JP2010030288A - 自動車用内装材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表皮層11と架橋発泡体層12と基材層13とをこの順に備え、表皮層11及び架橋発泡体層12が貼り合わされた複層シートと基材層13形成用材料とが真空成形法により一体化されてなり、表皮層11はポリオレフィン系樹脂a1を含み、架橋発泡体層12はポリ乳酸系樹脂b1と、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位を含むポリオレフィン系樹脂b2と、エステル結合を側鎖に含む変性ポリオレフィンb3(EVAなど)と、架橋助剤b4と、を含む組成物が架橋且つ発泡されてなり、組成物に含まれるb1、b2及びb3の合計内でb1が1〜30質量%、b2が65〜89質量%、且つb3が1〜10質量%である。
【選択図】図1
Description
このポリ乳酸系樹脂は、例えば、特許文献1及び特許文献2に示されるように、発泡体として利用できることが知られている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、表皮層(A)と架橋発泡体層(B)と基材層(C)とをこの順に備える自動車用内装材において、架橋発泡体層(B)にポリ乳酸系樹脂を含有する架橋発泡体を用いながら、各種特性をバランスよく充足した自動車用内装材を提供することを目的とする。
1.表皮層(A)と架橋発泡体層(B)と基材層(C)とをこの順に備える自動車用内装材において、
上記表皮層(A)及び上記架橋発泡体層(B)が貼り合わされた複層シートと、基材層(C)と、が真空成形法により一体化されてなり、
上記表皮層(A)は、ポリオレフィン系樹脂(a1)を含み、
上記架橋発泡体層(B)は、ポリ乳酸系樹脂(b1)と、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位を含むポリオレフィン系樹脂(b2)と、エステル結合を側鎖に含む変性ポリオレフィン(b3)と、架橋助剤(b4)と、を含む架橋発泡性樹脂組成物が架橋且つ発泡されてなり、
上記架橋発泡性樹脂組成物に含まれる上記ポリ乳酸系樹脂(b1)、上記ポリオレフィン系樹脂(b2)及び上記変性ポリオレフィン(b3)の合計を100質量%とした場合に、ポリ乳酸系樹脂(b1)が1〜30質量%、ポリオレフィン系樹脂(b2)が65〜89質量%、且つ変性ポリオレフィン(b3)が1〜10質量%であることを特徴とする自動車用内装材。
2.上記変性ポリオレフィン(b3)は、カルボン酸ビニルエステル及び(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる単量体とオレフィンとの共重合体である上記1に記載の自動車用内装材。
3.上記ポリオレフィン系樹脂(b2)は、ポリプロピレン系樹脂(b21)とポリエチレン系樹脂(b22)との2種の樹脂を含有し、
上記ポリプロピレン系樹脂(b21)は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が25モル%以下であるエチレン・プロピレン共重合体であり、
上記ポリエチレン系樹脂(b22)は、エチレン単独重合体、及び/又は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が70モル%以上である共重合体であり、
上記ポリオレフィン系樹脂(b2)に含まれる上記ポリプロピレン系樹脂(b21)と上記ポリエチレン系樹脂(b22)との合計を100質量%とした場合に、ポリプロピレン系樹脂(b21)が10質量%以上である上記1又は2に記載の自動車用内装材。
4.上記基材層(C)は、ポリ乳酸系樹脂及び天然繊維を含む上記1乃至3のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
5.上記基材層(C)は、ポリオレフィン系樹脂及び天然繊維を含む上記1乃至3のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
6.上記表皮層(A)は、その外表面に型成形された凹凸模様を備える上記1乃至5のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
7.上記表皮層(A)の厚さをtAとし、且つ上記架橋発泡体層(B)の厚さをtBとした場合に、その厚さの比(tA/tB)が0.05〜1.0である上記1乃至6のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
変性ポリオレフィン(b3)が、カルボン酸ビニルエステル及び(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる単量体とオレフィンとの共重合体である場合には、架橋発泡体層(B)に含有させることができるポリ乳酸系樹脂(b1)の量をより多くすることができ、環境負荷軽減効果を更に向上させることができる。
