(57)【要約】      （修正有）【課題】発泡ポリウレタン層を設けたグリップ部に加飾層を施す際のピンホールの目止めのための下地処理工程の煩雑さを解消し、外観を損なうような欠陥をみないステアリングホイールを提供し、同時に耐衝撃性を向上したステアリングホイールを提供する。【解決手段】グリップ部とボス部とこれらグリップ部及びボス部とを連結するスポーク部とを有するステアリングホイールであって、前記グリップ部を発泡ポリウレタンにより一体成形し、該グリップ部の発泡ポリウレタン表面層上の少なくとも一部にプライマー層、加飾層の各層を設けたものにおいて、該プライマー層が紫外線硬化アクリレート系樹脂であることを特徴とする加飾を施したステアリングホイール、更に紫外線硬化クリアーを有するステアリングホイール。【選択図】図２
2007145103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリップ部とボス部とこれらグリップ部及びボス部とを連結するスポーク部とを有するステアリングホイールであって、前記グリップ部を発泡ポリウレタンにより一体成形し、該グリップ部の発泡ポリウレタン表面層上の少なくとも一部にプライマー層、加飾層の各層を設けたものにおいて、該プライマー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０の〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂であることを特徴とする加飾を施したステアリングホイール。
【請求項２】
グリップ部とボス部とこれらグリップ部及びボス部とを連結するスポーク部とを有するステアリングホイールであって、前記グリップ部を発泡ポリウレタンにより一体成形し、該グリップ部の発泡ポリウレタン表面層上の少なくとも一部に加飾層及び保護クリアー層の各層を設けたものにおいて、該保護クリアー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂であることを特徴とする加飾を施したステアリングホイール。
【請求項３】
前記紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂が膜厚２０〜２００μｍ、鉛筆硬度Ｂ〜２Ｂの硬度を有することを特徴とする請求項２記載の加飾を施したステアリングホイール。
【請求項４】
前記プライマー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系クリアーであることを特徴とする請求項２または３記載の加飾を施したステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリップ部に発泡ポリウレタン層を有しその上に加飾を施したステアリングホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールは、外観及び触感がよいものが好まれている。
そして、従来より、グリップ部を天然木から製作したもの（ウッドステアリングホイール）、天然皮革をグリップ部に巻いて縫製したもの、あるいはリム部の周方向に複数箇所に区画した木目部と皮革部とを設けたものなどが知られている。
本出願人は、ＲＩＭ成形によりステアリングホイール芯材を発泡ポリウレタンで被覆し、グリップ部の表面に転写印刷を施したものを提案した（特許文献１）。これは、グリップ部を発泡ポリウレタン層で成形することで、ステアリングホイールの軽量化、断熱性向上を図るとともに、外観の向上を図ったものである。
【０００３】
しかしながら、発泡ポリウレタン表面にはピンホールの発生が避けられないので、これを目止め処理する必要がある。これは、加飾層を形成する際の塗料塗布後の乾燥工程において、塗料中の溶剤や、発泡ポリウレタン層の成形に伴い発生した気体が加熱により膨張し、半固化状態の加飾層に侵入し、ワキなどの外観の低下をきたすからである。
この目止め作業は、図７に示すように、目止め剤をウエスなどで擦り込んで埋める（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。前記目止め剤は目止め効果を充分発揮し、また後工程の目止めプライマーの密着性を付与するため２液タイプのものを使用する。この目止め作業は目視では確認できない程小さいピンホールを対象とするため、ピンホールの発生する可能性のある部分の全周及び内周、外周のＰＬ部周辺を狙って目止め剤を作業者がウエス等を用い強い力で擦り込むとともに余分な目止め剤を除去するために多大な作業工数を要している。その上その後の前記目止め工程でのピンホール埋め残しを解消し、密着性付与、平滑性向上のため最終製品色を考慮した色調の目止めプライマ−を塗布していた（図７ｃ）。また、前記目止め剤、目止めプライマーともに２液熱硬化型のため、作業後の加熱乾燥が必要であった。
