压花加工用复合材料和压花加工品

摘要

本发明提供一种形成较深的凹凸设计的、凹凸设计赋形性优异且缓冲性能及其耐久性也优异的压花加工品。一种压花加工用复合材料，其是在表皮材料的一面层叠软质聚氨酯泡沫片材而成的，其中，软质聚氨酯泡沫片材的厚度为3mm～15mm，且该软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的温度范围内的压缩率处于5％～40％的范围。另外，压花加工品是通过对所述压花加工用复合材料的表皮材料表面施加了压花加工而得到的。

权利要求

1.一种压花加工用复合材料，其是在表皮材料的一面层叠软质聚氨酯泡沫片材而成的，其特征在于，所述软质聚氨酯泡沫片材的厚度为3mm～15mm，且该软质聚氨酯泡沫片材的100℃～

150℃的温度范围内的压缩率处于5％～40％的范围。

2.根据权利要求1所述的压花加工用复合材料，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的压缩残余应变为30％以下。

3.根据权利要求1所述的压花加工用复合材料，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的重复压缩残余应变为10％以下。

4.根据权利要求1所述的压花加工用复合材料，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的密度为16kg/m3～60kg/m3。

5.根据权利要求1所述的压花加工用复合材料，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的回弹性为20％以上。

6.根据权利要求1所述的压花加工用复合材料，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的温度范围内的压缩率处于10％～30％的范围。

7.一种压花加工品，其中，

该压花加工品包含权利要求1至6中任一项所述的压花加工用复合材料，该压花加工品是通过对所述压花加工用复合材料的表皮材料表面施加了压花加工而得到的。

8.根据权利要求7所述的压花加工品，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的由所述压花加工形成的凹部处的厚度为1.0mm以下，所述凹部的深度为3.0mm以上。

说明书

压花加工用复合材料和压花加工品

技术领域

[0001] 本发明的技术方案涉及压花加工用复合材料和压花加工品。

背景技术

[0002] 目前，作为车辆内饰材料、椅子的表面材料，使用如下复合材料，该复合材料由编织物、织布、无纺布、合成皮革以及人造皮革等表皮材料和软质聚氨酯泡沫片材层叠而成。为了提高这样的复合材料的外观性，有时在表面形成凹凸设计。例如，为了赋予凹凸设计，而对复合材料表面进行压花加工。但是，构成复合材料的软质聚氨酯泡沫片材具有弹性。因此，即使进行基于压花加工的加热按压，在其外观设计为细微的凹凸形状的情况下，也存在如下问题：由于软质聚氨酯泡沫片材的弹性所引起的压缩恢复力而无法得到充分的赋形效果。

[0003] 例如，在专利文献1中，公开了如下一种方法，其中，利用具有热辊的压花加工装置来对层叠较厚的软质聚氨酯泡沫而得到的表皮材料进行加工，以形成较深的凹凸花纹。但是，对于该方案，不能说充分地兼顾了该凹凸花纹的深度和缓冲性能的耐久性这两者。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开2007-276285号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的问题

[0008] 本发明的技术方案提供一种能解决上述课题且形成有较深的凹凸设计的、凹凸设计赋形性优异且缓冲性能及其耐久性也优异的压花加工品。

[0009] 用于解决问题的方案

[0010] 本发明的技术方案是一种压花加工用复合材料，其是在表皮材料的一面层叠软质聚氨酯泡沫片材而成的，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的厚度为3mm～15mm，且该软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的温度范围内的压缩率处于5％～40％的范围。

[0011] 另外，本发明的技术方案是一种压花加工品，其是通过对所述压花加工用复合材料的表皮材料表面施加了压花加工而得到的。

[0012] 发明的效果

[0013] 采用本发明的技术方案，能够提供一种形成较深的凹凸设计的、凹凸设计赋形性优异且缓冲性能及其耐久性也优异的压花加工品。

附图说明

[0014] 图1是表示实施例中的软质聚氨酯泡沫片材的压缩率的图表。

[0015] 图2是一个实施方式的压花加工用复合材料的剖面示意图。

[0016] 图3是一个实施方式的压花加工品的剖面示意图。

具体实施方式

[0017] 以下，详细说明本发明的实施方式。

[0018] 本发明的一个实施方式为一种压花加工用复合材料，其是在表皮材料的一面层叠软质聚氨酯泡沫片材而成的，其中，所述软质聚氨酯泡沫片材的厚度为3mm～15mm，且该软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的温度范围内的压缩率处于5％～40％的范围。若使用具有这样的结构的压花加工用复合材料来进行压花加工，则能够获得形成较深的凹凸设计的、凹凸设计赋形性优异且缓冲性能及其耐久性也优异的压花加工品。