ポリオレフィン系樹脂(b2)が、ポリプロピレン系樹脂(b21)とポリエチレン系樹脂(b22)との2種の樹脂を含有し、ポリプロピレン系樹脂(b21)が、エチレンに基づく単量体単位の含有量が25モル%以下のエチレン−プロピレン共重合体であり、ポリエチレン系樹脂(b22)が、エチレン単独重合体、及び/又は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が70モル%以上の共重合体であり、ポリオレフィン系樹脂(b2)に含まれるポリプロピレン系樹脂(b21)とポリエチレン系樹脂(b22)との合計を100質量%とした場合に、ポリプロピレン系樹脂(b21)が10質量%以上である場合は、架橋発泡体層(B)に含有させることができるポリ乳酸系樹脂(b1)の量を多くしつつ、クッション性、耐油性及び耐湿老化性をいずれも特に高度に両立できる。
基材層(C)が、ポリ乳酸系樹脂及び天然繊維を含む場合は、真空成形に対応するための吸気孔を基材層(C)に別途形成する必要がないために、製造工程をより簡略にでき、より効率よく安価に製造できると共に、軽量且つ環境負荷の軽減効果が特に高い自動車用内装材とすることができる。
基材層(C)が、ポリオレフィン系樹脂及び天然繊維を含む場合は、真空成形に対応するための吸気孔を基材層(C)に別途形成する必要がないために、製造工程をより簡略にでき、より効率よく安価に製造できると共に、軽量且つ環境負荷の軽減効果が特に高い自動車用内装材とすることができる。
表皮層(A)が外表面に型成形された凹凸模様を備える場合は、前記各種優れたクッション性、耐油性及び耐湿老化性等を備えながら、特に優れた外観特性及び触感特性を得ることができる。
表皮層(A)の厚さをtAとし、且つ架橋発泡体層(B)の厚さをtBとした場合に、その厚さの比(tA/tB)が0.05〜1.0である場合は、真空成形により成形性、特に基材層(C)に対する追従性を高く維持しながら、前記各種優れたクッション性、耐油性及び耐湿老化性等を得ることができ、更に優れた外観特性及び触感特性をも得ることができる。
本発明の自動車用内装材10は、図1に示されるように、表皮層(A)11と架橋発泡体層(B)12と基材層(C)13とをこの順に備え、
上記自動車用内装材は、上記表皮層(A)11及び上記架橋発泡体層(B)12が貼り合わされた複層シート30と、基材層(C)13と、が真空成形法により一体化されてなり、
上記表皮層(A)11は、ポリオレフィン系樹脂(a1)を含み、
上記架橋発泡体層(B)12は、ポリ乳酸系樹脂(b1)と、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位を含むポリオレフィン系樹脂(b2)と、エステル結合を側鎖に含む変性ポリオレフィン(b3)と、架橋助剤(b4)と、を含む架橋発泡性樹脂組成物が架橋且つ発泡されてなり、
上記架橋発泡性樹脂組成物に含まれる上記ポリ乳酸系樹脂(b1)、上記ポリオレフィン系樹脂(b2)及び上記変性ポリオレフィン(b3)の合計を100質量%とした場合に、ポリ乳酸系樹脂(b1)が1〜30質量%、ポリオレフィン系樹脂(b2)が65〜89質量%且つ変性ポリオレフィン(b3)が1〜10質量%であることを特徴とする。
表皮層(A)は、ポリオレフィン系樹脂(a1)を含む層(図1の11参照)である。また、この表皮層(A)は、通常、本発明の自動車用内装材を構成する上記3層のうちで最も車内側に位置されて、上記架橋発泡体層(B)に面しない表面は意匠面となる層である。
一方、ゴム性ポリオレフィン系共重合体としては、エチレン・プロピレン共重合体ゴム(EPM)及びエチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体ゴム(EPDM)が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
上記架橋発泡体層(B)は、ポリ乳酸系樹脂(b1)と、ポリオレフィン系樹脂(b2)と、変性ポリオレフィン(b3)と、架橋助剤(b4)と、を含む架橋発泡性樹脂組成物が架橋且つ発泡されてなる層(図1の12参照)である。この層(B)を備えることにより、本発明の自動車用内装材全体として優れたクッション性を得ることができる。また、この架橋発泡体層(B)を形成する材料の形態は特に限定されないが、通常、フィルム及びシート等のシート状物である。
ポリ乳酸系樹脂(b1)は、乳酸及び/又はラクチドに基づく単量体単位を主構成単位(以下、単に「乳酸単位」ともいう)とする樹脂である。上記乳酸にはL−乳酸及びD−乳酸が含まれ、上記ラクチドにはL−ラクチド、D−ラクチド、メソ−ラクチド及びDL−ラクチドが含まれる。これらは1種のみを用いてもよく2種を併用してもよい。上記乳酸単位の割合は、特に限定されないが、通常、ポリ乳酸系樹脂(b1)を構成する構成単位の全量を100モル%とした場合に、乳酸単位は70モル%以上(100モル%であってもよい)含まれる。
