JP2006264250A

JP2006264250A - 車両外装用積層体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2006264250A
Application number: JP2005089071A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Fujiwara; 孝道藤原; Mitsuru Takahashi; 充高橋
Original assignee: Uchihama Kasei Co Ltd
Current assignee: Uchihama Kasei Co Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP4344338B2

Abstract

【課題】表面意匠性および良好な吸音特性を兼ね備えた車両外装用積層体を提供する。
【解決手段】車両外装用積層体１は、非発泡の熱可塑性樹脂またはゴムまたはこれらの混合物より成る基材２１の表面に、気泡を含有する吸音層２３を介して、表面意匠を構成する加飾層２５を備える。基材２１によって強度、特に耐衝撃性が確保され、加飾層２５によって表面意匠が形成されると同時に、気泡を含有する吸音層２３によって吸音特性が向上されている。吸音層２３より表面側に加飾層２５が設けられているため、表面意匠に影響しないとともに、吸音層２３の気泡等によって耐候性など積層体の表面特性の低下が回避されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両外装に使用される積層体に関し、特に、サイドマッドガードやアンダーボディカバー等に適する積層体に関する。

車両の外装材、例えば、ドアミラーカバー、バンパー等において樹脂成形体が使用されることがある。このような樹脂成形体では、表面意匠を金属外装面の表面意匠と適合させるために、塗装を施したり、樹脂フィルムを積層状に付与したりする方法が公知である。樹脂フィルムを用いる方法では、樹脂成形体の成形型に樹脂フィルムを予めインサートしておくことで、樹脂成形体の成形と同時に積層一体化することができる（例えば、特許文献１参照。）。したがって、より少ない製造工程数で、積層体が得られる。

また、車両のアンダーボディカバー、例えば、エンジンアンダーカバーやトランスミッションカバー等では、エンジンから外部への放射音を低減する効果が必要とされる。この効果を向上させるために、マイクロカプセルを含む熱可塑性樹脂材料を用いて、マイクロバルーン（中空球体）を含む樹脂成形体を製造する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平８−３２３８０４号公報特開２０００−２６３６１４号公報

ところで、車両の外装材の１種としてサイドマッドガードがある。サイドマッドガードは、タイヤの回転などにより路面の石、砂などが跳ねて車両の下面に当る時の衝撃音を吸収して、衝撃音が車室内部へ伝達されることを抑制する。従来、サイドマッドガードとしては、熱可塑性樹脂を主成分とする成形体に表面意匠のための塗装もしくは樹脂フィルムが設けられたものが一般的である。このため、本発明者らは、吸音特性に関して更なる改善の余地があると考えた。しかしながら、上述の特許文献１のように、吸音特性を備える不織布や多孔ゴムを積層すると、所望の表面意匠とすることができず、また、耐水性など耐候性の面で好ましくない。また、上述のエンジンアンダーカバー等のように基材部分を発泡成形体で構成することは、サイドマッドガードで必要とされる石や砂などの衝撃に対する耐衝撃性の確保の面で好ましくない。

