(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタン系基材の表面に形成された凹部と、該凹部に埋め込まれた目止め剤と、該目止め剤が埋め込まれたウレタン系基材面に設けられたカラークリアー層と、を有し、前記ウレタン系基材表面と前記凹部とのコーナー部、および前記凹部の底部のコーナー部が角状に形成され、前記凹部の深さが０．０２ｍｍ〜０．１μｍであって、各凹部の深さが同一であることを特徴とする木目調部材。
【請求項２】
請求項1に記載の木目調部材において、前記ウレタン系基材がショアＡ硬度：７５以上、ショアＤ硬度：２０以上、伸び率：８０〜３００％、密度：０．３〜０．９ｇ／ｃｍ3であることを特徴とするステアリングホイール。
【請求項３】
請求項1に記載の木目調部材において、前記ウレタン系基材がショアＡ硬度：８５〜９５、ショアＤ硬度：３０〜４０、伸び率：１００〜２００％、密度：０．４〜０．５ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。
【請求項４】
木目模様が形成された金型内にインモールドコーティング層を有する第２の工程と、次に前記金型内にウレタン系組成物を注入する第２工程と、ウレタン系組成物を硬化して得られた木目を有するウレタンモールドがウレタン系基材表面と該表面に形成された凹部とのコーナー部、および前記凹部の底部のコーナー部が角状に形成され、前記凹部の深さが０．０２ｍｍ〜０．１μｍであって、各凹部の深さが同一であり、該ウレタンモールドを前記金型から取り出す第３の工程と、前記木目の部分に色材を含有する目止め剤を充填し、その層上にカラークリアー層を設ける第４の工程と、有することを特徴とする木目調部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術背景
木目調のステアリングホイールには、天然木が使用されていたが、複雑な製品形状に対応しにくく、衝突時に変形による木の割れが発生する恐れがあるという問題があった。一方、木目調のウレタンモールドからなるステアリングホイールが提案され始めている。例えば、特開昭６３−２７０２７９号公報では、天然木を用いて木目模様を有する母型を製作し、この母型を介してウレタンモールドを形成する工程と、ウレタンモールドの表面に天然木と同様な色彩を施す工程を有する木目調ステアリングホイールの製造方法が提案されている。
この方法で得られる木目模様を有する母型に形成される凹部は、図５に示すように本木（天然木）に対応するシボ３０を有するため、これらのシボ３０の深さが０．０２ｍｍ以下と浅く、かつ、それぞれのシボの深さは不均一であり、しかもシボの母型表面とシボの凹部とのコーナー部はＲ形状をなしている。
このため、天然木と同様な色彩を有する目止め剤をシボ部に埋め込み、目止め剤の余剰部分を拭き取る際、Ｒ形状のコーナー部付近に薄く目止め剤が残り、木目の境界がぼやける嫌いがあり、また、シボ部に充填される目止め剤の量が変動し、木目の色と異なる部分が生じ、木目調を発現することが困難であった。
したがって、本発明の第１の目的は、外観、触感共に木質感、木肌感に優れた木目調ステアリングホイール等の木目調部材を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記の特性を有するステアリングホイール等の木目調部材を確実に、かつ容易に製造することができる木目調部材の製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、ウレタン系基材の表面に記載された凹部と、該凹部に埋め込まれた目止め剤と、該目止めが埋め込まれたウレタン系基材面に設けられたカラークリアー層と、を有し、前記ウレタン系基材表面と前記凹部とのコーナー部、および前記凹部の底部のコーナー部が角状に形成され、前記凹部の深さが０．０２ｍｍ〜０．１μｍであって、各凹部の深さが同一であることを特徴とする木目調部材。
