JP2005212589A - 車両内装用シート - Google Patents

Abstract

【課題】 クッション性と強度との双方を満足しながら、環境保全をも十分に満足することのできる、新規な車両内装用シートを得る。
【解決手段】 クッション性のある表皮層１の裏面に基材３が積層されている車両内装用シート１０であって、表皮層１と基材３とは同一の熱可塑性樹脂からなる素材で構成されており、かつ両者はレーザー溶着により積層一体化されている。必要な場合には、表皮層１と基材３の間に密な組成の中間層２を形成し、また、基材３にはレーザー吸収性を良くするためにカーボンを添加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両内装用シートに関し、特に、自動車の天井材のように、所要のクッション性と車体に安定して装着できる強度の双方を満足することが要求される車両内装用シートに関する。

クッション性と強度の双方を満足することが求められる車両内装用シートとして、非発泡樹脂シートと発泡樹脂シートとを積層一体化してものが、従来用いられている。特許文献１（特開２０００−１４１４２８号公報）には、その一例として、耐熱性樹脂を基材樹脂とする発泡樹脂層の両面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡樹脂層を接着積層した自動車内装材用発泡積層シートが記載されている。

従来のこの種の車両内装用シートでは、薄肉で剛性をあげるために基材としてガラス繊維や炭素繊維で強化した熱可塑性樹脂シートが多く用いられ、また、クッション性を出すためにウレタン発泡層のような発泡樹脂層が用いられ、表皮層には、意匠性を勘案した熱可塑性樹脂非発泡シートが用いられることが多く、通常、それらは、適宜の接着剤、例えばウレタン系接着剤を用いて、接着一体化されている。
特開２０００−１４１４２８号公報

近年、自然環境の保全およびその一助としての製品のリサイクル性が世界的な規模で課題となってきており、上記のような車両内装用シートにおいても、この観点からの製品の見直しが求められつつある。しかし、これまで使用されている車両内装用シートでは、上記のように、基材は基材としての機能性向上を、クッション材はクッション性の向上を、接着剤は接着性の向上を、それぞれ単独で追求して材料の選択を行っているのが普通であり、環境保全の観点からは十分なものとはいえない。

すなわち、異なった材料を個々に使用し、それを接着剤で積層一体化した製品は、分別してリサイクルすることはきわめて困難であり、廃棄物として処理する場合に粉砕処理するのがせいぜいであることから、環境に優しいものとはなっていない。また、ウレタン発泡体やウレタン系接着剤のような材料は例えばアミンのようなＶＯＣ（揮発性有機化合物）を大気へ放散することが問題化しつつある。さらに、国によっては、炭素繊維の使用が「空気圧センサー」の周波帯を吸収する恐れがあることから、その使用場所に制限が課せられる恐れがある。自動車のように世界のあらゆる場所で数多く使用されるものにおいては、上記のような課題を率先して解決することが求められる。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特に、車両内装用シートにおいて、クッション性と強度との双方を満足しながら、環境保全をも十分に満足することのできる、新規な車両内装用シートを提供することを目的とする。

本発明による車両内装用シートは、クッション性のある表皮層の裏面に基材が積層されている車両内装用シートであって、表皮層と基材とは、同一の熱可塑性樹脂からなる素材で構成されており、かつ両者はレーザー溶着により積層一体化されていることを特徴とする。

上記の車両内装用シートでは、車両内装用シートを構成する素材は同一の素材であり、かつ、表皮層と基材の一体化も接着剤を用いることなくレーザー溶着で行っており、異種材料は入り込まない。そのために、廃棄処理時に、溶融しペレット化するなどの処理によって資源としての再利用が可能となる。また、通常の使用時やリサイクル処理時にＶＯＣの発生も抑えることができる。レーザー加工による溶着範囲は、表面層と基材との積層界面が実使用時に分離しない程度に積層一体化されることを条件に、部分的な線状あるいはスポット状の溶着でもよく、もちろん、全面溶着であってもよい。コスト面からは、前者の態様が好ましい。

なお、本発明において、「同一の素材」の用語は、樹脂成分が全く同じ素材ばかりでなく、廃棄処理時に、溶融ペレット化して資源として再利用するときに、異種材料と認識されるものが含まれないことを条件に、当該熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料も含むものとして使用している。

上記の車両内装用シートにおいて、レーザー溶着を容易化するために、表皮層は裏面に密な面を持つ中間層を有するようにし、該中間層と基材とをレーザー溶着により一体化することは好ましい。中間層は、表皮層の裏面側を熱溶融することにより形成された層であってもよく、表皮層と同一の素材からなるシートを熱溶融によりまたはレーザー溶着により表皮層の裏面に一体化した層であってもよい。

