(57)【要約】【課題】積層体のクッション層と基材層との接合強度に優れ、クッション層と基材層との剥離を抑制することができる積層体と、その製造方法を提供すること。【解決手段】基材層の上にクッション層が積層一体化された積層体の製造方法であって、以下の工程：（１）貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有し、かつ、全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である発泡粒子成形体からなる基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する工程；および（２）液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、基材層の上にポリウレタンフォームによるクッション層を形成するとともに、ポリウレタンフォームの一部を基材層の表面側に位置する空隙内で固化させて、基材層とクッション層とを積層一体化する工程を含む積層体の製造方法とする。【選択図】図１
2015155146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層の上にクッション層が積層一体化された積層体の製造方法であって、
以下の工程：
（１）貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有し、かつ全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である発泡粒子成形体からなる基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する工程；および
（２）液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、基材層の上にポリウレタンフォームによるクッション層を形成するとともに、ポリウレタンフォームの一部を基材層の表面側に位置する空隙内で固化させて、基材層とクッション層とを積層一体化する工程
を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
前記工程（１）で液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する前の基材層の曲げ破壊強さが、0.1MPa以上であることを特徴とする請求項１の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記工程（１）で液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する前の基材層の表層部の空隙率（Ｂ）が20体積％以上であるとともに、全体空隙率（Ａ）に対する表層部の空隙率（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）が、0.6〜1.2であることを特徴とする請求項１または２の積層体の製造方法。
【請求項４】
貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂粒子が相互に融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体からなる基材層に、ポリウレタンフォームによるクッション層が積層一体化している積層体であって、少なくとも基材層の表面側に位置する空隙内に、ポリウレタンフォームが入り込んで固化していることを特徴とする積層体。
【請求項５】
請求項４の積層体を含むことを特徴とするクッション材。
【請求項６】
乗物の座席シート用であることを特徴とする請求項５のクッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の製造方法、積層体およびクッション材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されているように、従来から、異なる素材からなる複数の層を積層して形成された積層体は、例えば、自動車等で使用される座席などに使用されており、クッション性を有する素材からなるクッション層と、クッション層よりも強度や剛性が高く、軽量な素材からなる基材層とが積層されたものが知られている。クッション層を構成する素材としては、例えば軟質ポリウレタンフォーム等が用いられており、搭乗者が着座した際の座り心地や腰部のホールド感等が良好なものとなるように構成されている。
【０００３】
一方、基材層を構成する素材としては、例えばスチレン系樹脂やエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等を用いて形成されたものが用いられており、クッション層の強度や剛性を補うとともに、積層体自体の軽量化を図ることが可能となっている。このように、異なる素材からなるクッション層と基材層とを積層することで、複合的な特性を有する積層体を得ることが可能となる。
【０００４】
このような積層体を形成する方法としては、成形金型を用いた方法が知られている。特許文献１に記載されているように、例えば、成形金型内に形成された成形空間に、予め形成しておいた基材層を構成する部材を配置し、かかる部材が配置された成形空間にクッション層の原料（ポリウレタンフォームの液体原料など）を充填してクッション層を成形することで、基材層の表面にクッション層を直接成形（積層）することができる。
【０００５】