ステアリングホイールの場合、前記ウレタン系基材が、ショアＡ硬度：７５以上、ショアＤ硬度：２０以上、伸び率：８０〜３００％、密度：０．３〜０．９ｇ／ｃｍ3であることを特徴とし、特にショアＡ硬度：８５〜９５、ショアＤ硬度：３０〜４０、伸び率：１００〜２００％、密度０．４〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが望ましい。
また、、木目模様が形成された金型内にインモールドコーティング層を形成する第１の工程と、次に前記金型内にウレタン系組成物を注入する第２の工程と、ウレタン系組成物を硬化して得られた木目を有するウレタンモールドを前記金型から取り出す第３の工程と、前記木目の部分に色材を含有する目止め剤を充填し、その層上にカラークリアー層を設ける第４の工程と、を有することを特徴とする木目調部材の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の木目調ステアリングホイールの好ましい一実施の形態を示す概略的構成図である。
図２は、図１のＡ−Ａ’線断面図である。
図３は、図２の要部拡大詳細図である。
図４は、本発明の木目調ステアリングホイールの製造方法の好ましい一実施の形態を示す工程図である。
図５は、天然木（本木）のシボ形状を示すための断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。以下、特にステアリングホイールを例に木目調部材の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の木目調ステアリングホイールの好ましい一実施の形態を示す概略的構成図であり、図１において、環状のウレタンモールド１０にはスポーク部１２が取り付けられており、環状のウレタンモールド１０は図２に示すようにその内部にはリム部芯材１４が内蔵された構造となっている。
ウレタンモールド１０の表面側は、図３に示すようにウレタン基材１６、インモールドコーティング層１８、目止め剤部（導管部）２０、カラークリヤー層２２、中塗りクリヤー層２４、上塗りクリヤー層２６とから構成されている。ウレタン基材１６は、ショアＡ硬度：７５以上、ショアＤ硬度：２０以上、伸び率：８０〜３００％、密度：０．３〜０．９ｇ／ｃｍ3であり、望ましくは、ショアＡ硬度：８５〜９５、ショアＤ硬度：３０〜４０、伸び率：１００〜２００％、密度：０．４〜０．５ｇ／ｃｍ3である。
ここで、ショアＡ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ−６２５３  タイプＡに示される硬度をいい、ショアＤ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ−６２５３  タイプＤに示される硬度をいう。
ウレタン基材１６がショアＡ硬度：７５以上、ショアＤ硬度：２０以上、密度：０．３〜０．９ｇ／ｃｍ3であると、木質に近い感触を有し、特にショアＡ硬度：８５〜９５、ショアＤ硬度：３０〜４０、密度：０．４〜０．５ｇ／ｃｍ3であると、より木質に近い感触を有する。ただし、衝突時のステアリングホイールの破損等を確実に防止する観点からは、ウレタン基材１６の伸び率は８０〜３００％、より望ましくは伸び率１００〜２００％である。
上記のような特性を有するウレタン基材１６を形成するためには、ポリオール成分とイソシアネート成分とを任意に選定し、架橋剤（例えば、エチレングリコール等）の配合量を従来の配合量よりも多くする方法がある。
本発明におけるウレタン基材１６を製造するためのポリオール成分としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等がいずれも使用可能であるが、特にポリエーテルポリオールが好ましく、これらのポリエーテルポリオールのなかでも３官能性ポリエーテルポリオールがウレタン基材の硬度を高めるためや伸びやすさの点で好ましい。
イソシアネート成分としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が使用可能であるが、これらのイソシアネート成分のなかでもウレタン基材の硬度を高めるためや毒性の低さ、伸びやすさの点からジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）には、プレポリマー変性ＭＤＩ、ポリメリック変性ＭＤＩ、カシボジイミド変性ＭＤＩ、ピュアＭＤＩ等を目的とする物性に応じて任意に配合することができる。
