JP2007276301A - 表皮材、内装部品、および放熱車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】日射透過層に破裂や凹みなどの外観不良を招くことなく真空成形することができ、車室内空気への熱伝導および輻射熱を低減するという所期の目的を十分に達成し得る表皮材を提供する。
【解決手段】表皮材１は、最表層から順に日射透過層１０、外気と通じている空間保持層２０、および受熱層３０が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される。空間保持層中の空間が表皮材単位面積当りに占める容積、と定義される「空間保持層の空間容積（ｍ３／ｍ２）」を、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下、好ましくは、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、８．０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表皮材、内装部品、および放熱車体構造に関する。

周知のように、夏季炎天下に駐車した場合、インストルメントパネルなどの内装部品の表面は、フロントウインドウなどを透過した太陽光線の熱を吸収して非常に高温となる。こうした状況で乗車した時の不快さは言うまでもないが、換気あるいは冷房を作動させた後も内装表面温度が容易に下がらず、長時間にわたって乗員に輻射熱を放射し続け、快適性を大きく損なっている。

この問題点を解決するために、本願発明者らは、夏期の熱暑感を低減し快適な温熱環境を提供するための表皮材を提案した（特許文献１参照。）。

特許文献１に記載された表皮材は、内装部品の基材上に、最表層から順に日射透過層、空間保持層、および低明度層を積層した構造を有する。太陽光線は日射透過層および空間保持層を通過し、低明度層に達する。日射により低明度層が発熱するが、熱伝導性の低い空気が存する空間保持層によって、発熱部位である低明度層から日射透過層への熱移動が妨げられる。この結果、内装部品表面つまり日射透過層表面の温度上昇を低減し、車室内空気への熱伝導および輻射熱を低減している。

ところで、一般的に、インストルメントパネルなどの内装部品は、複雑な形状を有する部品を比較的簡便に製造できる真空成形法によって、製造されている。このため、上記の表皮材を内装部品に適用する場合には、真空成形法によって、表皮材に部品形状を付与する必要がある。すなわち、表皮材を構成する樹脂材料の転移点温度以上に加熱した表皮材を、部品の表面形状に合致した内面形状を有する金型に吸引して密着させ、その後冷却して、表皮材に部品形状を付与する必要がある。

しかしながら、上記の表皮材には空間保持層が存するため、真空成形時に、日射透過層に破裂や凹みなどの外観不良が生じる虞がある。日射透過層に凹みなどが生じると、空間保持層における断熱機能が損なわれ、車室内空気への熱伝導および輻射熱を低減するという所期の目的を達成できなくなる。

そのため、日射透過層に破裂や凹みなどの外観不良を招くことなく真空成形することができ、車室内空気への熱伝導および輻射熱を低減するという所期の目的を十分に達成し得る表皮材の開発が要請されている。
特開２００３−２０５５６１号公報

本発明の目的は、上記要請に応えるべくなされたものであり、日射透過層に破裂や凹みなどの外観不良を招くことなく真空成形することができ、車室内空気への熱伝導および輻射熱を低減するという所期の目的を十分に達成し得る表皮材を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に記載の本発明は、最表層から順に日射透過層、外気と通じている空間保持層、および受熱層が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される表皮材であって、
空間保持層中の空間が表皮材単位面積当りに占める容積、と定義される「空間保持層の空間容積（ｍ３／ｍ２）」が、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下、好ましくは、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、８．０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下である表皮材である。

本発明の表皮材によれば、日射透過層に破裂や凹みなどの外観不良を招くことなく真空成形することができ、日射透過層表面側への熱伝導および輻射熱を低減するという所期の目的を十分に達成できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

まず、図４を参照しつつ、最表層から順に日射透過層、空間保持層、および受熱層が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される表皮材に関して考察すべき事項を説明する。図４（Ａ）は、内装部品の基材１４０上に、最表層から順に日射透過層１１０、空間保持層１２０、および受熱層１３０が積層された表皮材１００を示す断面図である。また、図４（Ｂ）は、車室内に太陽光線１５０が侵入する様子を示す斜視図、図４（Ｃ）は、自動車のフロントウインドウ１６０から太陽光線１５０が侵入する様子を示す図である。

図４（Ｂ）に示すように、太陽光線１５０は、自動車のフロントウインドウ１６０、リアウインドウ１６１、およびサイドウインドウ１６２を透過し、内装材であるインストアッパーパネル１７１、リアパーセルシェルフ１７２、あるいはドアウエストなどのドアトリム１７３に入射する。図４（Ｃ）に示すように、太陽光線１５０は、フロントウインドウ１６０を透過し、インストルメントパネル１７０の表皮であるインストアッパーパネル１７１に入射している。

