(57)【要約】      （修正有）【課題】成形性、物理強度等の要求物性基準を満たしつつ、ピンホール欠陥やスジ状欠陥等がほとんど無い、外観品質の良好な表皮体を安価に製造する。【解決手段】一次粒径が３００〜１０００μｍである粉体組成物Ａと、一次粒径が５０〜３００μｍである粉体組成物Ｂとを、質量割合で、５０：５０＜Ａ：Ｂ≦５：９５なる関係を満たすように粉体混合した熱可塑性エラストマー組成物粉体をスラッシュ成形する。このように混合される粉体の内、粒径の小さい粉体組成物Ｂの質量割合を多くすることによって、３００〜１０００μｍの粉体組成物Ａの間隙に５０〜３００μｍの粉体組成物Ｂが充填された状態となって成形金型の表面に均一に付着するので、スラッシュ成形された表皮体は良好な外観品質を得ることが可能となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラッシュ成形に用いる熱可塑性エラストマー組成物粉体であって、
一次粒径が３００〜１０００μｍである粉体組成物Ａと、
一次粒径が５０〜３００μｍである粉体組成物Ｂとを、
質量割合で、５０：５０＜Ａ：Ｂ≦５：９５なる関係を満たすように粉体混合したことを特徴とするスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体。
【請求項２】
請求項１に記載のスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体において、
前記粉体組成物Ａはマイクロペレットであり、
前記粉体組成物Ｂは冷凍粉砕されたパウダー組成物であることを特徴とするスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体において、
メルトフローレート（ＭＦＲ）が温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件下で５ｇ／１０ｍｉｎ以上であることを特徴とするスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体を用いてスラッシュ成形して得られる表皮体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラッシュ成形に用いる熱可塑性エラストマー組成物粉体およびこれを用いてスラッシュ成形して得られる表皮体の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車内装部品、例えば、インストルメントパネル、コンソールボックス、ドアートリム等の成形部品用表皮体、あるいは玩具用、化粧用またはエステティック用人形の人形顔用表皮体等の製造には、熱可塑性樹脂を用いた粉末スラッシュ成形法が広く採用されている。表皮材料の熱可塑性樹脂としては、成形体表面に皮シボやステッチを設けることが可能で、ソフトな感触の成形体を得ることができるという理由から、軟質塩化ビニル樹脂粉体等が用いられてきた。
【０００３】
このスラッシュ成形法は、他の成形方法である射出成形や圧縮成形と異なり、賦形圧力をかけない手法である。したがって、成形時において粉末材料を複雑な形状の金型に均一付着させるために、成形材料となる粉体は、粉体流動性に優れている必要がある。また、金型に付着した粉体が溶融して無加圧下でも流動して皮膜を形成するために、粉体の溶融温度が低く、かつ溶融粘度が低いことも条件になっている。さらに、金型を冷却して成形された表皮を金型より容易に離型できることも必要である。
【０００４】
このような無加圧下で行われるスラッシュ成形に用いられる熱可塑性エラストマー組成物粉体は、溶融流動性を確保する必要性から、従来、一次粒径が３００μｍ以下であることが必要とされていた。この理由として、一次粒径３００μｍを超える粉体では溶融流動性が不足し、表面の良好な表皮体が得られず、粉体の融着不足に起因したピンホール欠陥が成形体表面に発現するからである。このピンホール現象を防止する方法としては、熱可塑性エラストマー組成物を低分子量化して溶融流動性を向上させる方法があるが、低分子量化により成形体の諸物性が低下し、表皮体に必要な物理強度が得られないといった問題が発生する。また、成形金型温度を高温にする方法もあるが、成形時に熱可塑性エラストマー組成物が熱劣化するので好ましくない。
【０００５】
したがって、従来技術では、所望の物性を有する表皮体を得るために、一次粒径が３００μｍ以下の熱可塑性エラストマー組成物粉体を単独で用いる方法を採っていた。一次粒径が３００μｍ以下の粒径を有する粉体組成物の製造方法としては、数ｍｍのペレット状組成物を作製した後、これを冷凍粉砕等によって３００μｍ以下に微粉化するのが一般的であった。しかしながら、この微粉化作業には高価な費用が必要であり、表皮体製品のコストアップとなるため、安価な粉体組成物の開発が望まれていた。
【０００６】
そこで、このような課題を解決するための手法として、例えば、下記特許文献１に開示されている発明が提案されている。かかる発明は、一次粒径が３００〜１０００μｍ以下である粉体組成物と、一次粒径が５０〜２００μｍ以下の粉体組成物を、５０：５０〜９５：５の質量割合で粉体混合したことを特徴とするものである。
【０００７】