更に具体的なこれら各単量体は、上記多価カルボン酸として、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、及び5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。これらの多価カルボン酸は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
上記多価アルコールとして、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノールA、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させた芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。これらの多価アルコールは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
上記ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸及びリンゴ酸等が挙げられる。これらのヒドロキシカルボン酸は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、上記ラクトンとして、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、ピバロラクトン、及びδ−バレロラクトン等が挙げられる。これらのラクトンは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ポリオレフィン系樹脂(b2)は、エチレン単位及びプロピレン単位を含む樹脂である。このエチレン単位及びプロピレン単位は、1種の樹脂内に両方が含まれてもよく、異なる樹脂内に各々別々に含有されてもよい。即ち、例えば、ポリオレフィン系樹脂(b2)としては、(1)プロピレン単位を主成分とし且つエチレン単位を副成分とするポリプロピレン系樹脂(b21)と、エチレン単位を主成分とし且つプロピレン単位以外の他の単位を副成分とするポリエチレン系樹脂(b22)と、の混合物、(2)プロピレン単位を主成分とし且つエチレン単位以外の他の単位を副成分とするポリプロピレン系樹脂と、エチレン単位を主成分とし且つプロピレン単位以外の他の単位を副成分とするポリエチレン系樹脂と、の混合物、(3)プロピレン単位を主成分とし且つエチレン単位を副成分とするポリプロピレン系樹脂と、エチレン単位を主成分とし且つプロピレン単位を副成分とするポリエチレン系樹脂と、の混合物、(4)プロピレン単位を主成分とし且つエチレン単位以外の他の単位を副成分とするポリプロピレン系樹脂と、エチレン単位を主成分とし且つプロピレン単位以外の他の単位を副成分とするポリエチレン系樹脂と、の混合物、(5)プロピレン単位を主成分とし且つエチレン単位を副成分とするポリプロピレン系樹脂(b21)、(6)エチレン単位を主成分とし且つプロピレン単位を副成分とするポリエチレン系樹脂、等が挙げられる。
このうち、上記(1)及び(5)にいうポリプロピレン系樹脂(b21)は、このポリプロピレン系樹脂(b21)を構成する構成単位全量を100モル%とした場合に、プロピレン単位は75〜99モル%且つエチレン単位は1〜25モル%であることが好ましい。この範囲では、後述する好ましい示差走査熱量分析曲線のピーク温度(融点)及びMFRをより得やすく、耐熱性及び発泡性に優れる。更に、プロピレン単位は80〜99モル%以上且つエチレン単位は1〜20モル%であることがより好ましく、プロピレン単位は85〜98モル%且つエチレン単位は2〜15モル%であることが更に好ましく、プロピレン単位は90〜98モル%且つエチレン単位は2〜10モル%であることが特に好ましく、プロピレン単位は95〜98モル%且つエチレン単位は2〜5モル%であることがとりわけ好ましい。
尚、ここでいうポリプロピレン系樹脂(b21)のMFRは、JIS K7210(1999年)に準じて、温度230℃且つ荷重2.16kgfの条件で測定した値である。
尚、ここでいうポリエチレン系樹脂(b22)のMFRは、JIS K7210(1999年)に準じて、温度190℃且つ荷重2.16kgfの条件で測定した値である。
変性ポリオレフィン(b3)は、エステル結合(−CO−O−)を側鎖に含む樹脂である{変性ポリオレフィン(b3)には、エステル結合を主鎖に含むポリエステルは含まれない}。架橋発泡性樹脂組成物が、この変性ポリオレフィン(b3)を含有することで、ポリ乳酸系樹脂(b1)とポリオレフィン系樹脂(b2)との相溶性を向上させることができる。