[0019] 在此，表皮材料的层叠有软质聚氨酯泡沫片材的上述一面是表皮材料的背面。表皮材料的背面是与被施加压花加工的表面相反的一侧的面。

[0020] 图2所示的压花加工用复合材料4的剖视图是表皮材料1和软质聚氨酯泡沫片材2的层叠状态的一个例子，在表皮材料1的背面设有软质聚氨酯泡沫片材2来作为下层。在该例子中，在软质聚氨酯泡沫片材2的背面层叠有衬布(日文：裏布)3。

[0021] 本实施方式所使用的软质聚氨酯泡沫片材是如下较柔软的发泡合成橡胶的片状物，该片状物以多元醇和聚异氰酸酯为主要成分，是通过一边混合发泡剂等且使其树脂化一边使发泡了的气泡相连通而成的。作为软质聚氨酯泡沫片材，例如，能够使用将利用软质板状发泡连续地制得的块沿长度方向进行切片并使其成为纵长的片状的泡沫片材等。

[0022] 对于软质聚氨酯泡沫片材的特性，利用压缩TMA进行测量而得到的100℃～150℃的范围内的压缩率处于5％～40％的范围。即，软质聚氨酯泡沫片材的压缩率在100℃～150℃的整个范围内为5％以上且40％以下。在上述复合材料进行压花加工时，软质聚氨酯泡沫片材的温度通常在100℃～150℃的范围内。因此，通过使软质聚氨酯泡沫片材的利用压缩TMA测量而得到的压缩率在100℃～150℃的温度范围内为5％以上，从而能够抑制基于压花加工的凹凸设计的赋形性不充分。通过使软质聚氨酯泡沫片材的利用压缩TMA测量而得到的压缩率在100℃～150℃的温度范围内为40％以下，从而能够抑制因压花加工时的热导致软质聚氨酯泡沫产生永久变形而损害缓冲性能及其耐久性。软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的范围内的压缩率优选在10％～30％的范围内，即，优选的是在100℃～150℃的整个范围内为10％以上且30％以下。

[0023] 在本实施方式中，100℃～150℃的范围内的压缩率以如下那样求出。使用热机械分析(TMA)装置，利用顶端平坦的膨胀·压缩测量用探头，一边对试样施加非振动性的恒定的载荷，一边对升温过程中100℃～150℃的各温度下的软质聚氨酯泡沫片材的厚度的位移进行测量，并求出该位移相对于软质聚氨酯泡沫片材的加温前的厚度(mm)的比率(％)。

[0024] 软质聚氨酯泡沫片材的厚度为3mm～15mm，优选为5mm～10mm。通过使软质聚氨酯泡沫片材为3mm以上，从而能够保持缓冲性能。另外，能够形成较深的凹凸设计。通过使软质聚氨酯泡沫片材的厚度为15mm以下，从而能够抑制在凹凸设计的形成中需要大量热量而使工序负荷变大、抑制得到的复合材料变得粗硬。

[0025] 软质聚氨酯泡沫片材的密度(JIS K7222表观密度)优选为16kg/m3～60kg/m3，进一步优选为20kg/m3～40kg/m3。通过使密度为16kg/m3以上，从而能够保持缓冲性能、缓冲性能3
的耐久性。通过使密度为60kg/m以下，从而能够保持缓冲性能和基于压花的赋形性。

[0026] 优选的是，软质聚氨酯泡沫片材的硬度(JIS K6400-2D法)为36N～360N。通过使硬度为36N以上，从而能够保持缓冲性能、缓冲性能的耐久性。通过使硬度为360N以下，从而能够保持缓冲感，能够保持就座舒适度。