このような構成とすることによって、混合された粉体組成物は、３００μｍ以上の粉体組成物の間隙に２００μｍ以下の粉体組成物が充填された状態となって成形金型の表面に均一に付着するので、金型面に付着した粉体間の空隙は、３００μｍ以下の粉体組成物が単独で金型表面に付着した場合と同等となる。したがって、下記特許文献１に開示されている発明によれば、成形体表面にピンホール欠陥の無い意匠性に優れた成形体を得ることができるとされている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３６３４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年の樹脂成型品に対する外観品質や要求物性基準は非常に高いものとなってきており、従来の手法で製造された表皮体では、この要求品質を満足できなくなってきている。
【００１０】
具体的に、上記特許文献１では、一次粒径が３００〜１０００μｍ以下である粉体組成物と、一次粒径が５０〜２００μｍ以下の粉体組成物を、５０：５０〜９５：５の質量割合で粉体混合した熱可塑性エラストマーを使用しているが、５０：５０の質量割合で混合した粉体であっても粉体間の空隙が大きいためにピンホール欠陥が発生してしまうことが確認されている。特に、金型の鋭角部分では粉体が密に入り込んで形状を忠実に再現する必要があるが、粒径の小さい粉体組成物が最も多くなる５０：５０の質量割合で混合した粉体であっても、粗い粒子が多すぎるために外観不良が発生してしまうのである。
【００１１】
このようなピンホール欠陥や外観不良が、例えば、自動車の内装部品として用いられるインストルメントパネル、コンソールボックス、ドアートリム等で発生した場合には、内装商品力を著しく損なってしまう。また、金型形状の制約となるため、自由なデザイン開発の妨げともなるものである。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、要求物性基準を満たしつつ外観品質が良好なスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体およびこれを用いてスラッシュ成形して得られる表皮体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体は、一次粒径が３００〜１０００μｍである粉体組成物Ａと、一次粒径が５０〜３００μｍである粉体組成物Ｂとを、質量割合で、５０：５０＜Ａ：Ｂ≦５：９５なる関係を満たすように粉体混合したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体において、前記粉体組成物Ａはマイクロペレットであり、前記粉体組成物Ｂは冷凍粉砕されたパウダー組成物であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件下で５ｇ／１０ｍｉｎ以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体を用いてスラッシュ成形を行うことにより、要求物性基準を満たしつつ外観品質が良好な表皮体を安価に製造することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成形性、物理強度等の要求物性基準を満たしつつ、ピンホール欠陥やスジ状欠陥等がほとんど無い、外観品質の良好な表皮体を安価に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体は、一次粒径が３００〜１０００μｍである粉体組成物Ａと、一次粒径が５０〜３００μｍである粉体組成物Ｂとを、質量割合で、５０：５０＜Ａ：Ｂ≦５：９５なる関係を満たすように粉体混合したものである。つまり、本発明は、上記引用文献１に記載の発明とは全く逆の質量組成比で粉体混合を行うものである。このような構成、すなわち、混合される粉体の内、粒径の小さい粉体組成物Ｂの質量割合を多くすることによって、３００〜１０００μｍの粉体組成物Ａの間隙に５０〜３００μｍの粉体組成物Ｂが充填された状態となって成形金型の表面に均一に付着するので、スラッシュ成形された表皮体は良好な外観品質を得ることが可能となるのである。
【００１９】
ここで、一次粒径が３００〜１０００μｍである粉体組成物Ａについては、マイクロペレットを採用することが好適である。これは、スラッシュ成形用の熱可塑性エラストマー組成物粉体として通常用いられている冷凍粉砕パウダーと比較して安価であり、しかも３００〜１０００μｍの粒径を容易に実現することが可能なためである。また、一次粒径の範囲について、マイクロペレット製造時の粒径の目標値としては３００〜５００μｍ程度がより好適であるが、製造されるマイクロペレットの粒径にはある程度のバラツキが発生し、現実には３００〜１０００μｍの範囲の粒径が存在するため、一次粒径３００〜１０００μｍとした。
【００２０】
次に、一次粒径が５０〜３００μｍである粉体組成物Ｂについては、通常用いられている冷凍粉砕パウダーを採用することが好適である。この粒径範囲の上下限の根拠については、良好な表皮体を得るためには、粉体組成物Ｂの一次粒径は３００μｍ以下である必要があり、下限の５０μｍについては冷凍粉砕という製造条件から規定されるものである。なお、一次粒径の目標値は、下限の５０μｍに近いほどより好適ではあるが、上限の３００μｍであっても本発明の効果を十分に発揮することが可能である。
