JP2011516713A - シームレスエアバッグ展開機能を備えた計器パネル用のスラッシュ成形可能な改良型ｔｐｕ - Google Patents

Abstract

車両用計器パネル外板が、熱可塑性ウレタンエラストマーの残基及びプロピレン−エチレン共重合体を含んでいる。熱可塑性ウレタンエラストマーは、ポリオール、有機ジイソシアネート、任意の鎖延長剤、及びヒンダードアミン系光安定剤及びベンゾトリアゾール紫外線安定剤を含んでいる。また、計器パネル外板を形成するための方法を提供する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、自動車の内装に使用される計器パネル外板を作製するのに有用な樹脂に関する。

現在のところ、３つの製造プロセスが、車両用計器パネルの製造分野で優位に立っている。このような優位なプロセスは、スラッシュ成形、真空成形、及びスプレーウレタンである。それぞれのプロセスは適度に良く役に立つが、関連する問題がある。

真空成形された計器パネルは、硬い「手」を有しており、−３０℃でのエアバッグ展開の際にきれいに（細かくなったり破片にならないように）機能しない。さらに、長期間の風化により、これらの製品が脆いことが分かる。スプレーウレタン（固有の耐光性を具えた脂肪族化合物及び耐候性のためにコーティングを要する場合に芳香族化合物）は、望ましくない「手」を有する。スプレーウレタンは、長期間の使用及び風化の後に特性保持を呈するが、これらの材質もまた−３０℃のシームレスエアバッグ展開の際に細かくなったり破片状になったりする。スラッシュ成形は、ＰＶＣ及びＴＰＵエラストマーを使用し得る。特定の成形ＰＶＣは、計器パネルとして満足のいく未塗装の「手」を有するが、その材質は、−３０℃のシームレスエアバッグ展開の際に同じように細かくなったり破片状になる問題を呈し易い。

したがって、満足のいく美的な触感を有する一方、定温でのエアバッグ展開の際に適切な機能を呈する、車両用計器パネルを形成するための新たな材質の必要性がある。

本発明は、自動車用の内装の適用に適した計器パネル外板の少なくとも一実施例を提供することによって、従来技術の１又はそれ以上の問題を解決する。この計器パネル外板は、熱可塑性樹脂ウレタンエラストマーの残基及びプロピレン−エチレン共重合体を含んでいる。一般に、熱可塑性ウレタンエラストマーは、ポリオール、鎖延長剤、有機ジイソシアネート、及びヒンダードアミン系光安定剤及びベンゾトリアゾール紫外線安定剤を含んでいる。有利なことに、本発明の計器パネル外板は、改良された触感特性を呈しつつ、満足のいく低温エアバッグ展開特性をも提供する。

別の実施例では、上述の計器パネル外板を形成するための方法が提供される。この実施例の方法は、成形型の中にウレタンベースの樹脂組成物及びプロピレン−エチレン共重合体を導入するステップを有する。一般に、これらの組成物は、粉末の形式である。ウレタンベースの樹脂は、ポリオール、鎖延長剤、有機ジイソシアネート、及びヒンダードアミン系光安定剤及びベンゾトリアゾール紫外線安定剤を含む組成物の残基を含んでいる。十分な温度にウレタンベースの樹脂組成物を加熱して、成形型の少なくとも一部の上にわたって層を形成する。余分な粉末が、成形型から注ぎ出され、必要に応じて加熱が続けられる。この計器パネル外板を成形型から除去する。

図１Ａは、計器パネル外板を形成するための一実施例を示す、絵で表した流れ図を示す。 図１Ｂは、計器パネル外板を形成するための一実施例を示す、絵で表した流れ図を示す。 図２は、計器パネル外板への支持構造の適用を示す、絵で表した流れ図を示す。

ここで、現在のところ好適な組成物、発明者に現在知られた発明を実施する最適な方法を構成する本発明の実施例及び方法について詳細に説明することとする。図面は、必ずしも等尺ではない。しかしながら、開示された実施例は、様々な且つ代替的な形式で実施し得る本発明の単なる典型例であることが理解されよう。このため、ここで開示された特定の詳細は、限定するものと解釈すべきではなく、本発明の態様の単なる代表的な原理及び／又は本発明を採用するよう当業者に示唆するための代表的な原理である。