図４（Ａ）に示される３層構造の表皮材１００は、単層樹脂製シートである従来表皮に比べると、表面温度を低くする効果がある。従来の表皮は、ポリ塩化ビニル製の樹脂シートあるいは熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）製の樹脂シートを単層で使用しており、当該樹脂製シートの明度はフロントウインドウ１６０への窓写りを防止するために明度６０程度以下である。

３層構造の表皮材１００が有する温度上昇防止メカニズムは次のとおりである。第１層である日射透過層１１０および第２層である空間保持層１２０を透過した日射によって、第３層である受熱層１３０の温度が上昇する。空間保持層１２０の大部分が熱伝導性の低い空気であるために、受熱層１３０から日射透過層１１０への熱移動が妨げられる。この結果、日射透過層１１０表面は従来表皮に比べて低温となり、車室内空気への熱伝導および輻射熱が低減される。かかる表皮材１００を内装部品の表皮に適用する場合には、表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減する表皮材としての効果と、高温の車室内空気の熱を受熱層１３０裏面を通じて車外に放熱する放熱車体構造としての効果と、真空成形により部品化できる効果と、を奏することが要求される。本明細書では、説明の便宜上、上記それぞれの効果を、「表皮材としての効果」、「放熱車体構造としての効果」、および「真空成形による部品可能化効果」と略称することもある。

図示される表皮材１００の空間保持層１２０は、立体網目構造体や繊維体などの材料からなる支持構造物が配置されている。ここで、空間保持層１２０の面に投影した支持構造物が単位面積当りに占める面積の割合を１から引いた値を「面積空隙率」と定義する。かかる定義では、「面積空隙率」が大きくなるにつれて、空間保持層１２０の面に投影した支持構造物が単位面積当りに占める面積の割合が小さくなるので、日射が空間保持層１２０を透過し易くなる一方、日射透過層１１０を支える力が弱くなる。

表皮材１００を自動車用の内装部品に適用するためには、以下の課題を解決する必要がある。すなわち、「放熱車体構造としての効果」が、「表皮材としての効果」および「真空成形による部品可能化効果」に対して、空間保持層１２０の厚さ、空間保持層１２０の面積空隙率、および日射透過層１１０の厚さまたは日射透過率をパラメータとして互いに対立するので、表皮材１００を実際の内装部品に適用するためには、これらの相反する課題を成立させる必要がある。

この課題を明確にするために、（１）「真空成形による部品可能化効果」と表皮材１００の構造との関係を詳細に説明し、（２）「表皮材としての効果」が、「放熱車体構造としての効果」および「真空成形による部品可能化効果」に対して、表皮材１００の構造因子をパラメータとして対立することについて詳細を説明する。

（１）「真空成形による部品可能化効果」と表皮材１００の構造との関係について
表皮材１００を自動車用の内装部品、例えばインストルメントパネル１７０に部品化するためには、真空成形法によって、表皮材１００に部品形状を付与する必要がある。すなわち、表皮材１００をその構成樹脂材料の転移点温度以上に加熱し、部品の表面形状に合致した内面形状を有する金型に吸引して密着させ、その後冷却して、表皮材１００に部品形状を付与する必要がある。

表皮材１００は、図４（Ａ）に示されるように、日射透過層１１０と受熱層１３０との間に空気を含む空間保持層１２０が包み込まれた構成である。このため、真空成形時の加熱によって、空間保持層１２０中の空気が膨張し、その圧力によって、日射透過層１１０が膨らんだり、場合によっては破裂したりし、外観不良が生じる虞がある。また、金型内面に吸引密着するときの圧力によって、加熱膨張した日射透過層１１０が受熱層１３０に向かう方向に不規則に凹み、これによっても外観不良が生じる虞がある。日射透過層１１０が受熱層１３０に向かって凹むと、空間保持層１２０が失われ、表面温度を低くする効果がなくなる虞がある。このように、表皮材１００を真空成形すると、空間保持層１２０が潰れるため、成形後の部品に外観不良が発生するとともに表面温度を低くする効果が失われる虞がある。

空間保持層１２０の厚さが大きい程、空間保持層１２０の面積空隙率が大きい程、あるいは、日射透過層１１０の厚さが小さい程、真空成形時に日射透過層１１０が破裂したり、凹んだりして、外観不良が生じやすい傾向がある。

（２）「表皮材としての効果」が、「放熱車体構造としての効果」および「真空成形による部品可能化効果」に対して、表皮材１００の構造因子をパラメータとして対立することについて
（２−ａ）空間保持層１２０の厚さをパラメータとした場合
空間保持層１２０の空気は断熱材として作用する。空間保持層１２０の厚さを小さくすると、日射透過層１１０および空間保持層１２０を透過した日射によって暖められた受熱層１３０の熱が日射透過層１１０に向かって逆流する量が増大する。この結果、日射透過層１１０の表面温度が高くなり、受熱層１３０の温度が低くなる傾向がある。したがって、「表皮材としての効果」を高めるためには、空間保持層１２０をできるだけ厚くする必要がある。