さらに、特許文献１では、ウレタンフォームからなるクッション層と、プロピレン系樹脂発泡体などのウレタンフォームとは接着性が乏しい樹脂で構成される基材層とを積層した積層体における、クッション層と基材層との間の剥離を抑制するための検討もなされている。具体的には、特許文献１では、異素材層を形成するに際し、成形体の表面における異素材層との接触領域を、成形体の軟化温度の８０％以上の温度で加熱することにより、接触領域を形成する発泡性樹脂粒子を軟化させるとともに膨張させて接触領域に凹凸を形成し、この凹凸の凹部に入り込むように異素材層が形成される積層体の製造方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の製造方法によって製造される積層体においても、積層体を構成する層同士の接着強度は必ずしも十分ではなく、各層間の剥離を確実に抑制することは難しい。例えば、自動車等の座席などに使用される積層体のクッション層と基材層との間に剥離が生じると、搭乗者の座り心地やホールド感が低下したり、剥離に伴う層間のこすれ音が生じるなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、積層体のクッション層と基材層との接合強度に優れ、クッション層と基材層との剥離を抑制することができる積層体と、その製造方法を提供することを課題としている。さらに、この積層体を利用したクッション材を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の積層体の製造方法は、基材層の上にクッション層が積層一体化された積層体の製造方法であって、以下の工程：
（１）貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有し、かつ全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である発泡粒子成形体からなる基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する工程；および
（２）液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、基材層の上にポリウレタンフォームによるクッション層を形成すると共に、ポリウレタンフォームの一部を基材層の表面側の空隙内で固化させて、基材層とクッション層とを積層一体化する工程
を含むことを特徴としている。
【０００９】
この積層体の製造方法では、前記工程（１）で液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する前の基材層の曲げ破壊強度が、0.1Mpa以上であることが好ましい。
【００１０】
この積層体の製造方法では、前記工程（１）で液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する前の基材層は、表層部の空隙率（Ｂ）が20体積％以上であるとともに、全体空隙率（Ａ）に対する表層部の空隙率（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）が、0.6〜1.2であることがより好ましい。
【００１１】
本発明の積層体は、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂粒子が融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体からなる基材層に、ポリウレタンフォームによるクッション層が積層一体化している積層体であって、少なくとも基材層の表面側に位置する空隙内に、ポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化していることを特徴としている。
【００１２】
本発明のクッション材は、前記積層体を含むことを特徴としている。
【００１３】
このクッション材は、乗物の座席シート用であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の積層体の製造方法によれば、積層体のクッション層と基材層との接合強度に優れ、クッション層と基材層との剥離が抑制された積層体を得ることができる。また、本発明の積層体は、クッション層と基材層との剥離が抑制されているため、例えば、自動車などの座席の材料（クッション材）として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】筒状のポリオレフィン系樹脂粒子の一形態を例示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の積層体の製造方法は、基材層にクッション層が積層一体化された積層体の製造方法であって、
以下の工程：
（１）貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有し、かつ、全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である発泡粒子成形体からなる基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する工程；および
（２）液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、基材層の上にポリウレタンフォームによるクッション層を形成させ、ポリウレタンフォームの一部を基材層の表面側の空隙内で固化させて、基材層とクッション層とを積層一体化する工程
を含む。
【００１７】
以下、各工程について説明する。
