JP2013047073A

JP2013047073A - 車両用天井材および車両用天井材の製造方法

Info

Publication number: JP2013047073A
Application number: JP2011186481A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takahashi; 優高橋
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2031-08-29
Also published as: JP5626906B2

Abstract

【課題】生産性向上を実現でき、吸音性能を高めることができる車両用天井材および車両用天井材の製造方法を提供する。
【解決手段】車両用天井材２０は、基材と、基材の表面側に設けられ車室内の天井面を形成する表皮層と、基材の裏面側に設けられる補強用の繊維層と、繊維層の裏面に付着させた接着剤と、接着剤により繊維層に接着される通気止め用の裏面層３２と、基材と裏面層３２の間に設けられる裏面層よりも幅狭の接着防止層３３と、を積層し、ホットプレス成形で一体化してなる天井材であり、ホットプレス成形時に、接着防止層３３および裏面層３２を表皮層側に凹ませた後、裏面層３２の凹みを戻すことで接着防止層３３と裏面層３２の間に形成される空間層３８を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用天井材および車両用天井材の製造方法に関し、より詳細には、車両用天井材に空間層を形成する技術に関する。

基材の表面側に表皮層を有し、基材の裏面側に裏面層を有する車両用天井材において、基材と裏面層の間に断熱用の空間層を形成する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示される車両用内装材は、基材、表皮層および赤外線反射シート（裏面層）を有する。基材の裏面には、複数の支持突部が設けられており、複数の支持突部に赤外線反射シートが接着される。これにより、基材と赤外線反射シートの間には、空間層が形成される。

強い日差しによって車両のルーフが温められると、ルーフが熱源となって赤外線を放射する。赤外線の大半は、赤外線反射シートによって反射される。このとき、赤外線反射シートは、赤外線の一部を吸収して熱を帯びるが、空間層の断熱作用により、基材および表皮層への熱の伝達が抑制される。結果、車室内の温度上昇を抑制することができる。

このような空間層を有する車両用天井材の製造方法を図９に基づいて説明する。
図９は、従来の製造方法を説明する図であり、（ａ）に示すように、先ず、基材１０１、表皮層１０２、および接着層を兼ねる繊維層１０３，１０４を積層し、上型１０５および下型１０６で挟み、ホットプレス成形を行う。上型１０５の成形面には、複数の凸部１０７が設けられる。なお、符号１０８は、繊維層１０４が上型１０５に接着することを防ぐ離型用の層である。

図９（ｂ）に示すように、成形された成形品１１０には、凸部１０７によって複数の凹部１１１が形成される、複数の凹部１１１により形成される複数の凸部には、接着剤１１２が塗布される。

そして、図９（ｃ）に示すように、成形品１１０の凸部側に裏面層１１３を重ね、上型１１４および下型１１５で挟み、成形品１１０の凸部に裏面層１１３を接着する。これにより、図９（ｄ）に示すように、空間層１１６を有する車両用天井材１００を得ることができる。

ところで、車両用天井材のコスト低減が求められる中、車両用天井材の生産性向上が求められている。このため、より少ない工数で車両用天井材を製造できる技術が望まれる。

特開２００９−１１３５１３号公報

しかしながら、空間層を有する車両用天井材の場合、上述した従来の製造方法では、成形品１１０に凹部１１１を形成する成形工程に加え、成形品１１０に裏面層１１３を接着する接着工程を必要とする。この接着工程を省略できれば、生産性が格段に向上し、しかも接着剤の使用量を削減できる。よって、接着工程を必要としない空間層の形成技術が望まれる。

また、一般に車両用天井材は、断熱性能と共に吸音性能を有するが、近年、車両用天井材には、より優れた吸音性能が求められている。しかし、特許文献１に開示される車両用内装材では、吸音性能が基材の発泡密度や各層の厚みで決まるため、さらなる吸音性能の向上は容易でない。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生産性向上を実現でき、吸音性能を高めることができる車両用天井材および車両用天井材の製造方法を提供することにある。

