JP2009073458A - 自動車の車体アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の車体アセンブリを提供する。
【解決手段】自動車の外側車体構造、外側車体構造と乗員室の間に前記外側車体構造から所定の距離に配置される内装部材、並びに、第１および第２の外面を有するシート層と、シート層の前記第１の外面上の少なくとも１つの多層コーティングとを備える透湿性の金属化複合材料シートとを備えるインナ部材であって、金属化複合材料シートは、外側車体構造と前記内装部材の間に所定の距離内に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ルーフおよび／またはドアパネルモジュールの内側での結露のリスクを増加させることなく、放射エネルギーを反射させ、または、ルーフおよび／またはドアパネルモジュールを通して内外に放射エネルギーをほとんど放出せず、断熱性能を向上させ、内装構造の熱エネルギー管理を改善し、その結果、車両のエネルギー効率が改善されることにより、夏には自動車の内側をより涼しく、冬にはより温かく保つ、熱バリア特性を提供する自動車の車体アセンブリに関する。

自動車は、金属ルーフを含む外側車体構造を有する外側車体アセンブリの内側に取り付けられている内装構造（乗員室）を備える。外気から保護し、優れた温度調節効果を提供するため、金属ルーフにルーフ断熱構造を取り付け、内装構造への熱の伝達を緩衝することが知られている。夏（暖かい季節）には、入射する放射エネルギーの幾らかは、反射されて金属ルーフに戻り、入射する放射エネルギーの幾らかはルーフ断熱構造に伝達され、そこでエネルギーの幾らかは吸収され、エネルギーの幾らかは乗員室の内装に更に伝達される。冬（寒い季節）は、放射エネルギーは逆方向に伝達される。更に、外側の天候に応じて内装構造の温度を調節するため、自動車には通常、空調システムが装備されている。環境保護および省エネのため、乗員室の温度を調節するのにエネルギー集約的な空調システムを使用するよりも放射エネルギーの受動的管理により車両のエネルギー効率を向上させることが好ましい。

例えば、車両のルーフにＩＲを反射する金属化基材を含むことを開示する（特許文献１）など、温度調節効果を提供する試みが行われた。しかし、このアセンブリはルーフを通した熱伝導が可能であり、改善された温度調節の目的に逆効果である。更に、材料は、理想的にはルーフ断熱構造中での結露を防止し、それと同時に、空気や液体の水に対するバリアを提供し、車両のエネルギー効率を向上させなければならない。

前記説明から、自動車の車体アセンブリに使用される、改善された透湿度と熱バリア特性を有する材料が必要とされていることが明らかである。

米国特許出願公開第２００１／０００９７２５Ａ１号明細書 米国特許第３，０８１，５１９号明細書 米国特許第３，１６９，８９９号明細書 米国特許第３，２２７，７８４号明細書 米国特許第３，８５１，０２３号明細書 米国特許第４，７３９，０１２号明細書 米国特許第４，８６８，０６２号明細書 米国特許第５，９５５，１７５号明細書 欧州特許出願公開第ＥＰ１ ４００ ３４８Ａ２号明細書 米国特許第６，０８３，６２８号明細書 国際公開第９８／１８８５２号パンフレット 米国特許出願公開第２００６／００４００９１号明細書

第１の実施形態によれば、本発明は、自動車の外側車体構造、外側車体構造と乗員室との間に外側車体構造から所定の距離に配置されるインナ部材、および、第１および第２の外面を有するシート層とシート層の前記第１の外面上の少なくとも１つの多層コーティングとを備える透湿性金属化複合材料シートを備える自動車の車体アセンブリに関し、前記多層コーティングは、シート層の第１の外面に隣接する厚さ約１５ナノメートル〜２００ナノメートルの第１の金属コーティング層と；金属層上に堆積した厚さ約０．２マイクロメートル〜２．５マイクロメートルの、有機ポリマー、有機オリゴマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含有する組成物の外側有機コーティング層とを備え、前記金属化複合材料シートは、前記第１の金属コーティング層が前記外側車体構造に面し、前記金属化複合材料シートと前記外側車体構造との距離が少なくとも６ｍｍとなるように、前記外側車体構造と前記インナ部材の間に前記所定の距離内に配置されている。

「不織布」、「不織布シート」、「不織布層」および「不織ウェブ」の用語は、本明細書で使用するとき、編布または織布に対して、ランダムに配置され、識別可能なパターンのない平面材料を形成する個々のストランド（例えば、繊維、フィラメント、または糸）の構造を指す。「繊維」の用語は、本明細書ではステープル繊維並びに連続フィラメントを包含するように使用される。不織布の例としては、メルトブローンウェブ、スパンボンド不織ウェブ、フラッシュ紡糸ウェブ、ステープルベースのウェブ（カードウェブおよびエアレイドウェブを包含する）、スパンレースウェブ、並びに２種類以上の不織ウェブを備える複合材料シートが挙げられる。

「織布シート」の用語は、本明細書では交差する縦ストランドと横ストランドのパターンを製織することによって形成されるシート構造を指すのに使用される。

「スパンボンド繊維」の用語は、本明細書で使用するとき、押し出される繊維の直径を有する複数の細く通常は円形の紡糸口金キャピラリから、溶融した熱可塑性ポリマー材料を繊維として押し出すことによって溶融紡糸された後、繊維を延伸し、急冷することにより急速に細化される繊維を意味する。