そこで、本発明では、表面意匠性および良好な吸音特性を兼ね備えた車両外装用積層体を提供することを課題とする。
また、本発明では、表面意匠性および良好な吸音特性を兼ね備える車両外装用積層体の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、車両外装用積層体であって、非発泡の熱可塑性樹脂またはゴムまたはこれらの混合物より成る基材の表面に、気泡を含有する吸音層を介して、表面意匠を構成する加飾層を備える。
この車両外装用積層体によれば、基材によって強度、特に耐衝撃性が確保され、加飾層によって表面意匠が形成されると同時に、気泡を含有する吸音層によって吸音特性が向上されている。吸音層より表面側に加飾層が設けられているため、表面意匠に影響しないとともに、吸音層の気泡等によって耐候性など積層体の表面特性の低下が回避されている。
また、本発明の第２発明は、第１発明において、前記吸音層は発泡倍率３００％以上の発泡体より成ることを特徴とする。
このような吸音層は、特に、石、砂などが飛来した時の衝撃音に対応する周波数領域の音を良好に吸収することができる。したがって、サイドマッドガード等、車両への飛来物により発生する衝撃音を緩和させたい部位に好適である。
また、第３発明は、第１又は第２発明において、前記加飾層は、アクリル系樹脂より成り外表面を形成する最表層と、印刷又はメッキによって形成される意匠層とを備え、前記吸音層と基材との間に、当該基材に融着する融着層を備えることを特徴とする。
このような加飾層では、最表層によって耐候性と適宜透明性とを確保して、意匠層により所望の表面意匠を構成することができ、意匠性が高い。また、融着層によって吸音層が基材に融着されており、基材との一体化において吸音層の気泡が潰れることを抑制して吸音特性を確保することが容易である。また、少なくとも吸音層をインサートした基材の射出成形が可能である。
本発明の第４発明は、車両外装用積層体の製造方法であって、基材を射出成形するための成形型に、表面意匠を構成する加飾層と発泡成形されて成る吸音層と前記基材に融着可能な樹脂より成る融着層とがこの順で積層一体化された表皮シートを、前記融着層側に基材に成形される材料が供給されるようにインサートする第１の工程と、第１の工程後に、前記基材に成形される非発泡の溶融材料を前記成形型に射出して基材を成形するとともに、前記融着層を基材に成形される樹脂材料に融着させる第２の工程とを備える。
この方法によれば、樹脂フィルムをインサートする従来の製造方法と同様の方法によって、容易に、吸音層を介して加飾層を備える車両外装用積層体を製造できる。

本発明では、表面意匠性および良好な吸音特性を兼ね備えた車両外装用積層体を提供すること、および、表面意匠性および良好な吸音特性を兼ね備える車両外装用積層体の製造方法を提供することにより、特に、高付加価値を有する車両外装用積層体、特にサイドマッドガードなど飛来物を受けるガードやカバー類を得ることができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に、本発明に係る車両外装用積層体の一実施形態であるサイドマッドガード１が車両に装着されているようすを示す。サイドマッドガード１は、車両３の下部であって、前後のタイヤハウス間にわたって延びる長尺状の成形体である。図１の車両３では、フロントドア５およびリアドア７の下端に隣接する側面全体にわたる長さに形成されている。

サイドマッドガード１の全体を図２に示す。サイドマッドガード１は、長手方向に沿って屈曲された薄板によって形成された長尺部材で、両端において長手方向垂直に延びる薄板部分を備える。長手方向に延びる薄板部分のうち、一方の部分は、車両３の側面下部をカバーする側部１１である。また、この側部１１に対してほぼ垂直に屈曲されて延びる第２面は、車両３の下面側端部をカバーする底部１３である。長手方向の両端に設けられた薄板部分は、図１に示すようにホイールハウスと連続する面を構成する端部１５，１６に形成されている。本実施形態では、端部１５，１６は、側部１１および底部１３に連続しない辺の角部が矩形に切り欠かれた長方形状に形成されている。また、本実施形態のサイドマッドガード１は、底部１３の側部１１に連続しない辺から、底部１３に対して垂直且つ側部１１と反対側に向かって延びる起立部１８が設けられている。起立部１８は他の部分と同様、薄板状で、車体のフレームに沿うように形成されている。起立部１８には、適宜、フレームに合わせて貫通孔１９が複数設けられている。サイドマッドガード１は、図示しないクリップなどによって、車両３に固定して組み付け可能とされている。

サイドマッドガード１は、全体が樹脂で形成されている。また、サイドマッドガード１の外側を向く面、すなわち、車体に対向しない面は、車両３の外装に適合された表面意匠を備えている。また、少なくとも石や砂が跳ねて衝突すると想定される部位に、良好な吸音特性が付与されている。石や砂が衝突すると想定される部位は、本実施形態では、底部１３、端部１５，１６、および起立部１８に対応する。好ましくは、表面意匠が施される面と同じ、すなわち、外側を向く面全体に付与され、本実施形態では、側部１１、底部１３、起立部１８および端部１５，１６の外側を向く面に付与されている。