本発明の車両用天井材は、基材と、前記基材の表面側に設けられ車室内の天井面を形成する表皮層と、前記基材の裏面側に設けられる補強用の繊維層と、前記繊維層の裏面に付着させた接着剤と、前記接着剤により前記繊維層に接着される通気止め用の裏面層と、を有する車両用天井材において、前記繊維層と前記裏面層との間に、前記裏面層よりも幅狭の接着防止層を有し、前記接着防止層と前記裏面層との間に、前記表皮層側に凹む空間層を有することを特徴とする。

本発明の車両用天井材の製造方法は、基材と、前記基材の表面側に設けられ車室内の天井面を形成する表皮層と、前記基材の裏面側に設けられる補強用の繊維層と、前記繊維層の裏面に付着させた接着剤と、前記接着剤により前記繊維層に接着される通気止め用の裏面層と、前記繊維層と前記裏面層の間に設けられる前記裏面層よりも幅狭の接着防止層と、を積層し、積層した成形素材を成形金型で挟んでホットプレス成形を行い、成形品を得る車両用天井材の製造方法であって、前記表皮層側を成形する第１の金型と、前記第１の金型に向けて突出する凸部を有して前記裏面層側を成形する第２の金型と、を備える成形金型を用い、前記成形素材を前記第１の金型と前記第２の金型で挟み、前記凸部により、前記成形素材を前記裏面層側から前記表皮層側に凹ませ、前記接着防止層の凹みを前記繊維層に接着した後、前記成形品の離型により前記裏面層を前記凸部から解放することで、前記裏面層の凹みを前記接着防止層の凹みから離れる方向に戻し、このように戻した裏面層と前記接着防止層の凹みとの間を空間層としたことを特徴とする。

本発明によれば、生産性向上を実現でき、吸音性能を高めることができる車両用天井材および車両用天井材の製造方法を提供することができる。

本発明にかかる第１実施形態の車両用天井材を備える車両の斜視図である。図１のＣ矢視図であり、車両用天井材の平面図である。第1実施形態の車両用天井材の層構成を説明する断面図である。第1実施形態の車両用天井材の製造方法を説明する図であり、（ａ）は素材準備工程を説明する図、（ｂ）は成形工程を説明する図である。凸部の作用を説明する図であり、（ａ）は図４（ｂ）のＤ部拡大図、（ｂ）は離型時の凸部の作用を説明する図、（ｃ）は成形後の裏面層の形態を説明する図である。第1実施形態の車両用天井材の平面図であり、接着領域、非接着領域および空間層それぞれの位置を説明する図である。第２実施形態の車両用天井材の製造方法を説明する図である。第２実施形態の車両用天井材の平面図である。従来の車両用天井材の製造方法を説明する図であり、（ａ）は成形工程を説明する図、（ｂ）は成形品の断面図、（ｃ）は接着工程を説明する図、（ｄ）は車両用天井材の断面図である。

（第１実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための第1実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、左・右は、車両の進行方向に対する左・右とする。また、天井材の各層の表面は、車室に向く側の面とし、各層の裏面は、車両のルーフに向く側の面とする。

図１に示すように、車両１０は、車体１１、前輪１２、後輪１３、車室１４を備える。車体１１は、車室１４の上方を覆うルーフ１５を備える。ルーフ１５の内側には、車室１４の天井面を内装する車両用天井材２０が設けられる。

図２に示すように、天井材２０は、平面視で略長方形を呈しており、前部２１が略平板状に形成される。前部２１よりも後方部分には、中央に行くに従って高くなる湾曲部２２が形成される。天井材２０には、室内灯（いわゆるルームランプやマップランプなど）を取り付けるための開口部２３や、サンバイザーを取り付けるための開口部２４や、グリップを取り付けるための開口部２５が設けられる。