「メルトブローン繊維」の用語は、本明細書で使用するとき、溶融加工可能なポリマーを複数のキャピラリを通して溶融流として高速ガス（例えば、空気）流の中に押し出すことを含むメルトブロー法により溶融紡糸される繊維を意味する。

「スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド不織布」（「ＳＭＳ」）の用語は、本明細書で使用するとき、２つのスパンボンド層の間に挟設され、それらに結合しているメルトブローン繊維のウェブを備える多層複合材料シートを指す。追加のスパンボンド層および／またはメルトブローン層を複合材料シートに組み込むことができる（例えば、スパンボンド−メルトブローン−メルトブローン−スパンボンドウェブ（「ＳＭＭＳ」）など）。

「プレキシフィラメント状（ｐｌｅｘｉｆｉｌａｍｅｎｔａｒｙ）」の用語は、本明細書で使用するとき、ランダムな長さを有し、平均フィルム厚約４ミクロン未満、フィブリル幅の中央値約２５ミクロン未満の、多数の細いリボン状のフィルムフィブリル要素の三次元一体網目構造またはウェブを意味する。プレキシフィラメント状構造では、フィルム−フィブリル要素は、構造の縦軸と概ね同一の広がりを持って整列しており、それらは、構造の長さ、幅、および厚さ全体にわたって様々な場所で不規則な間隔で断続的に結合および分離し、連続的三次元網目構造を形成している。プレキシフィラメント状フィルム−フィブリル要素の不織ウェブは、本明細書では「フラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シート」と称される。

本明細書で使用するとき、「テープ」の用語は、スリットフィルムから形成された平坦化されたストランドなどの平坦化されたストランドを指す。

本明細書で使用するとき、「金属」の用語は、金属並びに金属合金を包含する。

「ルーフモジュールアセンブリ」の用語は、本明細書では、自動車、トラック、列車（ｔｒａｉｎ）、キャラバン、およびバスなどの自動車のルーフを指すのに使用される。ルーフモジュールアセンブリは、金属ルーフなどの外側車体構造、インナ部材、および、乗員室の頭上内装表面を形成し、布などの織布または不織布材料または必要に応じて自動車内装に通常使用される他の任意の材料を含む内装部材、および他のルーフ要素を含む。

「ドアパネルアセンブリ」の用語は、本明細書では金属ドアなどの側部外側車体構造、インナ部材、および、乗員室の側部内装表面を形成し、布などの織布または不織布材料、または必要に応じて自動車内装に通常使用される他の任意の材料を含む内装部材、および、他のドア要素を含む自動車の車体アセンブリを指すのに使用される。

一実施形態では、本発明は、外側車体構造と内装部材を備え、外側車体構造と内装部材の間に位置決めされるインナ部材を有するルーフモジュールアセンブリに関する。インナ部材は、外側車体構造とインナ部材の間に間隙が存在するように、外側車体構造と離間した関係に位置決めされる。間隙は、少なくとも約６ｍｍ、更には約６ｍｍ〜２０ｍｍである。間隙とインナ部材は、ルーフモジュールアセンブリのエネルギー効率を改善するように一緒に機能することが分かった。

インナ部材は、透湿性シート層の少なくとも一面を少なくとも１つの金属層で、シート層と反対側の金属層の面を少なくとも１つの薄い有機コーティング層で塗工することによって形成された金属化透湿性複合材料シートである。コーティングは、好ましくは、透湿度を著しく減少させることなくシート層を実質的に塗工する条件で蒸着法を使用して真空下で形成される。複合材料シートは、高い透湿度と優れた熱バリア特性を有する。液体の水の侵入に対する高いバリア（高い静水頭）を提供するように複合材料シートを選択することもでき、それは、ハウスラップやルーフライニングなどの建築最終用途にも重要である。本発明の複合材料シートによって提供される特性のバランスは、建築業で使用される現在入手可能な金属化シートより優れている。本発明のルーフモジュールアセンブリを製造するのに使用される複合材料シートは、ルーフモジュールアセンブリに使用するのに好適な、薄く、強度があり、通気性の空気(breathable air)と熱のバリア(thermal barriers)を提供する。複合材料シートは、自動車用のルーフモジュールアセンブリのインナ部材として使用されるとき、透湿度と熱バリア特性において有益であり、その結果、車両のエネルギー効率が改善される。

