JP2009166614A - 自動車用内装材 - Google Patents

Abstract

【課題】アルデヒド類などの揮発性有機物質の捕捉性能に優れ、表皮材の意匠性を損なわず、且つ人体に対する毒性を有しない自動車用内装材を提供する。
【解決手段】少なくとも基材６と表皮材９とからなる自動車用内装材であって、該表皮材の表面１０及び／又は裏面８に揮発性有機物質捕捉剤を含み、且つ該揮発性有機物質捕捉剤が平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物であることを特徴とする自動車用内装材。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルデヒド類などの揮発性有機物質の捕捉性能に優れ、表皮材の意匠性を損なわず、且つ人体に対する毒性を有しない自動車用内装材に関する。

近年、自動車内部において、室内の構成材から、人体に悪影響を及ぼす恐れのある物質である残留モノマー、ホルムアルデヒド、有機溶剤、可塑剤、環境ホルモン物質、その他揮発性物質などの揮散性物質が発生することが問題となっており、その除外方法の開発が検討されている。

例えば、自動車内装材のシート、フロアー、トランク部位などに使用されている不織布繊維のバインダーとして水系アクリル共重合体エマルジョンや水系ラテックスが多く用いられている。この場合に成形体の硬さ、耐熱、耐久性を上げるためのバインダー樹脂の架橋手法として、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の官能性共重合モノマーを共重合させた熱架橋性のバインダーがよく用いられる。この熱架橋性バインダーを使用した不織布は引張り強度、伸び、引き裂き強度、硬さなどの機械的特性が向上すると共に寸法安定性、耐水性、耐薬品性、耐熱性などの実用耐久性が改善される。

しかしこのメチロール基の縮合反応を利用する場合には、繊維に塗布されたシートを乾燥する時の加熱工程、及び次工程の塗布不織布面にポリエチレンラミネート加工する時に縮合反応が進行する。縮合反応が進行すると同時に反応機構上ホルムアルデヒドが発生し、こうした加工時に発生したホルムアルデヒドは乾燥・加熱工程で殆どが系外に揮散するが、完全に不織布繊維材から除去することは難しく、製品中に残存して時間の経過とともに自動車室内に揮散して人体への環境を悪化させる。

また、自動車内装材の天井部位ではＰＰ／ガラスマット、綿フェルト、ダンボール、ウレタン硬化フォーム、などの基材に不織布を表皮材として貼り合わせて積層成型体として使用されている。ルーフ材は自動車の部位では材料として最も夏場の温度の影響を受けやすい部位であり、積層体の要求性能として耐熱変形性が要求される。これら構造体の成形には耐熱性、高剛性、成形性などの観点から熱硬化樹脂タイプのバインダーが多く用いられる。熱硬化樹脂のバインダーとしてはフェノール樹脂、メラミン樹脂などの水溶液タイプ、粉末タイプ、あるいは、アクリル樹脂エマルジョン、ラテックス等、熱可塑樹脂の水性分散体の中に前記の熱硬化パウダーあるいは熱硬化水溶液を混合した系などが多く用いられる。

これら熱硬化樹脂バインダーを使用するルーフ材の成形も前記内装材同様、それぞれの構造体にそれぞれのバインダーを含浸塗布させ乾燥して成形したり、パウダーの形態のバインダーの場合には繊維に均一に分散させた後、熱成形することで繊維成形体を得る。表皮材の不織布はシートの熱成形時に熱溶融樹脂パウダー、ホットメルトフィルム、ホットメルトウエブ等にて同時に張り合わされるかまたは成形後接着剤で貼り合わされて積層体となる。

これら熱硬化樹脂バインダーのフェノール樹脂組成物やメラミン樹脂組成物の多くには、ホルマリン系重縮合物が使用されている。これらの樹脂は加熱により縮合反応を起こさせることによって、分子間で３次元架橋を生じさせて強固な成形体を得るものであるが、ホルムアルデヒドの発生が少なからずともある。近年各社から低ホルムアルデヒドタイプとして発生量を低減したものや、各種ホルマリンキャッチャー剤の使用などで成形部材からのホルムアルデヒドの放出を低減するよう対策が施されているが、完全な除去はできていない。