次に、天井材２０の層構成を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、天井材２０は、基材２６と、基材２６を挟むように配設される補強用の表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８と、表面側繊維層２７の表面に設けられ車室１４（図１参照）内の天井面を形成する表皮層３１と、裏面側繊維層２８の裏面に接着される通気止め用の裏面層３２と、を積層してなる。そして、裏面側繊維層２８と裏面層３２との間には、裏面側繊維層２８よりも面積の小さい幅狭の接着防止層３３が介在される。なお、図３では、製造工程における各層の位置に合わせ、上位に表皮層３１を配置し、下位に裏面層３２を配置している。

基材２６は、半硬質ウレタンフォーム等の発泡材料からなる。表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８は、ガラスマット等の繊維材料からなり、それぞれの表裏両面には、全面に亘って接着剤Ｓ（図中、多数の黒い点で表す）が塗布される。表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８のそれぞれは、天井材２０を補強する補強層であると共に、表皮層３１および裏面層３２を基材２６側に接着する接着層としての役割も果たす。

表皮層３１は、不織布、織布、ニット等の通気性の材料から任意に選択される。裏面層３２は、非通気性の材料で構成され、車室内から天井材２０の裏側への空気の流れを止め、表皮層３１の表面に埃等が付着することを防止する。また、裏面層３２は、ルーフ１５（図１参照）からの赤外線を反射して車室１４（図１参照）内の温度上昇を抑制するアルミ蒸着フィルム等の遮熱材料から選択することが好ましい。

接着剤Ｓとしては、イソシアネート等の湿気硬化型接着剤または熱硬化性樹脂接着剤が好適である。なお、ここでは、表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８に接着剤Ｓを塗布して表皮層３１および裏面層３２を接着するようにしたが、基材２６に接着剤を塗布または含侵させるようにしても差し支えない。この場合、基材２６に塗布または含侵させた接着剤を表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８に浸透させ、表面側繊維層２７の表面および裏面側繊維層２８の裏面に接着剤を付着させる。この付着した接着剤によって、表面側繊維層２７および裏面側繊維層２８のそれぞれに表皮層３１および裏面層３２を接着する。

接着防止層３３の長さ寸法（車両長さ方向の長さ）は、裏面層３２の長さと同程度である。接着防止層３３の幅寸法（車両幅方向の寸法）Ｗ１は、裏面層３２や裏面側繊維層２８の幅寸法Ｗ２よりも小さく設定される。接着防止層３３の材質は、紙や、合成樹脂製フィルムなど、任意の材料から選択可能であるが、ポリエステル製スパンレースに代表される各種レースや不織布、スラブウレタン等の多孔質材料など、通気性を有する材料が好ましい。

次に、第１実施形態の天井材２０の製造方法を図４、図５に基づいて説明する。
天井材２０の製造方法は、成形素材を得る素材準備工程と、この成形素材を用いてホットプレス成形を行う成形工程とを含む。

図４（ａ）に示すように、素材準備工程では、基材２６、表面側繊維層２７、裏面側繊維層２８、表皮層３１および裏面層３２を積層させる共に、裏面側繊維層２８と裏面層３２の間に、接着防止層３３を車両長さ方向に沿って介在させ、成形素材３５を得る。このとき、接着防止層３３の左右両端（車両幅方向両端）を裏面層３２の両端よりも所定の幅（たとえば（Ｗ２−Ｗ１）／２）だけ中央側に位置させる。

次に、成形素材３５を成形金型４０に搬送し、セットする。成形工程では、表皮層３１側を成形する上型（第１の金型）４１および裏面層３２側を成形する下型（第２の金型）４２からなる成形金型４０を用いる。下型４２には、上型４１に向けて突出する凸部４３が設けられる。

凸部４３は、平面視で略長方形に形成される。凸部４３の幅寸法および長さ寸法は、それぞれ接着防止層３３の幅および長さよりも小さく設定される。また、凸部４３の高さ（成形面４２ａから突出する方向の高さ）寸法は、型締め時に、基材２６の元板厚に対して基材２６を１０〜５０％程度潰すことができる大きさに設定することが好ましい。