一方、空間保持層１２０の厚さを大きくすると、空間保持層１２０の空気が断熱材として作用することから、高温の車室内空気の熱が日射透過層１１０および空間保持層１２０を通って受熱層１３０まで伝わりにくくなる傾向がある。これは、空間保持層１２０の厚さを大きくすると、高温の車室内空気の熱を受熱層１３０裏面を通じて車外に十分に放熱することができなくなることを意味する。したがって、「放熱車体構造としての効果」を高めるためには、空間保持層１２０をできるだけ薄くする必要がある。

また、前述したように、空間保持層１２０の厚さが大きい程、日射透過層１１０に外観不良が生じやすい傾向がある。したがって、「真空成形による部品可能化効果」を高めるためには、空間保持層１２０をできるだけ薄くする必要がある。

（２−ｂ）空間保持層１２０の面積空隙率をパラメータとした場合
空間保持層１２０の面積空隙率が小さくなると、日射が空間保持層１２０を透過し難くなるため、日射透過層１１０に吸収される日射量が大きくなり、日射透過層１１０の表面温度が高くなる。したがって、「表皮材としての効果」を高めるためには、空間保持層１２０の面積空隙率をできるだけ大きくする必要がある。

一方、空間保持層１２０の面積空隙率が大きくなることは、日射透過層１１０を支える支持構造物の割合が低下することを意味する。支持構造物は固体であり、空気に比べるとはるかに大きな熱伝導率を持つ。このために、空間保持層１２０の面積空隙率が大きくなると、日射透過層１１０から受熱層１３０への熱の移動が妨げられ、高温の車室内空気の熱を受熱層１３０裏面を通じて車外に十分に放熱することができなくなる。したがって、「放熱車体構造としての効果」を高めるためには、空間保持層１２０の面積空隙率をできるだけ小さくする必要がある。

また、前述したように、空間保持層１２０の面積空隙率が大きい程、日射透過層１１０に外観不良が生じやすい傾向がある。したがって、「真空成形による部品可能化効果」を高めるためには、空間保持層１２０の面積空隙率をできるだけ小さくする必要がある。

（２−ｃ）日射透過層１１０の厚さをパラメータとした場合
日射透過層１１０の厚さが大きくなる程、日射透過層１１０の日射透過率が低下するため、日射透過層１１０に吸収される日射量が大きくなり、日射透過層１１０の表面温度が高くなる。したがって、「表皮材としての効果」を高めるためには、日射透過層１１０をできるだけ薄くする必要がある。「放熱車体構造としての効果」を高めるためにも、日射透過層１１０はできるだけ薄い方が好ましい。高温の車室内空気の熱が日射透過層１１０および空間保持層１２０を通って受熱層１３０まで伝わりやすくなり、高温の車室内空気の熱を受熱層１３０裏面を通じて車外に十分に放熱することができるからである。

一方、前述したように、日射透過層１１０の厚さが小さい程、日射透過層１１０に外観不良が生じやすい傾向がある。したがって、「真空成形による部品可能化効果」を高めるためには、日射透過層１１０をできるだけ厚くする必要がある。

以上をまとめると、第１に、「空間保持層１２０の厚さ」に関しては、「表皮材としての効果」を高めるためにはできるだけ厚くする必要があり、逆に、「放熱車体構造としての効果」および「真空成形による部品可能化効果」を高めるためにはできるだけ薄くする必要がある。

第２に、「空間保持層１２０の面積空隙率」に関しては、「表皮材としての効果」を高めるためにはできるだけ大きくする必要があり、逆に、「放熱車体構造としての効果」および「真空成形による部品可能化効果」を高めるためにはできるだけ小さくする必要がある。

第３に、「日射透過層１１０の厚さ」に関しては、「表皮材としての効果」および「放熱車体構造としての効果」を高めるためにはできるだけ薄くする必要があり、逆に、「真空成形による部品可能化効果」を高めるためにはできるだけ厚くする必要がある。

このように、「表皮材としての効果」、「放熱車体構造としての効果」、および「真空成形による部品可能化効果」に関して、表皮材１００の構造因子である、「空間保持層１２０の厚さ」、「空間保持層１２０の面積空隙率」、および「日射透過層１１０の厚さ」の間には相互作用があると考えられる。したがって、表皮材１００を実際の自動車用内装部品に適用するためには、「空間保持層１２０の厚さ」、「空間保持層１２０の面積空隙率」、および「日射透過層１１０の厚さ」の最適なコンビネーションを見出し、「表皮材としての効果」、「放熱車体構造としての効果」、および「真空成形による部品可能化効果」をともに成立させる必要がある。