この変性ポリオレフィン(b3)が有するエステル結合は、(1)エステル結合を有する単量体を用いた重合により導入されたものであってもよく、(2)エステル結合を有さないポリマーに対してグラフト導入されたものであってもよい。これらのうちでは、前者(1)が好ましい。上記(1)の場合において、変性ポリオレフィン(b3)は、エステル結合を有する単量体のみを用いた単独重合体であってもよいが、通常、エステル結合を有する単量体と他の単量体との共重合体である。
これらのなかでも、カルボン酸ビニルエステルが好ましく、更には、酢酸ビニルが好ましい。
このEVAにおける酢酸ビニル単位及びエチレン単位の含有量は特に限定されないが、EVAに含まれる構成単位全体を100モル%とした場合に、酢酸ビニル単位とエチレン単位とを合計で95モル%以上(100モル%であってもよい)含有することが好ましい。また、EVAに含まれる構成単位全体を100モル%とした場合に、酢酸ビニル単位は5〜25モル%であることが好ましい。この範囲であれば、ポリ乳酸系樹脂(b1)とポリオレフィン系樹脂(b2)との相溶化効果に優れ、ポリ乳酸系樹脂(b1)の含有量をより効果的に増大させることができると共に、適度な結晶性を得ることができてハンドリング性にも優れる。この含有量は、更に7〜23モル%であることがより好ましく、9〜21モル%であることが特に好ましい。
架橋助剤(b4)は、ポリ乳酸系樹脂(b1)の架橋、更には、ポリオレフィン系樹脂(b2)の架橋、を可能とする成分である。架橋発泡性樹脂組成物がこの架橋助剤(b4)を含有することで、通常架橋が困難なポリ乳酸系樹脂(b1)及びポリオレフィン系樹脂(特にポリプロピレン系樹脂(b21))等を架橋できる。このポリ乳酸系樹脂(b1)及びポリオレフィン系樹脂(b2)を架橋させることで、得られる架橋発泡体層(B)に優れた耐熱性及び成形性を付与することができる。この架橋助剤(b4)としては、通常、分子内に複数の二重結合又は三重結合を有する多官能性モノマー(多官能性化合物)を用いる。
これらのなかでも、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、及びトリメチロールプロパントリメタクリレートが好ましい。
架橋発泡性樹脂組成物には、ポリ乳酸系樹脂(b1)、ポリオレフィン系樹脂(b2)、変性ポリオレフィン(b3)及び架橋助剤(b4)以外に、通常、発泡剤(b5)が含有される。発泡剤(b5)の種類は特に限定されず、種々の発泡剤を用いることができるが、なかでも、熱分解型発泡剤が好ましく、更には、有機系熱分解型発泡剤が好ましい。この有機系熱分解型発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、N,N′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボン酸バリウム、アゾジアミノベンゼン、アゾジシクロヘキシルニトリル、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、N,N′−ジメチル−N,N−ジニトロソテレフタルアミド、ジフェニルスルホン−3,3′−ジスルホニルヒドラジド、4,4′−ジフェニルジスルホニルアジド、p−トルエンホルマニルアジド等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
架橋発泡性樹脂組成物には、ポリ乳酸系樹脂(b1)、ポリオレフィン系樹脂(b2)、変性ポリオレフィン(b3)、架橋助剤(b4)及び発泡剤(b5)以外に他の成分を含有できる。他の成分が含有される場合、その含有量は特に限定されないが、架橋発泡性樹脂組成物に含有されるポリ乳酸系樹脂(b1)、ポリオレフィン系樹脂(b2)及び変性ポリオレフィン(b3)の合計を100質量部とした場合に、通常、他の成分は5質量部以下である。
架橋及び発泡されて架橋発泡体層(B)となる架橋発泡性樹脂組成物の調製方法等は特に限定されないが、通常、ポリ乳酸系樹脂(b1)、ポリオレフィン系樹脂(b2)、変性ポリオレフィン(b3)及び架橋助剤(b4)が含まれた樹脂組成物と発泡剤(b5)とを混合した後、各種混練機(単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー及びミキシングロール等)により、発泡剤(b5)の分解温度(発泡温度)以下の温度で溶融混練して得ることができる。この架橋発泡性樹脂組成物は、その後、更に、シート状に成形して、未架橋のシート状物として得ることができる。
尚、架橋を行うタイミングは特に限定されず、発泡前、発泡中及び発泡後のいずれでもあってもよく、これらのうちの2つ以上の期間にわたって継続的に行ってもよい。