実施例を除いて、又はそれ以外を明示的に示さない限り、材料又は反応の条件及び／又は使用の量を示す本明細書の全ての数量は、本発明のより広い範囲を記載する「約」という語句によって変更されるとして理解すべきである。

また、本発明は、特定の構成要素及び／又は条件を当然ながら変え得るため、以下で説明する特定の実施例及び方法に限定されないことが理解されよう。さらに、ここで使用される用語は、単に、本発明の特定の実施例を説明することを目的として使用され、多少なりとも限定することを意図するものではない。

また、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されているように、「１つの」、「１つの」、及び「その」という単数形は、文脈が明らかにそれ以外を示さない限り、複数の指示対象を具えることに留意されたい。例えば、単数の１つの構成要素への言及は、複数の構成要素を具えることを意図するものである。

本出願を通して、公開公報について言及する場合、これらの公開公報の開示は、本出願に全て引用されており、本発明が関係する技術の状態をより十分に説明するものである。

図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、計器パネル外板を形成するためのスラッシュ成形法を表す絵で示した流れ図が与えられている。本実施例のこの方法は、ウレタンベースの樹脂組成物１０を成形型１２の中に導入するステップを有する。成形型１２の少なくとも一部は、ステンレス鋼又はニッケルといった金属でできている。ウレタンベースの樹脂組成物１０は、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物及びプロピレン−エチレン共重合体を具える。熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の適切な組成物は、米国特許第５，８２４，７３８号及び第６，１８７，８５９号で説明された光安定性の脂肪族熱可塑性ウレタンエラストマーである。これらの特許の全体的開示が、ここに全て引用されている。

本発明のバリエーションでは、熱可塑性ウレタンエラストマーは、ポリオール及び有機ジイソシアネートを有する組成物の残基を有する。改良において、熱可塑性ウレタンエラストマーは、鎖延長剤を有する。さらなる改良では、ウレタンベースの樹脂が、ヒンダードアミン系光安定剤及び／又はベンゾトリアゾール紫外線安定剤をさらに有する。

次のステップｂ）で、ウレタンベースの樹脂組成物１０が十分な温度に加熱され、成形型１２の少なくとも一部の上にわたって層１４を形成する。ある改良では、ウレタンベースの樹脂組成物１０が、約１７０℃及び２５０℃間の温度に加熱される。ステップｃ）で、成形型１２から粉末が注ぎ出される。さらに、必要に応じて粉末全体が融けるように型が加熱される。最後に、ステップｅ）で、計器パネル外板２０が、成形型１２から除去される。一般に、計器パネル外板２０は、約０．５ｍｍ乃至約２ｍｍの厚さを有する。

ウレタンベースの樹脂組成物１０は、任意に、１又はそれ以上の顔料を有する。改良時に、顔料は、ウレタンベースの樹脂組成物の全重量の約０．２乃至約１０重量パーセント存在する。

本実施例のバリエーションでは、成形型１２が、ウレタンベースの樹脂組成物１０に接触して、計器パネル外板２０に模様を付した表面を付ける模様を付した表面を有する。

図２を参照すると、計器パネル外板２０への裏張りの適用を示す流れ図が与えられている。ステップｆ）で、構造用部品２２に、計器パネル外板２０を適用する。このような組成物は、当業者に知られたいくつかの方法によって適用される。ある改良では、構造用部品２２が、約２ｍｍ乃至約２０ｍｍの厚さを有する。あるバリエーションでは、Ｄｏｗ Ｓｐｅｃｆｌｅｘ ＮＭ８１５といった発泡樹脂を使用する。一バリエーションでは、外板２２が、所定の形状及びウレタンの裏張りを与える型の中に置かれ、計器パネル外板２０の裏側にわたってスプレーされる。別のバリエーションでは、構造用部品２２を、計器パネル外板２０に成形できる。このような状況において、熱可塑性樹脂を使用し得る。