このように従来の目止め処理には多大の時間と労力を必要としていた。
【０００４】
また、ステアリングホイールには、前記外観、触感の他、耐傷性、耐変形性、耐衝撃性、耐薬品性も重要である。
ステアリングホイールは、衝撃を受けたとき（一般的にはドライバーのボディとステアリングホイールの下部が衝突）、そのグリップ部のアーム付け根付近に荷重が集中する。硬質樹脂であっても、軟質樹脂であっても、ステアリングホイールのグリップ全周が木目等の意匠の場合においてはこの荷重が集中する部分にクラックが発生する。時には芯材までにワレが生じることもある。
従来の全周が木目意匠であるステアリングホイールでは、保護層に剛性の高い加熱硬化性の２液型硬化クリアーを使用するので、このクラックの発生を避けることは困難であった。内層の発泡ポリウレタン樹脂層（硬質、軟質）の特性を選択する等の工夫によってはこの問題の解決を図ることができない。また、保護層に軟質材料を使用することで問題を解消しようとすると、耐摩耗性、耐傷性が低下し、また衝撃により打痕などの変形をきたすこととなる。
【特許文献１】特開２０００−２１１５３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発泡ポリウレタン層を設けたグリップ部に加飾層を施す際のこうした発泡ポリウレタン層のピンホールの目止めのための下地処理工程の煩雑さを解消して高い生産性をもって製造が可能であり、かつワキの発生など外観を損なうような欠陥をみないステアリングホイールを提供することを目的とするものである。また、同時に耐衝撃性を向上し、衝撃を受けた時クラック、傷あるいはへこみなどの発生しないステアリングホイールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討した結果、前記の目止めのための下地処理に代えて、発泡ポリウレタン樹脂表面層を紫外線硬化性の透明樹脂で被覆硬化することが有用であることを知見し、また、保護層には従来の２液硬化型クリアーに代えて、紫外線硬化性のクリアーを塗布することが有効であることを知見し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
［１］  グリップ部とボス部とこれらグリップ部及びボス部とを連結するスポーク部とを有するステアリングホイールであって、前記グリップ部を発泡ポリウレタンにより一体成形し、該グリップ部の発泡ポリウレタン表面層上の少なくとも一部にプライマー層、加飾層の各層を設けたものにおいて、該プライマー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂であることを特徴とする加飾を施したステアリングホイール。
［２］グリップ部とボス部とこれらグリップ部及びボス部とを連結するスポーク部とを有するステアリングホイールであって、前記グリップ部を発泡ポリウレタンにより一体成形し、該グリップ部の発泡ポリウレタン表面層上の少なくとも一部に加飾層及び保護クリアー層の各層を設けたものにおいて、該保護クリアー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０の〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂であることを特徴とする加飾を施したステアリングホイール、
［３］前記紫外線硬化軟質アクリレート系樹脂が膜厚２０〜２００μｍ、鉛筆硬度Ｂ〜２Ｂの硬度を有することを特徴とする［２］記載の加飾を施したステアリングホイール、
［４］前記プライマー層が鉛筆硬度ＨＢ〜３Ｂ、伸び率１５０〜２００％の紫外線硬化軟質アクリレート系クリアーであることを特徴とする［２］または［３］記載の加飾を施したステアリングホイール、に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来の発泡ポリウレタン樹脂層の人手による面倒なピンホールの目止め作業、及びその後の熱硬化型プライマーの塗布とその加熱による硬化という一連の非常に煩雑な工程に代えて、発泡ポリウレタン樹脂層に紫外線硬化性クリアーを単に塗布し、紫外線照射による数秒から１０秒程度の極短時間の硬化により簡易に迅速に発泡ポリウレタン層のピンホールに起因するその後の加飾加工に現れる表面欠陥の発生を防止することができるので、従来の目止め作業とその後のプライマー処理に比べて、生産性の向上に大いに寄与することができる。
加えて、本発明のステアリングホイールは、耐衝撃性も向上することができ、衝突によるステアリングホイールの荷重集中部分のクラックの発生を防止するとともに耐傷性、耐変形性も保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例を図面に基いて説明する。
