピレングリコール等のポリエーテル系ポリオール等
が用いられる。本発明のシート状成形材料においては、
その物性からポリエーテル系ポリオールを用いるのが好
ましい。また、ポリエーテル系ポリオールを原料とする
熱可塑性ポリウレタンは、耐老化性、カレンダー加工性
が良いので、この観点からも好ましい。
1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレング
リコール、ブタン1,2ジオール、ブタン1,3ジオー
ル、ブタン1,4ジオール、ブタン2,3ジオール、ヘ
キサンジオールなどの低分子多価アルコール、或いはジ
アミン、水が用いられる。
温で軟質ポリ塩化ビニルの如く柔軟性を示す樹脂であ
る。このアクリル系軟質樹脂は、多層構造重合体、すな
わち2種以上のアクリル系重合体がコア−シェル型の多
層構造を形成している重合体が好ましい。これらのアク
リル系軟質樹脂は、常温で良好な柔軟性を示し、屈曲耐
久性を有し、耐候性に優れている。
を示す。炭素数1〜12のアルキル基を持つ少なくとも
一種のアクリル酸アルキルエステル30〜99.9重量
%、炭素数1〜8のアルキル基を持つ少なくとも一種の
メタクリル酸アルキルエステル0〜70重量%、共重合
可能な不飽和単量体0〜30重量%、多官能架橋性単量
体及び/又は多官能性グラフト単量体0.1〜10重量
%からなる単量体混合物を重合してなるTgが30℃以
下である少なくとも1層の重合体層[A]10〜90重
量部と、炭素数1〜12のアルキル基を持つ少なくとも
一種のアクリル酸アルキルエステル30〜99重量%、
炭素数1〜8のアルキル基を持つ少なくとも一種のメタ
クリル酸アルキルエステル1〜70重量%、共重合可能
な不飽和単量体0〜30重量%からなる単量体混合物を
重合してなるTgが−20〜50℃である少なくとも1
層の重合体層[B]90〜10重量部との組合せからな
る多層構造重合体であり、且つ最外層が重合体層[B]
であるアクリル系軟質多層構造樹脂である。
数1〜8のアルキル基を持つアクリル酸アルキルエステ
ル60〜99.5重量%、共重合可能ビニル基を1個有
する単官能性単量体0〜39.5重量%、及びビニル基
又はビニリデン基を少なくとも2個有する多官能性単量
体0.5〜5重量%を重合して得られるゴム層30〜8
0重量部と、メタアクリル酸メチル40〜100重量
%、炭素数1〜8のアルキル基を持つアクリル酸アルキ
ルエステル0〜60重量%、及び共重合可能なビニル基
又はビニリデン基を有する単量体0〜20重量%を重合
して得られる硬質樹脂層20〜70重量部とから構成さ
れ、且つ最外層が硬質樹脂層であるアクリル系軟質多層
構造樹脂である。
す。(A)メチルメタクリレート80〜98.99重量
%、炭素数1〜8のアルキル基を持つアクリル酸アルキ
ルエステル1〜20重量%、多官能性グラフト剤0.0
1〜1重量%及び多官能性架橋剤0〜0.5重量%から
なる単量体混合物を重合してなる最内層の硬質重合体層
5〜30重量部;(B)炭素数1〜8のアルキル基を持
つアクリル酸アルキルエステル70〜99.5重量%、
メチルメタクリレート0〜30重量%、多官能性グラフ
ト剤0.5〜5重量%及び多官能性架橋剤0〜5重量%
からなる単量体混合物を重合してなる中間層の硬質重合
体層20〜45重量部;(C)メチルメタクリレート9
0〜99重量%及び炭素数1〜8のアルキル基を持つア
クリル酸アルキルエステル10〜1重量%からなる単量
体混合物を重合してなる最外層の硬質重合体層50〜7
5重量部からなり、平均粒度が0.01〜0.3μmの
アクリル系軟質多層構造樹脂である。
可塑性ポリウレタンとアクリル系軟質樹脂との配合割合
は、熱可塑性ポリウレタン50〜95重量%、アクリル
系軟質樹脂60〜5重量%、好ましくは熱可塑性ポリウ
レタン60〜90重量%、アクリル系軟質樹脂40〜1
0重量%、より好ましくは熱可塑性ポリウレタン70〜
90重量%、アクリル系軟質樹脂30〜10重量%であ
る。熱可塑性ポリウレタンが50重量%未満では引裂強
度が十分でなく、裂けやすく、一方熱可塑性ポリウレタ
ンが95重量%を越えると硬い感触となり好ましくな
く、またカレンダー加工の加工温度が高くなり分解する
支障がある。
脂との混合樹脂に可塑剤を配合すると、シートの柔軟
性、手触りを改善できる。また、可塑剤の配合は混合樹
脂のカレンダー加工の加工温度を下げることができ、そ
のため熱可塑性ポリウレタンの加工時の分解を抑制でき
る。可塑剤としては、フタル酸ジ2−エチルヘキシル、
フタル酸イソブチル、フタル酸ジイソデシルなどのフタ
ル酸エステル;トリメリット酸トリ−2エチルヘキシル
などのトリメリット酸エステル;ジ−2エチルヘキシル
アジペート、ジ−イソノニルアジペート、ジ−2エチル