【００２１】
このような２種類の粉体組成物Ａおよび粉体組成物Ｂは、質量割合で、５０：５０＜Ａ：Ｂ≦５：９５なる関係を満たすように粉体混合されることが好適である。この関係について、下限の条件をＡ：Ｂ＞５０：５０としたのは、発明者による実験において、この質量組成比で粉体混合を行った場合には、例えば、自動車の内装部品として用いられるインストルメントパネル等の要求品質を若干ながら満足することができなかったからである。
【００２２】
一方、上限のＡ：Ｂ≦５：９５について、Ａ：Ｂ≦０：１００とした場合であっても当然本発明の効果を発揮することが可能である。しかしながら、安価なマイクロペレットである粉体組成物Ａを全く含有しない構成とした場合には、コストパフォーマンスの点で問題があるため、Ａ：Ｂ≦５：９５という条件とした。
【００２３】
本発明で使用する粉体組成物Ａ（例えば、マイクロペレット）および粉体組成物Ｂ（例えば、冷凍粉砕パウダー）については、オレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル等の材料を選択することが可能である。また、同一材料同士もしくは異種材料同士の粉体混合が可能である。
【００２４】
さらに、粉体組成物Ａおよび粉体組成物Ｂの特性として、溶融性の指標であるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に規定される温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件下で５ｇ／１０ｍｉｎ以上であれば良い。この条件を満足することによって、要求物性基準を満たしつつ外観品質が良好な表皮体を得ることが可能となる。
【００２５】
なお、得られた本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体は、粉末スラッシュ成型を実施されることによって、高品質の表皮体を得ることができる。この成形は、組成物の融点以上に加熱された金型に粉体を重力で落下させて投入し、一定時間経過後に金型を反転し、余分の組成物を回収箱に集めることにより行われる。金型表面には組成物が層となって付着しており、時間経過とともに溶融してスキン層が形成される。そして、金型を冷却してスキン層を脱型するものであり、これが繰り返し行われる。
【００２６】
金型の加熱方法としては、オイル循環あるいは熱風炉へ入れる方法が一般的である。オイル循環はパイプ配管配置により金型温度調整が容易であるが、金型面からのみ加熱される。一方、熱風炉を用いると、金型面および成形物裏面の両面からの加熱が可能であるが、生産性を考慮して熱風を３００°Ｃ以上に設定することが多いため、成形物裏面の熱酸化劣化を起こさないように処方や条件を配慮する必要がある。
【００２７】
熱風方式は、粉末成形を多層（２ないし３）に行う時に有効である。すなわち、加熱された金型に最外層となる１回目の粉末を粉体成形し、半溶融状態で２回目の粉末を付着させ、そして必要なら３回目も粉体成形し、その後加熱溶融する。この場合、金型面側のみからの加熱では、熱伝達が不充分なので成形物裏面からの加熱も可能な熱風炉方式が用いられることが多い。
【００２８】
ただし、形成される表皮体が大型の場合には、流動床炉式の加熱手段を用いることも好適である。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明を具体的な実施例により、さらに詳細に説明する。まず、本実施例では、以下のように各々の熱可塑性エラストマー組成物の調製を行った。
【００３０】
［熱可塑性エラストマー組成物（ＴＰＯ−１）の調製］
東レ・デュポン製のポリエステル系エラストマー（ハイトレル（登録商標））のマイクロペレットを入手した。このマイクロペレットを目開き５００μｍの篩にかけて分級し、篩を通過したものをＴＰＯ−１とした。
【００３１】
［熱可塑性エラストマー組成物（ＴＰＯ−２）の調製］
ＴＰＯ−１と同一材料のペレットを冷凍粉砕したパウダーを入手した。このパウダー粉体を目開き３００μｍの篩にかけて分級し、篩を通過したものをＴＰＯ−２とした。
【００３２】
［外観検査用表皮体の製造と評価］
このようにして調製したＴＰＯ−１とＴＲＯ−２を表１に示す所定量の混合割合でドライブレンドを行った後、スラッシュ成形を実施し、得られた表皮の水平面部分と角部分の外観を目視検査し、ピンホールの発生数を計数した。また、角部分については、金型形状転写性として、スジ発生の有無を観察した。
【００３３】
なお、スラッシュ成形して得られた外観検査用の表皮体１０の形状は、図１に示すような弁当箱形状であり、長さ×幅×高さが３００ｍｍ×２００ｍｍ×５０ｍｍの直方体とした。水平面部分の被検査対象部位１１は、金型底に接触して成形された表皮体上面の中央１ｃｍ角の領域とし、角部分の被検査対象部位１２は、表皮体のコーナーから１ｃｍの範囲の３辺とした。
【００３４】
外観検査用表皮体１０の製造条件としては、金型を２５０℃に加熱して金型に粉体を重力で落下させて投入し、６秒間経過後に金型を反転して余分の組成物を回収箱に集めた。その後、金型を６０秒間保持したうえで冷却水に４０秒間浸し、金型から表皮体を剥がすことによって外観検査用表皮体を完成させた。