図４（ｂ）に示すように、上型４１と下型４２を合わせて型締めし、成形素材３５を上型４１と下型４２で挟む。このとき、裏面層３２のうち、接着防止層３３よりも車両幅方向外側の左右の領域では、裏面層３２と裏面側繊維層２８とを接触させる。一方、左右の領域の間では、接着防止層３３により裏面層３２と裏面側繊維層２８とを接触させないようにして、ホットプレス成形を行う。

同時に、凸部４３を用い、以下のようにして空間層を形成する。
図５（ａ）に示すように、成形金型を型締めしたとき、凸部４３により成形素材３５を裏面層３２側から表皮層側に潰して凹ませる。このとき、接着防止層３３の凹み３６は、裏面側繊維層２８に接するため、接着剤Ｓで裏面側繊維層２８に接着される。これに対し、裏面層３２の凹み３７は、凸部４３に押されて凹んでいるものの、接着防止層３３の存在により接着されない。

次に、成形金型を型開きした後、矢印（１）で示す方向に、成形品（天井材）を下型４２から離型する。このとき、成形品から凸部４３が離れると、裏面層３２の凹み３７が略平坦状に戻る。すなわち、凹み３７は、図５（ｂ）に示すように、凸部４３から解放されると、接着防止層３３の凹み３６から離れる方向（矢印（２）で示す方向）に、復元する。この復元は、凹み３７の弾性による作用あるいは凸部４３から受ける摩擦力等の作用などにより起きる。凹み３７の復元により、接着防止層３３の凹み３６と裏面層３２との間には、空間層３８が形成される。なお、図５（ｃ）に示すように、裏面層３２は、凸部４３で延ばされているため、完全な平坦には復元せず、若干弛むことが考えられるが、空間層３８を形成することが重要であり、弛むことは重要でない。

ここで、接着防止層３３の好適な質量について述べる。
接着防止層３３の単位面積当たりの質量は、５０〜１００（ｇ／ｍ^２）の範囲から設定される。しかし、接着剤Ｓの塗布量に対し、接着防止層３３の質量を小さく設定しすぎると、接着防止層３３を凸部４３で潰す際、接着剤Ｓが接着防止層の裏面３３ａ（図５（ａ）参照）から染み出すおそれがある。接着剤Ｓが染み出すと、凹み３７が接着防止層３３に接着してしまう。これでは、空間層３８が形成されない。そのため、接着防止層３３の質量は、接着剤Ｓの塗布量に応じて設定することが好ましい。

そこで、本発明者は、接着防止層３３の好適な質量を調査した。調査の結果、接着防止層３３の質量を、裏面側繊維層２８の裏面に塗布される接着剤Ｓの質量よりも、４０（ｇ／ｍ^２）以上大きく設定することで、接着剤Ｓの染み出しを防止できることを見出した。たとえば、接着剤Ｓにイソシアネートを用い、接着防止層３３にスパンレースを用いた場合、イソシアネートの質量が１７（ｇ／ｍ^２）であるとき、スパンレースの質量を５７（ｇ／ｍ^２）以上に設定すれば、空間層３８が良好に形成されることを確認した。

まとめると、接着防止層３３の好適な質量は、５０〜１００（ｇ／ｍ^２）で、かつ、裏面側繊維層２８の裏面に塗布される接着剤Ｓの質量よりも、４０（ｇ／ｍ^２）以上大きく設定されることが好適である。

以上に説明した天井材２０および製造方法によれば、図６に示すように、裏面層３２は、裏面側繊維層２８に接着される左右の接着領域Ａと、接着が防止された非接着領域Ｂ（図中、斜線で模式的に示す領域）と、を有するようになる。

すなわち、左右の接着領域Ａでは、接着剤Ｓで裏面層３２と裏面側繊維層２８とがしっかりと接着されるが、中央側の非接着領域Ｂでは、接着防止層３３によって、裏面層３２と裏面側繊維層２８とが接着されない。これにより、浮張の裏面層３２が得られる。結果、裏面層３２が振動可能になり、膜振動による吸音性能を天井材２０に付与することができる。なお、接着防止層３３の幅寸法Ｗ１を調整することにより、接着領域Ａおよび非接着領域Ｂのそれぞれの位置や面積を調整することができる。