この際の加熱方法は特に限定されないが、例えば、熱風、赤外線、メタルバス、オイルバス及びソルトバス等を用いた加熱方法が挙げられる。これらは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、この架橋発泡体層(B)形成用材料を用いて得られた、架橋発泡体層(B)の厚さは特に限定されないが、1.0〜3.0mmとすることが好ましい。この範囲の厚さであれば、真空成形において高い賦形性を得ることができると共に、十分な強度を得ることができ、特に引っ掻き及び突き刺し等に対して高い耐久性を付与することができ、自動車用内装材として好適な特性を得ることができる。この厚さは、1.2〜2.8mmとすることがより好ましく、1.3〜2.7mmとすることが更に好ましい。
基材層(C)は、前記表皮層(A)及び架橋発泡体層(B)を支持する層(図1の13参照)である。この基材層(C)は、どのような材料から構成されてもよいが、通常、基材層(C)全体として熱可塑性が得られることとなる材料から構成される。従って、通常、熱可塑性樹脂が含有される。
このうち脂肪族ポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸系樹脂、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンサクシネート・カーボネート等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。このうち上記ポリ乳酸系樹脂としては、前記架橋発泡体層(B)を形成する架橋発泡性樹脂組成物に含まれるポリ乳酸系樹脂(b1)として挙げた全ての樹脂が挙げられる。また、基材層(C)を構成するポリ乳酸系樹脂と、前記架橋発泡体層(B)を形成する架橋発泡性樹脂組成物に含まれるポリ乳酸系樹脂(b1)とは同じであってもよく異なっていてもよい。
芳香族ポリエステル樹脂としては、ポリエ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及びポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
セルロース系ポリエステル樹脂(生分解性セルロースエステル)としては、酢酸セルロース、セルロースブチレート、セルロースプロピオネート、硝酸セルロース、硫酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、硝酸酢酸セルロース等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
ポリアミド樹脂としては、ポリカプロラクタム(ナイロン6)及びポリヘキサメチレンジアミド(ナイロン66)等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
尚、この密度(見かけ密度)は、20℃、65%RHの標準状態で24時間放置後の、自動車用内装材中の基材層(C)の密度であり、JIS K7112(プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法)に準じて測定した値である。
また、基材層(C)は、上記初期値に対して、50℃、95%RHの高温高湿下で1200時間放置した後の曲げ強さの保持率が20%以上(より好ましくは30〜70%、更に好ましくは40〜60%)であることが好ましい。
基材層(C)形成用材料は、例えば、以下の、(1)〜(4)の方法により得られたものとすることができる。
(1)熱可塑性樹脂を繊維状にした繊維状熱可塑性樹脂を用い、天然繊維と混繊(エアーレイにより同時堆積させる等)して得られたマット状物を加熱圧縮する方法。
(2)液体に熱可塑性樹脂を分散させた分散液(分散状態は特に限定されず、エマルジョン、サスペンジョン等を含む)を天然繊維に噴霧して得られた樹脂混合繊維を加熱、乾燥し、エアーレイ等により堆積して得られたマット状物を加熱圧縮する方法。
(3)液体に熱可塑性樹脂を分散させた分散液(分散状態は特に限定されず、エマルジョン、サスペンジョン等を含む)に、天然繊維のみを不織布化してなるマット状物を浸漬した後、これを乾燥して得られたマット状物を加熱圧縮する方法。
(4)熱可塑性樹脂を粉末状にした粉末状熱可塑性樹脂を用い、天然繊維と混合(エアーレイにより同時堆積させる、混練する等)して得られた樹脂混合繊維を加熱し、樹脂を溶融してこの樹脂を天然繊維に添着させて得られたマット状物を加熱圧縮する方法。
これら(1)〜(4)の方法はいずれを用いてもよく、これら以外の方法を用いてもよい。更に、これらの方法は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の自動車用内装材は、上記表皮層(A)、上記架橋発泡体層(B)及び上記基材層(C)以外に他層を備えることができる。他層としては、吸音性を向上させるためのフエルト層、耐衝撃性を向上させるためのウレタン層、更には、各層同士を接合する接着剤層等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