複合材料シートとしては、次の構造：シート／Ｍ／Ｌ２、シート／Ｌ１／Ｍ／Ｌ２、およびシート／Ｌ１／Ｍ／Ｌ２／Ｍ／Ｌ３などが挙げられ、ここで、シートは透湿性シート層であり、Ｍは低放射率金属層であり、Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、有機ポリマーまたは有機オリゴマー、またはこれらのブレンドを含む有機コーティング層である。略称「Ｌ１」は、本明細書ではシート層上に金属層を堆積させる前にシート層の表面に堆積される任意選択的な中間有機コーティング層を指すのに使用される。中間コーティング層は、中間コーティング層を含まない複合材料シートと比較して、複合材料シートの熱バリア特性を改善することが分かった。複合材料シートは、前述の構造のＬ２およびＬ３などの金属層の上に重なる少なくとも１つの外側有機コーティング層を含む。２つ以上の金属層を有する複合材料シート構造では、個々の金属層は、同じまたは異なる金属から形成されてもよく、同じまたは異なる厚さを有してもよい。同様に、２つ以上の有機コーティング層を有する構造では、個々の有機コーティング層は、同じまたは異なる組成物および／または厚さを有してもよい。各金属層は、２つ以上の隣接する金属層を備えてもよく、隣接する金属層は同じであってもまたは異なってもよい。同様に、各有機層は、２つ以上の隣接する有機層を備えてもよく、隣接する有機層は同じであってもまたは異なってもよい。シート層は前述の構造におけるように一面が塗工されても、または次の構造：Ｌ２／Ｍ／シート／Ｍ／Ｌ２、Ｌ２／Ｍ／Ｌ１／シート／Ｌ１／Ｍ／Ｌ２などにおけるように両面が塗工されてもよい。

本発明の一実施形態では、透湿性シート層の一面または両面が有機層または金属層で塗工されている繊維表面または多孔質フィルムなどの多孔質外面を備える。有機層または金属層は、穴を被覆することなく、塗工される側の繊維またはフィルムの露出面または「外」面だけが塗工されるように多孔質表面に堆積される。これは、繊維間の隙間または孔の壁の内面、並びに、塗工される側のシート層の外面から見たときに露出している繊維表面を含むが、布帛の内部構造の繊維の表面は塗工されないままである。

本発明のルーフモジュールアセンブリを形成するのに好適な透湿性シート層は、約５〜約１２，０００ガーレー秒、更には約２０〜約１２，０００ガーレー秒、更には約１００〜約１２，０００ガーレー秒、更には約４００〜約１２，０００ガーレー秒などの比較的低い透気度を有することができ、これは一般に空気侵入に対するバリアを提供すると考えられる。あるいは、比較的高い透気度を有するように、例えば、これらのシートが５秒未満のガーレー・ヒル透気度を有し、この透気度がフレージャー透気度範囲に入るように、透湿性シート層を選択することができる。比較的高い透気度を有する複合材料シートは、少なくとも約３５ｇ／ｍ^２／２４時間、更には少なくとも約２００ｇ／ｍ^２／２４時間、更には少なくとも約６００ｇ／ｍ^２／２４時間の透湿度と、少なくとも約２０ｃｍＨ_２Ｏ、更には少なくとも約５０ｃｍＨ_２Ｏ、更には少なくとも約１００ｃｍＨ_２Ｏ、更には少なくとも約１３０ｃｍＨ_２Ｏの静水頭を有することができる。複合材料シートは、好ましくは少なくとも約３５Ｎ／ｃｍの引張強度を有する。

好適な透湿性シート層は、製織された繊維若しくはテープのシートなどの織布、または、フラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シート、スパンボンド不織布シート、スパンボンド−メルトブローン不織布シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド不織布シートなどの不織布を含む多孔質シート、並びに、不織布または織布またはスクリム層および微孔質フィルム、微細穿孔されたフィルムまたは透湿性モノリシックフィルムなどの透湿性フィルム層を含むラミネートである。出発シート層は、従来の塗工法を使用して塗工された透湿性シートを備えることができる。例えば、出発シート層は、ポリマーフィルム層で塗工され、微細穿孔された織布テープのシートを備えることができる。シート層は、例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレンなど）、ポリエステルまたはポリアミドなどの様々なポリマー組成物から形成されてもよい。

一実施形態では、ルーフモジュールアセンブリのインナ部材用の複合材料シートを形成する透湿性シートは、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー社（デラウェア州ウィルミントン）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））から入手可能なタイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）フラッシュ紡糸高密度ポリエチレンなどのフラッシュ紡糸プレキシフィラメント状ポリオレフィンシートである。好適なフラッシュ紡糸プレキシフィラメント状フィルム−フィブリル材料は、直鎖ポリエチレン、立体規則性ポリプロピレンまたはポリスチレンなどの炭化水素ポリマー；ポリホルムアルデヒドなどのポリエーテル；ポリフッ化ビニリデンなどのビニルポリマー；ポリヘキサメチレンアジパミドおよびポリメタフェニレンイソフタルアミドなどの脂肪族と芳香族の両方のポリアミド；エチレンビスクロロホルメートおよびエチレンジアミンから製造されるポリマーなどの脂肪族と芳香族の両方のポリウレタン；ポリヒドロキシピバル酸およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリエチレンテレフタレート−イソフタレートなどのコポリマーおよび同等物を含む合成結晶性有機ポリマーから製造されてもよい。ポリマーは少なくともフィルムを形成する分子量を有するものでなければならない。透湿性シートは、フラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シートと２つ以上の追加の層とのラミネート（フラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シートと溶融紡糸スパンボンドシートを備えるラミネートなど）とすることができる。プレキシフィラメント状フィルム−フィブリルストランド材料のウェブ層を形成するフラッシュ紡糸プロセスは、（特許文献２）（ブレイズ（Ｂｌａｄｅｓ）ら）、（特許文献３）（シュトイバー（Ｓｔｅｕｂｅｒ））、（特許文献４）（ブレイズ（Ｂｌａｄｅｓ）ら）、（特許文献５）（ブレサウアー（Ｂｒｅｔｈａｕｅｒ）ら）に開示されており、これらの内容は参照により本明細書に援用される。