【００１８】
工程（１）では、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有し、かつ、全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である発泡粒子成形体からなる基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する。
【００１９】
基材層は、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着した、外部と連通する空隙を有する発泡成形体によって形成されている。
【００２０】
基材層を形成するポリオレフィン系樹脂発泡粒子による発泡成形体は、例えば、特許文献２（特開平08-108441号公報、特許第2805286）、特許文献３（特開平07-137063号公報、特許第3377575）、特許文献４（特開2012-126816号公報）などにおいて本出願人が提案している従来公知の方法によって製造することができる。
【００２１】
具体的には、例えば、まず、基材樹脂となるポリオレフィン系樹脂を押出機で溶融混練した後、筒状のストランド状に押し出して、冷却後適宜長さに切断するか、或いは適宜長さに切断後冷却する等の方法によって貫通孔を有する筒状のポリオレフィン系樹脂粒子を製造することができる。なお、この際、押出機ダイスの溶融樹脂出口に所望のポリオレフィン系樹脂粒子の断面形状と同様のスリットを有するものを選択することや、筒形を維持するために、スリットの内側に筒形ストランド穴部の圧力を常圧もしくはそれ以上に保つための圧力調整孔を設けたものなどを使用することができる。
【００２２】
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン−プロピレンブロックコポリマー、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、プロピレン−ブテンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテンターポリマー、ホモポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−メチルメタクリレートコポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマーの分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー系樹脂などのポリエチレン系樹脂やポリブテン、ポリペンテンなどのうちの１種または２種以上を例示することができる。なかでも、発泡成形体の圧縮後の回復性が良好である点で、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレンコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−ブテン−プロピレンターポリマーなどが好ましい。
【００２３】
また、ポリオレフィン系樹脂は無架橋の状態で用いてもよいが、パーオキサイドや放射線などにより架橋させて用いてもよい。しかしながら、生産工程数、リサイクル性の面で無架橋のものが好ましい。
【００２４】
次に、ポリオレフィン系樹脂粒子を密閉容器内に発泡剤の存在下で分散媒に分散させて、ポリオレフィン系樹脂粒子の軟化温度以上の温度に加熱して樹脂粒子内に発泡剤を含浸させる。その後、容器の一旦を開放し、容器内圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保持しながらポリオレフィン系樹脂粒子と分散媒とを同時に容器内よりも低圧の雰囲気下（通常は大気圧下）に放出してポリオレフィン系樹脂粒子を発泡させることで、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得ることができる。
【００２５】
ポリオレフィン系樹脂粒子を得る際に用いられる発泡剤としては、通常、プロパン、イソブタン、ブタン、イソペンタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、クロロフルオロメタン、トリフルオロメタン、１，２，２，２−テトラフルオロエタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン等の揮発性有機発泡剤や、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機ガス系発泡剤が挙げられるが、なかでもオゾン層の破壊がなく且つ安価な無機ガス系発泡剤が好ましく、特に窒素、空気、二酸化炭素が好ましい。又、上記発泡剤の二種以上の混合系にて使用することもでき、発泡倍率向上効果を考慮すると、二酸化炭素とブタンとの混合発泡剤を使用することができる。
【００２６】
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を得る際に用いられる分散媒としては、樹脂粒子を溶解しないものであればよく、このような分散媒としては例えば、水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられるが、通常は水が使用される。
【００２７】
また、ポリオレフィン系樹脂粒子を分散媒に分散させて発泡温度に加熱するに際し、樹脂粒子相互の融着を防止するために融着防止剤を用いることもできる。
【００２８】