このように、現在自動車繊維内装材の部材に使用しているバインダー樹脂には、人体に有毒であるホルムアルデヒドを揮散するものが少なからずとも見受けられる。このため、バインダー樹脂のホルムアルデヒドなどの有機物質の揮散をなくす検討が進められている。

例えば、下記特許文献１には、基材シートと装飾層からなる化粧シートにおいて、基材シートと装飾層のいずれか一方又は両方にホルムアルデヒド捕捉剤を含有させた、ホルムアルデヒド捕捉機能を有する化粧シートが開示されている。

特許文献１には、ホルムアルデヒド捕捉剤として、ジシアンジアミド、尿素などのアミド類、エチレン尿素、プロピレン尿素、５−ヒドロキシプロピレン尿素、５−メトキシプロピレン尿素、５−メチルプロピレン尿素、パラバン酸（グリオキザールモノウレイン）、４，５−ジメトキシエチレン尿素等の環状アルキレン尿素、酸イミド類、アミン類などの有機アミノ化合物が具体的に例示されている。

又、下記特許文献２には、建築材料等から建築物等の室内の空気中に放出されたホルムアルデヒドを捕捉除去し、不快臭や健康への悪影響等を防止することを目的として、シート状の基材に、絵柄印刷層と、１層または２層以上の樹脂層とを施してなり、前記１層または２層以上の樹脂層の内、少なくとも１層の樹脂層、特に、少なくとも最上層の樹脂層に、ホルムアルデヒド捕捉剤が含有されてなる化粧シートが開示されている。

特許文献２には、ホルムアルデヒド捕捉剤として、ジシアンジアミド、メラミン等のアミノ化合物、尿素、バルビツール酸、セミカルバジッド塩酸塩等のアマイド類、グルタミン酸塩、グリシン、アラニン等のアミノ酸類等の含窒素化合物が具体的に例示されている。

特許文献１及び特許文献２に開示された、これらの有機アミノ化合物はホルムアルデヒドと反応し、その生成物がホルムアルデヒドを解離しないので、ホルムアルデヒド捕捉剤として一定の効果を有するものではあるが、自動車用内装材の表皮材に用いた場合、表皮材を着色したり変色させたりする恐れがあり、本来の表皮材の意匠性が損なわれる恐れがあった。

特開平１０−１８０９４９号公報 特開平１０−１００３３３号公報

従来より、アルデヒド類の吸着剤は、練り込み、コーティング、ディピング等により、繊維製品、プラスチック製品にその機能を付与してきたが、いずれの吸着剤も粒子径が大きく、また不透明であることから、外観上の品位を損ねない表皮材の裏面側の人の目に触れない部分に塗布するか又は限定された色彩でしか使用できない。裏面に塗布せざるを得ないということは、発生・拡散していく揮発性有機物質の一方向のものは吸着可能であるが、室内に拡散している揮発性有機物質は捕捉出来ない状態であることを示す。

そこで、本発明は、アルデヒド類などの揮発性有機物質の捕捉性能に優れ、表皮材の意匠性を損なわず、且つ人体に対する毒性を有しない自動車用内装材を提供することを目的とする。

本発明者らは、特定の揮発性有機物質捕捉剤（ＶＯＣキャッチャー）を自動車用内装材の特定部分に存在させることで上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、少なくとも基材と表皮材とからなる自動車用内装材の発明であって、該表皮材の表面及び／又は裏面に揮発性有機物質捕捉剤を含み、且つ該揮発性有機物質捕捉剤が平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物であることを特徴とする。本発明で用いられる揮発性有機物質捕捉剤は平均粒径がナノオーダーと極めて小さく、透明性が確保される。この点、従来の平均粒径が大きい揮発性有機物質捕捉剤が乳濁しているのに対して優れている。

本発明の自動車用内装材は、基本的に、基材と表皮材とからなり、所望により、スペーサー、裏面不織布、通気防止フィルム、ガラスマット等を含む積層構造体である。これらの中で、表皮材としては、従来自動車用内装材の表皮材として公知の不織布が好ましく例示される。

本発明の自動車用内装材において、表皮材の表面及び／又は裏面に揮発性有機物質捕捉剤が、種々の方法によって、塗布、散布、含浸されて付着される。その中で、揮発性有機物質捕捉剤を含む樹脂エマルジョンを泡コーティングで該表皮材に付着すると、不織布の網目を潰さずに、不織布の表面及び／又は裏面に揮発性有機物質捕捉剤が付着され、不織布が有する本来の色合い、布目、感触などの意匠性が損なわれないので、好ましい。

