JP2024078973A - 表皮一体発泡成形用の表皮材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液状の発泡樹脂の浸透を抑制可能であり、さらには難燃性能に優れた表皮一体発泡成形用の表皮材を提供することを課題とする。【解決手段】表面側から、表面材、軟質ポリウレタンフォームシート、裏面材を積層し、前記裏面材が、繊維布帛と樹脂フィルムとからなる複合材であって、前記繊維布帛が軟質ポリウレタンフォームシートと接する面に配置して、表皮一体発泡成形用の表皮材を構成する。繊維布帛はポリエステル繊維とレーヨンの混紡不織布が好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、表皮一体発泡成形用の表皮材に関するものである。表皮一体発泡成形用の表皮材は、立体的に縫製されて、その内部に液状の発泡樹脂を注入して発泡させ、表皮材と一体化した成形体を得るために使用されるものである。表皮一体発泡成形で得られる成形体としては、車両用のヘッドレストやアームレスト、コンソールボックス等が挙げられる。

表皮一体発泡成形でヘッドレストやアームレスト、コンソールボックス等を成形する場合に用いられる表皮材としては、触感や風合いの観点から表面材の裏面に軟質ポリウレタンフォームシートを積層することが一般的である。
しかしながら、表面材と軟質ポリウレタンフォームシートからなる表皮材を立体形状にして、液状の発泡樹脂を注入して発泡させると、液状の発泡樹脂が軟質ポリウレタンフォームシートに浸透して硬化するため、表皮材の風合いや外観を悪化させる不具合があった。
そのため、軟質ポリウレタンフォームシートの通気度や密度を調整したり、軟質ポリウレタンフォームシートの裏面に樹脂フィルムを積層したりすることで、液状の発泡樹脂の浸透の防止が図られている（特許文献１参照）。

軟質ポリウレタンフォームシートの通気度や密度を調整することで液状の発泡樹脂の浸透の防止を図る手法においては、軟質ポリウレタンフォームシートの硬度が高くなる傾向にあり、表皮材のクッション性が不十分であったり、表皮一体発泡成形体の外形状に追従しにくくなったりする傾向にある。
表面材と軟質ポリウレタンフォームシートと樹脂フィルムとを積層する方法としては、生産性に優れるためフレームラミネート法が常用されているが、フレームラミネート法で軟質ポリウレタンフォームシートと樹脂フィルムとを貼り合わせる場合、火炎によって樹脂フィルムが溶融軟化し、微細な穴あき（ピンホール）が生じる場合がある。樹脂フィルムにピンホールが生じた表皮材を用いて表皮一体発泡成形を行うと、液状の発泡樹脂がピンホールを突き抜けて軟質ポリウレタンフォームシートに浸透して硬化してしまい、表皮材の風合いが損なわれてしまう不具合があった。なお、ピンホールの有無は目視では判別できない場合も多いため、大きな問題であった。

また、ヘッドレストやアームレスト、コンソールボックス等の車両用の内装材は、難燃性能が求められるが、表皮一体発泡成形用の表皮材は、裏面に軟質ポリウレタンフォームシートを使用しているため、難燃性能が十分であるとは言えなかった。

特開２０１０－２１４９９７号公報

本発明は、液状の発泡樹脂の浸透を抑制可能であり、さらには難燃性能に優れた表皮一体発泡成形用の表皮材を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討し、液状の発泡樹脂の浸透を抑制可能であり、さらには難燃性能に優れた表皮一体発泡成形用の表皮材を発明した。

本発明は以下を要旨とする。
表皮一体発泡成形用の表皮材であって、表面側から、表面材、軟質ポリウレタンフォームシート、裏面材が積層されてなり、前記裏面材が、繊維布帛と樹脂フィルムとからなる複合材であって、前記繊維布帛が軟質ポリウレタンフォームシートと接する面に配置されてなることを特徴とする表皮一体発泡成形用の表皮材。

本発明の表皮材は、液状の発泡樹脂の浸透が抑制可能であるため、風合いや触感に優れた表皮一体発泡成形品を提供することができる。
また、難燃性能にも優れるため、車両の内装材の表皮材として好適に使用できるものである。