さらに、ポリオレフィン系樹脂粒子は、黒、灰色、茶色等の着色顔料又は染料を添加して着色されたものであってもよい。
【００２９】
そして、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子には、例えば、筒状であって、（ａ）外周形状、中空部の形状がともに円形であるもの、（ｂ）外周形状、中空部の形状ともに多角形であるもの、（ｃ）外周形状が円形で中空部の形状が多角形であるもの、（ｄ）外周形状が多角形で中空部の形状が円形であるもの、（ｅ）上記（ａ）〜（ｄ）をその外周において互いに接合させた形状であるものなどが含まれる。
【００３０】
また、筒状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の外形や中空部の寸法などは適宜設計することができる。例えば、貫通孔を有する筒状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子が外周形状、中空部の形状がともに円形であるものの場合を例にとると、図１の模式図に例示したように、筒状のポリオレフィン系樹脂粒子１の外径Ｄは2〜6mm、内径ｄ（中空部Pの直径）は、1〜5mm、長さＬは2〜6mmであることが好ましい。筒状のポリオレフィン系樹脂粒子の寸法が、この範囲であると、後述するように、積層体のクッション層と基材層との接合強度をより高めることができる。さらに、この場合、Ｌ／Ｄ＝0.8〜1.2であること、また、内径ｄは、1.5mm以上であることがさらに好ましく、これによってクッション層と基材層との接合強度をさらに高めることができる。
【００３１】
そして、例えば、このような方法で製造された貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、所定の温度に加熱して型内成形することで、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着した発泡粒子成形体を得ることができる。成形条件は、積層体の用途などを考慮して適宜設定することができる。この発泡粒子成形体は、本発明の積層体の基材層を構成する。
【００３２】
この発泡粒子成形体（基材層）は、外部と連通する空隙を有している。発泡粒子成形体（基材層）の空隙は、筒状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の貫通孔による空隙と、融着した複数のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の間に形成される間隙による空隙とを含んでいる。
【００３３】
そして、発泡粒子成形体（基材層）の全体空隙率（Ａ）が10体積％以上である。全体空隙率（Ａ）が10体積％未満であると、クッション層と基材層と接合強度を確保することが難しい。一方、全体空隙率（Ａ）が40体積％を超えると、発泡粒子成形体自体の機械的強度が不十分となる恐れがある。このような観点から、発泡粒子成形体の全体空隙率（Ａ）は、12〜35体積％であることが好ましく、より好ましくは15〜30体積％である。
【００３４】
また、この発泡粒子成形体（基材層）の表層部の空隙率（Ｂ）（表面から厚み方向へ3mmまでの領域の空隙率）は、20体積％以上であることが好ましい。なお、本発明において基材層の表面側とは、積層体としてポリウレタンフォームによるクッション層が積層される面をいう。
【００３５】
そして、全体空隙率（Ａ）に対する表層部の空隙率（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）が、0.6〜1.2であることが好ましく、0.8〜1.2であることがより好ましく、0.9〜1.2であることがさらに好ましい。全体空隙率（Ａ）に対する表層部の空隙率（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）がこの範囲であると、後述するように、積層体の機械的強度を低下させることなく、積層体のクッション層と基材層との接合強度をさらに高めることができる。
【００３６】
さらに、この発泡粒子成形体（基材層）の曲げ破壊強さは、0.1MPa以上であることが好ましく、密度は、0.02〜0.06g/cm3であることが好ましい。発泡粒子成形体（基材層）の曲げ破壊強さおよび密度がこの範囲であることで、積層体の強度を確実に確保することができる。
【００３７】
次に、金型内に配置された発泡粒子成形体の基材層の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する。このとき、少なくとも基材層の表面側に位置する空隙内に、液状のポリウレタンフォーム用原料の一部が入り込んでもよい。
【００３８】
液状のポリウレタンフォーム用原料は、公知の材料を適宜使用することができ、ポリウレタンと各種の発泡剤などを含むことができる。また、供給する液状のポリウレタンフォーム用原料の量なども適宜設定することができる。
【００３９】
工程（２）では、液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、基材層の上にポリウレタンフォームによるクッション層を形成するとともに、ポリウレタンフォームの一部を基材層の表面側の空隙内で固化させて、基材層とクッション層とを積層一体化する。
【００４０】