上述のように、計器パネル外板２０は、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物及びプロピレン−エチレン共重合体を含むウレタンベースの樹脂組成物の残基を具える。本実施例で使用されるプロピレン−エチレン共重合体は、多くの物理的特性を特徴とする。改良時に、プロピレン−エチレン共重合体は、約２０％よりも低い全体の結晶度を有する。別の改良では、プロピレン−エチレン共重合体が、約１５００ｐｓｉ乃至約２５００ｐｓｉの曲げ弾性率（１％割線）及び約４０乃至約８０のショアＡ（ＩＳＯ８９８ＡＳＴＭ Ｄ２２４０）硬さを有する。有用なプロピレン−エチレン共重合体は、Ｖｅｒｓｉｆｙ^ＴＭ ｌｉｎｅ又はＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているエラストマーを有するがこれらに限定されない。Ｖｅｒｓｉｆｙ^ＴＭ２４００は、特に有用であると考えられる。一般に、プロピレン−エチレン共重合体は、ウレタンベースの組成物に約１乃至２５重量パーセント存在する。さらに別の改良では、プロピレン−エチレン共重合体が、ウレタンベースの組成物に約５乃至２０重量パーセント存在する。さらに別の改良では、プロピレン−エチレン共重合体が、ウレタンベースの組成物に約２０重量パーセント存在する。

本発明の計器パネル外板は、顕著な熱安定性を有すると考えられる。特に、伸び特性が、１２０℃で５００時間時効した後に１０％よりも低い変動であるとみられる。さらに、計器パネル外板は、１０７℃で４００時間の時効の前後で−３０℃のシームレスエアバッグ展開試験をパスするような顕著な伸びを保持する。一改良では、計器パネル外板は、１２０℃で５００時間の時効の後に、低いガラス転移温度及び約１００％よりも高い伸びの保持の双方を有する。本発明の実施は特定の理論に限定されないが、プロピレン−エチレン共重合体の使用は、少なくとも部分的にこれらの特性のためであると考えられる。

上述のように、本発明の熱可塑性外板は、ポリオールの残基を含んでいる。適したポリオールは、米国特許第５，８２４，７３８号及び第６，１８７，８５９号に開示されている。特定の実施例が、ポリエーテルポリオールを含んでいるが、これに限定されない。あるバリエーションでは、ポリオールが、低い末端不飽和度を有するポリオールを得る有機金属触媒を利用したプロセスで形成されている。一改良では、ポリオールが、約０．０４ｍｅｑ／ｇよりも低い末端不飽和度を有する。別の改良では、ポリオールが、約０．０２ｍｅｑ／ｇよりも低い末端不飽和度を有する。このようなポリオールの代表例は、Ｐｏｌｙ Ｌ２５５−２８（Ｏｌｉｎ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｔａｍｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから市販されている）である。Ｐｏｌｙ Ｌ２５５−２８は、酸化エチレンが付いた（酸化プロピレン）ポリポリオールであり、約４０００の分子量及び２８のヒドロキシル価を有する。ポリオール成分は、ウレタンエラストマー組成物の全重量の約４０％乃至７０％範囲の重量存在し得る。一改良では、ポリオールが、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の全重量の４０％及び６０％の重量存在する。ポリオールの量は、このような範囲に調整され、生成されるエラストマーの硬さを変える。

本発明のバリエーションでは、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物が、鎖延長剤を有する。適した鎖延長剤は、芳香族第２又は脂肪族第１又は第２ジアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタンジオール、３−メチルペンタン−１，５−ジオール、ヘキサンジオール、ＨＱＥＥ［ハイドロキノン ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル］、ＣＨＤＭ（１，４−シクロヘキサンジメタノール）、及びＨＢＰＡ（水素化ビスフェノールＡ）を含んでいる。特に有用な鎖延長剤は、１，４−ブタンジオールである。ある改良では、このような鎖延長剤が、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の全重量の６重量パーセント乃至１５重量パーセントにわたる濃度存在する。別の改良では、鎖延長剤は、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の全重量の７％乃至１３％の量存在する。