レーザー溶着には、適宜のレーザー加工法を採用することができるが、レーザー透過溶着法、すなちわ、レーザー透過性のある材料とそれと同一あるいは相溶性のある材料であってレーザー吸収性のある材料を加圧しながら積層し、レーザービームを照射して積層体の界面（境界面）部分を溶融し一体化する方法は、特に好ましい。レーザーとしては、ダイレクトダイオードレーザー、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット結晶）レーザーがなどを用いうるが、経済性、ビーム品質、コストなどの観点からダイレクトダイオードレーザーは好ましい。

本発明による車両内装用シートにおいて、表皮層は、使用するレーザーが透過することと、所要のクッション性を有することを条件に任意であるが、好ましくは、意匠層とクッション層を備えるようにされる。意匠層は内装材に求められる所要の意匠性と手触り感を作り出す層であり、クッション層は良好な衝撃吸収性を与える層である。２つの層は一体形成されたものでもよく、別々に形成したものを一体化したものでもよい。また、表皮層は、織物、編物のような編織布、または不織布からなる層を少なくとも一部に含むことが好ましく、この層はクッション層として効果的に機能する。編物（編布）の場合には、ダブルラッセル編物、ループニット、トリコット、などが好ましいが、ダブルラッセル編物は、表皮層とクッション層を一体成形できることから特に好ましい。意匠層とクッション層とを別々に織編する場合、当然にそれらは互いに相溶性のある素材で作られる。そして、それらを熱溶着、レーザー溶着、または接着剤による接合などにより一体化して表皮層とする。

本発明による車両内装用シートにおいて、基材は、表皮層の素材と同一の素材であることを条件に任意である。しかし、レーザー加工、特に、ダイレクトダイオードレーザーを用いる加工でもって、表皮層との界面でのレーザー溶着を容易かつ確実とするために、基材に、表皮層と比較してレーザー吸収性を改善するための手段を施しておくことが推奨される。前記手段としては、黒色顔料による着色のような手段があげられる。レーザービームの吸収性をよくために、基材に重量比で０．１〜１．０ｗｔ％程度のカーボンを混入しておくことが推奨される。また、基材の素材としては、安価で成形加工が容易であることから、ポリプロピレン樹脂またはポリプロピレンを主成分とする樹脂は特に好ましい。

本発明において、表皮層、中間層および基材の素材は、熱可塑性樹脂であることを条件に任意であるが、レーザー加工性をよくするために、レーザー光に対して所定以上の透過率（通常の車両内装用シートの場合、３ｍｍ肉厚レベルで約１５％程度以上のレーザー透過率）を有する熱可塑性樹脂を用いることは好ましい。そのような樹脂としては、ポリスチレン（ＰＳ）、ＬＤＰＥ，ポリカーボネート（ＰＣ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリアミド（ＰＡ），および、ＲＯＭのような熱可塑性樹脂を挙げることができる。なかでも、繊維にし易いことから、ポリオレフィン系樹脂またはポリアミド系樹脂であることは好ましい。ポリオレフィン系樹脂のなかでも、前記のように、ポリプロピレン系樹脂またはポリプロピレンを主成分とする樹脂は、特に好ましい。

以下、本発明を実施の形態に基づき説明する。図１ａ，図１ｂは本発明による車両内装用シート１０の一例を模式的に示している。

図１ａに示される車両内装用シート１０では、表皮層１としてポリプロピレン繊維を立体的に編組した例えばダブルラッセル編物（トリコット、ジャージ織物）などを用いており、クッション層として効果的に機能する。表皮層１の厚みは、使用場所や使用目的に応じて適宜選択されるが、通常の自動車用の内装材の場合には、約１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度である。そして、表皮層１の裏面側を熱板に当てて溶融させることにより、その一部を厚さ約１．０ｍｍ程度の密な層である中間層２としている。

基材３は、剛性確保の目的でタルク３０ｗｔ％を添加したポリプロピレン樹脂の非発泡シートである。この非発泡シートの融点とダブルラッセル編物の素材であるポリプロピレン繊維材料の融点とは同じであることが望ましい。基材３の厚さも、車両内装用シート１０の使用場所や使用目的に応じて、適宜選択されるが、通常の自動車用の内装材の場合には、約１．０ｍｍ〜８．０ｍｍ程度である。必要な場合には、０．２ｗｔ％程度のカーボンが添加される。

表皮層１の裏面である中間層２が基材３側となるようにして両者を積層し、表皮層１側からレーザー光を照射してレーザー加工を行い、界面をレーザー溶着させて、積層一体化する。この例では、１００Ｗのダイレクトダイオードレーザー加工により、約３ｍｍピッチで線状の溶着を行っている。

上記のようにして得た車両内装用シート１０を８０℃に熱してＶＯＣに依存する臭いをチェックしたが、有害な臭いの発生はなかった。また、１２０℃の環境下に４８時間放置したが、シートの歪み、変形は観察されなかった。さらに、基材３を固定して、表皮層１の部分に平均２ｋｇ／ｃｍ^２の荷重を掛けて引っ張ったが、表皮層１の中間層２と基材３との間に剥離は生じなかった。

