(57)【要約】【課題】より簡便な方法でまたより低いコストで、スラッシュ成形法により、メタリック調の外観を備えた、シボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮を成形する。【解決手段】シボ模様一般部の平坦部２に、ピッチ２００〜２５０μｍで配置された直径２００〜２５０μｍの適数個の凹陥部３からなる微細なシボ加工が施されているスラッシュ成形金型Ａを用いる。熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末として、中心粒径が２５０〜３００μｍであって流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いる。前記樹脂粉末をスラッシュ成形することで、表面に、見るものにメタリック調を感じさせる微細なシボ模様（凹凸模様）を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂製の表皮が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シボ模様の平坦部にピッチ２００〜２５０μｍで配置された直径２００〜２５０μｍの適数個の微細な凹陥部からなる微細なシボ加工が施されているスラッシュ成形金型を用い、中心粒径が２５０〜３００μｍであって流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末をスラッシュ成形することにより、表面に微細なシボ模様を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂製の表皮を成形することを特徴とするシボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において、合成樹脂を材料とした樹脂成形品の外観を金属（メタリック）調とした内外装品が用いられている。例えば、特許文献１には、合成樹脂の成形品よりなるハンドル本体と、透明合成樹脂の成形品よりなりハンドル本体の前面側に被着されるハンドルカバーとを備え、ハンドルカバーの後面側にハンドルカバー自体で化粧模様が形成されてなるスイッチ用ハンドルが記載されており、そこにおいて、前記ハンドルカバーが前面側に被着されるカバー取付部に突台部が並設され、前記ハンドルカバーと前記突台部との境界に形成される凹溝には、金属めっきを施した飾り部材が覆着されている。また、金属めっきによらずに樹脂成形品の外観をメタリック調とする方法として、例えば特許文献２には、インサートフィルムを使用したインサート成形による方法が記載されている。
【０００３】
近年になり、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を主体とするスラッシュ成形用樹脂粉末をスラッシュ成形して自動車内外装部品の表皮を成形することについて、研究と開発が進められている。なお、スラッシュ成形法とは、２００〜２４０℃に加熱した金型内に成形用粉末を充填し、金型を回転させて金型内面に粉末を溶着させる成形方法であり、例えば特許文献３にその一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７５６２号公報
【特許文献２】特開平９−１８３１３６号公報
【特許文献３】特開平１１−１９２６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両のドアトリムのような樹脂成形品の表皮をスラッシュ成形法により成形する場合にも、その外観をメタリック調とすることが要請されるときがある。そのための方法として、スラッシュ成形用樹脂中にメタリック顔料を混合した粉末を用いてスラッシュ成形することが考えられるが、スラッシュ成形という成形方法の特性上、樹脂に混合した顔料を成形品である表皮の表面に偏在させることは困難であり、効果的なメタリック調を得ることができない。そのために、従来、スラッシュ成形法により得られた製品の外観をメタリック調とするには、もっぱら後塗装により行っており、塗装するための工程の追加やコストの増加の観点から、解決すべき課題とされていた。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法で、またより低いコストで、スラッシュ成形法によって、メタリック調の外観を備えた表皮を成形することのできる成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意研究した結果、従来からシボ模様付表皮をスラッシュ成形するのに用いられている成形金型におけるシボ模様の平坦部に、シボ模様一般部よりも微細な凹凸からなる微細なシボ加工をさらに施した成形金型を用い、所要の粒径と粉体流動性を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いてスラッシュ成形した場合、成形品の表面には、微細なシボ加工領域に形成した微細な凹凸の大きさとピッチおよび使用する熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の大きさと紛体流動性との関係から、成形面と成形品との間に微小な空間が形成され、形成された空間に起因して成形品側には、その表面に該空間に対応する細かい凹凸が形成されることを経験した。そして、脱型後の成形品の表面に光が当たると表面に形成された細かい凹凸での可視光の散乱によって、成形品はメタリック調の外観を発現することを見出した。