本実施例で使用される熱可塑性ウレタンエラストマー組成物は、１又はそれ以上のイソシアネートを含んでいる。適したイソシアネートは、脂肪族有機ジイソシアネート、又はジイソシアネートの混合物を含んでいる。有機イソシアネートの特定の実施例は、（ＴＭＸＤＩ）メタ−テトラメチルキシレン ジイソシアネート及びパラテトラメチルキシレン ジイソシアネート、イソホロン ジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジベンジル ジイソシアネート、 キシレン ジイソシアネート（ＸＤＩ）、３，３’−ビス トルエン−４，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレン ジイソシアネート（ＨＤＩ）、水素化ＭＤＩ、水素化ＸＤＩ、シクロヘキサン ジイソシアネート、パラフェニレン ジイソシアネート、それらの混合物及び誘導体等を含むが、これらに限定されない。一改良では、有機ジイソシアネートが、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の全重量の２０重量パーセント乃至５０重量パーセントの量存在する。別の改良では、有機ジイソシアネートが、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物の全重量の２５重量パーセント乃至４０重量パーセントの量存在する。

上述のように、熱可塑性ウレタンエラストマー組成物は、紫外線安定化剤を含め得る。適した紫外線安定剤は、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）及びベンゾトリアゾールを含め得る。ＨＡＬＳの例は、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−１−４−ピペリジニル）セバシン酸塩（Ｔｉｎｕｖｉｎ２９２又は７６５としても知られているＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．，Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，ＮＹのＣｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｕｍｂｅｒ ４１５５６−２６−７）。ベンゾトリアゾールの例は、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｕｍｂｅｒ １０４８１０−４７−１のポリ（オキシ−１，２エタンジイル）、アルファ−［３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−ｙｌ）−５−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］−１−オキソプロピル］−オメガ−ヒドロキシ−及びポリ（オキシ−１，２−エタンジイル）、アルファ−［３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−５−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］−１−オキソプロピル）−オメガ−［３−［（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−５−（１，１，−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］−１−オキソプロポキシ）−のベンゾトリアゾール混合物といったヒドロキシフェニル ベンゾトリアゾール、及び（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．，Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，Ｎ．Ｙ．のＴｉｎｕｖｉｎ１１３０又は２１３として知られる）Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｕｍｂｅｒ ２５３２２−６８−３の分子量３００を具えたポリエチレングリコール、及び他の適した紫外線安定剤を含んでいるが、これらに限定されない。一改良では、紫外線安定剤の組み合わせが、重量で約１：１乃至２：１の範囲の比で存在する。別のバリエーションでは、紫外線安定剤のトータルの濃度が、ウレタンエラストマー組成物の総重量の約０．５乃至２．０の重量パーセントの量で存在する。

本発明の別のバリエーションでは、ウレタンエラストマー組成物が抗酸化物質を含んでいる。実際には、本発明を実施するために、適切な抗酸化物質、又は抗酸化物質の組み合わせを使用し得る。代表例は、Ｃｉｂａ−ＧｅｉｇｙのＩｒｇａｎｏｘ１０１０［テトラキス（メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシケイ皮酸エステル）］メタン；Ｃｉｂａ−ＧｅｉｇｙのＩｒｇａｎｏｘ１０７６［オクトデシル３，５ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロケイ皮酸エステル］；Ｃｉｂａ−ＧｅｉｇｙのＩｒｇａｎｏｘ２４５［エチレンビス（オキシエチレン）ビス−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルヒドロケイ皮酸エステル）］；及びＶａｎｏｘ８３０（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔのフェノール化合物、アルキル化ジフェニルアミン及びトリアルキル亜リン酸塩のｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ ｂｌｅｎｄ）を含んでいるが、これらに限定されない。抗酸化物質は、ウレタンエラストマー組成物の総重量の約０．１０重量パーセント乃至１．０重量パーセントの範囲の全濃度で存在し得る。別の改良では、抗酸化物質は、ウレタンエラストマー組成物の総重量の約０．２５重量パーセント乃至０．７５重量パーセントの範囲の全濃度で存在し得る。