本発明におけるウレタン基材１６を製造するためには、ポリオール成分とイソシアネート成分の他に架橋剤、触媒、発泡剤、セル安定剤等が使用され、必要に応じて難燃剤等が配合される。
架橋剤として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ジプロピレンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオール、トリエタノールアミン、ジトリエタノールアミン等のアミン系低分子ポリオール、脂肪族及び脂環族アミン類を使用することができ、また、触媒として、例えば、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモルフォリン、Ｎ−エチルモルフォリン等の第３級アミン類、オクテン酸第１錫、ジブチルラウリン酸第２錫等が挙げられる。また、発泡剤としては、例えば、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン等のハロゲン化アルカン、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
また、本発明におけるウレタン基材１６を製造するためには、ポリオール成分とイソシアネート成分と混合割合を選定することも重要である。これらの混合割合は、目的とするウレタン基材の物性を応じて選定されるべきものであるが、例えば、ポリオール成分／イソシアネート成分＝９０〜１１０／１１３〜１３３とすることが望ましい。
図３において、インモールドコーティング層１８はステアリングホイールの表現する色彩のベースカラーとなるものであるので、隠蔽性の高い顔料を有し、無黄変ウレタン塗料からなるものが望ましく、厚みは１０〜２０μｍ程度が望ましい。
図３において、２０は目止め剤部（導管部）であって、色材が含有された目止め剤が充填されており、目止め剤には、水性目止め剤、油性目止め剤、合成樹脂目止め剤のいずれも使用可能であるが、合成樹脂目止め剤が好適であり、合成樹脂目止め剤としては、２液型ポリウレタン塗料が有効である。
カラークリヤー層２２はインモールドコーティング層１８からなるベースカラーとの関係から補色効果で目的とする木肌感を呈するための色相が形成される。したがって、カラークリヤー層２２には、ポリウレタン系塗料、２液型ポリウレタン塗料等が使用され、透明なカラー色が形成される。カラークリヤー層２２の厚みは１０〜３０μｍが望ましい。
中塗りクリヤー層２４は、肉持ち感のよい透明なウレタン系またはポリエステル系塗料が使用可能であり、ウレタンモールド１０に木質感を付与することができる。中塗りクリヤー層２４の厚みは、５０〜５００μｍが好ましい。
上塗りクリヤー層２６は、ウレタンモールド１０の表面物性を付与するために設けられ、目的とする表面物性に応じて任意の成分が使用可能であるが、例えば、高耐光性、紫外線カットタイプ、耐水性、耐薬品性等の特性を有する各種のウレタン系塗料が使用される。上塗りクリヤー層２６の厚みは、１０〜５０μｍが好ましい。
図４は、本発明の木目調ステアリングホイールを製造する方法の好ましい実施の形態を示す工程図である。まず、ステアリングホイール形状を切削・鋳造加工した鉄またはアルミの金型に直接木目模様をエッチング等によりシボ加工する。
次に上記のようにして木目模様が形成された金型の内面に対して、インモールドコーティングが施され、木目が転写されたインモールドコーティング層が形成される。この場合、インモールドコーティングの前に必要に応じて金型の内面に離型剤等が塗布される。
次に金型の所定の位置にリム部芯材等がセットされた後、金型内にウレタン系組成物が注入される。このように木目模様が形成された金型の内面に対して、インモールドコーティングが施された状態でウレタン系組成物を注入するため、成形品表面には１層のウレタン塗料が付着している。これにより塗装時にウレタンモールドから気泡が発生しないため、美麗な木目塗装品が得られる。そして、ウレタン系組成物を注入後、所定時間放置してウレタン系組成物を硬化してウレタンモールドを形成する。（図４のＡ）