本発明の表皮発泡一体成形用の表皮材の断面模式図である。 表皮一体発泡成形体の一例である車両用のヘッドレストの概略斜視図である。 車両用ヘッドレストの成形工程の概略断面図である。

本発明の表皮一体発泡成形用の表皮材１０は、例えば図２および図３に示す車両用のヘッドレスト２０の表皮材１０として用いられ、ヘッドレスト２０の外形に対応するように立体的に縫製され、その内部に補強材や支柱などのインサート部品２１が装着され、表皮材１０の内部空間に液状の発泡樹脂が注入されて、表皮材１０と発泡硬化した発泡樹脂とが一体になった表皮一体発泡成形体であるヘッドレスト２０が完成する。
本発明の表皮材１０は、表皮一体発泡成形体の表面の全部に使用されてもいいし、一部に使用されても構わない。例えば、液状の発泡樹脂の注入ノズル３２付近や、液状の発泡樹脂が高圧で当たる部分のみを本発明の表皮材１０を用い、それ以外の部分については他の表皮材から構成されていてもよい。

このような本発明の表皮一体発泡成形用の表皮材１０は、図１に示すように、表面材１１、軟質ポリウレタンフォームシート１２、裏面材１３の順で積層されてなる。

〔表面材〕
表面材１１しては、表皮一体発泡成形品の風合いや触感などを考慮して選定されるが、例えば、繊維布帛や合成皮革、天然皮革などが挙げられる。
繊維布帛としては、編布、織布、不織布など、繊維を利用した布材であればいずれのものであってもよい。繊維布帛を形成する繊維は、特に限定されず、合成繊維、天然繊維などをあげることができる。合成繊維の材質としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ナイロンなどを例示することができるがこれに限定されない。天然繊維の材質としては、綿、麻、レーヨンなどを例示することができる。
合成皮革としては、湿式法や乾式法等公知の方法で製造された合成皮革を用いることができる。また、合成皮革は、三次元極細不織布に樹脂を絡ませてなるいわゆる人工皮革であってもよい。
天然皮革としては、牛革、豚革、馬革、羊革、山羊革等が挙げられる。

表面材１１の厚みは特に限定されないが、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。表皮材１１の厚みが０．５ｍｍ未満の場合、表皮材１０の機械的強度が不十分となるおそれがある。一方で、表面材１１の厚みが３．０ｍｍを超えると、嵩高くなって表皮材１０を立体形状に縫製しにくくなる傾向にある。

〔軟質ポリウレタンフォームシート〕
軟質ポリウレタンフォームシート１２は、表面材１１の裏面側に積層され、表皮材１０および表皮材１０を用いて成形される表皮一体発泡成形体にクッション性を付与するものである。

軟質ポリウレタンフォームシート１２の性状は特に限定されないが、密度は１５～６０ｋｇ／ｍ^３、硬さは９０～５００Ｎであると、表皮材１０に良好なクッション性や伸縮性を付与することができる。
軟質ポリウレタンフォームシート１２の厚みは１．０～１５ｍｍが好適である。

〔裏面材〕
軟質ポリウレタンフォームシート１２の裏面側（表面材１１と接する面の反対側）には、裏面材１３が設けられる。
裏面材１３は繊維布帛１３１と樹脂１３２フィルムとが積層されてなる複合材であり、軟質ポリウレタンフォームシート１２と接する面に繊維布帛１３１が積層される。

繊維布帛１３１としては、織物、編物、不織布等を挙げることができるが、不織布が好適である。
不織布を構成する繊維としては、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等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、ポリアミド繊維等が挙げられるが、ポリエステル系繊維が好ましい。
ポリエステル系繊維は、レーヨンとの混紡繊維とすることにより、燃やすとレーヨン自体は炭化するため、燃焼を遅延させる効果があり難燃性能に優れ好適である。なお、ポリエステル系繊維とレーヨンの混紡割合は、ポリエステル系繊維：レーヨン＝２０～８０：８０～２０であることが好ましい。