本発明は、最表層から順に日射透過層、空間保持層、および受熱層が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される表皮材を実際の内装部品に適用する場合において、「空間保持層の厚さ」、「空間保持層の面積空隙率」、および「日射透過層の厚さ」の最適なコンビネーションを見出し、「表皮材としての効果」、「放熱車体構造としての効果」、および「真空成形による部品可能化効果」をともに成立させ得る表皮材を提供するためになされたものである。

ここで、日射透過層に要求される本質的な要素は、日射の透過量であり、日射透過層の厚さをいくら薄くしても、その日射透過率が小さい場合には、「表皮材としての効果」および「放熱車体構造としての効果」を高めるために必要な日射透過量を得ることができない。さらに、日射透過層の厚さを薄くしても、他の２つの表皮材の構造因子である、「空間保持層の厚さ」および「空間保持層の面積空隙率」を規定することにより、「真空成形による部品可能化効果」を十分に達成できることが判明した。このため、「日射透過層の厚さ」は、３つの効果に影響を与える構造因子から除外できる。

本発明者らは、上記理由により、３つの効果に影響を与える表皮材の構造因子から「日射透過層の厚さ」を除外した上で、残り２つの表皮材の構造因子、すなわち「空間保持層の厚さ」および「空間保持層の面積空隙率」の相互作用を、空間保持層中の空間が表皮材単位面積当りに占める容積、と定義される「空間保持層の空間容積」として示すことが可能であることを見出した。

次に、本発明の実施形態について説明する。

図１（Ａ）は、本発明に係る表皮材を適用した車両内装用表皮材１を示す断面図、図１（Ｂ）は、車両内装用表皮材１における空間保持層２０を示す上面図である。

図示する車両内装用表皮材１は、最表層から順に日射透過層１０、外気と通じている空間保持層２０、および受熱層３０が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される表皮材１であって、空間保持層２０中の空間が表皮材単位面積当りに占める容積、と定義される「空間保持層２０の空間容積（ｍ３／ｍ２）」が、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下に設定されている。

「空間保持層２０の空間容積（ｍ３／ｍ２）」を、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下に設定することにより、真空成形により部品化でき、さらに、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減させ、高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に放熱することができる。

さらに、日射透過層１０と受熱層３０との間に外気と通じている空間保持層２０を形成した構成であるので、真空成形時の加熱によって膨張する空間保持層２０中の空気が、外気へ排出される。これによって、日射透過層１０の破裂が防止される。また、真空成形で加熱吸引成型した後の冷却時には、空間保持層２０の中へ、外気から空気が戻るので、日射透過層１０の凹みなどの外観不良が発生することが防止される。

空間保持層２０の厚さは、０．１０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。

「表皮材としての効果」および「放熱車体構造としての効果」を十分に両立することができるからである。

すなわち、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減するためには、空間保持層２０を厚くする方が有利であるが、逆に、高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に放熱するためには、空間保持層２０を薄くする方が有利である。

そこで、本発明の表皮材１では、以下３点を考慮して、空間保持層２０の厚さを０．１０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下とした。すなわち、第１に、真空成形加熱時に外気へ排出可能な膨張空気の容積、第２に、真空成形時の加熱吸引による日射透過層１０の凹みによる外観不良の防止、第３に、表皮材１の表面温度低減効果と受熱層３０裏面を通じた車外への放熱効果との両立のためである。

空間保持層の厚さは、好ましくは、０．１０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である。「表皮材としての効果」および「放熱車体構造としての効果」を効果的に両立させることができるからである。

日射透過層１０の日射透過率は、０．５以上であることが好ましい。

表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減し、高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に放熱することができるからである。

本発明の表皮材１を用いると、ポリ塩化ビニル製シートなどの従来表皮に比べて、夏炎天下駐車時に内装表面温度を低くすることができる。そのメカニズムは、以下のとおりである。

日射透過層１０および空間保持層２０を透過した日射によって受熱層３０の温度が上昇する。空間保持層２０の大部分が熱伝導性の低い空気であるために、受熱層３０から日射透過層１０への熱移動が妨げられる。この結果、日射透過層１０表面は従来表皮よりも低温となり、車室内空気への熱伝導および輻射熱が低減される。

日射透過層１０の日射透過率が小さくなるに従い、日射透過層１０に吸収される日射のエネルギが増加し、日射透過層１０の表面温度は上昇するので、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減する効果が失われる。

また、日射透過層１０の日射透過率が小さくなるに従い、受熱層３０に到達する日射のエネルギが減少し、高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に放熱する効果が失われる。

そこで、本発明の表皮材１ではこれらを考慮して、日射透過層１０の日射透過率を０．５以上とした。なお、日射透過層１０の厚さは日射透過率が０．５以上である限り、なんら制限を受けるものでないことは、前述したとおりである。