このウレタン系モールドの表面に形成されるシボのシボ幅、シボ長さは本木とほぼ同様でよい。ただし、シボ深さ（凹部深さ）は、本木の木目（木目深さ０．０２ｍｍ以下）よりも２〜５倍、好ましくは３〜４倍の範囲で多数のシボがそれぞれ出来るだけ同じ深さであることが望ましい。したがって、木目シボの深さは、０．０２〜０．１ｍｍ、好ましくは０．０６〜０．０８ｍｍが望ましい。また、シボ部のコーナー部は、角状に形成されていることが望ましい。
木目シボの深さが０．０２ｍｍ未満の場合、後記する目止め剤を木目に埋め込み、目止め剤の余剰部分を拭き取る際、目止め剤がシボ部に残らないため木目を着色することが困難で木質感と付与することが難しくなり、一方、木目シボの深さが０．１ｍｍを越えると、金型にシボを付けるためにエッチッグする際、金型のシボのコーナー部がＲ形状となるため、ウレタン系モールド表面とシボ部（凹部）上端部のコーナー部（図３中、符号Ａで示す）、およびシボ部（凹部）の底部のコーナー部（図３中、符号Ｂで示す）がＲ形状となり、Ｒ部分に薄く目止め剤が残り、木目の境界がぼやけてしまい、シャープな木目を得ることが困難となり、好ましくない。また、多数のシボ部の深さがあまり異なると、シボ部に入る目止め剤の量が異なり、それぞれのシボの色が異なり、木目調を出すことが困難となる。そして、このウレタンモールドを金型から取り出して洗浄する。この洗浄工程では、ウレタンモールドの表面に付着した離型剤、油類等を除去するため、各種洗剤を用いた水洗方法、有機溶剤を用いた洗浄方法が実施される。（図４のＢ）
次に表面に木目が形成されたウレタンモールドに対して、木質感を表現するために、色材を含有する目止め剤が木目に充填され、木目シボの導管部を木肌部分から際立たせる。（図４のＣ）
その後、木肌感を表現するため、カラークリヤー層を設けた（図４のＤ）後、肉持ち感を向上させるため、中塗りクリヤー層を設けた（図４のＥ）後、中塗りクリヤー層の表面を研磨する。（図４のＦ）
研磨の方法は、特に制約ないが、サンドペーパーによる研磨が望ましい。
次に研磨された中塗りクリヤー層の表面にウレタンモールドの要求される特性に応じて任意のウレタン系成分からなる上塗りクリヤー層が形成される。（図４のＧ）
上記した実施の形態では、特にステアリングホイールに関して記載したが、本発明の木目調部材は、自動車の内装部材（例えば、センターパネル（空調スイッチ等のパネル）、ドアサイドパネル、シフトレバーノブ、ウインドウスイッチパネル、レバーコンビネーションスイッチ（ワイパー、ライトスイッチ）ノブ等）あるいは住宅における内装部材（例えば、ドアノブ、電灯用笠）等においても上記した構成とすることにより外観、触感共に木質感、木肌感に優れ、かつ部材の変形により割れの恐れがない。
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
ステアリングホイール形状を切削・鋳造加工した鉄からなる金型に木目模様をエッチングによってシボ加工した。このときのシボ深さは０．０６ｍｍであった。この金型内の意匠面（木目シボ形成面）にウレタン塗料のインモールドコーティングに施した。インモールドコーティングにより、隠蔽性の高い顔料（オズレーＭＶ：ＤＩＣ社製）を用いた無黄変ウレタン塗料（ＩＰＤＩ系ウレタン塗料）を用いて厚さ１５μｍのインモールドコーティング層を得た。その後に金型内の所定の位置にリム部芯材、スポーク部芯材をセットした後、ウレタン系基材となる下記の組成からなるウレタン樹脂液を注入した。
＜ポリオール配合＞
３官能ポリエーテルポリオール（ＭＷ＝５０００〜７０００）
３官能ポリエーテルポリマーポリオール（ＭＷ＝５０００〜７０００）
架橋剤：エチレングリコール
触媒：▲１▼  ＤＡＢＣＯ−ＥＧ（三共エアプロダクト社製）
▲２▼  ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ（東ソー社製）
老化防止剤
発泡剤：水
＜イソシアネート配合＞