図１は、本発明の実施例を示すもので、（ａ）は芯金に一体成形した発泡ポリウレタン層表面のピンホールの説明図、（ｂ）はこのピンホールに起因する外観の欠陥の発生を防止するために紫外線硬化性クリアーを塗布し、紫外線照射して硬化層を形成した状態の説明図、（ｃ）は紫外線硬化クリアーの上に、加飾加工のために色合わせのカラーベースを塗布した状態の説明図である。その後ステアリングホイールは印刷工程など加飾加工され、更に必要に応じて保護層が形成される。
【０００９】
図２および図３は、二つのタイプのステアリングホイールへ本発明を適用して木目調の加飾を施した態様を説明するものである。図２はステアリングホイールの前部（下側）と後部（上側）を木目調とし、左右のグリップ部に皮革を巻いたタイプであり、図３は全周を木目調としたタイプである（ただし、グリップ部がボス部に接続する部分（スポーク部）には皮革が巻かれている）。
図２（ａ）は、前者の全体説明図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面説明図、（ｃ）はその断面拡大説明図である。
図３は前記後者のタイプの全体説明図である。図４（ａ）は、図３タイプのステアリングホイールにおいて保護層に従来の熱硬化型保護クリアーを使用した場合に、ホイールの下部側に衝撃が加わった際にクラックが発生する状態の説明図である。図４（ｂ）はクラック部断面拡大説明図である。図５（ａ）は図３タイプのステアリングホイールにおいて保護クリアーとして本発明の軟質系の紫外線硬化クリアーを使用した場合に、同様に衝撃が加わった際の説明図で、この場合にはプライマー層が従来の目止め処理を施したものであっても、また従来の目止め処理を紫外線硬化クリアーに代えたものであっても同様にクラックの発生を防止できる（図５（ｂ））。又、発泡ポリウレタン表面上にプライマー層を設けずに、直接加飾層を設けたステアリングホイールに保護クリアーとして本発明に使用する軟質系の紫外線硬化クリアーを使用した場合も、同様にクラックの発生を防止できる。
【００１０】
本発明の保護層に使用する紫外線硬化性クリアーとしては、軟質アクリレート系で、硬化後のＨＢ〜３Ｂを示すものが好ましく、さらに鉛筆硬度がＢ〜２Ｂを示すものがより好ましい。また、伸び率が１５０〜２００％であるものが好ましい。この範囲の硬度及び伸び率を持つアクリレート系クリアーであれば、ステアリングホイールに対して耐衝撃性、耐傷性、耐変形性を付与することができる。紫外線硬化性クリアーの伸び率が１５０％よりも小さいと、ステアリングホイールのグリップ部に衝撃が加わったとき場合に、グリップ部の表面保護層にクラックや割れなどの発生が見られる。これはグリップ部の発泡ポリウレタンの変形に追従できないためである。このような軟質アクリレート系クリアーの中でも、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートあるいはこれらの混合物が特に好ましい。なお、ステアリングホイールの耐衝撃性を特に考慮しない場合には、保護層に従来の２液熱硬化型のクリアーを使用することもできる。
しかしながら、紫外線硬化性クリアーのエポキシアクリレート、アルキッドアクリレート、シリコーンアクリレートは、いずれも硬いため、伸び性に劣り、ステアリングホイールのグリップ部に求められる耐衝撃性能が十分でない。
【００１１】
また、本発明において、前記発泡ポリウレタンのピンホールに起因する欠陥の発生を防止するために使用する紫外線硬化性クリアーとしては、前記の保護層に使用したものと同じ特性のクリアーを使用することができるが、特に発泡ポリウレタンの弾力性に十分追随できるように伸び率１５０〜２００％の特性をもつものが好ましく、また後工程のカラーベース塗膜との密着性を考慮すると、特に好ましいのはポリウレタンアクリレートである。紫外線硬化性クリアーの伸び率が１５０％よりも小さいと、ステアリングホイールのグリップ部に衝撃が加わったとき場合に、グリップ部の表面保護層にクラックや割れなどの発生が見られる。これはグリップ部の発泡ポリウレタンの変形に追従できないためである。ピンホール処理のために塗布する該クリアーは、ピンホールのサイズに応じて膜厚２０〜２００μｍ、好ましくは３０〜８０μｍ、硬度はＨＢ〜３Ｂ、より好ましくはＢ〜２Ｂと柔軟性を持たせることが好ましい。
紫外線硬化性クリアーの膜厚が２０μｍよりも小さいと、ピンホール処理効果が得られず、２００μｍよりも大きくしても、ピンホール処理効果が膜厚２００μｍのときと比べても向上が見られない。
なお、前記ステアリングホイールは、米国自動車内装品安全基準ＭＶＳＳ―２０３項に準じる図６に示す衝撃試験装置を使用した衝撃試験を行う。この試験は、図６に示すようにステアリングホイールを正常取付け状態から１８０度回転させた状態でセットし、グリップ部のＡ点にボディブロック（ダミー人形）を２５ｋｍ／ｈの速度にて衝撃を加え、クラック等損傷状態を目視により確認するものである。