[0027] 软质聚氨酯泡沫片材的回弹性(JIS K6400-3)优选为20％以上，进一步优选为30％以上。通过使回弹性为20％以上，从而能够保持缓冲性能。回弹性的上限并未特别限定，例如，可以为70％以下。

[0028] 软质聚氨酯泡沫片材的压缩残余应变(JIS K6400-4A法50％的压缩)优选为30％以下，更优选为15％以下，进一步优选为10％以下。通过使压缩残余应变为30％以下，从而能够保持缓冲性能的耐久性。压缩残余应变的下限并未特别限定，例如，可以为0％以上。

[0029] 软质聚氨酯泡沫片材的重复压缩残余应变(JIS K6400-4B法恒定位移法在常温下进行了8万次50％的压缩)优选为10％以下，更优选为6％以下，进一步优选为5％以下。通过使重复压缩残余应变为10％以下，从而能够保持缓冲性能的耐久性。重复压缩残余应变的下限并未特别限定，例如，可以为0％以上。

[0030] 作为本实施方式所使用的表皮材料，并未特别限定，例如，能够列举出织物、编织物、无纺布以及皮革。也可以是由所述两种以上的材料形成的复合体。作为皮革，例如，可列举出合成皮革、人造皮革、以及天然皮革。

[0031] 作为表皮材料，优选使用含有纤维作为其构成要素的材料。构成表皮材料的纤维原材料并未特别限定，从凹凸设计的赋形性和耐久性的观点考虑，优选为热塑性纤维。作为热塑性纤维，能够列举出聚酯、聚丙烯、尼龙等合成纤维；醋酸纤维、三醋酯纤维等半合成纤维等。能够单独使用这些纤维中的1种纤维或将这些纤维中的两种以上的纤维组合使用。其中，出于使物理属性、特别是强度、耐磨损性、耐热性优异这样的理由，更优选为合成纤维，进一步优选为聚酯纤维，特别优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维。纤维原材料优选为以热塑性纤维为主要构成的原材料，但在不对其物理属性造成影响的范围内，也可以是利用混纺、混纤、交捻、交织、交编等方法将热塑性纤维以外的纤维、例如天然纤维、再生纤维等纤维组合而成的纤维原材料。

[0032] 优选的是，构成表皮材料的纤维是单纤维纤度主要为1.5dtex以下的纤维。当单纤维纤度为1.5dtex以下时，能进一步提高基于压花加工的细微的凹凸形状的赋形性。另外，从耐磨损性方面考虑，单纤维纤度优选为0.03dtex以上。

[0033] 纱条的形态既可以是纺纱这样的短纤维纱和复丝纱、单丝纱这样的长纤维纱中的任意一种，也可以是将长纤维和短纤维组合而成的长短复合纺纱。复丝纱根据需要既可以实施加捻，也可以实施假捻加工、流体搅乱处理等加工。

[0034] 该表皮材料根据需要在经过预定型、精练等预处理、加色工序之后应用于本实施方式的压花加工用复合材料。

[0035] 从凹凸设计的赋形性、耐磨损性等方面考虑，表皮材料的厚度优选在0.5mm～3.0mm的范围内。

[0036] 将表皮材料和软质聚氨酯泡沫片材一体化层叠的方法并不特别限定，例如，能够列举出使用粘接剂的方法、基于火焰复合(flame laminate)的方法等。其中，从工序负荷、轻量化的观点考虑，优选为基于火焰复合的方法。

[0037] 并且，从防止压花加工时的压花辊的污染、在缝制作业时能够使复合材料顺畅地滑动的观点、以及防止聚氨酯泡沫的破损的观点考虑，也可以在软质聚氨酯泡沫片材的与表皮材料所在侧相反的一侧的面层叠衬布。作为衬布，例如，可列举出由聚酯等合成纤维形成的布帛。

[0038] 作为用于将衬布一体化层叠的方法，能够列举出与使表皮材料和软质聚氨酯泡沫片材一体化的方法相同的方法。其中，从工序负荷、轻量化的观点考虑，优选为基于火焰复合的方法。