表面意匠および良好な吸音特性が付与されている部位の断面を図３に示す。この部分では、サイドマッドガード１は、基材２１上に複数の樹脂層が積層された積層体に形成されている。基材２１の外側を向く面には、吸音層２３と加飾層２５とがこの順で積層一体化されている。

基材２１は、公知のサイドマッドガードやアンダーボディカバーなどで用いられている公知の材料より形成できる。典型的には、射出成形可能な材料とされ、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーまたはゴムまたはこれらの混合物である。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂やポリエステル系樹脂、あるいはこれらの共重合体や混合物を用いることができ、例えばポリプロピレンとされる。また、ゴムとしては、ポリエチレン重合ゴムを用いることができ、例えば、エチレン−α−オレフィン系共重合体ゴム等を挙げることができる。また、熱可塑性エラストマーとしては、例えば、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性スチレンブタジエンエラストマー、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性塩化ビニルエラストマー、熱可塑性ポリアミドエラストマー等を用いることができる。基材２１は、非発泡性とされ、気泡を含まない無垢の層である。

吸音層２３は、気泡を含有する層であり、樹脂またはエラストマーによって形成される。吸音層２３は、典型的には、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーまたはこれらの混合物によって形成される。具体的には、ポリオレフィン系樹脂や、オレフィン系熱可塑性エラストマーを用いることができ、例えば、ポリプロピレン樹脂やエチレンプロピレンジエン共重合体（ＥＰＤＭ）が好ましい。また、気泡の量は特に限定されないが、発泡前の樹脂容積に比して３００％を超える容積の気泡含有体とされると、吸音特性が良好となる。このとき、特に、石や砂が飛来して衝突するときの衝突音の代表周波数である６００Ｈｚ付近の吸音特性が高くなる。吸音層２３は、気泡を備える樹脂またはエラストマーを製造する公知の方法によって形成することができる。典型的には、化学発泡剤または炭酸ガス等を混入した熱可塑性材料の発泡成形によって形成することができる。発泡成形によって得られる発泡体においても発泡倍率３００％以上であることが好ましい。発泡成形では、化学発泡剤として公知の熱分解型発泡剤、例えば、ｐ,ｐ'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド等を良好に使用できる。吸音層２３の厚みは、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。吸音層２３の厚みが０．２ｍｍ未満であると、吸音効果が小さく、３ｍｍを超えると基材と積層一体化する工程の作業性が悪化する傾向にあるためである。

吸音層２３は、公知の方法で、基材２１に直接または結合層を介して積層一体化される。結合層は、典型的には、接着または融着によって基材２１に結合する公知の接着剤、樹脂材料、ゴム材料などである。好ましくは、基材２１に熱融着可能な材料を用いることにより、吸音層２３と基材２１とを強固に一体化することができる。図３では、融着層２７が結合層に対応する。融着層２７は、例えば、ＡＢＳ、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリプロピレンなどで構成することができる。本実施形態では、吸音層２３と融着層２７との固着能力が小さいため、吸音層２３と融着層２７との間に公知の接着剤よりなる接着層３１を設けた。公知の接着剤としては、ウレタン系または塩素化ポリオレフィン系の接着剤で、吸音層２３および融着層２７との結合力が高いものを選択することができる。

加飾層２５は、表面意匠を構成しうる任意の構成とすることができ、典型的には、少なくとも着色された層または金属光沢を備える層を有する。加飾層２５は、公知の樹脂フィルムと同様の構成とすることができ、単層体に限定されず複数の層より成る積層体により形成することができる。本実施形態では意匠層２８と最表層２９とを備える。

意匠層２８は、例えば、公知の印刷および／またはメッキによって色および／または金属光沢を備える層である。意匠層２８は、予め樹脂シートに印刷またはメッキを施してから最表層２９と一体化することができる。好ましくは、最表層２９の基材２１側の面に直接、印刷またはメッキすることによって一体化される。

最表層２９は、表面に色または透明感を与える層である。また、本実施形態ではサイドマッドガード１の外面を構成するため、防汚性、耐擦傷性、耐候性など表面に好ましい種々の耐久性を備える。最表層２９は、典型的には、フッ化ビニリデン等のフッ素樹脂とアクリル樹脂との共重合体とすることができる。