前記日射透過層１０と前記受熱層３０との間に柱状支持構造体２１を配置することによって、外気と通じている空間保持層２０を形成することが好ましい。

真空成形時の加熱吸引による日射透過層１０の凹みや破裂などの外観不良の発生を抑えて、真空成形することができるからである。すなわち、空間保持層２０は、柱状支持構造体２１によって支えられ、外気と通じている連続気泡構造であるため、真空成形時の加熱によって膨張する空間保持層２０中の空気が外気へ排出される。これによって、日射透過層１０の破裂や真空成形後の外観不良を防止することができる。

空間保持層２０の面に投影した柱状支持構造体２１が単位面積当りに占める面積の割合を１から引いた値、と定義される「面積空隙率」が、０．４以上、０．８以下であることが好ましい。

空間保持層２０の面積空隙率が０．８以下であれば、真空成形時の加熱吸引による日射透過層１０の凹みや破裂などの外観不良の発生を抑え、真空成形することができるからである。日射透過層１０は柱状支持構造体２１によって支えられているが、空間保持層２０の面積空隙率が０．８を越えると、真空成形時の加熱吸引によって日射透過層１０が凹み、外観不良が発生しやすくなる。このため、空間保持層２０の空隙率には上限がある。

また、空間保持層２０の面積空隙率が０．４以上であれば、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減することができるからである。空間保持層２０の面積空隙率が０．４未満になると、受熱層３０から日射透過層１０への熱の逆流を防止するための空間保持層２０の断熱材としての働きが低下し、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減する効果が低下する。このため、空間保持層２０の空隙率には下限がある。

そこで、本発明の表皮材１ではこれらを考慮して、空間保持層２０の面積空隙率を０．４以上、０．８以下とした。

前述した「空間保持層２０の空間容積（ｍ３／ｍ２）」は、その定義より、式：（単位面積）×（空間保持層２０の厚さ）×（空間保持層２０の面積空隙率）で求まる。前述したように、「空間保持層の厚さ」は、０．１０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下、好ましくは、０．１０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であり、「空間保持層２０の面積空隙率」は、０．４以上、０．８以下である。したがって、「空間保持層２０の空間容積（ｍ３／ｍ２）」は、上記の式より、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下、好ましくは、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、８．０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下となる。

前記柱状支持構造体２１は、半球状、楕円半球状、山脈状、円錐状、円柱状、楕円柱状、および直方体状の群から選ばれた少なくとも１つの形態であることが好ましい。

日射透過層１０と受熱層３０との間に外気と通じている空間保持層２０を形成することができるので、真空成形時の加熱吸引による日射透過層１０の凹みや破裂などの外観不良の発生を抑えて、真空成形することができるからである。

また、日射透過層１０と受熱層３０との接着性が安定した品質の良い表皮材１を量産することができるからである。その理由は次のとおりである。

例えば、日射透過層１０と、半球状、楕円半球状、および／または山脈状の複数の微小突起を持つ受熱層３０とを積層することによって、空間保持層２０を形成するような表皮材１を考える。

受熱層３０の微小突起の形状が半球状、楕円半球状、および／または山脈状であることは、これらの微小突起と日射透過層１０とが点接触であることを意味する。

本発明の表皮材１をカレンダーロール製造装置を用いて量産する場合を考える。日射透過層１０と、複数の微小突起を持つ受熱層３０とが、２つの回転するカレンダーロールの間に挟まれながら、圧着される。このときに、受熱層３０の微小突起と日射透過層１０とが点接触であると、日射透過層１０と接着する受熱層３０の微小突起の位置が多少動いたとしても、接着力は変わらない。これは接着性が安定した品質の良い表皮材１を量産できることを意味し、低コストで大量生産する上で好都合なことである。

次に、例えば、半球状、楕円半球状、および／または山脈状の複数の微小突起を持つ日射透過層１０と、受熱層３０とを積層することによって、空間保持層２０を形成するような表皮材１を考える。この場合も、上記と同様の理由で、接着性が安定した品質の良い表皮材１を量産することができる。

また、微小突起自体が日射透過層１０と同一の材質である場合には、日射を透過するので、表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減する効果が向上することが期待できる。この場合の微小突起としては、半球状、楕円半球状、および／または山脈状だけでなく、円錐状、円柱状、楕円柱状、および／または直方体状のものでも同様の効果が期待できる。

接着性の安定した品質の良い表皮材１を量産することに関しては、日射透過層１０と受熱層３０との間に配置される柱状支持構造体２１として、半球状、楕円半球状、および／または山脈状の複数の微小突起であることが好ましい。但し、上述した他の形態を除外するものではなく、円錐状、円柱状、楕円柱状、および／または直方体状のものでも量産することは可能である。