[0039] 这样，得到了本实施方式的压花加工用复合材料。

[0040] 对得到的复合材料施加压花加工。即，将加热后的压花模具(例如压花辊、平板状压花模具)按压于复合材料的表皮材料表面而形成凹凸设计。由此，得到形成有凹凸设计的复合材料即压花加工品。图3是示意性地表示得到的压花加工品10的剖面的图，在压花加工品10的表面形成有由压花加工形成的凹部11。

[0041] 作为凹凸设计，典型地讲，能够列举出褶皱花纹，但并不限定于此，例如，也可以是织物样式、牛仔布样式那样的布帛花纹；将随机的点、线、圆形、三角形、四边形等单独形成的几何学花纹或将随机的点、线、圆形、三角形、四边形等组合两种以上而得到的几何花纹等。

[0042] 压花辊、平板状压花模具等压花模具的表面温度(即，相当于加热按压时的热处理温度)只要根据表皮材料、软质聚氨酯泡沫片材的原材料而适当设定即可。例如，在表皮材料的原材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点：260℃)的情况下，表面温度优选为100℃～210℃，更优选为120℃～180℃。通过使温度为100℃以上，从而能够保持所形成的凹凸设计的耐久性、尤其能够保持所形成的凹凸设计的耐热性。通过使温度为210℃以下，从而能够抑制表皮材料表面的光泽变强、压花加工品的手感变得粗硬。

[0043] 将加热了的压花辊按压于表皮材料的时间因凹凸设计的形状的不同而不同，但按压时间优选为0.01秒～5秒，更优选为0.1秒～2秒。另外，在为具有平板状压花模具的压花装置的情况下，按压时间优选为30秒～120秒，更优选为50秒～90秒。通过使按压时间为下限值以上，从而能够形成清晰的凹凸设计，并能够保持凹凸设计的耐久性。通过使按压时间为上限值以下，从而能够抑制手感变得粗硬、变色、生产率变差。

[0044] 在使用具有压花辊的压花装置来进行加工的情况下的处理速度通常为0.1m/分钟～10m/分钟，优选为0.3m/分钟～5m/分钟。使用具有平板状压花模具的压花装置来进行加工的情况下的处理速度通常为0.5m/分钟～6m/分钟，优选为0.6m/分钟～3m/分钟。

[0045] 按压时的压力为1MPa～10MPa，更优选为2MPa～5MPa。通过使压力为1MPa以上，从而能够形成清晰的凹凸设计。通过使压力为10MPa以下，从而能够防止手感变得粗硬。

[0046] 这样，在表皮材料的表面形成凹凸设计。如前所述，在凹凸设计、尤其是通过压花模具的凸部推压而形成的凹部处，在压花加工的前后，各层(即表皮材料、软质聚氨酯泡沫片材、以及衬布)的厚度发生变化。复合材料的压花加工后的凹部11处的厚度T0(参照图3)优选为0.5mm～2.0mm，进一步优选为0.7mm～1.5mm。通过使厚度T0为0.5mm以上，从而能够抑制表面因压花加工的热而被压溃进而导致凹部产生光泽，并抑制外观性受损。通过使厚度T0为2.0mm以下，从而能够使凹凸设计变得清晰，并保持凹凸设计的耐久性、耐揉性。

[0047] 压花加工后的凹部11处的软质聚氨酯泡沫片材2的厚度T1(参照图3)优选为1.0mm以下，进一步优选为0.6mm以下。通过使厚度T1为1.0mm以下，从而能够使凹凸设计清晰。

[0048] 由压花加工形成的凹部11的深度D(参照图3)优选为3.0mm以上，由此能够使凹凸设计清晰。凹部的深度D的上限并未特别限定，例如，可以为15mm以下。

[0049] 另外，当利用近红外线来对形成凹凸设计之前(压花加工前)的复合材料进行预加热时，能够缩短按压时间，在加工效率方面较佳。

[0050] 这样，能够获得本实施方式的压花加工品。

[0051] 实施例

[0052] 以下，利用实施例来进一步详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些例子。另外，按照以下的方法，对软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的范围内的压缩率以及形成有凹凸设计的复合材料进行评价。