本発明の自動車用内装材が適用される自動車部位は限定されないが、特に、高温にさらされ、揮発性有機物質の揮発が懸念される天井部位にルーフ材として装着されることが好ましい。

自動車用内装材の表皮材の表面及び／又は裏面に、平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物を揮発性有機物質捕捉剤として含ませることによって、表皮材の透明性が確保され、その意匠性が損なわれないで、アルデヒド類などの揮発性有機物質を効率良く除去・削減させることができる。

又、自動車用内装材の内部に揮発性有機物質捕捉剤を含ませる場合と比べて、自動車用内装材の表皮材に揮発性有機物質捕捉剤を含ませる本発明では、自動車用内装材の内部から放出される揮発性有機物質を捕捉するだけでなく、自動車室内の他の部品から放出される揮発性有機物質を捕捉させることができる。特に、天井表皮は車内でも比較的高面積であり、この表面積が大きいルーフ材で揮発性有機物質を捕捉させることで、揮発性有機物質の除去・削減効果は大きい。

更に、本発明で揮発性有機物質捕捉剤として用いる、平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物は、経口毒性や皮膚刺激性が低いことが確認されており、人と接触する可能性がある自動車内部表面に存在しても、安全性に優れている。

本発明の自動車用内装材の製品部位としては、特に限定されないが、ピラートリム、ドアトリム、インストルメントパネル、メーターフード、コンソール、天井材等を例示できる。また、基材又は表皮材に緩衝性のある素材を用いることにより、自動車用内装材は自動車用緩衝材としても機能する。

図１に、自動車用内装材の内、ルーフ材（天井材）の断面構造の一例を示す。但し、本発明はこの構造に限定されるものではない。車外側から室内側に向かって、車体ルーフ１にスペーサー２を介して、不織布３、通気防止フィルム４、ガラスマット５、硬質ウレタン層などの基材６、ガラスマット７、不織布などの表皮材９が積層される。本発明では、該表皮材９の表面１０及び／又は裏面８に揮発性有機物質捕捉剤を含む。表皮材９、表皮材表面１０及び表皮材裏面８を合わせて表皮材全体１１である。

ルーフ表皮材に本発明の揮発性有機物質捕捉剤を含ませることにより、ルーフ内部より発生するアルデヒド類はルーフ内部より室内側に拡散する前に表皮材で捕捉される。又、室内の他の部品から発生したアルデヒド類などの揮発性有機物質は表皮材で効率よく捕捉される。

１．揮発性有機物質捕捉剤
本発明で用いられる揮発性有機物質捕捉剤は、平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物であり、微白色透明の外観を有する。

２．基材
自動車用内装材の基材としては、製品部位に応じた形状に合成樹脂で形成されたものが用いられる。合成樹脂の種類としては、特に限定されない。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン等が好ましく例示される。合成樹脂は、剛体に近いものでもよいし、緩衝性のあるものでもよい。緩衝性のある合成樹脂としては、発泡した合成樹脂や、ソリッドではあるがゴム状弾性のある合成樹脂を例示することができる。また、基材は、単層構造でも複数層（積層）構造でもよい。基材の形成方法としては、特に限定されないが、射出成形、射出プレス成形、ＲＩＭ成形、ブロー成形、スタンピング成形、スラッシュ成形、真空成形等を好ましく例示することができる。

３．表皮材
自動車用内装材の表皮材に用いる可撓性のある素材としては、特に限定されない。織布、不織布、起毛布、植毛布、合成樹脂シート、ゴムシート、皮、紙等が好ましく例示される。また、表皮材は、単層構造でも複数層（積層）構造でもよく、後者の場合、同種の素材を積層しても異種の素材を積層してもよい。また、単層構造で有ればその層に、複数層であればいずれかの層に、緩衝性のある素材や防音材を用いてもよい。緩衝性のある素材としては、特に限定されないが、発泡した樹脂、エラストマー又はゴムを用いたシートや、ソリッドではあるがゴム状弾性のある樹脂、エラストマー又はゴムを用いたシートが例示される。防音材としては、特に限定されないが、前記緩衝性のある素材として例示したシートは防音材としても機能するし、その他、不織布等が例示される。