【表１】
2005153415.tif 000002
表１に示す通り、ＴＰＯ−１：ＴＰＯ−２＝６６：３３の場合、すなわち、一次粒径が大きい粉体組成物であるＴＰＯ−１が多く含まれる場合には、中央部分にピンホールが７２個／ｃｍ２と多数発生するとともに（図２Ａ参照）角付近にもスジが発生しており（図３Ａ参照）、金型形状転写性が悪いことが明らかとなった。
【００３５】
また、中央部分に発生するピンホールの数は５０個／ｃｍ２以下が望ましいことから、ＴＰＯ−１：ＴＰＯ−２＝５０：５０の場合が許容できない限界であると判定した。
【００３６】
ちなみに、一次粒径の小さい粉体組成物であるＴＰＯ−２が多く含まれる場合には、中央部分および角部分のピンホール数も減少するとともに角部分のスジも消え、表皮体の表面品質が向上することが確認できた。また、この傾向は一次粒径の小さい粉体組成物であるＴＰＯ−２の含有量が大きくなるほど顕著となることも明らかとなった（図２Ｂ，図２Ｃ，図３Ｂ，図３Ｃ参照）。
【実施例２】
【００３７】
本発明の有効性をさらに検証するために、上記した実施例１とは別の実験を行ったので以下に説明する。本実施例では、以下のように各々の熱可塑性エラストマー組成物の調製を行った。
【００３８】
［熱可塑性エラストマー組成物（ＴＰＯ−Ａ）の調製］
東レ・デュポン製のポリエステル系エラストマー（ハイトレル（登録商標））の冷凍粉砕パウダーを入手し、目開き３００μｍおよび４００μｍの篩にかけて分級し、篩を通過したものをＴＰＯ−Ａとした。
【００３９】
［熱可塑性エラストマー組成物（ＴＰＵ−Ｂ）の調製］
三洋化成工業製の熱可塑性ウレタン系エラストマーのパウダーを入手し、目開き３００μｍの篩にかけて分級し、篩を通過したものをＴＰＵ−Ｂとした。
【００４０】
［外観検査用表皮体の製造と評価］
実施例１の場合と同様に、ＴＰＯ−ＡとＴＰＵ−Ｂを所定量の質量割合でドライブレンドを実施し、スラッシュ成形にて外観検査用表皮体１０を製造した。この得られた外観検査用表皮体の水平面部分１１と角部分１２の外観（ピンホール数）の違い、および金型形状転写性を観察した結果、一次粒径の小さいＴＰＵ−Ｂの混合割合が増加するに従ってピンホール数が減少し、金型形状転写性も改善された。また、評価結果についても、表２に示す通り、実施例１の場合と同等の結果を得た。
【表２】
2005153415.tif 000003
【００４１】
なお、本発明の技術的範囲は上記実施形態や実施例に記載の範囲には限定されず、上記実施形態あるいは実施例に多様な変更又は改良を加えることが可能である。つまり、本発明に係るスラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物粉体は、特許請求の範囲に記載した条件を満たすものであればどのようなものであっても良い。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】スラッシュ成形して得られた外観検査用の表皮体の形状を示す図である。
【図２Ａ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が６６：３３である場合における、水平面部分の被検査対象部位の表皮体表面性状を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が４０：６０である場合における、水平面部分の被検査対象部位の表皮体表面性状を示す図である。
【図２Ｃ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が３３：６６である場合における、水平面部分の被検査対象部位の表皮体表面性状を示す図である。
【図３Ａ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が６６：３３である場合における、角部分の被検査対象部位の表皮体表面性状および金型形状転写性を示す図である。
【図３Ｂ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が４０：６０である場合における、角部分の被検査対象部位の表皮体表面性状および金型形状転写性を示す図である。
【図３Ｃ】実施例１のうち、ＴＰＯ−１とＴＰＯ−２の混合割合が３３：６６である場合における、角部分の被検査対象部位の表皮体表面性状および金型形状転写性を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  外観検査用表皮体、１１  水平面部分の被検査対象部位、１２  角部分の被検査対象部位。
【図１】
2005153415.tif 000004
【図２Ａ】
2005153415.tif 000005
【図２Ｂ】
2005153415.tif 000006
【図２Ｃ】
2005153415.tif 000007
【図３Ａ】
2005153415.tif 000008
【図３Ｂ】
2005153415.tif 000009
【図３Ｃ】
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