日射透過層１０の表面が、艶消し絞加工、艶消し塗装、および透明着色塗装のうちの少なくとも１つの処理が施されていることが好ましい。

表皮材１の表面温度を低くして乗員への輻射熱を低減し、高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に放熱する車室内熱環境を低減する効果と、自動車内装部品としてバラエティに富んだ意匠性を持たせる効果とを両立させることができるからである。さらに、表皮材１表面の反射によるフロントウインドウ１６０への窓写りを防止することができるからである。

日射透過層１０の材質が、塩化ビニル樹脂、熱可塑性オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、およびポリエステル樹脂の群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。

真空成形時の加熱吸引による日射透過層１０の凹みや破裂などの外観不良の発生を抑え、真空成形することができるからである。

受熱層３０の材質が、熱可塑性オレフィン樹脂、および塩化ビニル樹脂の群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。

受熱層３０の材質としてこれらの樹脂を用いることにより、真空成形することができるからである。

「表皮材としての効果」、「放熱車体構造としての効果」、および「真空成形による部品可能化効果」をともに成立させる表皮材１の一構成例を挙げれば次のとおりである。

この表皮材１は、日射透過率が０．８以上の日射透過層１０と受熱層３０との間に、同一高さを有する半球状および／または楕円半球状および／または山脈状の柱状支持構造体２１を配置することによって、外気と通じている空間保持層２０が形成されている。空間保持層２０の空間容積は０．６０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、３．０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下である。空間保持層２０の厚さは、０．１０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下である。空間保持層２０の面積空隙率は、０．５以上、０．７以下である。

図２（Ａ）は、受熱層３０の裏面に熱伝導性材５０を配置した実施形態を示す断面図である。

図示するように、上述したいずれかの表皮材１を、自動車の内装部品に適用するとともに受熱層３０の裏面に熱伝導性材５０を配置し、車室内の熱を車外に放熱することが好ましい。

受熱層３０で発熱し、空間保持層２０で断熱された熱エネルギを内装部品の裏側、ひいては車室外へ導き、車室内の熱を車外に放熱するので、車室内への熱の放出をさらに低減し、夏炎天下駐車時の車室内熱環境を緩和することができるからである。

具体的には、受熱層３０の裏面に配置する熱伝導性材５０に、良熱伝導物質として、金属粉、金属繊維、金属ネット、金属板、カーボン粉、カーボンファイバ、セラミック粉、セラミック繊維、セラミックマットを単独または複合して、含有または積層することが極めて効果的である。

受熱層３０の裏面に配置する熱伝導性材５０が内装部品の基材自体であってもよい。受熱層３０で発熱し、空間保持層２０で断熱された熱エネルギを内装部品の裏側、ひいては車室外へ導き、車室内の熱を車外に放熱するので、車室内への熱の放出をさらに低減し、夏炎天下駐車時の車室内熱環境を緩和することができるからである。

図２（Ｂ）は、「放熱車体構造としての効果」をさらに高めた実施形態を示す断面図である。

図示するように、この放熱車体構造では、受熱層３０の裏面に配置した熱伝導性材５０に、ループ型のヒートパイプ６０を配置してある。符号６１は、車外に配置される放熱フィンを示している。かかる構成の放熱車体構造では、日射透過層１０上部にある高温の車室内空気の熱を受熱層３０裏面を通じて車外に積極的に放熱することができ、「放熱車体構造としての効果」をさらに高めることができる。

上述したいずれかの表皮材１を、自動車のインストルメントパネル１７０、ドアトリム１７３、およびリアパーセルシェルフ１７２の群から選ばれた少なくとも１種に適用することが好ましい。

夏炎天下駐車時にインストルメントパネル１７０、ドアトリム１７３、および／またはリアパーセルシェルフ１７２の表面温度を下げ、車室内熱環境を緩和することができるからである。

本発明の表皮材１の適用先としては、直接日光があたる内装部品で表面温度上昇を防止したい場合が挙げられる。その意味では、車両一般や通常のインテリア製品でも使用できるが、特に自動車では炎天下の熱環境が劣悪であるため、本発明の効果が著しい。部品としては、インストルメントパネル１７０、ドアトリム１７３、リアパーセルシェルフ１７２が直接日射を受ける部位に設定されることから適切であり、特にインストルメントパネル１７０は面積も広いことから、本発明のもっとも効果的な適用先と言える。

以下、本発明の実施例について説明する。各実施例の仕様の詳細、真空成形性、および表面温度測定結果を表１（実施例１〜５）および表２（実施例６〜９）に示す。各比較例の仕様の詳細、真空成形性、および表面温度測定結果を表３（比較例１〜４）に示す。

（実施例１）
実施例１の表皮材は、表面を艶消し絞押し加工したポリプロピレン製の無色透明の日射透過層と、半球状の突起を持つ熱可塑性オレフィン製の黒色の受熱層とを積層することによって、空間容積が１．２２４×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが０．２０ｍｍ、連続気泡の空間保持層を形成した。実施例１の表皮材は、図１（Ａ）（Ｂ）に示される構造を有する。