本発明の自動車用内装材は、表皮層(A)形成用材料及び架橋発泡体層(B)形成用材料が貼り合わされて得られた、表皮層(A)及び架橋発泡体層(B)を備える複層シート30(図2及び図3参照)と、基材層(C)形成用材料13aと、を用いて、真空成形法(図2及び図3参照)により、複層シート30における架橋発泡体層(B)12及び基材層(C)形成用材料13aが接合され一体化されてなるものである。
これら(1)〜(4)の方法はいずれを用いてもよく、これら以外の方法を用いてもよい。更に、これらの方法は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
図2に示す真空成形法を説明する。初めに、真空成形用上型21に複層シート30のうちの表皮層(A)11の側を吸引して吸着させる一方、真空成形用下型22に基材層(C)形成用材料13aを載置しておく。その後、真空成形用上型21と真空成形用下型22とを型締めする。次いで、真空成形用下型22より吸引することで複層シート30と基材層(C)形成用材料13aとを一体化させ、自動車用内装材10を得る。その後、得られた自動車用内装材10を離型する。この一体化に際して、接着剤を利用した方法、接着材を利用した方法及び加熱圧着を利用した方法から選ばれる方法を利用できる。即ち、(1)複層シートにおける表皮層(A)と、基材層(C)形成用材料とを接着剤(ウレタン系接着剤及びポリ酢酸ビニル系エマルジョン等)を用いて接合する方法、(2)複層シートにおける表皮層(A)と、基材層(C)形成用材料とを、接着材(ホットメルトフィルム等)を用いて接合する方法、及び、(3)複層シートにおける表皮層(A)の表面及び/又は基材層(C)形成用材料の表面を加熱した後、加熱面を当接、圧着する方法である。
この凹凸模様を表皮層(A)の表面に転写する際には、表皮層(A)の意匠面は150℃以上に加熱されていることが好ましい。この温度であれば、特に鮮明な凹凸模様を形成することができる。この加熱温度は更に、160〜220℃がより好ましく、180〜200℃が更に好ましい。
また、基材層(C)形成用材料13aは、真空成形用下型22に吸着させる以前に、予め予備成形されていてもよく、可塑性が発現されるように加熱されていてもよい。
下記に示す表皮層(A)形成用材料、架橋発泡体層(B)形成用材料及び基材層(C)形成用材料を用意した。
オレフィン系エラストマーシート(共和レザー株式会社製、品名「TPOシート」)を用いた。このシートは、オレフィン系熱可塑性エラストマーと、エチレンとプロピレンとの共重合体からなるポリオレフィンと、を溶融混合して得られたオレフィン系樹脂(a1)からなり、厚さは0.5mm、ショアA硬度は80である。
下記に示す各成分を表1に示す配合割合及び組合せで用い、φ60mmの二軸押出機を用いて架橋発泡性樹脂組成物からなるシート状物を得た。次いで、このシート状物に加速電圧800kVで電離性放射線を100kGy照射して架橋を行った。次いで、架橋されたシート状物を240℃の温度に設定した縦型熱風発泡炉に連続的に投入し、約3〜5分間発泡させ、厚さ約1.2mmのシート(B1)〜(B8)を作製した。
ポリ乳酸(ネイチャーワックス社製、品名「4042D」)を用いた。d体単位の含有量は3.9モル%、重量平均分子量は180,000、カルボキシル基末端基濃度は25当量/tonである。
(1)ポリプロピレン系樹脂(b21)
エチレン・プロピレンランダム共重合体(日本ポリプロ株式会社製、品名「EG60」)を用いた。エチレン単位の含有量は4.5質量%、重量平均分子量は300,000、MFR(230℃)が1.8g/10分である。
(2)ポリエチレン系樹脂(b22)
直鎖状低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社製、品名「SJ860G」)を用いた。この樹脂は、エチレン単位の含有量が70モル%以上のエチレン・1−ヘキセン共重合体である。重量平均分子量は250,000、MFR(190℃)が2.0g/10分である。
エチレン−酢酸ビニル共重合体(三井デュポンポリケミカル株式会社製、品名「EV460」)を用いた。重量平均分子量は200,000、MFR(190℃)が2.5g/10分である。
ジビニルベンゼンを用いた。
アゾジカルボンアミドを用いた。
(1)基材層形成用材料C1
長さ70mmに裁断したケナフ繊維(天然繊維)と、長さ51mmに裁断したポリ乳酸繊維(L体単位の含有量95モル%、重量平均分子量110,000〜130,000のポリ乳酸ペレットをトヨタ紡織株式会社内で溶融紡糸)と、を混綿し、エアーレイ法により積層してウェブを得た。その後、形成したウェブ2層をニードルパンチにより交絡させて、マットとした。このマットには、ケナフ繊維及びポリ乳酸繊維が質量比50:50で含まれている。次いで、このマットを、235℃熱板を用いて、内部温度が210℃になるまで、圧力10kg/cm2で加熱圧縮した。その後、常温まで冷却して厚さ2.5mmのボードを得た。そして、このボードを、235℃に加熱した熱風オーブンにて、内部温度が210℃になるまで加熱し、20kg/cm2の圧力にて冷間プレスし、自動車内装ドア内張り形状(最大絞り深さ80mm)に成形した。これを、基材層形成用材料C1として用いた。厚さは2.3mmである。