不織布の目付としては、３０～６０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。３０～６０ｇ／ｍ^２であれば、後述の軟質ポリウレタンフォームシート１２と裏面材１３のフレームラミネート時において、樹脂フィルムに１３２に火炎によるピンホールの発生が抑制されるとともに、表皮材１０の軽量化を図ることができる。
なお、不織布の製造方法としては、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロー法等、公知の方法を採用することができる。

樹脂フィルム１３２を構成する樹脂としては、注入される液状の樹脂との接着性に優れるものであれば使用可能であり、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂フィルムが好適である。
なかでも、ポリエチレン系樹脂フィルムは、耐久性があって劣化しにくいため好ましい。加えて、ポリエチレン系樹脂フィルムは溶融温度が低いため、上記繊維布帛１３１と熱ラミネートする際の加工温度を低く設定することができ、繊維布帛１３１にダメージを与えることがない。

繊維布帛１３１と樹脂フィルム１３２とを複合化させる方法としては、樹脂フィルム１３２を溶融軟化させる熱ラミネート法や接着剤を介して両者を貼着する方法などが挙げられるが、熱ラミネート法が好ましい。

表面材１１と軟質ポリウレタンフォームシート１２と裏面材１３を積層して、表皮材１０を形成する方法としては、接着剤やホットメルトフィルムによって貼り合わせる方法、高周波ウェルダー法、フレームラミネート法などが挙げられるが、表面材１１や軟質ポリウレタンフォームシート１２の風合いを損ねることなく、乾燥工程が不要であり、接着速度が速く生産性に優れるため、フレームラミネート法が好適である。

表皮材１０を用いた表皮一体発泡成形体について車両用のヘッドレスト２０を例に挙げて説明する。
図３に示すように、表皮材１０は車両用のヘッドレスト２０の外形に対応する形状に立体的に縫製され、その内部に補強材や支柱などのインサート部品２１が装着されて成形装置３０の発泡型３１に取り付けられ、これら装着されたインサート部品２１と表皮材１０の内部空間に液状の発泡樹脂が注入ノズル３２から注入され、表皮材１０と発泡した発泡樹脂とが一体となった表皮一体発泡成形体であるヘッドレスト２０となる（図２参照）。
このとき注入される液状の発泡樹脂は、表皮材１０の裏面材１３の樹脂フィルム１３２に当接する。本発明の表皮材１０は裏面材１３として繊維布帛１３１と樹脂フィルム１３２とを積層してなる複合材を使用しており、表皮材１０の形成時において樹脂フィルム１３２にピンホールが生じることがないため、液状の発泡樹脂の表皮材１０への浸透を抑制し、表皮材１０が硬くなって風合いを損ねることがない。

以上、本発明の表皮一体発泡成形体用の表皮材について説明した。本発明はヘッドレストやアームレスト、コンソールボックス等の車両の内装材用として好適に使用される。

以下に本発明を実施例に基づいて、詳細に説明する。本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。

＜材料＞
・表面材：ポリエステル糸起毛トリコット編地 目付：２７５ｇ／ｍ^２、厚み：０．８ｍｍ
・軟質ポリウレタンフォームシート：厚み３．０ｍｍ、硬さ４３０Ｎ、密度５０ｋｇ／ｍ^３
・裏面材１：目付３０ｇ／ｍ^２のポリエステルとレーヨンの混紡不織布（ポリエステル：レーヨン＝６５：３５）と厚み３０μｍのポリエチレンフィルムの複合材
・裏面材２：厚み３０μｍのポリエチレンフィルム
・裏面材３：目付３０ｇ／ｍ^２のポリエステルとレーヨンの混紡不織布（ポリエステル：レーヨン＝６５：３５）

実施例１
表面材、軟質ポリウレタンフォーム、裏面材１をフレームラミネート法により積層して表皮材を得た。なお、裏面材１はポリエステルとレーヨンの混紡不織布が軟質ポリウレタンフォームと接するように積層した。