吸音層２３と加飾層２５との間、すなわち、本実施形態では、吸音層２３と意匠層２８とは、接着剤等、他の結合剤を用いて、あるいは、吸音層２３を直接意匠層２８上に発泡成形することにより、積層一体化することができる。図３では、吸音層２３と融着層２７との間と同様、吸音層２３と意匠層２８との間に公知の接着剤より成る接着層３３が設けられて一体化されている。

このサイドマッドガード１では、外面が加飾層２５で被覆されるとともに基材２１より外側に吸音層２３が設けられているため、様々な表面意匠を備えるとともに、良好な吸音特性を備える。また、耐擦傷性など、表面の耐久性も良好に保持される。また、吸音層２３は、加飾層２５によって保護され、基材２１と加飾層２５とにサンドイッチされているため、例えば、３００％以上の発泡倍率の発泡体など吸音性能に好ましい性質とすることができ、例えば、低比重とすることができる。このため、良好な吸音特性を付与できるとともに、サイドマッドガードの重量化を抑制できる。

本願発明に係る車両外装用積層体における吸音特性を調べるため、以下の実験を行った。まず、ポリプロピレン製の１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板状の試験片に１５ｇの鋼球を２８０ｍｍの高さから落とした際の打音をマイクで集音し、透過音を測定した。具体的には、例えば、試験片を垂直に配置して、鋼球に長さ２８０ｍｍの紐を結び、試験片のの中央から上方２８０ｍｍの地点に紐の端を留めて、鋼球を紐が水平に張る状態まで持ち上げてから自由落下させた際の打音を、試験片の鋼球と反対の側に約１００ｍｍ離して設置したマイクで集音した。この試験片の周波数６００Ｈｚにおける透過音は７０ｄｂであった。
次に、この試験片と同じポリプロピレン製の板の一面に、３００μｍのポリプロピレン製着色フィルムと１００μｍのポリプロピレン製透明フィルムとを順次積層して得られる試料について、上記と同様の方法で透過音を測定した。結果は５０ｄｂであった。なお、この試料では、ポリプロピレン製着色フィルムとポリプロピレン製透明フィルムとが加飾層２５に対応し、これらの二つのフィルム、および、ポリプロピレン製着色フィルムとポリプロピレン製の板とは、それぞれ、接着剤（ＡＤ３３５Ｅ１００重量部とＣＡＴ−１０Ｌ１４．３重量部（いずれも東洋モートン社製）およびトルエン１１３．７重量部とメチルエチルケトン４５４．９重量部を混合したもの）を用いて接着することで積層一体化した。
さらに、厚さ１．５ｍｍ、発泡倍率３００％のポリプロピレンシートに、上記加飾層２５のポリプロピレン製着色フィルムおよびポリプロピレン製透明フィルムをこの順で、上記と同じ接着剤によって積層一体化し、同様の接着剤で上記ポリプロピレン製の試験片に積層一体化した試料について、同様の試験をしたところ、結果は４０ｄｂであった。なお、発泡倍率３００％のポリプロピレンシートは吸音層２３に対応する。さらに、ポリプロピレンシートとして、厚さ１．５ｍｍ、発泡倍率が５００％の発泡成形体を用いた試料について、同様の試験をしたところ、透過音は３０ｄｂであった。

この結果から、吸音層２３を設けることにより、石、砂などの飛来物の衝突によって生じる音の代表周波数である６００Ｈｚにおいては、吸音層を設けることが透過音の低減のために有効であり、特に、発泡倍率３００％以上の発泡成形体を吸音層とすることで、基材２１（ポリプロピレン製の板）のみの場合と比較して４割以上音を小さくできることが明らかとなった。特に、発泡倍率５００％の試料では、発泡倍率３００％の発泡成形体を吸音層とする場合と比較しても２５％透過音が減少しており、より高い発泡倍率の吸音層を設けることが吸音の点で有利であることが明らかになった。