[0053] (1)软质聚氨酯泡沫片材的100℃～150℃的范围内的压缩率

[0054] 使用热机械分析(TMA)装置(日立高新技术株式会社制造的EXSTAR TMA-SS6100/DSC6200)，使用顶端平坦的膨胀测量用探头来作为压头，施加恒定载荷，并对升温过程中各温度下的软质聚氨酯泡沫片材的厚度的位移进行了测量，求出了该位移相对于软质聚氨酯泡沫片材的加温前的厚度(mm)的比率(％)。测量条件如下，即载荷为100mN(10.2gf)，升温速度为10℃/分钟，探头的直径为5mm。

[0055] 将求出的压缩率和温度的图表表示在图1中。将图表的纵轴的上端作为压缩率0％，并设为软质聚氨酯泡沫片材的厚度的位移越大、压缩率越高则越向下方向延伸的图表。另外，将100℃～150℃的范围内的压缩率中的最小值和最大值表示在表1中。

[0056] (2)凹凸设计赋形性

[0057] 利用如下的评价基准对进行了压花加工后的、形成有凹凸设计的复合材料进行了评价。

[0058] (评价基准)

[0059] A：凹部的深度为3.0mm以上，形成有清晰的凹凸设计。

[0060] B：凹部的深度大于2.0mm且小于3.0mm，凹凸设计形成得稍微不清晰。

[0061] C：凹部的深度为2.0mm以下，凹凸设计不清晰。

[0062] (3)缓冲性能

[0063] 对于压花加工后的缓冲性能的评价，使用加多技术株式会社制造的便携式压缩试验机KES-G5来测量压缩特性，使用由其结果得到的压缩回弹率RC(％)的值和压缩功WC(gf·cm/cm2。即0.98N/m)的值并按照如下的基准进行了判断。此外，测量条件如下：最大载荷为500gf/cm2，压缩面积为2cm2，压缩速度为0.1cm/秒。压缩回弹率的值的越大则压缩后的恢复性越高，压缩功越大则越柔软。

[0064] (评价基准)

[0065] A：压缩回弹率为30％以上且压缩功的值为100以上

[0066] B：压缩回弹率为25％以上且压缩功的值为70以上，且不满足评价基准A[0067] C：压缩回弹率小于25％或者压缩功的值小于70

[0068] (4)凹凸设计耐久性

[0069] 对于耐久性试验所使用的各实施例、各比较例的形成有凹凸设计的复合材料，修改了压花条件，并采用了形成有清晰的凹凸设计的复合材料，将各形成有凹凸设计的复合材料作为表皮来制作汽车用座椅，利用tm-tec有限公司(日文：有限会社ティーエムテック)制造的座椅乘降耐久试验机实施了8000次的耐久试验(在23℃、50％RH的环境下)。观察耐久试验后的试验片，并按照如下的基准进行了评价。

[0070] (评价基准)

[0071] A：凹凸形状清晰地保留下来。

[0072] B：凹凸形状局部存在稍微不清晰的部位。

[0073] C：凹凸形状在整体上稍微不清晰。

[0074] D：凹凸形状不清晰

[0075] (5)缓冲性能的耐久性

[0076] 利用如下的评价基准对上述凹凸设计耐久性试验后的形成有凹凸设计的复合材料进行了评价。

[0077] (评价基准)

[0078] A：与耐久试验前的软质聚氨酯泡沫的缓冲性能大致相同。

[0079] B：比耐久试验前的软质聚氨酯泡沫的缓冲性能稍差。

[0080] C：比耐久试验前的软质聚氨酯泡沫的缓冲性能差。

[0081] (实施例1)

[0082] 准备了如下的三层构造的复合材料，该三层构造的复合材料是通过利用火焰复合使作为表皮材料的织物A(经纱：180dtex/156f的PET复丝纱，纬纱：167dtex/48f的PET复丝2
加工纱(日文：PETマルチフィラメント加工糸)，质量300g/m ，厚度0.9mm，缎纹织物)、作为衬布的编织物B(聚酯经绒-经平组织编织物(日文：ハーフトリコット編物)、厚度0.3mm)与厚度
10mm的软质聚氨酯泡沫片材1一体化而得到的。将使用的软质聚氨酯泡沫片材的物理属性值表示在表1中。