表皮材の表面温度は、次のようにして測定した。真空成形した表皮材をインストルメントパネル基材上に貼り付け、その自動車を屋外気温３５℃の炎天下に放置して測定した。

実施例１の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例１の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８０．２℃であった。熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）製の単層シートからなる従来の表皮材である比較例１の場合には、同条件での測定結果が８５．２℃であった。したがって、実施例１は、比較例１に比べて、表皮表面温度が５．０℃低くなった。

（実施例２）
実施例２の表皮材は、実施例１に比べて、空間保持層の空間容積が半分の０．６１２０×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが半分の０．１０ｍｍである。これら以外は実施例１と同様である。

実施例２の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例２の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８１．５℃であった。したがって、実施例２は、比較例１に比べて、表皮表面温度が３．７℃低くなった。

（実施例３）
実施例３の表皮材は、実施例１に比べて、空間保持層の空間容積が５倍の６．１２０×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが５倍の１．０ｍｍである。これら以外は実施例１と同様である。

実施例３の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例３の表皮材の表皮表面温度を測定したところ７７．３℃であった。したがって、実施例３は、比較例１に比べて、表皮表面温度が７．９℃低くなった。

（実施例４）
実施例４の表皮材は、実施例１に比べて、日射透過層の日射透過率が０．７７０、日射吸収率が０．１５５、厚さが０．４０ｍｍであり、空間保持層の空間容積が１０倍の１２．２４×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが１０倍の２．０ｍｍである。これら以外は実施例１と同様である。

実施例４の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例４の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８１．２℃であった。したがって、実施例４は、比較例１に比べて、表皮表面温度が４．０℃低くなった。

（実施例５）
実施例５の表皮材は、実施例１に比べて、空間保持層の空間容積および面積空隙率が約半分である。これら以外は実施例１と同様である。

実施例５の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例５の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８４．１℃であった。したがって、実施例５は、比較例１に比べて、表皮表面温度が１．１℃低くなった。

（実施例６）
実施例６の表皮材は、実施例１に比べて、日射透過層の日射透過率が０．７７０、日射吸収率が０．１５５、厚さが０．４０ｍｍであり、空間保持層の空間容積が１．６８０×１０^−４ｍ３／ｍ２、面積空隙率が０．８４０と大きい。これら以外は実施例１と同様である。

実施例６の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例６の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８０．９℃であった。したがって、実施例６は、比較例１に比べて、表皮表面温度が４．３℃低くなった。

（実施例７）
実施例７の表皮材は、実施例１に比べて、日射透過層の日射透過率が０．４５０、日射吸収率が０．４７５である。これら以外は実施例１と同様である。

実施例７の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例７の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８３．５℃であった。したがって、実施例７は、比較例１に比べて、表皮表面温度が１．７℃低くなった。

（実施例８）
実施例８の表皮材は、実施例１に比べて、日射透過層が透明青インク塗布されている。これ以外は実施例７と同様である。

実施例８の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形しても、試作品のすべてについて、日射透過層に外観不良は生じなかった。つまり、真空成形の成功率は１００％であった。

実施例８の表皮材の表皮表面温度を測定したところ７９．６℃であった。したがって、実施例８は、比較例１に比べて、表皮表面温度が５．６℃低くなった。

（実施例９）
実施例９の表皮材は、実施例１に比べて、空間保持層の空間容積が４０．００×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが５．０ｍｍ、面積空隙率が０．８００と大きい。これら以外は実施例１と同様である。

実施例９の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形した場合、試作品の半分については、日射透過層に外観不良は生じなかったが、残り半分については、日射透過層の表面が凹凸となり、外観不良が生じた。つまり、真空成形の成功率は５０％であった。但し、５０％の成功率が得られたので、真空成形時の条件を調整することにより、真空成形の成功率をより高めることが可能であると考えられる。

実施例９の表皮材のうち真空成形が成功した表皮材について表皮表面温度を測定したところ７６．１℃であった。したがって、実施例９は、比較例１に比べて、表皮表面温度が９．１℃低くなった。

（比較例１）
比較例１の表皮材は、従来、自動車インストルメントパネル用表皮材として広く用いられている熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）製の単層シートである。

比較例１の表皮材では、空間保持層が存在しないので、当然のことながら、インストルメントパネル形状に真空成形しても、日射透過層に外観不良は生じず、真空成形の成功率は１００％であった。

比較例１の表皮材の表皮表面温度を測定したところ８５．２℃であった。

（比較例２）
比較例２の表皮材は、ポリプロピレン繊維製の不織布により、空間容積が４２．００×１０^−４ｍ３／ｍ２、面積空隙率が０．８４０、厚さが５．０ｍｍの空間保持層を形成した。その他の仕様は実施例１と同様である。