また、非接着領域Ｂには、平面視で略長方形の空間層３８が形成される。空間層３８は、湾曲部２２上部の広い範囲に形成される。空間層３８では、裏面層３２が完全に浮くため、より良好な膜振動を得ることができ、天井材２０の吸音性能をより一層高めることができる。なお、空間層３８は、裏面層３２から表皮層側（車室側）に熱が伝わることを抑制する断熱層の役割も果たすことはもちろんである。

また、成形工程で空間層３８を同時に成形することができるので、従来の接着工程が不要になり、生産性向上を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明にかかる第２実施形態を図７、図８に基づいて説明する。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

前述した第１実施形態では、１個の凸部を下型に設け、１つの空間層を形成したが、複数の凸部を下型に設け、複数の空間層を形成してもよい。たとえば、図７に示すように、下型４２の成形面４２ａに複数の凸部４３Ａを車両幅方向および車両長さ方向に整列させて設ける。このような複数の凸部４３Ａを用いてホットプレス成形を行うことにより、図８に示すように、接着防止層３３と裏面層３２との間に、整列した複数の空間層３８Ａを形成することができる。

第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、空間層３８Ａを複数設けることで、求められる吸音性能あるいは断熱性能に応じて、空間層の容積や位置を自由に設計することができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

たとえば、実施形態では、裏面層における車両幅方向両端を含む領域を接着領域としたが、接着防止層の車両長さ方向の長さを繊維層の長さよりも短く設定して、裏面層における車両長さ方向両端を含む前後の領域を接着領域としてもよい。

また、第２の金型に設けられる凸部の個数や形状、大きさ、配置は、実施形態に限定されるものではなく、任意に設定可能である。

１０車両
１４車室
２０車両用天井材
２６基材
２８裏面側繊維層（繊維層）
３１表皮層
３２裏面層
３３接着防止層
３５成形素材
３６凹み
３７凹み
３８空間層
３８Ａ空間層
４０成形金型
４１上型（第１の金型）
４２下型（第２の金型）
４３凸部
４３Ａ凸部
Ｓ接着剤

Claims

基材と、前記基材の表面側に設けられ車室内の天井面を形成する表皮層と、前記基材の裏面側に設けられる補強用の繊維層と、前記繊維層の裏面に付着させた接着剤と、前記接着剤により前記繊維層に接着される通気止め用の裏面層と、を有する車両用天井材において、
前記繊維層と前記裏面層との間に、前記裏面層よりも幅狭の接着防止層を有し、
前記接着防止層と前記裏面層との間に、前記表皮層側に凹む空間層を有することを特徴とする車両用天井材。
基材と、前記基材の表面側に設けられ車室内の天井面を形成する表皮層と、前記基材の裏面側に設けられる補強用の繊維層と、前記繊維層の裏面に付着させた接着剤と、前記接着剤により前記繊維層に接着される通気止め用の裏面層と、前記繊維層と前記裏面層の間に設けられる前記裏面層よりも幅狭の接着防止層と、を積層し、積層した成形素材を成形金型で挟んでホットプレス成形を行い、成形品を得る車両用天井材の製造方法であって、
前記表皮層側を成形する第１の金型と、前記第１の金型に向けて突出する凸部を有して前記裏面層側を成形する第２の金型と、を備える成形金型を用い、
前記成形素材を前記第１の金型と前記第２の金型で挟み、前記凸部により、前記成形素材を前記裏面層側から前記表皮層側に凹ませ、前記接着防止層の凹みを前記繊維層に接着した後、
前記成形品の離型により前記裏面層を前記凸部から解放することで、前記裏面層の凹みを前記接着防止層の凹みから離れる方向に戻し、このように戻した裏面層と前記接着防止層の凹みとの間を空間層としたことを特徴とする車両用天井材の製造方法。