透湿性出発シート層は、建築業で使用される市販のハウスラップまたはルーフライニング製品とすることができる。建築物の建築に使用されるフラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シートとしては、タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）スープロ（ＳＵＰＲＯ）ルーフライニング、タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）ホームラップ（ＨｏｍｅＷｒａｐ）（登録商標）、タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）コマーシャルラップ（ＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＷｒａｐ）（登録商標）が挙げられる。透湿性シート層として好適な他のハウスラップ製品としては、白色に着色されたポリエチレンで一面が塗工され、穿孔されている高密度ポリエチレンスリットフィルムの織布であるエアガード（Ａｉｒ−Ｇｕａｒｄ）（登録商標）ビルディングラップ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇｗｒａｐ）（オンタリオ州ノースベイ、ファブレーン社（Ｆａｂｒｅｎｅ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈ Ｂａｙ， Ｏｎｔａｒｉｏ）により製造）、一面が塗工され、穿孔されているポリプロピレンスリットフィルムの織布であるピンクラップ（Ｐｉｎｋｗｒａｐ）（登録商標）ハウスラップ（Ｈｏｕｓｅｗｒａｐ）（オハイオ州トレド、オーエンズ・コーニング（Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｔｏｌｅｄｏ，ＯＨ）により製造）、微細穴開けされ、波形の表面を有するクロスプライの積層ポリオレフィンフィルムであるピンクラッププラス（Ｐｉｎｋｗｒａｐ Ｐｌｕｓ）（登録商標）ハウスラップ（Ｈｏｕｓｅｗｒａｐ）（オハイオ州トレド、オーエンズ・コーニング（Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｔｏｌｅｄｏ，ＯＨ）により製造）、一面が塗工され、穿孔されている高密度ポリエチレンフィルムの織布であるタフラップ（ＴｕｆｆＷｒａｐ）（登録商標）ハウスラップ（Ｈｏｕｓｅｗｒａｐ）（フロリダ州タンパ、セロテックス社（Ｃｅｌｌｏｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｍｐａ，ＦＬ）により製造）、表面に小さい窪みを作り出すようにエンボス加工された不織布スクリムに結合しているポリオレフィンシートであるタフウェザーラップ（Ｔｕｆｆ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｗｒａｐ）（登録商標）（フロリダ州タンパ、セロテックス社（Ｃｅｌｌｏｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｍｐａ，ＦＬ）により製造）、一面が塗工され、穿孔されているポリプロピレンスリットフィルムの織布であるグリーンガード・ウルトラ・アモラップ（Ｇｒｅｅｎｇｕａｒｄ Ｕｌｔｒａ Ａｍｏｗｒａｐ）（登録商標）（ジョージア州スミルナ、アモコ（Ａｍｏｃｏ，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）により製造）、透明コーティングで塗工された非穿孔不織布膜であるウェザーメイト（Ｗｅａｔｈｅｒｍａｔｅ）（登録商標）プラス・ハウスラップ（Ｐｌｕｓ Ｈｏｕｓｅｗｒａｐ）（ミシガン州ミッドランド、ダウ・ケミカル社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）により製造）、および、塗工されたスパンボンドポリプロピレンシートであるタイパー（Ｔｙｐａｒ）（登録商標）ハウスラップ（Ｈｏｕｓｅｗｒａｐ）（テネシー州オールドヒッコリー、リーメイ（Ｒｅｅｍａｙ，Ｏｌｄ Ｈｉｃｋｏｒｙ，ＴＮ）により製造）が挙げられる。

幾つかの場合、実質的に空気不透過性である透湿性シート層を使用するのが望ましいことがある。例えば、透湿性シート層は、不織布または織布またはスクリムと透湿性フィルム層のラミネートを備えることができ、ここで、透湿性フィルム層は微孔質フィルムまたはモノリシックフィルムである。概ね、１つ以上の透湿性フィルム層は、外側不織布または織布またはスクリム層の間に挟設され、金属層と有機コーティング層は、外側有機コーティング層が複合材料シートの外面を形成するように外層の少なくとも１つに堆積されている。このような実施形態の１つでは、透湿性フィルム層は、２つのステープル繊維不織布層の間、または２つの連続フィラメント不織布層の間、または２つの織布の間に挟設されている。外側布帛またはスクリム層は同じであっても、または異なってもよい。

透湿性モノリシック（非多孔質）フィルムは、薄く連続的で透湿性且つ実質的に液体不透過性のフィルムとして押し出すことができるポリマー材料から形成される。慣用的な押出塗工法を使用して、フィルム層を直接第１の不織布または織布基材層上に押し出すことができる。好ましくは、モノリシックフィルムは、厚さ約３ミル（７６マイクロメートル）以下、更には厚さ約１ミル（２５マイクロメートル）以下、更には厚さ約０．７５ミル（１９マイクロメートル）以下、更には厚さ約０．６０ミル（１５．２マイクロメートル）以下である。押出塗工プロセスでは、押し出される層と基材層は、層間の結合を改善するため、一般にフィルム層が完全に固化する前に一般に（加熱されたまたは加熱されていない）２本のロール間に形成されるニップを通過する。第２の不織布または織布基材層を、第１の基材と反対側のフィルムの側のニップに導入し、透湿性で実質的に空気不透過性のラミネートを形成することができ、ここで、モノリシックフィルムは２つの基材層間に挟設される。