比較例１
裏面材１を裏面材２に変更した以外は、実施例１と同様にして表皮材を得た。

比較例２
裏面材１を裏面材３に変更した以外は、実施例１と同様にして表皮材を得た。

得られた表皮材について、以下の要領で、ピンホール確認試験、染み出し防止性確認試験、難燃性確認試験１、難燃性確認試験２を実施した。結果を表１に示す。
なお、染み出し防止性確認試験および難燃性確認試験２については、以下の評価用サンプルを用いて実施した。
＜評価用サンプル＞
実施例、比較例で得られた表皮材を用いて、ヘッドレスト形状に近似した評価サンプルを作製した。この評価サンプルの内部に、発泡樹脂（ポリエーテルポリオール１００質量部、トリレンジイソシアネート７０質量部、水３．５質量部、シリコーンオイル１．０質量部、ジメチルメタノールアミン２．５質量部、トリエチレンジアミン１．０質量部からなる混合物）を注入し、発泡硬化させることで、表皮材と一体化した発泡成形体を得た。 これを評価用サンプルとする。

〔ピンホール確認試験〕
実施例１および比較例１で得られた表皮材について、裏面材側からミクロチェックスプレー（赤色）を塗布し、濃赤色箇所の有無を目視にて確認した。評価基準は以下のとおりである。
なお、ピンホールは濃赤色の点状として確認される。
比較例２については、裏面材にフィルムを用いていないため、試験を行っていない。
〇・・・ピンホールなし（濃赤色の点状なし）
×・・・ピンホールあり（濃赤色の点状あり）

〔染み出し防止性確認試験〕
上記評価サンプルの断面を確認し、表皮材への発泡樹脂の浸透の有無を目視にて確認した。評価基準は以下のとおりである。
〇・・・表皮材に発泡樹脂の浸透が確認されない
×・・・表皮材の内部（軟質ポリウレタンフォームシート）に発泡樹脂が浸透している

〔難燃性確認試験１〕
実施例、比較例で得られた表皮材について、縦方向において、長さ３５０ｍｍ、幅１００ｍｍにカットし、ＭＶＳＳに準じて燃焼試験を行った。評価基準は以下のとおりである。
〇・・・最大燃焼速度が７０ｍｍ／ｍｉｎ未満
×・・・最大燃焼速度が７０ｍｍ／ｍｉｎ以上

〔難燃性確認試験２〕
上記評価用サンプルについて、縦方向において、長さ１５０ｍｍ、幅８５ｍｍ、厚みが１２．７ｍｍ（表皮材＋発泡樹脂）になるようにカットし、ＭＶＳＳに準じて燃焼試験を行った。評価基準は以下のとおりである。
〇・・・最大燃焼速度が３５ｍｍ／ｍｉｎ未満
×・・・最大燃焼速度が３５ｍｍ／ｍｉｎ以上

上記の結果から、実施例１の表皮材は、ピンホールが確認されないため、注入する発泡樹脂の染み出すことがなく、難燃性にも優れることから、表皮一体発泡成形用の表皮材として好適であることがわかる。
一方で比較例１の表皮材はピンポールが発生しているため注入する発泡樹脂の染み出しが生じており、難燃性も十分でないことがわかる。また、比較例２の表皮材は裏面材に樹脂フィルムを使用していないためピンホール発生の問題はないものの、不織布のみでは注入する発泡樹脂の染み出しの防止が困難であることがわかる。

１０ 表皮材
１１ 表面材
１２ 軟質ポリウレタンフォームシート
１３ 裏面材
１３１ 繊維布帛
１３２ 樹脂フィルム
２０ ヘッドレスト
２１ インサート部品
３０ 成形装置
３１ 発泡型
３２ 注入ノズル

Claims (4)

1. 表皮一体発泡成形用の表皮材であって、
   表面側から、表面材、軟質ポリウレタンフォームシート、裏面材が積層されてなり、
   前記裏面材が、繊維布帛と樹脂フィルムとからなる複合材であって、
   前記繊維布帛が軟質ポリウレタンフォームシートと接する面に配置されてなることを特徴とする表皮一体発泡成形用の表皮材。
   
2. 前記樹脂フィルムがポリエチレン系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の表皮一体発泡成形用の表皮材。
   
3. 前記繊維布帛がポリエステル繊維からなる不織布であることを特徴とする請求項１に記載の表皮一体発泡成形用の表皮材。
   
4. 前記不織布がポリエステル繊維とレーヨンの混紡不織布であることを特徴とする請求項３に記載の表皮一体発泡成形用の表皮材。