プレポリマー変性ＭＤＩ
ポリメリックＭＤＩ
カシボジイミド変性ＭＤＩ
ピュアＭＤＩ
ウレタン樹脂液は、上記のポリオール配合組成物／上記のイソシアネート配合組成物の混合重量割合を１００／１２２とした。
次にウレタン樹脂液を金型内に注入した後、約７０秒間放置してウレタン樹脂液を硬化させた後、金型から取り出した。
このときのウレタン樹脂液から得られたウレタン樹脂層の物性は下記の通りであった。
（１）ショアＡ硬度  ：８５
（２）ショアＤ硬度  ：３０
（３）伸び率        ：１２０％
（４）密度          ：０．４５ｇ／ｃｍ3
（５）引っ張り強度  ：８ＭＰａ
次に金型から取り出した表面にウレタン樹脂層を有するステアリングホイールの表面は、離型剤や油類が付着しているので、石油系溶剤で洗浄した。
その後、２液型ポリウレタン塗料ロメンフィラー（ミクニペイント社製）からなる目止め剤を木目に刷毛塗りし、ウエスで木目で刷り込みながら余分な塗料を拭き取った。
次にウレタン樹脂層の表面に透明性の高い顔料（オズレーＭＶカラー：ＤＩＣ社製）を用いた半透明の無黄変ウレタン塗料（ＩＰＤＩ系ウレタン塗料）を用いて厚さ２０μｍのカラークリヤー層を形成した。このカラークリヤー層の色相と前記インモールドコーティング層の色相と補色効果により独特な木目の色相を呈していた。
このカラークリヤー層の上に不飽和ポリエステルクリヤー（ミクニペイント社製）又は２液型ポリウレタン塗料を１回または２回塗布し、厚さがほぼ３００μｍの中塗りクリヤー層を設けた。次いで中塗りクリヤー層面を＃６００サンドペーパーで研磨した後、この中塗りクリヤ層の上に２液型ポリウレタン塗料（ミクニペイント社製）からなる厚さ３０μｍの上塗りクリヤー層を設けた。
上記のようにして得られたウレタンステアリングホイールは、ショア硬度、伸び率、密度等において好ましい特性を有しており、衝突時の変形に際して割れが発生しにくく、しかも木目シボの導管部が木肌部から際立っており、優れた木質感、木肌感を呈していた。
発明の効果
本発明によれば、ウレタン系基材の表面に記載された凹部と、該凹部に埋め込まれた目止め剤と、該目止めが埋め込まれたウレタン系基材面に設けられたカラークリアー層とを有するので、外観、触感共に優れた木質感、木肌感を有し、かつ、部材の変形によりウレタンの破損の恐れのない木目調部材を得ることができる。
また、ウレタン系部材表面と前記凹部とのコーナー部、および前記凹部の底部のコーナー部が角状に形成されていると、特に木目部分に確実に目止め剤が充填されるので木目調を確実に発現することができる。
さらに、複数の木目シボのシボ深さが実質的に同じであると、シボ部分の色彩を木目と同様に表現でき、木目調を確実に発現することができる。
また、ウレタン系基材が、ショアＡ硬度：７５以上、ショアＤ硬度：２０以上、伸び率：８０〜３００％、密度：０．３〜０．９ｇ／ｃｍ3であると、特に木質感、木肌感を有し、かつ、部材の変形によりウレタンの破損の恐れのないステアリングホイールを得ることができる。
さらにウレタン系基材が、ショアＡ硬度：８５〜９５、ショアＤ硬度：３０〜４０、伸び率：１００〜２００％、密度：０．４〜０．５ｇ／ｃｍ3であると、更に木質感、木肌感を有し、かつ、部材の変形によりウレタンの破損の恐れのない効果を高めることができる。
また、本発明によれば、木目模様が形成された金型内にインモールドコーティング層を形成する第１の工程と、次に前記金型内にウレタン系組成物を注入する第２の工程と、ウレタン系組成物を硬化して得られた木目を有するウレタンモールドを前記金型から取り出す第３の工程と、前記木目部分に色材を含有する目止め剤を充填し，その層上にカラークリアー層を設ける第４の工程を有するので、外観、触感と共に木質感、木肌感に優れ、かつ、自動車等の衝突時にステアリングホイールの変形により割れの恐れのないステアリングホイール等の木目調部材を確実に、かつ容易に製造することができる。
【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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