ヘキシルセバケートなどの脂肪族二塩基酸エステル;エ
ポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ブチルなどのエ
ポキシ系可塑剤、リン酸トリクレジルなどのリン酸エス
テル系、アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸エ
ステルなどが用いられる。このうち、可塑化効率が高
く、且つブリード等の問題が少ないという観点から、特
に、フタル酸エステル、トリメリット酸エステルなどの
芳香族カルボン酸エステルが好ましく用いられる。可塑
剤の配合量は、混合樹脂100重量部に対し0〜50重
量部、好ましくは3〜20重量部である。大量に配合す
ると移行、ブリードを起こすので好ましくない。
成樹脂の配合に使用される滑剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、顔料、抗菌剤などが配合されていてもよい。滑剤と
してはステアリン酸のカルシウム、マグネシウム、亜
鉛、バリウムなどの脂肪族金属塩、ポリエチレンワック
ス、ステアリン酸、アルキレンビス脂肪酸アミドなどが
用いられる。紫外線吸収剤としては2−(2’−ヒドロ
キシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなど
のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が用いられる。
光安定剤としてはビス−(2,2,6,6−テトラメチ
ル−4−ピペリジル)セバケートなどのヒンダードアミ
ン系光安定剤等が用いられる。抗菌剤としては銀系無機
抗菌剤などが用いられる。
て製造する。すなわち、例えば、熱可塑性ポリウレタン
とアクリル系軟質樹脂とを所定の割合で混合し、また必
要に応じて可塑剤、滑剤などの添加剤を配合し、良く混
練し、その後カレンダー成形或は押出し成形によって
0.1〜1.0mmの厚さのシートに成形する。次い
で、必要に応じて、マーブルプリントしたり、シリコー
ン変性ポリカーボネートポリウレタン系などのつや消し
処理剤を塗布したり、絞ロールによる絞付処理してもよ
い。
レンダー加工によるのが好ましいが、混合樹脂に(メ
タ)アクリル系重合体を配合することによってカレンダ
ー加工時の溶融張力が調整でき、カレンダー加工を円滑
にすることができる。この(メタ)アクリル系重合体
は、例えば、メタクリル酸メチル50〜90重量%及び
これと共重合可能な他のエチレン系不飽和単量体50〜
5重量%を共重合して得られる分子量50〜500万の
共重合体が好ましい。他のエチレン系不飽和単量体は、
例えば、炭素数2〜18のアルコールのメタクリル酸エ
ステル、炭素数2〜18のアルコールのアクリル酸エス
テル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリ
ル、マレイン酸、イタコン酸などである。(メタ)アク
リル系重合体の配合量は、混合樹脂100重量部に対し
0〜30重量部、好ましくは2〜10重量部である。
化アンチモン、コロイド状シリカ、ケイ酸マグネシウ
ム、水酸化マグネシウムどの無機物質粉末を配合するこ
とにより、カレンダー加工時の粘着性を低下させて、カ
レンダー加工を円滑にすることができる。特に炭酸カル
シウムが好ましい。無機質の配合量は、混合樹脂100
重量部に対し0〜30重量部、好ましくは5〜20重量
部である。また、転写成形(熱転写、成形同時転写な
ど)で絞転写性が低い場合には、水素添加NBR(アク
リロニトリル−ブタジエンゴム)、ABS(アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体)などの常温で
柔軟あり高温で溶融張力の高い樹脂を配合することによ
り絞転写性を改良できる。
圧空成形で成形するのに適する。そして、自動車などの
車両内装(座席、ヘッドレスト、トノカバー、サンバイ
ザー、ドア、天井など)、室内の内装材、二輪車のサド
ルの表皮材、家具(椅子、ソファーなど)の表皮材など
に用いられる。特に、自動車のインストルメントパネル
の製造に適する。すなわち、本発明のシート状成形材料
を真空成形によってインストルメントパネルの形状に成
形し、ポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体など
の発泡体を介して骨材と一体化してインストルメントパ
ネルを製造する。このインストルメントパネルは、柔ら
かい感触で、手触りが良く、高級感があり、スラッシュ
成形によって成形したインストルメントパネルと同等の
製品である。
しく説明する。 実施例1〜5 実施例1〜5として、熱可塑性ポリウレタン(UHE−