【０００８】
本発明は上記の知見に基づくものであり、本発明によるシボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮の成形方法は、シボ模様の平坦部にピッチ２００〜２５０μｍで配置された直径２００〜２５０μｍの適数個の微細な凹陥部からなる微細なシボ加工が施されているスラッシュ成形金型を用い、中心粒径が２５０〜３００μｍであって流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末をスラッシュ成形することにより、表面に微細なシボ模様を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂製の表皮を成形することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、成形金型のシボ模様一般部の平坦部に形成した微細なシボ加工領域がピッチ２００〜２５０μｍで配置された直径２００〜２５０μｍの適数個の微細な突起を有することと、使用する成形用粉末である熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末が中心粒径が２５０〜３００μｍであって流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を持つことの関係から、前記微細なシボ加工領域と成形品である表皮のそこに対応する領域との間には、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末が入り込めない微小な空間が形成される。そして、形成された微小な空間に起因して、成形品である表皮の表面には、該微小な空間に対応する細かい凹凸が形成される。この細かい凹凸は、脱型後の表皮の表面に光が当たったときに可視光の散乱を誘引し、見るものにメタリック感を与える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スラッシュ成形用の金型側に、シボ模様一般部よりも微細なシボ加工領域を形成するだけで、見るものにメタリック調を感じさせる熱可塑性ポリウレタン樹脂製の表皮を成形することができる。成形と同時にメタリック調を備えた表皮が得られることから、メタリック調を得るための後塗装は不要であり、低いコストでもって、メタリック調を備えた表皮をスラッシュ成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は本発明の成形方法で用いる成形金型の成形面の一部を示す概略断面図、図１（ｂ）（ｃ）は比較例で用いる成形金型の成形面の一部を示す概略断面図。
【図２】本発明による成形方法で得られた表皮の表面外観を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるシボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮の成形方法をより詳細に説明する。
【００１３】
本発明において、スラッシュ成形金型は、基本的には、従来のスラッシュ成形で用いられている成形面に汎用的なシボ模様一般部が加工されている金型と同じであってよく、そのシボ模様一般部の平坦部に、シボ模様一般部よりも微細なシボ加工がさらに施される。成形金型の材料としては、銅、ニッケル、鉄あるいはそれらの合金が挙げられるが、ニッケルはより好ましい。金型の加熱方法としては、流動床炉、温風、オイル温調などを挙げることができ、特に制限はない。
【００１４】
限定されないが、成形面に形成されるシボ模様一般部の例としては、汎用的な皮を模擬したものや幾何学模様などが挙げられる。従来の金型でのこれら汎用的なシボ模様一般部は１ｍｍ程度の大きさであり、図１（ａ）に成形面の一部を断面で示すように、凹部１を有しており、凹部１の下面や凹部１と凹部１との間は平坦部２ａとされている。
【００１５】
本発明によるスラッシュ成形金型Ａでは、前記凹部１の平坦部２に、シボ模様一般部よりも微細なシボ加工が施される。すなわち、ピッチ２００〜２５０μｍで配置された直径が２００〜２５０μｍ程度の、好ましくはほぼ円形状である適数個の微細な凹陥部３からなる微細なシボ加工がさらに施される。なお、凹部１と凹部１との間の平坦部２ａにも前記した適数個の微細な凹陥部３からなる微細なシボ加工を施してもよい。このような微細なシボ加工は電鋳のような手法で行うことができる。シボ模様一般部を形成する凹部１の深さには特に制限はないが、一般的に最大で１５０μｍ程度である。平坦部２に形成する前記微細な凹陥部３の深さも任意であるが、好ましくは１００μｍ程度である。
【００１６】