透湿性モノリシックフィルムを形成するのに好適なポリマー材料としては、ブロックポリエーテルエステルコポリマーなどのブロックポリエーテルコポリマー、ポリエーテルアミドコポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリ（エーテルイミド）エステルコポリマー、ポリビニルアルコール、またはこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいコポリエーテルエステルブロックコポリマーは、ハグマン（Ｈａｇｍａｎ）、（特許文献６）に開示されているソフトポリエーテルセグメントとハードポリエステルセグメントを有するセグメント化されたエラストマーであり、該特許は参照により本明細書に援用される。好適なコポリエーテルエステルブロックコポリマーとしては、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（デラウェア州ウィルミントン）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））によって販売されているハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）（登録商標）コポリエーテルエステルブロックコポリマー、および、ＤＳＭエンジニアリング・プラスチックス、（オランダ、ヘールレン）（ＤＳＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，（Ｈｅｅｒｌｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ））によって製造されているアーニテル（Ａｒｎｉｔｅｌ）（登録商標）ポリエーテル−エステルコポリマーが挙げられる。好適なコポリエーテルアミドポリマーは、ペバックス（Ｐｅｂａｘ）（登録商標）の名称で米国ニュージャージー州グレンロック（Ｇｌｅｎ Ｒｏｃｋ，Ｎ．Ｊ．，ＵＳＡ）のアトケム社（Ａｔｏｃｈｅｍ Ｉｎｃ．）から入手可能なコポリアミドである。ペバックス（Ｐｅｂａｘ）（登録商標）は、フランス、パリ（Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ）のエルフ・アトケム株式会社（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ，Ｓ．Ａ．）の登録商標である。好適なポリウレタンは、エステーン（Ｅｓｔａｎｅ）（登録商標）の名称で米国オハイオ州クリーブランド（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ）のＢ．Ｆ．グッドリッチ社（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な熱可塑性ウレタンである。好適なコポリ（エーテルイミド）エステルは、ホーシェール（Ｈｏｅｓｃｈｅｌｅ）ら、（特許文献７）に記載されている。モノリシックフィルム層は、多層透湿性フィルム層から構成することができる。このようなフィルムは、前述の通気性熱可塑性フィルム材料の１つ以上から構成される層と共押出しされてもよい。

溶融押出しされ、薄いフィルムに流延または吹込成形され、一軸または二軸延伸されて、フィルムの上面から下面まで連続的に延びる不規則な形状の微細孔を形成する、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン）と微粒子フィラーの混合物から形成されるものなどの微孔質フィルムが当該技術分野で周知である。（特許文献８）は、約０．２マイクロメートルの公称孔径を有する微孔質フィルムを開示している。熱または接着ラミネートなどの当該技術分野で既知の方法を使用して、不織布層間または織布層間に微孔質フィルムを積層することができる。

微細穿孔されたフィルムは、概ね（特許文献９）に開示されているように、ポリマーをフィルムに流延または吹込成形した後、フィルムを機械的に穿孔することによって形成され、該特許は、微細穿孔が典型的には直径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍのオーダーであることを示している。

本発明によれば、金属層および有機コーティング層は、シートの透湿度を実質的に低下させない方法を使用して多孔質シート上に堆積される。コーティングは、シート材料の実質的に全面に堆積されるが、材料の孔開口部を実質的に被覆しない。本発明の一実施形態によれば、透湿性シート層は繊維不織布または織布を備える。あるいは、透湿性シート層は布帛−フィルムラミネートとすることができ、布帛がラミネートの外面を構成するか、またはラミネートの外面は微細穿孔されたフィルムとすることができる。布帛の場合、複合材料シートの塗工される側の個々の布帛ストランドの露出面は実質的に被覆されるが、ストランド間の隙間または孔はコーティング材料によって実質的に被覆されないように、金属層および有機コーティング層は布帛または微細穿孔されたフィルム上に堆積される。「実質的に被覆されない」は、繊維間の隙間の少なくとも３５％にコーティングがないことを意味する。一実施形態では、有機コーティング層を合わせた全厚は、不織ウェブの繊維の直径より小さい。非繊維シートでは、シート表面の表面孔の少なくとも３５％が実質的に被覆されない。これは、出発シート材料の透湿度の少なくとも約８０％、更には少なくとも約８５％、更には少なくとも約９０％の透湿度を有する塗工された複合材料シートを提供する。

塗工された複合材料シートの透湿度と塗工されていない出発シートの透湿度を比較すると、対照として使用される出発シートは、透湿度が比較される特定の複合材料シートの製造に使用される出発シート材料と実質的に同等でなければならない。例えば、塗工されたシートを製造するのに使用される同じロール、ロットなどからのシートサンプルを使用して出発シートの透湿度を測定すべきである。コーティングプロセス中、マスキングされるセクションが塗工されないように、塗工する前にシート層のセクションをマスキングし、シートの隣接する塗工されていない部分と塗工された部分から取ったサンプルで測定を行うことができる。あるいは、シート層のロールの始めおよび／または終わりから塗工されていないサンプルを取り、同じロールから製造された塗工されたサンプルと比較することができる。