比較例２の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形すると、試作品のすべてについて、日射透過層の表面が凹凸となり、外観不良が生じた。つまり、真空成形の成功率は０％であった。日射透過層の表面に凹凸が発生したのは、真空成形時の加熱吸引の圧力を支えることができなかったためである。

（比較例３）
比較例３の表皮材の空間保持層を上から見たときの上面図を図３に示す。比較例３の表皮材は、図３に示すように、空間保持層２０が蓮根のように穴の空いた構造を有している。図中符号７１が、蓮根のように穴の空いた空洞部分を示し、符号７２が、日射透過層を支えて空間保持層の形状を保持する柱部分を示している。空間保持層は、実施例１のような連続気泡ではなく、独立気泡であり、外気と通じていない。その他の仕様は実施例１と同様である。

比較例３の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形すると、試作品のすべてについて、日射透過層が破裂し、外観不良が生じた。つまり、真空成形の成功率は０％であった。日射透過層が破裂したのは、真空成形時の加熱によって、空間保持層中の空気が膨張したためである。

（比較例４）
比較例４の表皮材は、実施例１に比べて、空間保持層の空間容積が４１．００×１０^−４ｍ３／ｍ２、厚さが５．０ｍｍ、面積空隙率が０．８２０である。その他の仕様は実施例１と同様である。

比較例４の表皮材では、インストルメントパネル形状に真空成形すると、試作品のすべてについて、日射透過層の表面が凹凸となり、外観不良が生じた。つまり、真空成形の成功率は０％であった。日射透過層の表面に凹凸が発生したのは、真空成形時の加熱吸引の圧力を支えることができなかったためである。

図１（Ａ）は、本発明に係る表皮材を適用した車両内装用表皮材を示す断面図、図１（Ｂ）は、車両内装用表皮材における空間保持層を示す上面図である。 図２（Ａ）は、受熱層の裏面に熱伝導性材を配置した実施形態を示す断面図、図２（Ｂ）は、「放熱車体構造としての効果」をさらに高めた実施形態を示す断面図である。 比較例３の表皮材の空間保持層を上から見たときの上面図である。 図４（Ａ）は、内装部品の基材上に、最表層から順に日射透過層、空間保持層、および受熱層が積層された表皮材を示す断面図、図４（Ｂ）は、車室内に太陽光線が侵入する様子を示す斜視図、図４（Ｃ）は、自動車のフロントウインドウから太陽光線が侵入する様子を示す図である。

符号の説明

１ 車両内装用表皮材（表皮材）、
１０ 日射透過層、
２０ 空間保持層、
３０ 受熱層、
２１ 柱状支持構造体、
５０ 熱伝導性材、
１７０ インストルメントパネル、
１７２ リアパーセルシェルフ、
１７３ ドアトリム。

Claims (11)

1. 最表層から順に日射透過層、外気と通じている空間保持層、および受熱層が積層され、真空成形法によって部品形状が付与される表皮材であって、
   空間保持層中の空間が表皮材単位面積当りに占める容積、と定義される「空間保持層の空間容積（ｍ３／ｍ２）」が、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下、好ましくは、０．４０×１０^−４ｍ３／ｍ２以上、８．０×１０^−４ｍ３／ｍ２以下である表皮材。
2. 前記空間保持層の厚さが、０．１０ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下、好ましくは、０．１０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の表皮材。
3. 日射透過層の日射透過率が、０．５以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表皮材。
4. 前記日射透過層と前記受熱層との間に柱状支持構造体を配置することによって、外気と通じている空間保持層を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の表皮材。
5. 空間保持層の面に投影した柱状支持構造体が単位面積当りに占める面積の割合を１から引いた値、と定義される「面積空隙率」が、０．４以上、０．８以下であることを特徴とする請求項４に記載の表皮材。
6. 前記柱状支持構造体は、半球状、楕円半球状、山脈状、円錐状、円柱状、楕円柱状、および直方体状の群から選ばれた少なくとも１つの形態であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の表皮材。
7. 日射透過層の表面が、艶消し絞加工、艶消し塗装、および透明着色塗装のうちの少なくとも１つの処理が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の表皮材。
8. 日射透過層の材質が、塩化ビニル樹脂、熱可塑性オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、およびポリエステル樹脂の群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の表皮材。
9. 受熱層の材質が、熱可塑性オレフィン樹脂、および塩化ビニル樹脂の群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の表皮材。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の表皮材を、自動車の内装部品に適用するとともに受熱層の裏面に熱伝導性材を配置し、車室内の熱を車外に放熱することを特徴とする放熱車体構造。
11. 請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の表皮材を、自動車のインストルメントパネル、ドアトリム、およびリアパーセルシェルフの群から選ばれた少なくとも１種に適用することを特徴とする内装部品。

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