[0083] [表1]

[0084]

[0085] 接着，利用压花辊的外径为250mm、支承辊的外径为350mm的压花加工机，并将压花辊表面温度设定为180℃、将支承辊的表面温度设定为230℃、将辊压力设定为2MPa、将压花速度设定为2m/分钟。准备了如下压花辊，该压花辊的凹凸设计为在宽度1mm的直线流水线上以25mm和5mm的间隔交替重复的横条纹花样，且槽的深度为12mm。将复合材料的表皮材料面设置在压花辊侧并进行了压花加工。将压花加工后的凹部的各层厚度、凹部深度以及评价结果表示在表2和表3中。

[0086] (实施例2～实施例4)

[0087] 除了将软质聚氨酯泡沫片材1变更为表1的软质聚氨酯泡沫片材2或5或6以外，与实施例1同样地在利用火焰复合来进行一体化层叠并准备了复合材料之后，进行了压花加工。

[0088] (实施例5～实施例7)

[0089] 除了将软质聚氨酯泡沫片材1的厚度变更为表3的厚度以外，与实施例1同样地在利用火焰复合来进行一体化层叠并准备了复合材料之后，进行了压花加工。

[0090] 在实施例2～实施例7中，将压花加工后的凹部的各层厚度、凹部深度以及评价结果表示在表2和表3中。

[0091] (比较例1～比较例3)

[0092] 除了将软质聚氨酯泡沫片材1变更为软质聚氨酯泡沫片材3或4或7以外，与实施例1同样地利用火焰复合来进行一体化层叠，并进行了压花加工。

[0093] (比较例4、5)

[0094] 除了将软质聚氨酯泡沫片材1的厚度变更为表3的厚度以外，与实施例1同样地在利用火焰复合来进行一体化层叠并准备了复合材料之后，进行了压花加工。

[0095] 在比较例1～比较例5中，将压花加工后的凹部的各层厚度、凹部深度以及评价结果表示在表2和表3中。

[0096] 在通过实施例得到的产品中，形成较深的凹凸，且凹凸设计赋形性、缓冲性能以及其耐久性、凹凸设计耐久性的评价均优异。此外，通过实施例3得到的产品的100℃～150℃下的压缩率最小值比较小，因此其凹凸设计赋形性比实施例1稍差，但优于比较例。另外，通过实施例4得到的产品的100℃～150℃下的压缩率最大值比较大，因此，该产品的缓冲性及其耐久性、凹凸设计耐久性虽然比实施例1稍差，但优于比较例2、3。

[0097] 另一方面，通过比较例1得到的产品的凹凸较浅且凹凸设计赋形性的评价较差。通过比较例2和比较例3得到的产品的凹凸设计赋形性、缓冲性能、凹凸设计耐久性的评价也均较差。

[0098] 如表3所示，当软质聚氨酯泡沫片材的厚度在3mm～15mm的范围内时，凹凸设计赋形性、缓冲性能及其耐久性、凹凸设计耐久性的评价优异。此外，对于实施例5，虽然凹部深度本身与比较例2相同，但形成了相对于加工前的厚度而言较深的凹部。另一方面，比较例4的软质聚氨酯泡沫片材的厚度过薄，缓冲性能较差，另外，比较例5的软质聚氨酯泡沫片材的厚度过厚，较大程度地损害了凹凸设计赋形性。

[0099] [表2]

[0100]

[0101] [表3]

[0102]

[0103] 产业上的可利用性

[0104] 本发明的实施方式的压花加工品能够用作例如汽车、铁道车辆等各种车辆的内饰材料，另外能够用作车辆、室内装饰等的椅子的表面材料。

[0105] 以上，说明了几个实施方式，这些实施方式是作为例子提出的，其目的不在于限定发明的范围。上述新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换以及变更。

[0106] 附图标记说明

[0107] 1、表皮材料；2、软质聚氨酯泡沫片材；3、衬布；4、压花加工用复合材料；10、压花加工品；11、凹部。