コーティングは孔の上で不連続であるため、透湿度は著しい影響を受けない。金属および有機コーティングを堆積させるのに当該技術分野で既知の真空蒸着法が好ましい。金属および有機コーティングの厚さは、好ましくは、約０．１５以下、更には約０．１２以下、更には約０．１０以下の放射率を有する複合材料シートを提供する範囲に制御される。

外側有機コーティング層の厚さと組成は、シート層の透湿度を実質的に変化させないことに加えて、それが金属化基材の放射率を著しく増加させないように選択される。外側有機コーティング層の厚さは好ましくは約０．２μｍ〜２．５μｍであり、これは有機コーティング材料約０．１５ｇ／ｍ^２〜約１．９ｇ／ｍ^２に対応する。一実施形態では、外側コーティング層の厚さは、約０．２μｍ〜１．０μｍ（約０．１５ｇ／ｍ^２〜約０．７６ｇ／ｍ^２）、または約０．２μｍ〜０．６μｍ（約０．１５ｇ／ｍ^２〜約０．４６ｇ／ｍ^２）である。中間コーティング層を使用するとき、透湿性シートの表面の孔が実質的に被覆されないように、中間層と外側有機層を合わせた厚さは、好ましくは約２．５μｍ以下、更には約２．０μｍ以下、更には約１．５μｍ以下である。一実施形態では、中間層と外側有機コーティング層を合わせた厚さは、約１．０μｍ以下である。シート／Ｌ１／Ｍ／Ｌ２の構造では、中間コーティング層の厚さは、好ましくは約０．０２μｍ〜２μｍであり、約０．０１５ｇ／ｍ^２〜１．５ｇ／ｍ^２に対応する。一実施形態では、中間コーティング層の厚さは、約０．０２μｍ〜１μｍ（０．０１５ｇ／ｍ^２〜０．７６ｇ／ｍ^２）、または約０．０２μｍ〜０．６μｍ（０．０１５ｇ／ｍ^２〜０．４６ｇ／ｍ^２）である。追加の金属層と有機層を堆積させるとき、各有機コーティング層の厚さは、全有機コーティング層を合わせた全厚が、約２．５μｍ以下、または約１．０μｍ以下であるように調節される。外側有機コーティング層が薄すぎると、それは金属層を酸化から保護しないことがあり、その結果、複合材料シートの放射率が増加する。外側有機コーティング層が厚すぎると、複合材料シートの放射率が増加し、その結果、熱バリア特性が低下する可能性がある。

幾つかの場合、中間有機コーティング層が非常に薄い、例えば、約０．０２μｍ〜０．２μｍ（約０．０１５ｇ／ｍ^２〜約０．１５ｇ／ｍ^２）であるのが望ましいことがある。このような例の１つは、シート層がフラッシュ紡糸プレキシフィラメント状シートまたは他の不織布シートを含み、プレキシフィラメントまたは繊維が表面に５００ｎｍ以下のオーダーの特徴を有するときである。これは、不織布シートの表面「マクロ粗さ」よりずっと細かく、マクロ粗さ特徴は、繊維自体（ピークと谷）および繊維間の間隙によって生じる。図２Ａは、単一の塗工されていない高密度ポリエチレンプレキシフィラメントの表面の非晶質領域（暗部）と結晶ラメラによって生じる表面特徴を示す原子間力顕微鏡写真（ＡＦＭ）である。結晶ラメラは、厚さ約２５ｎｍ、長さ１２０〜４５０ｎｍである。金属化および塗工によってシートのマクロ粗さが著しく変わらないことは重要であり、その理由は、著しく変わると、その結果、繊維間の隙間が減少または閉塞し、シートの透湿度が低下するからである。非常に薄いポリマー層は、繊維シートのマクロ粗さに影響を及ぼすことなく、個々の繊維の表面に存在するミクロ粗さを平滑にする。フラッシュ紡糸ポリエチレンの場合、コーティング層は、厚さ約２５ｎｍのポリエチレンのラメラ微結晶と少なくとも同じくらいの厚さでなければならない。