本発明において、スラッシュ成形に用いる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末は、従来のスラッシュ成形で用いられているものを用いることができ、例として、エステル系ジオールとイソシアネート、アミンを水中で分散させながら重合して得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末が挙げられる。ただし、本発明で用いる熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末は、その中心粒径が２５０〜３００μｍであり、流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を持つことが必要である。なお、ここで「中心粒径」とは、体積平均粒子径であって、レーザー式光散乱法で測定した篩い下５０％の粒子径の値である。流下時間およびかさ密度は、ＪＩＳＫ−６７２０に基づいて測定した値である。円形度は円相当径から求めた円の周囲長／粒子投影の周囲長の値である。
【００１７】
上記のようにして作成した熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を、前記した平坦部２に適数個の微細な凹陥部３を形成した成形金型を用いてスラッシュ成形を行い、表皮を得る。熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末として、中心粒径が３００μｍを超える粉体を用いるとスラッシュ成形それ自体が困難となる。また、後の実施例に示すように、中心粒径が２５０μｍ未満では、粉体の流動性と前記した成形金型に形成された微細なシボ加工領域での微細な凹陥部３の寸法とピッチとの関係で、成形面と成形品との間に微小な空間が形成されず、成形品である表皮の表面に細かい凹凸が形成されなくなる。そのために、成形後の表皮にメタリック感を持たせることができない。
【００１８】
成形温度は２１０〜２５０℃が好ましい。成形温度が２１０℃未満だと熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末が溶けずに表皮の成形それ自体が困難となる場合があり、２５０℃を超えると樹脂の劣化が生じる恐れがあるので好ましくない。
【００１９】
スラッシュ成形により得られるシボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮の表面には、金型のシボ模様一般部に加えて、前記したように、成形面と成形品との間に形成される微小な空間（凹陥部３)に起因して、直径３０〜５０μｍ程度、ピッチ２００〜２５０μｍ程度の微細な凹凸が多数形成される。その微細な凹凸により可視光の乱反射が生じて表皮はメタリック調を発現し、見たものにメタリック感を与えることができる。なお、本発明による成形方法で得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂製の表皮において、その板厚や色彩は任意であってよく、特に制限はない。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
［１］熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の成形：エステル系ジオールとイソシアネート、アミンを水中で分散させながら重合して、下記表１の１〜１１に示した物性値を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末のサンプルを得た。各サンプルでの中心粒径（μｍ）、かさ密度（ｇ／ｍｌ）、流下時間（ｓｅｃ）および円形度は、前記のようにして測定した。ただし、円形度の測定には株式会社セイシン企業製の粒子径状画像解析装置ＰＴＡ−１を用いて前記式で算出した。なお、サンプルにおいて、中心粒径（μｍ）、かさ密度（ｇ／ｍｌ）、流下時間（ｓｅｃ）および円形度は、原料(エステル系ジオール、イソシアネート)の粘度や重合する際の分散速度を調整すること等により、所望の値のものにそれぞれ調整することができる。
【００２２】
［２］得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用い、図１に概略的な断面を示す３種の金型Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、スラッシュ成形を行い、シボ模様付熱可塑性ポリウレタン樹脂表皮を成形した。成形時の温度はほぼ２５０℃とした。
金型Ａは、前記した図１（ａ）に示すシボ模様を持つものであり、深さほぼ１５０μｍの凹部１の底部の平坦部２の領域に、直径２００〜２５０μｍのほぼ円形状の微細な凹陥部３の多数個がピッチすなわち中心間距離２００〜２５０μｍで形成されることで、微細なシボ模様を有している。金型Ｂは、図１（ｂ）に示すシボ模様を持つものであり、深さほぼ１５０μｍの凹部１（シボ模様一般部）のみが形成されており、前記平坦部２は平坦のままである。金型Ｃは、図１（ｃ）に示すシボ模様を持つものであり、深さほぼ５０μｍの凹部１（シボ模様一般部）のみが形成されており、平坦部２は平坦のままである。
【００２３】