上記のように、本発明による上記の車両内装用シート１０は、ＶＯＣの発散もなく環境に優しいばかりでなく、所望のクッション性と強度をも同時に満足していることがわかる。この車両内装用シート１０を廃棄物として処理する場合にも、すべてが同質の素材からなることから、溶融しペレット化することにより、再資源として容易に利用することができる。すなわち、リサイクル性にも優れている。

図１ｂに示す車両内装用シート１０ａは、中間層２ａとして、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のポリプロピレン非発泡シートまたはポリプロピレン繊維材料と相溶性のある材料（例えば、ＳＥＢＳのような相溶化剤を加えたポリプロピレンの非発泡シート）を用い、それをダブルラッセル編物１ａの裏面に熱融着させて表皮層１としている点で、図１ａに示した車両内装用シート１０と相違する。中間層２ａと基材３とのレーザー溶着態様は同じである。

車両内装用シート１０ａにおいて、ダブルラッセル編物１ａへの中間層２ａの熱融着は、例えば、双方を積層した状態で、中間層２ａ側に熱板を当て圧着することにより行うことができる。その際、熱板の温度は中間層２ａの材料がメルトストレングスを保てる範囲で、できるだけ高温であることが望ましい。また、中間層２ａの材料の融点はダブルラッセル編物１ａの材料の融点と同じものであることが望ましい。さらに、中間層２ａの材料の融点と基材３であるポリプロピレン樹脂の非発泡シートの融点も同じであることが望ましい。なお、表皮層１としてのダブルラッセル編物１と基材３とを単に積層した状態で、レーザー加工による所要の融着が可能の場合には、上記した中間層２、２ａを省略することができる。

なお、表皮層１として、ポリプロピレン繊維に変えて、ポリアミド繊維やポリエステル繊維を立体的に編組した織物を用いることもできる。その場合には、中間層２ａおよび基材３は、ポリアミド樹脂あるいはポリアミドを主成分とする樹脂、または、ポリエステル樹脂またはポリエステル樹脂を主成分とする樹脂が用いられる。基材３としてポリプロピレン系樹脂を用いる場合に、ポリプロピレンと相溶性のあるポリオレフィン系樹脂で編組したダブルラッセル編物を表皮層として用いることもできる。その場合に、中間層２ａはポリプロピレン系樹脂のシートを用いるか、ポリプロピレンと相溶性のあるポリオレフィン系樹脂からなるシートを用いる。

図２は、本発明による車両内装用シートのさらに他の形態を示している。この車両内装用シート１０ｂは、表皮層１がその表面側に意匠層４を有している点で、図１ａに示した車両内装用シート１０と相違している。この意匠層４は、クッション性を持たせるための繊維を立体的に例えばダブルラッセル編物１として編み込むときに、表面に所望の模様柄がでるようにして同時に編み込んで形成されている。図示しないが、意匠層４を所望の模様柄がでるように編組した意匠層４を別途に成形し、それをダブルラッセル編物のような立体的に編み込んだ部材に、熱融着、レーザー溶着、または接着剤接合のような手段により一体化してもよい。

本発明による車両内装用シートの２つの例を模式的に示す図。 本発明による車両内装用シートのさらに他の例を模式的に示す図。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ…車両内装用シート、１…表皮層、２、２ａ…中間層、３…基材、４…意匠層

Claims (11)

1. クッション性のある表皮層の裏面に基材が積層されている車両内装用シートであって、表皮層と基材とは同一の熱可塑性樹脂からなる素材で構成されており、かつ両者はレーザー溶着により積層一体化されていることを特徴とする車両内装用シート。
2. 表皮層は裏面に中間層を有し、中間層と基材とがレーザー溶着により一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の車両内装用シート。
3. 中間層は表皮層の裏面側を熱溶融することにより形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の車両内装用シート。
4. 中間層は表皮層と同一の素材からなるシートであり、表皮層と中間層であるシートは熱溶融によりまたはレーザー溶着により一体化されていることを特徴とする請求項２に記載の車両内装用シート。
5. 表皮層は表面側に意匠層を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両内装用シート。
6. 表皮層は編織布または不織布からなる層を少なくとも一部に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両内装用シート。
7. 表皮層はダブルラッセル編物からなる層を含むことを特徴とする請求項６に記載の車両内装用シート。
8. 基材には表皮層と比較してレーザー吸収性を改善するための手段が施されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両内装用シート。
9. レーザー吸収性を改善するための手段として、基材にはカーボンが混入されていることを特徴とする請求項８に記載の車両内装用シート。
10. 表皮層、中間層および基材の素材はレーザー透過性のよい熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の車両内装用シート。
11. 熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂またはポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項１０に記載の車両内装用シート。

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