有機コーティング層に好適な組成物としては、ポリアクリレートポリマーおよびオリゴマーが挙げられる。コーティング材料は、架橋された化合物または組成物とすることができる。有機コーティング層を調製するのに好適な前駆体化合物としては、真空適合性モノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーおよびこれらの組み合わせが挙げられる。真空適合性モノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーは、熱分解または重合することなく、エバポレータ内で迅速に蒸発するのに十分高い蒸気圧を有していなければならず、同時に、真空システムを圧倒するほど高い蒸気圧を有してはならない。蒸発し易さは、分子量とモノマー、オリゴマー、またはポリマー間の分子間力に依存する。典型的には、本発明に有用な真空適合性モノマー、オリゴマー、および低ＭＷポリマーは、約１２００以下の重量平均分子量を有することができる。本発明に使用される真空適合性モノマーは、好ましくは、単独または光開始剤を補助として用いて放射線重合することができ、ヒドロキシル、エーテル、カルボン酸、スルホン酸、エステル、アミン、および他の官能基で官能化されたアクリレートモノマーが挙げられる。コーティング材料は、疎水性化合物または組成物であってもよい。本発明の好ましい実施形態の１つによれば、コーティング材料は、架橋性、疎水性、および疎油性のフッ素化アクリレートポリマーまたはオリゴマーであってもよい。真空適合性オリゴマーまたは低分子量ポリマーとしては、ジアクリレート、トリアクリレート、および前述のように官能化された分子量のより大きいアクリレート、脂肪族、脂環式または芳香族オリゴマーまたはポリマーおよびフッ素化アクリレートオリゴマーまたはポリマーが挙げられる。本発明に有用な、非常に低い分子間相互作用を示すフッ素化アクリレートは、約６０００以下の重量平均分子量を有することができる。好ましいアクリレートは、分子内に少なくとも１つの二重結合、好ましくは少なくとも２つの二重結合を有し、高速重合を提供する。本発明のコーティングに有用なアクリレートおよびそのアクリレートの平均分子量の例は、（特許文献１０）および（特許文献１１）に記載されている。

本発明の複合材料シートの金属層を形成するのに好適な金属としては、アルミニウム、金、銀、亜鉛、スズ、鉛、銅、およびこれらの合金が挙げられる。金属合金は、合金組成物が低放射率複合材料シートを提供する限り、他の金属を含むことができる。各金属層の厚さは、約１５ｎｍ〜２００ｎｍ、または約３０ｎｍ〜６０ｎｍである。一実施形態では、金属層は、厚さ約１５〜１５０ｎｍ、または約３０ｎｍ〜６０ｎｍのアルミニウムを備える。金属層を形成する方法は当該技術分野で既知であり、抵抗蒸発（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、電子ビーム金属蒸着、またはスパッタリングが挙げられる。金属層が薄すぎると、所望のバリア特性が達成されない。金属層が厚すぎると、亀裂が入り、剥がれる可能性がある。一般に、所望の熱バリア特性を提供する最低の金属厚さを使用することが好ましい。金属層は、赤外線を反射するかまたは赤外線をほとんど放出せず、エネルギー損失を減少させ、夏は車両の内部をより涼しく、冬はより暖かく保つ熱バリアを提供する。

材料の熱バリア特性をその放射率で特徴付けることができる。放射率は、表面によって放射される単位面積当たりの仕事率と、同じ温度で黒体によって放射される単位面積当たりの仕事率との比である。従って、黒体は放射率１を有し、完全反射体は放射率０を有する。放射率が低いほど、熱バリア特性が高くなる。各金属層および隣接する外側有機コーティング層は、好ましくは、空気または酸素に曝されることなく真空下で順次堆積され、そのため金属層の実質的な酸化がない。研磨されたアルミニウムの放射率は０．０３９〜０．０５７、銀では０．０２０〜０．０３２、金では０．０１８〜０．０３５である。塗工されていないアルミニウムの層は、一般に、空気および水分に曝されると、その表面に薄い酸化アルミニウム層を形成する。酸化被膜の厚さは、空気に曝され続けると数時間の間、増加し、その後、酸化物層は、酸素と金属層との接触を防止するまたは著しく妨げる厚さに達し、更なる酸化を減少させる。酸化したアルミニウムは、約０．２０〜０．３１の放射率を有する。アルミニウム層を大気に曝す前に外側有機コーティング層を堆積させることによってアルミニウムの酸化の程度を最小限にすることにより、複合材料シートの放射率は、保護されていないアルミニウム層と比較して著しく改善される。外側有機コーティング層は、また、ロールの取り扱い中、輸送中、および最終用途取り付け中、金属を機械的磨耗から保護する。

真空下でシート層を有機層と金属層で蒸着塗工する方法は、（特許文献１２）に、より詳細に記載されている。

別の実施形態では、本発明は、インナ部材を備えるドアパネルアセンブリに関し、インナ部材は、前述のように外側車体構造と内装部材の間に外側車体構造と離間した関係で位置決めされる。インナ部材は、前述のように形成される金属化透湿性複合材料シートである。

図１は、インナ部材として金属化複合材料シートが取り付けられておらず、内装部材と外側金属ルーフの間にフェルト層が取り付けられている先行技術のルーフモジュールアセンブリの比較例を示す。内装部材と外側金属ルーフの間に空隙がある。

図２は、本発明のルーフモジュールアセンブリの一例を示す本発明の自動車用の車体アセンブリの概略図であり、図中、金属化複合材料シートはフェルト層と外側金属ルーフの間にインナ部材として取り付けられており、それは透湿性であり、金属層と有機コーティング層で塗工されたシート層を含む。金属化された側が内部および／または外部に面するように、インナ部材を取り付けることができる。インナ部材と外側金属ルーフの間に間隙が存在する。間隙は、空気、または、例えば発泡体若しくは繊維断熱材などの断熱材料（熱伝導性でない）を備えることができる。図１に示されている車体アセンブリをドアパネルアセンブリとして使用することもできる。

試験方法
次の非限定的実施例で、次の試験方法を使用して、報告される様々な特徴および特性を決定した。ＡＳＴＭは、米国試験材料協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を指す。ＩＳＯは国際標準化機構（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）を指す。ＴＡＰＰＩは、パルプ製紙業界技術協会（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）を指す。