本発明の自動車用内装材の適用工程は概略以下のようになる。
（１）ルーフライニング表皮材の製作
（２）ルーフライニング表皮材の表面に揮発性有機物質捕捉剤をコーティング、乾燥、固着
（３）熱可塑性基材や熱硬化性基材などのルーフ基材を上記ルーフライニング表皮材と共に成形・張り合せ
（４）車体にアッセンブリー

［実施例］
以下、本発明の実施例を示す。

下記組成によりコーティング剤を調製した。
アクリルエマルジョン（三井スペシャルケミカル社製、ＴＴＣ０７、固形分５０％）：５０部
揮発性有機物質捕捉剤（日華化学株式会社製、ＫＩＲＡＫＵＲＵ ＡＬ−００ＧＴ、固形分２０％）：７．５部
水：４２．５部
上記各成分を十分に攪拌・混合した後に、エア吹き込みで泡立て、ルーフライニング表皮材の表面側（室内側）に固形分で２０ｇ／ｍ^２になるように均一に泡コーティングした。このサンプルを、４０℃の熱シリンダー上で予備乾燥後、１５０℃の乾燥炉内で５５秒間加熱した。

なお、本発明で用いられる揮発性有機物質捕捉剤は、平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物であり、透明であり、経口毒性はＬＤ５０＞２００ｍｇ／ｋｇ、皮膚刺激性はＰ．Ｃ．Ｉ．が０．００であることが確認されている。

上記実施例と同様に、揮発性有機物質捕捉剤が無添加のカットサンプル、揮発性有機物質捕捉剤を表皮材表面に１．９％泡コーティングしたカットサンプル、揮発性有機物質捕捉剤を表皮材表面に０．７％泡コーティングしたカットサンプル、揮発性有機物質捕捉剤を表皮材表面に２．５％泡コーティングしたカットサンプルを作製し、以下の試験手順でアルデヒド類吸着性能を評価した。

（１）１０Ｌ用テトラバックの中にカットサンプル（８×１０＝８０ｃｍ^２）を入れ、窒素ガス４Ｌを封入する。
（２）テトラバックごと６５℃で２時間加熱する。
（３）加熱処理後、テトラバック内のガス３Ｌをアルデヒド吸着カラムに通して、アルデヒド類をカラムに吸着させる。
（４）カラムに吸着させたアルデヒド類を溶剤で溶出させ、その溶液を液体クロマトグラフィーで定量分析する。（測定波長：３６０ｎｍ、溶媒：アセトニトリル／水＝５５／４５ｖｏｌ、注入量：１０μＬ、ＯＤＳカラム）

図２に、上記各カットサンプルによるアルデヒド類残存量を示す。図２の結果より、本発明のカットサンプルは優れたアルデヒド類除去性能を示すことが分かる。

なお、揮発性有機物質捕捉剤が無添加のカットサンプルと、揮発性有機物質捕捉剤を表皮材表面に泡コーティングしたカットサンプルとの、色差はΔＥ＝０．５以内であった。

本発明により、自動車内の揮発性有機物質が効率よく低減され、健康上有用である。

自動車用内装材の内、ルーフ材（天井材）の断面構造の一例を示す。 各カットサンプルによるアルデヒド類除去量を示す。

符号の説明

１：車体ルーフ、２：スペーサー、３：不織布、４：通気防止フィルム、５：ガラスマット、６：基材、７：ガラスマット、８：表皮材裏面、９：表皮材、１０：表皮材表面、１１：表皮材全体

Claims (4)

1. 少なくとも基材と表皮材とからなる自動車用内装材であって、該表皮材の表面及び／又は裏面に揮発性有機物質捕捉剤を含み、且つ該揮発性有機物質捕捉剤が平均粒径１〜２００ｎｍを有する二酸化珪素のアミノシラン反応物であることを特徴とする自動車用内装材。
2. 前記表皮材が不織布であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内装材。
3. 表皮材の表面及び／又は裏面に揮発性有機物質捕捉剤が、該揮発性有機物質捕捉剤を含む樹脂エマルジョンを泡コーティングで該表皮材に付着されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用内装材。
4. 自動車内天井に装着されるルーフ材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車用内装材。

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