以下の例は、本発明の様々な実施例を示している。当業者は、本発明の精神の範囲内及び特許請求の範囲内の多くのバリエーションを理解するであろう。

表１は、上述のスラッシュ成形プロセスを介して外板層を形成するよう使用されたいくつかの実験試料の組成物を示す。成分が、Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚの２軸押出機で混合される。得られたペレットが、Ｆｏｒｄのｒａｎｄｏｍ ｓｑｕａｒｅ ｇｒａｉｎ ｔｏｏｌを用いて低温で粉砕され、乾燥され、テストパネルに成形される。表２は、試験組成物で作製された外板の特性を示す。破断時の伸びは、１２０℃で５００時間後のものである。

本発明の実施例を図示及び説明したが、これらの実施例は、本発明の全ての可能な形式を図示及び説明することを意図するものではない。むしろ、本明細書で使用されている用語は、限定としてではなく具体例を説明する用語であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに様々な変更をし得ることが理解されよう。

Claims (20)

1. 計器パネル外板であって、
   ポリオール、鎖延長剤、有機ジイソシアネート、及びヒンダードアミン系光安定剤及びベンゾトリアゾール紫外線安定剤を含む組成物の残基；及びプロピレン−エチレン共重合体を含むことを特徴とする計器パネル外板。
2. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約１乃至２５重量パーセントのウレタンベースの組成物の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
3. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約５乃至２０重量パーセントのウレタンベースの組成物の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
4. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約１０乃至１５重量パーセントのウレタンベースの組成物の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
5. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約２０％よりも低いトータルの結晶化度を有することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
6. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約１５００ｐｓｉ乃至約２５００ｐｓｉの曲げ弾性率（１％割線）を有することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
7. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約４０乃至約８０のショアＡ硬さを有することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
8. 前記ポリオールが、ポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
9. 前記ポリオールが、約０．０４ｍｅｑ／ｇよりも低い末端不飽和度を有することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
10. 前記ポリオールが、約４０乃至７０重量パーセントで存在することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
11. 前記イソシアネートが、約２０乃至５０重量パーセントで存在することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
12. 前記ウレタンベースの組成物が、さらに、抗酸化物質又はその残基の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
13. 前記ウレタンベースの組成物が、さらに、顔料を含むことを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
14. さらに、少なくとも１の模様を付した面を有することを特徴とする請求項１に記載の計器パネル外板。
15. 計器パネル外板の形成方法であって、前記方法が：
    ａ）成形型の中にウレタンベースの樹脂組成物及びプロピレン−エチレン共重合体を導入するステップであって、前記ウレタンベースの樹脂が：ポリオール、鎖延長剤、有機ジイソシアネート、及びヒンダードアミン系光安定剤及びベンゾトリアゾール紫外線安定剤を含む組成物の残基を含むステップと；
    ｂ）十分な温度にウレタンベースの樹脂組成物を加熱して、前記成形型の少なくとも一部の上にわたって層を形成するステップと；
    ｃ）前記成形型から粉末を注ぎ出すステップと；
    ｄ）全ての前記粉末が融けるように、前記成形型の加熱を任意に継続するステップと；
    ｅ）前記成形型から前記計器パネル外板を除去するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
16. 前記プロピレン−エチレン共重合体が、約１乃至２５重量パーセントのウレタンベースの組成物の量で存在することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. さらに、ｆ）構造用部品に前記計器パネル外板を適用するステップを具えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記ステップｆ）が、前記計器パネル外板にウレタン組成物をスプレーするステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
19. 前記ステップｆ）が、前記構造用部品を前記計器パネル外板に成形するステップを具えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
20. 前記成形型が、前記ウレタンベースの組成物に接触して、前記計器パネル外板に模様を付した表面を付けるための模様を付した表面を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
    
    

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