このサイドマッドガード１をはじめとする本発明に係る車両外装用積層体は、種々の方法で製造することができる。例えば、射出成形など、公知の成形方法によって基材２１を成形し、その後、吸音層２３および加飾層２５を、接着、溶着、融着など所望の結合方法によって積層一体化することで得られる。好ましくは、予め、吸音層２３および加飾層２５を含み、適宜、基材２１への結合層を含むシートを作成しておく。また、このようなシートを成形後の基材２１に積層一体化しても良いが、好ましくは、基材２１を成形する型にインサートしておき、基材２１の成形と同時に吸音層２３および加飾層２５を一体化すると、従来と同様の方法で、吸音特性と表面意匠の両方が良好な車両外装用積層体を得ることができる。

例えば、図３に示す構造を有する車両外装用積層体を製造する方法を以下に述べる。まず、最表層２９を延伸成形など、公知のフィルム成形によって成形する。次に、最表層２９に直接、印刷、メッキなど色または金属光沢を付与できる処理を施して意匠層２８を形成する。次いで、公知の接着剤を意匠層２８上に塗布等により付与して接着層３３を設け、別途、発泡成形により成形した発泡体シートを接着、一体化して吸音層２７とする。その後、吸音層２３に、公知の接着剤を同様に塗布等により付与して接着層３１を設け、別途、フィルム状に成形した基材２１と融着可能な融着層２７を接着、一体化する。このようにして得られたシートを、基材２１の射出成形型に、基材２１の材料が供給、すなわち射出される側に融着層２７の面を配置してインサートし、基材２１を射出成形する。このとき、射出成形される基材材料の熱によって、融着層２７が溶融し、冷却することによって基材２１にシート全体が積層一体化する。基材２１が加硫等他の処理を必要とする場合は、その後、適宜、処理を施すことでサイドマッドガード１を得ることができる。

本発明は、サイドマッドガードに好ましいが、エンジンやトランスミッションのアンダーカバー等、他の車両外装用の成形体でも良いことはもちろんである。また、このように表面意匠と良好な吸音特性とが付与された領域は、本実施形態のように、一方の面全体に設ける形態に限定されず、一部であっても良い。また、本発明の車両外装用積層体の製造方法において、吸音層のみをインサートして基材を射出成形し、その後、加飾層を接着等により、積層一体化するなど、インサート成形と、他の方法とを組み合わせても良いことはもちろんである。

本発明の車両外装用積層体の一実施の形態であるサイドマッドガードが車両に取り付けられているようすを示す斜視図である。図１のサイドマッドガードの模式的な斜視図である。図１のサイドマッドガードの断面の一実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１サイドマッドガード
３車両
１１側部
１３底部
１５，１６端部
１８起立部
１９穴
２１基材
２３吸温層
２５加飾層
２７融着層
２８意匠層
２９最表層
３１，３３接着層

Claims

車両外装用積層体であって、非発泡の熱可塑性樹脂またはゴムまたはこれらの混合物より成る基材の表面に、気泡を含有する吸音層を介して、表面意匠を構成する加飾層を備えることを特徴とする、車両外装用積層体。
請求項１に記載の車両外装用積層体であって、前記吸音層は発泡倍率３００％以上の発泡体より成ることを特徴とする、車両外装用積層体。
請求項１又は２に記載の車両外装用積層体であって、前記加飾層は、アクリル系樹脂より成り外表面を形成する最表層と、印刷又はメッキによって形成される意匠層とを備え、
前記吸音層と基材との間に、当該基材に融着する融着層を備えることを特徴とする、車両外装用積層体。
車両外装用積層体の製造方法であって、
基材を射出成形するための成形型に、表面意匠を構成する加飾層と発泡成形されて成る吸音層と前記基材に融着可能な樹脂より成る融着層とがこの順で積層一体化された表皮シートを、前記融着層側に基材に成形される材料が供給されるようにインサートする第１の工程と、
第１の工程後に、前記基材に成形される非発泡の溶融材料を前記成形型に射出して基材を成形するとともに、前記融着層を基材に成形される樹脂材料に融着させる第２の工程と
を備える、自動車外装積層体の製造方法。