このとき、ポリウレタンフォーム用原料の発泡時の圧力でポリウレタンフォームの一部が基材層の空隙内に押し込まれることにより、あるいは、ポリウレタンフォーム用原料を基材層上に供給した際に基材層の空隙内に入り込んでいるポリウレタンフォーム用原料が発泡することにより、基材層の空隙部内にポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化した状態となる。さらに、基材層は貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着してなることから、発泡粒子の貫通孔による空隙にポリウレタンフォームが入り込むため、その発泡圧により発泡粒子同士の融着構造を破壊しにくくなる。さらに、発泡粒子成形体の空隙は、発泡粒子の貫通孔、さらには発泡粒子間の間隙が複雑につながって形成されているため、基材層とポリウレタンフォームとが高い接触面積でかつ複雑な形で密着することとなる。そのため、基材層とポリウレタンフォームによるクッション層とが高い接合強度で積層一体化される。なお、ポリウレタンフォーム用原料を発泡させるための条件は、適宜設定することができる。
【００４１】
このように、本発明の積層体は、貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体からなる基材層に、ポリウレタンフォームによるクッション層が積層一体化している積層体であって、少なくとも表面側に位置する基材層の空隙内に、ポリウレタンフォームが入り込んで固化している。このため、積層体のクッション層と基材層との接合強度に優れ、クッション層と基材層との剥離を確実に抑制することができる。
【００４２】
したがって、本発明の積層体は、各種のクッション材として有効に利用することができる。具体的には、例えば、自動車、二輪車、航空機、電車などの乗物の座席シート、ソファー、イスなど、クッション性が望まれる各種の用途に利用することができ、座り心地やホールド感に優れるとともに、クッション層と基材層との剥離に伴うこすれ音の発生なども確実に抑制される。
【００４３】
本発明の積層体の製造方法、積層体およびクッション材は、以上の形態に限定されることはない。
【００４４】
以下、本発明の積層体の製造方法、積層体について、実施例とともにさらに詳しく説明する。
【実施例】
【００４５】
＜１＞発泡粒子成形体
基材層を構成する発泡粒子成形体として、嵩密度24ｋｇ／ｍ３、真密度53ｋｇ／ｍ３、平均粒子重量1.5mg、平均Ｌ／Ｄ＝1.0の貫通孔を有する略円筒状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を型内成形して融着させたものを使用した（成形体１〜４）。また、見掛け密度24ｋg／m3、平均粒子重量2mg、貫通孔を有していない略円柱状の樹脂発泡粒子を型内成形したものも準備した（成形体５、６）。成形体５は、融着した樹脂発泡粒子の間に空隙が形成されたおこし状に形成されているが、使用した樹脂発泡粒子が貫通孔を有していないため、成形体１〜４と比較して全体空隙率が小さく、さらに空隙の形態が複雑化していない。一方、成形体６は、融着した樹脂発泡粒子の間に空隙は形成されていない。
【００４６】
なお、発泡粒子成形体の空隙率は、型内成形時の加熱スチームの圧力及び加熱時間を調整することにより調整した。
【００４７】
そして、この発泡粒子成形体１〜６について、それぞれの表層部の空隙率（Ｂ）及び全体空隙率（Ａ）を計測した。空隙率は次式によって算出される。
【００４８】
空隙率（体積％）＝〔（Ｘ−Ｙ）／Ｘ〕×１００
ここで、Ｘは成型体の見かけ体積（cm3）、Ｃは成型体の真の体積（cm3）である。見かけ体積Ｘは、発泡成型体の外形寸法から算出される体積、真の体積Ｙは発泡成型体の空隙部を除いた実質体積をそれぞれ表している。真の体積Ｙは発泡成型体を液体（例えばアルコール）中に沈めた時の増量した体積を測定することによって知ることができる。
【００４９】
なお、表層部空隙率（Ｂ）は、表面から厚み方向へ３mmまでの領域の空隙率である。
【００５０】
結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2015155146.tif 000003
【００５２】
＜２＞積層体の作製
発泡粒子成形体１〜４を基材層としてそれぞれ金型内に配置し、その上に液状のポリウレタンフォーム用原料（日清紡ケミカル株式会社製：エアライトフォーム）を供給して発泡させてクッション層を積層させ、それぞれ本発明の積層体１〜４として作製した。同様に、成形体５、６を基材層としてポリウレタンフォーム用原料を供給して発泡させてクッション層を積層させ、積層体５、６を作製した。
【００５３】
この積層体１〜６を50mm×50mmサイズに切り出し、上下面ともＳＵＳ板に接着した。接着剤はＳＵＳ面から剥離しないようセメダイン製接着剤PPK1000を使用し、23℃、50％RH環境下、万能試験機（テンシロン）にて引張試験を行った。引張速度は10mm/minとした。
【００５４】
結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
2015155146.tif 000004
【００５６】
表２に示したように、本発明の積層体１〜４は、積層体５、６と比較して、最大荷重（N）に優れており、基材層とクッション層の接合強度が良好であることが確認された。
【符号の説明】
【００５７】
１  ポリオレフィン系樹脂発泡粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開2012-171104号公報
【特許文献２】特開平08-108441号公報
【特許文献３】特開平07-137063号公報
【特許文献４】特開2012-126816号公報
【図１】
2015155146.tif 000005