坪量は、参照により本明細書に援用されるＡＳＴＭ Ｄ−３７７６で決定された。

厚さは、参照により本明細書に援用されるＡＳＴＭ Ｄ−１７７７で決定された。

（天井部材とフェルト層の間の）ルーフアセンブリの温度は、内装部材とフェルト層の間に配置された２つの熱電対を使用して経時的に測定された。

下記に定義される略称を次の実施例で使用する：
モノマー／オリゴマー組成物：
１．ＴＲＰＧＤＡ＝トリプロピレングリコールジアクリレート
２．ＳＲ６０６＝反応性ポリエステルジアクリレート
３．ＳＲ９００３＝プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート
４．ＨＤＯＤＡ２０％Ｃ１８＝ヘキサンジオールジアクリレートとステアリン酸モノアクリレートの混合物（重量で８０／２０）
５．ゾニル（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）ＴＭ／ＴＲＰＧＤＡ＝重量で８０／２０のゾニル（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）ＴＭ／ＴＲＰＧＤＡ、ゾニル（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）ＴＭはフッ素化メタクリレートオリゴマーである

ＴＲＰＧＤＡ、ＳＲ６０６、ＳＲ９００３、ＨＤＯＤＡ、およびステアリン酸モノアクリレートは、サートマー社（ペンシルバニア州エクストン）（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ））から市販されている。ゾニル（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）ＴＭフッ素化メタクリレートオリゴマーは、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（デラウェア州ウィルミントン）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））から入手可能である。前記略称は、対応するモノマーを硬化することによって形成されるポリアクリレート層の実施例でも使用される。

それぞれ、図１および図２に示されるように、先行技術によるインナ部材のないものと、本発明によるインナ部材を含むものの２つのルーフモジュールアセンブリを作製した。坪量６２ｇ／ｍ^２、厚さ１８５μｍのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（デラウェア州ウィルミントン）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））から入手可能なタイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）リフレックス（Ｒｅｆｌｅｘ）（登録商標）３４６０Ｍ金属化ハウスラップをインナ部材として使用した。タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）リフレックス（Ｒｅｆｌｅｘ）（登録商標）ハウスラップを、複合材料光学密度２．５を有する厚さ約３６ｎｍのアルミニウム層で金属化し、フレキソ印刷法を使用して１．５ｇ／ｍ^２の有機ラッカーコーティングで塗工した。シミュレートされた夏および冬条件にルーフモジュールアセンブリを曝した。夏条件をシミュレートするため外側スチール表面を電気ヒータで約７２℃に加熱し、冬条件をシミュレートするためドライアイスで約−６℃に冷却した。内装（天井）部材とフェルト層の間の温度を経時的に測定し、その結果を図３（夏）および図４（冬）にプロットする。結果から、本発明によるインナ部材の使用により、ルーフモジュールアセンブリの内部部分が夏はより涼しく、冬はより暖かく保たれることが分かる。

先行技術による自動車の車体アセンブリ内のルーフ断熱の概略断面図である。 本発明の一実施形態による自動車の車体アセンブリ内の構成のためのルーフ断熱の概略断面図である。 夏の、本発明と先行技術によるルーフ断熱構造について測定された温度の変化を比較する図である。 冬の、本発明と先行技術によるルーフ断熱構造について測定された温度の変化を比較する図である。

Claims (8)

1. 自動車の外側車体構造、
   前記外側車体構造と乗員室の間に前記外側車体構造から所定の距離に配置される内装部材、
   第１および第２の外面を有するシート層と、前記シート層の前記第１の外面上に少なくとも１つの多層コーティングとを備える透湿性の金属化複合材料シートを備えるインナ部材であって、前記多層コーティングが、前記シート層の前記第１の外面に隣接する厚さ約１５ｎｍ〜２００ｎｍの第１の金属コーティング層と、前記金属層上に堆積された厚さ約０．２マイクロメートル〜２．５マイクロメートルの有機ポリマー、有機オリゴマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含有する組成物の外側有機コーティング層とを有するインナ部材、並びに
   少なくとも６ｍｍの、前記金属化複合材料シートと外側車体構造の間の間隙、
   を備える自動車の車体アセンブリであって、
   前記インナ部材が、前記外側車体構造と前記内装部材の間に前記所定の距離内に配置されている、車体アセンブリ。
2. 前記シート層が、不織布、織布、不織布−フィルムラミネート、織布−フィルムラミネート、透湿性フィルム、およびこれらの複合材料のうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載の車体アセンブリ。
3. 前記外側車体構造がルーフであり、前記内装部材が天井部材である、請求項１に記載の車体アセンブリ。
4. 前記外側車体構造がドアであり、前記内装部材が内装ドアパネルである、請求項１に記載の車体アセンブリ。
5. 前記金属化複合材料シートと前記外側車体構造との距離が約６ｍｍ〜約２０ｍｍである、請求項１に記載の車体アセンブリ。
6. 前記間隙が空気を備える、請求項１に記載の車体アセンブリ。
7. 前記間隙が断熱材料を備える、請求項１に記載の車体アセンブリ。
8. 前記金属化複合材料シートと前記内装部材の間に断熱材料を更に備える、請求項１に記載の車体アセンブリ。

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