(2)基材層形成用材料C2
ポリ乳酸繊維に代えて、ポリプロピレン繊維(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテックSA01」をトヨタ紡織株式会社内で溶融紡糸)と置き換えた以外は、上記基材層形成用材料C1と同様にして得られたボードを、基材層形成用材料C2として用いた。厚さは2.3mmである。
(3)基材層形成用材料C3
ABS樹脂(テクノポリマー株式会社製、品名「MUH E7301」)のみを用いて、上記基材層形成用材料C1とほぼ同じ大きさ及び形状に射出成形したボードを、基材層形成用材料C3として用いた。厚さは2.5mmである。
実施例1〜7及び比較例1〜3
上記表皮層(A)形成用材料、架橋発泡体層(B)形成用材料、及び基材層(C)形成用材料を、各々、表2の組合せで用いて3層が積層された自動車用内装材を下記方法により得た。
表皮層(A)形成用材料の一面側を180℃に加熱した。一方、架橋発泡体層(B)形成用材料の一面側を120℃に加熱した。その後、加熱面どうしを当接し、両者を圧着して複層シート30を得た。
次いで、複層シート30の表面のうち表皮層(A)11側の表面温度が180℃となるように加熱した。その後、図2に示す真空成形法を用いて、真空成形用上型21(金型表面に転写用の皮シボパターンが形成されている)で吸引することで表皮層(A)11の表面に皮シボパターンを転写した。そして、真空成形用下型22に保持した基材層(C)形成用材料13aと、真空成形用上型21に保持した複層シート30とを型締め真空圧着して、自動車用内装材10を得た。実施例1〜3及び5〜7並びに比較例1〜3の自動車用内装材において、表皮層(A)、架橋発泡体層(B)及び基材層(C)の厚さは、それぞれ、0.4mm、1.0mm及び2.3mmであり、実施例4の自動車用内装材において、表皮層(A)、架橋発泡体層(B)及び基材層(C)の厚さは、それぞれ、0.4mm、1.0mm及び2.5mmである。
(1)成形性
得られた自動車用内装材について、意匠面側(表皮層(A)側)から目視検査を行い、表皮層(A)と架橋発泡体層(B)との間の浮き剥がれの有無、並びに、基材層(C)の凹凸形状に伴う表皮層(A)のスケの有無を確認した。その結果を下記基準で評価して、その結果を表2に示した。
「○」…浮き剥がれ及びスケが認められないもの。
「×」…浮き剥がれ及びスケのうちの少なくとも1つが認められたもの。
得られた自動車用内装材から50mm×50mmの大きさに切り出した試験片をφ38mmのリング状スペンサーに取付け、このスペンサー内に流動パラフィン1.5gを滴下した。その後、この試験片を、80℃で24時間放置し、表皮層(A)の意匠面を目視で観察した。その結果を下記基準で評価して、その結果を表2に示した。尚、上記流動パラフィンとして、ナカライテスク株式会社製、品名「軽質流動パラフィン」を用いた。
「4級」…シワ等の異常が全く無い又はシボに沿った浅い凹凸が認められる。
「3級」…シボとは異なり、シボと区別できるシワが認められる。
「2級」…深いシワ溝及び/又は陥没シワが認められる。
得られた自動車用内装材を50℃、95%RH内の恒温槽にて2500時間放置した(耐湿加速試験)。その後、意匠面の目視検査を行い、意匠面における浮き剥がれを観察した。更に、試験後の自動車用内装材から25mm×150mmに切り出した試験片の基材層(C)を固定し、表皮層(A)及び架橋発泡体層(B)の積層部をチャックした後に、30mm/分の速度で、角度180度で剥離させて引張試験を行い、基材層(C)と、表皮層(A)及び架橋発泡体層(B)からなる積層部との界面での剥離強度を測定した。具体的には、予め、基材層(C)と架橋発泡体層(B)との界面の一部を剥離しておき、基材層(C)と、架橋発泡体層(B)及び表皮層(A)からなる積層部と、を角度が180度となるように引っ張って剥離させ、これらの界面の剥離強度を測定した。そして、下記基準により評価して、その結果を表2に示した。
「○」…浮き剥がれが認められず且つ剥離強度が9.8N以上であった。
「×」…浮き剥がれが認められるか又は剥離強度が9.8N未満であった。
得られた自動車用内装材から50mm×50mmの大きさに切り出した試験片を、意匠面側から目視観察した。そして、下記基準により評価して、その結果を表2に示した。
「○」…外観異常が認められなかった。
「△」…凹凸、ピンホール等の外観異常が1個以上4個未満であった。
「×」…凹凸、ピンホール等の外観異常が4個以上であった。