［３］成形された表皮の表面を目視観察し、メタリック感の有無を確認した。その結果を表１の「メタリック感」の欄に示した。なお、×はメタリック感が得られなかったことを示し、○はメタリック感が得られたことを示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
［４］考察
表１に示すように、サンプル４と５に対応する表皮はメタリック感を呈しており、本発明の実施例に相当する。他のサンプル１〜３、６〜１１はメタリック感が得られてなく、比較例に相当する。
【００２６】
表１のサンプル４と５の欄に示されるように、成形金型として、シボ模様一般部の平坦部に直径２００〜２５０μｍの微細な凹陥部がピッチ２００〜２５０μｍで形成されている金型Ａを用い、成形用樹脂粉末として、中心粒径が２５０μｍ、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、流下時間１１．３〜１２．０秒、円形度１３９〜１４０の粉体流動性をもつ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いてスラッシュ成形することで、成形品である表皮の表面には、図２に示すように、微小な空間に対応する直径３０〜５０μｍ程度でありピッチ２００〜２５０μｍ程度の間隔である多数の細かい凹凸が形成されている。なお、図２は、サンプル５の表皮１０の表面の拡大写真であり、図２において、１１はスラッシュ成形金型Ａの凹部１と凹部１との間の平坦部２ａに対応する領域であり、他の領域は凹部１に対応する領域である。その領域には、前記したように、金型Ａの平坦部２に形成した微細な凹陥部３に起因して形成された空所によって賦形された微細な凹凸１３が多数形成されている。この細かい凹凸１３によって可視光の乱反射が生じ、表皮の表面が見たものにメタリック感を与えることができる。
【００２７】
それに対し、同じ金型Ａを用いる場合であっても、サンプル１、２、３、６ではメタリック感のある表皮が成形されていない。これは、成形に用いた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の中心粒径が２５０μｍ未満であることから、前記した「細かい凹凸」が成形面に成形できなかったことに一因があると考えられる。なお、中心粒径が２５０μｍ以上であれは成形面に微細な凹凸を形成することはできるが、前記したように、３００μｍを超えるとスラッシュ成形自体が困難となる。したがって、本発明において、中心粒径が２５０〜３００μｍである熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いることは、必要な要件となる。
【００２８】
粉体流動性については、サンプル１と２ではかさ密度が０．６ｇ／ｍｌ未満であること、また、サンプル６では０．６２ｇ／ｍｌを超えることが、前記した「細かい凹凸」の形成を妨げる要因となり、メタリック感のある表皮が成形されなかったと考えられる。また、サンプル２では流下時間が１３．６秒と実施例品より大きく、サンプル６では１１．０秒と実施例品より小さいことが、やはり「細かい凹凸」の形成を妨げる要因となり、メタリック感のある表皮が成形されなかったと考えられる。さらに、サンプル１と２では円形度が１４５と実施例品より大きく、サンプル６では１１６と実施例品より小さいことが、やはり「細かい凹凸」の形成を妨げる要因となり、メタリック感のある表皮が成形されなかったと考えられる。これらのことから、本発明において、流下時間１１．３〜１２．０秒、かさ密度０．６０〜０．６２ｇ／ｍｌ、円形度１３９〜１４０の粉体流動性を備えた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いることは、必要な要件となる。
【００２９】
サンプル９と１１では、実施例の範疇内に入る物性値を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を成形粉末として用いているが、メタリック感のある表皮が成形されない。これは、成形に用いた金型の形態が前記した金型Ｂ（サンプル９）か金型Ｃ（サンプル１１）であることに起因していると考えられる。したがって、本発明において、スラッシュ成形金型として、シボ模様一般部の平坦部に直径２００〜２５０μｍ、ピッチ２００〜２５０μｍの微細なシボ加工がなされた成形金型を用いることは、必要な要件となる。
【００３０】
サンプル７、８、１０では、成形金型の違いに加えて、成形粉末として、実施例の範疇内には入らない物性値を持つ熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末を用いている。それにより、やはりメタリック感のある表皮は成形されていない。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ…スラッシュ成形金型、
１…シボ模様一般部の凹部、
２…凹部での平坦部、
２ａ…凹部と凹部との間の平坦部、
３…平坦部に形成された微細な凹陥部。
【図１】
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【図２】
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