【００１２】
実施例１
実施例１では図２に示すタイプのステアリングホイールを製造する。金型内に芯金を配置し反応射出成形の常法により発泡ポリウレタンを一体成形した。グリップ部の前部及び後部を密度０．６〜１．０ｇ／ｃｍ２、硬度６０〜１００（米国材料試験協会規格（ＡＳＴＭ）ショアＡ）の半硬質発泡ポリウレタンとし、またグリップ部の残りの部分、すなわちグリップ部の左右及びスポーク部は密度０．３〜０．６ｇ／ｃｍ２、硬度４０〜７０（ＡＳＴＭショアＡ）の半硬質発泡ポリウレタンとし、前記グリップ部の前部及び後部には木目調、カーボン調、またはその他の図形、図柄で加飾し、前記グリップ部の左右及びスポーク部には皮革を巻いた。
【００１３】
前記グリップ部の前部及び後部は、加飾を施す前処理として、表面のピンホールに起因する欠陥の発生を防止するためため、無色透明の、または紫外線硬化に支障のない程度の着色剤を添加した紫外線硬化性のクリアーを塗布し、照射硬化した。更にその上に製品の最終色を考慮したカラーベース、カラーメタリックベース、またはカラーメタリックベースにパールベースを加えたカラーベース層を設けた後、水圧転写などにより前記の図柄を印刷した。また、加飾層を保護するため、あるいは更にその図柄に深みを付与するために、無色透明あるいは紫外線硬化に支障のない程度に着色したポリウレタンアクリレートとポリエステルアクリレートを固形分でおよそ３：１で混合した紫外線硬化性クリアーを塗布し、照射硬化した。この保護層の硬度は、鉛筆硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−４）でＢ〜２Ｂであり、伸び率（ＪＩＳ  Ｋ  ５４００−８−８）は１５０〜２００％である。
得られたステアリングホイールには、表面にワキなどの欠陥は全くなく、また、図６に示す耐衝撃性試験の結果、表面のクラックや打痕の発生は見られなかった。
【００１４】
実施例２
実施例２では図３に示すタイプのステアリングホイールを製造する。金型内に芯金を配置し反応射出成形の常法により発泡ポリウレタンを一体成形した。グリップ部の全周を密度０．６〜１．０ｇ／ｃｍ２、硬度６０〜１００（ＡＳＴＭショアＡ）の発泡ポリウレタンとし、実施例１と同様に紫外線硬化性クリアーの塗布、硬化により発泡ポリウレタン層表面のピンホールに起因する欠陥の発生を防止した後、その表面に実施例１と同様に木目調の加飾及び保護層を施した。なお、スポーク部には皮巻きを行った。
得られたステアリングホイールは木目調、加飾部にはワキなどの欠陥はなく、図６に示す衝撃試験の結果、クラック、打痕の発生は見られなかった。
【００１５】
比較例１
実施例２において、保護層を紫外線硬化性軟質アクリレート系クリアーに代えて従来の２液加熱硬化型のクリアーを塗布し、加熱硬化する以外は実施例２と同様にステアリングホイールを製造した。得られたステアリングホイールは、図６に示す耐衝撃性試験の結果、スポーク部のグリップ部側の付け根付近でクラックが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例を示すもので、（ａ）は芯金に一体成形した発泡ポリウレタン層表面のピンホールの説明図、（ｂ）はこのピンホールに起因する欠陥の発生を防止するために紫外線硬化性クリアーを塗布し、紫外線照射して硬化層を形成した状態の説明図、（ｃ）は紫外線硬化クリアーの上に、加飾加工のために色合わせのカラーベースを塗布した状態の説明図。
【図２】ステアリングホイールの前部（下側）と後部（上側）を木目調とし、左右のグリップ部に皮革を巻いたタイプであり、（ａ）は全体説明図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面説明図、（ｃ）はその断面拡大説明図。
【図３】全周を木目調とした（ただし、グリップ部がボス部に接続する部分（スポーク部）には皮革が巻かれている）ステアリングホイールの全体説明図。
【図４】（ａ）は図３タイプのステアリングホイールにおいて従来の保護層に熱硬化型保護クリアーを使用した場合に、ホイールの下部側に衝撃が加わった際にクラックが発生する状態の説明図、（ｂ）はクラック部断面拡大説明図。
【図５】（ａ）は図３タイプのステアリングホイールにおいて保護クリアーとして本発明の軟質系の紫外線硬化クリアーを使用した場合に、同様に衝撃が加わった際の説明図、（ｂ）は層構成説明図。
【図６】ステアリングホイール耐衝撃性試験装置の説明図。
【図７】従来の発砲ポリウレタン表面ピンホールの目止め作業の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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