得られた自動車用内装材から50mm×50mmの大きさに切り出した試験片のショアA硬度を、JIS K6253(1993)に準じて、デュロメーターを用いて測定した。測定は、意匠面側から行った。そして、下記基準により評価して、その結果を表2に示した。
「◎」…ショアA硬度が50未満であった。
「○」…ショアA硬度が50以上70未満であった。
「×」…ショアA硬度が70以上であった。
比較例1は、ポリオレフィン系樹脂(b2)量が65質量%を下回って過少であり、ポリ乳酸系樹脂(b1)量が30質量%を越えて過剰である架橋発泡性樹脂塑性物による架橋発泡体層形成用材料(B3)を用いた例であり、十分な成形性及び耐湿老化性が得られなかった。
また、比較例2は、変性ポリオレフィン(b3)を含有しない架橋発泡性樹脂塑性物による架橋発泡体層形成用材料(B4)を用いた例であり、架橋発泡体層形成用材料(B)をシート形状に成形することができず、更に、得られた成形体は表面凹凸が大きく、表皮層形成用材料(A1)と接合することもできなかった。
更に、比較例3は、変性ポリオレフィン(b3)量が10質量%を越えて過剰である架橋発泡性樹脂塑性物による架橋発泡体層形成用材料(B5)を用いた例であり、耐油性試験による評価が3級となり、十分な耐油性が得られないことに加えて、十分な成形性も得られなかった。
これに対して、全ての条件が本願発明の範囲内に含まれている実施例1〜4では、成形性及び耐油性に優れ、更には耐湿加速試験後においても基材層(C)と架橋発泡体層(B)との間の剥離強度が高く、劣化がほとんどないことが分かった。
11:表皮層(A)
111:凹凸模様
12:架橋発泡体層(B)
13:基材層(C)
131:天然繊維
132:熱可塑性樹脂(ポリ乳酸系樹脂など)
13a:基材層(C)形成用材料
21:金型(真空成形用上型)
22:金型(真空成形用下型)
30:複層シート
Claims (7)
- 表皮層(A)と架橋発泡体層(B)と基材層(C)とをこの順に備える自動車用内装材において、
上記表皮層(A)及び上記架橋発泡体層(B)が貼り合わされた複層シートと、基材層(C)と、が真空成形法により一体化されてなり、
上記表皮層(A)は、ポリオレフィン系樹脂(a1)を含み、
上記架橋発泡体層(B)は、ポリ乳酸系樹脂(b1)と、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位を含むポリオレフィン系樹脂(b2)と、エステル結合を側鎖に含む変性ポリオレフィン(b3)と、架橋助剤(b4)と、を含む架橋発泡性樹脂組成物が架橋且つ発泡されてなり、
上記架橋発泡性樹脂組成物に含まれる上記ポリ乳酸系樹脂(b1)、上記ポリオレフィン系樹脂(b2)及び上記変性ポリオレフィン(b3)の合計を100質量%とした場合に、該ポリ乳酸系樹脂(b1)が1〜30質量%、該ポリオレフィン系樹脂(b2)が65〜89質量%、且つ該変性ポリオレフィン(b3)が1〜10質量%であることを特徴とする自動車用内装材。 - 上記変性ポリオレフィン(b3)は、カルボン酸ビニルエステル及び(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる単量体とオレフィンとの共重合体である請求項1に記載の自動車用内装材。
- 上記ポリオレフィン系樹脂(b2)は、ポリプロピレン系樹脂(b21)とポリエチレン系樹脂(b22)との2種の樹脂を含有し、
上記ポリプロピレン系樹脂(b21)は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が25モル%以下であるエチレン・プロピレン共重合体であり、
上記ポリエチレン系樹脂(b22)は、エチレン単独重合体、及び/又は、エチレンに基づく単量体単位の含有量が70モル%以上である共重合体であり、
上記ポリオレフィン系樹脂(b2)に含まれる上記ポリプロピレン系樹脂(b21)と上記ポリエチレン系樹脂(b22)との合計を100質量%とした場合に、該ポリプロピレン系樹脂(b21)が10質量%以上である請求項1又は2に記載の自動車用内装材。 - 上記基材層(C)は、ポリ乳酸系樹脂及び天然繊維を含む請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
- 上記基材層(C)は、ポリオレフィン系樹脂及び天然繊維を含む請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
- 上記表皮層(A)は、その外表面に型成形された凹凸模様を備える請求項1乃至5のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
- 上記表皮層(A)の厚さをtAとし、且つ上記架橋発泡体層(B)の厚さをtBとした場合に、その厚さの比(tA/tB)が0.05〜1.0である請求項1乃至6のうちのいずれかに記載の自動車用内装材。
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