75A:三菱化学株式会社製、特殊エーテル系ポリオー
ルを使用したポリウレタン、ショアA硬度75)、熱可
塑性ポリウレタン(UE−80:三菱化学社製、エーテ
ル系ポリオール使用、ショアA硬度80)、アクリル系
軟質樹脂(SA−10000P:株式会社クラレ製)、
メタクリル酸メチル−アクリル酸アルキル共重合体(メ
タブレンP−530A:三菱レイヨン株式会社製)、炭
酸カルシウム(NS−A:日東粉化工業社製)、抗酸化
剤(PEP−36:旭電化工業株式会社製)、可塑剤
(#124:花王株式会社製、フタル酸エステル)、滑
剤(ポリエチレンワックス)、紫外線吸収剤(ベンゾト
リアゾール系)、光安定剤(HALS)及び顔料を表1
に示す割合(数字は重量部を示す)で配合し、カレンダー
成形によって厚さ0.4mmのシートを成形した。真空
成形性の良いシートが得られた。また、比較例1、2と
して、熱可塑性ポリウレタン(UHE−75A:三菱化
学株式会社製、特殊エーテル系ポリオールを使用したポ
リウレタン、ショアA硬度75)単独使用の場合と、ア
クリル系軟質樹脂単独使用の場合を示した。表1の割合
で配合し、カレンダー成形によって厚さ0.4mmのシ
ートを成形した。この実施例、比較例で製造したレザー
について、表面傷付き性、耐寒性、高周波ウェルダー
性、柔軟性、ロール加工性、耐熱性、耐光性を調べた。
その結果を併せて表1に示す。
K 7204に準拠して測定した。但し、摩耗輪はCS
−10、荷重は1kgf×2000回にした。耐寒性
は、JIS K 6772に準拠して合格する最も低い温
度を示した。高周波ウェルダー性は、市販の機械を用い
て実際に溶着加工し、混合樹脂同士の接着性を剥離試験
によって評価した。○は剥離時に材料破壊、×は剥離時
に界面剥離を表す。
その感触を軟質ポリ塩化ビニルレザー(合成樹脂層がポ
リ塩化ビニル100重量部に可塑剤フタル酸ジエチルヘ
キシル100重量部配合したポリ塩化ビニル組成物であ
るレザー)と対比して評価した。○は軟質ポリ塩化ビニ
ルレザーと同等の感触を有する、△は軟質ポリ塩化ビニ
ルレザーよりやや硬い感触を有する、×は感触が硬く、
軟質ポリ塩化ビニルレザーの代替不可、を表す。ロール
加工性は、カレンダー加工温度(適切な溶融温度になっ
ている)で30分経過後の粘着性で加工性を評価した。
○は適度に粘着、△はやや粘着、×は粘着、を表す。耐
熱性は、110℃で500時間放置した後の変色を測定
評価した。耐光性は、JIS−B−7751に準拠し
て、ブラックパネル温度83℃の紫外線カーボンアーク
式耐光試験機で300時間照射後の変色を評価した。
ネートし、エンボス加工し、その表面にシリコーン変性
ポリカーボネートポリウレタン系の艶調整剤を塗布し
た。このシートをインストルメントパネルの形状に真空
成形し、これに骨材を配置し、成形したシートと骨材の
間に発泡性ポリウレタン液を流し込み、発泡させてイン
ストルメントパネルを製造した。ソフトな感触の高級感
あるインストルメントパネルが得られた。
よく、手触り、感触に優れており、真空成形、圧空成形
しに適する。また復元性、耐熱性、耐光性、候耐寒性、
耐表面傷付き性がよく、高周波ウエルダーによって溶着
加工できる利点があり、従来の軟質ポリ塩化ビニルレザ
ーに代替できるシート状成形材料として有用である。し
たがって、自動車の車両内装材、家具の表皮材に適し、
特に自動車のインストルメントパネルの表皮材に適す
る。
Claims (8)
- 【請求項1】熱可塑性ポリウレタン50〜95重量%と
アクリル系軟質樹脂50〜5重量%との混合樹脂からな
るシート状成形材料。 - 【請求項2】熱可塑性ポリウレタンがショアA硬度で6
5〜95の樹脂硬度である請求項1記載のシート状成形
材料。 - 【請求項3】混合樹脂に、更に、可塑剤を配合した請求
項1又は2記載のシート状成形材料。 - 【請求項4】真空成形又は圧空成形で成形するための請
求項1〜3の何れかに記載のシート状成形材料。 - 【請求項5】請求項1〜3の何れかに記載のシート状成
形材料を真空成形し、この真空成形物と骨材との間に発
泡体を充填してなる自動車用インストルメントパネル。 - 【請求項6】熱可塑性ポリウレタン50〜95重量%と
アクリル系軟質樹脂50〜5重量%との混合樹脂をカレ
ンダー加工してシートに成形することを特徴とするシー
ト状成形材料の製造方法。 - 【請求項7】混合樹脂に(メタ)アクリル系重合体を配
合することを特徴とする請求項6記載のシート状成形材
料の製造方法。 - 【請求項8】混合樹脂に炭酸カルシウムを配合すること
を特徴とする請求項6又は7記載のシート状成形材料の
製造方法。
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