JP2019026206A - 車両用内装材、及び、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、プロピレン系重合体とエチレン系重合体からなる2枚の架橋発泡シートが熱融着層を介して積層された積層発泡シートの両面にプロピレン系重合体からなる非発泡の表皮層がそれぞれ積層された自動車用成形天井が示されている。
尚、上述のような問題は、種々の車両用内装材について同様に存在する。
ポリエステル系の第一不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した第一補強層と、
発泡ポリオレフィン樹脂製の芯材層と、
ポリエステル系の第二不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した第二補強層と、を含み、
前記芯材層の一面に前記第一補強層が接着され、前記芯材層の他面に前記第二補強層が接着された、態様を有する。
少なくとも、ポリエステル系の第一不織布、ポリオレフィン樹脂製の第一フィルム、発泡ポリオレフィン樹脂製のシート、ポリオレフィン樹脂製の第二フィルム、及び、ポリエステル系の第二不織布を順に重ねる工程と、
前記第一フィルムのポリオレフィン樹脂を溶融させて該ポリオレフィン樹脂が前記第一不織布に含浸した第一補強層を形成し、前記第二フィルムのポリオレフィン樹脂を溶融させて該ポリオレフィン樹脂が前記第二不織布に含浸した第二補強層を形成し、前記シートの一面に前記第一補強層が接着され前記シートの他面に前記第二補強層が接着されて成形された内装材を得る工程と、を含む、態様を有する。
まず、図1〜10に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
図2〜4等に例示するように、本技術の車両用内装材1は、成形された車両用内装材1であって、順に、第一補強層10、発泡ポリオレフィン樹脂製の芯材層30、及び、第二補強層20を含む。前記第一補強層10では、ポリエステル系の第一不織布12にポリオレフィン樹脂14が含浸している。前記第二補強層20では、ポリエステル系の第二不織布22にポリオレフィン樹脂24が含浸している。前記芯材層30の一面31には前記第一補強層10が接着され、前記芯材層30の他面32には前記第二補強層20が接着されている。
ポリオレフィン樹脂は、オレフィン類(オレフィンを含む。)を本質的な単量体類(単量体を含む。)として製造される重合体を主成分とする合成樹脂を意味するものとする。例えば、ポリプロピレン樹脂は、プロピレンを本質的な単量体として製造される重合体を主成分とする合成樹脂を意味する。
尚、上記態様1の付言は、以下の態様も同様である。
図5に例示するように、前記第一不織布12の繊維の配向方向DF1における前記車両用内装材1の長さ(L1とする。)は、前記配向方向DF1と直交する方向における前記車両用内装材1の長さ(L2とする。)よりも長くてもよい。この態様は、L1≦L2である場合と比べて内装材1の剛性が高くなるので、重量を増やさずに剛性を高めたり、剛性を維持しながら軽量化したりすることができる。従って、本態様は、さらに好適な車両用内装材を提供することができる。
むろん、L1≦L2又はL3≦L4である場合も、本技術に含まれる。
図5,6に示すように、前記第一不織布12が第一の繊維構造13を有し、前記第二不織布22が前記第一の繊維構造13とは異なる第二の繊維構造23を有してもよい。この態様は、成形された内装材1を意図的に一面側又は他面側が凹む向きに反らせることができるので、さらに好適な車両用内装材を提供することができる。
むろん、第一不織布の繊維構造と第二不織布の繊維構造が同じ場合も、本技術に含まれる。
図3,10に例示するように、前記第二補強層20において前記芯材層30とは反対側の面20aに表皮層40が接着されてもよい。第二補強層20において第二不織布22にポリオレフィン樹脂24が含浸しているので、表皮層40用の接着材料に汎用の樹脂フィルム等を用いることができ、内装材1のコストを削減したり、コストを維持しながら内装材1の性能を高めたりすることができる。従って、本態様は、さらに好適な車両用内装材を提供することができる。
ここで、第二補強層に表皮層が接着されていることには、接着層を介して第二補強層に表皮層が接着されていること、接着補助層と接着層を介して第二補強層に表皮層が接着されていること、第二補強層に直接、表皮層が接着されていること、等が含まれる。この付言は、以下の態様も同様である。
むろん、図4に例示するように表皮層が無い場合も、本技術に含まれる。
ところで、図8に例示するように、本技術の車両用内装材1の製造方法は、成形された車両用内装材1の製造方法であって、以下の工程(a),(b)を含む。
(a)少なくとも、ポリエステル系の第一不織布12、ポリオレフィン樹脂製の第一フィルム16、発泡ポリオレフィン樹脂製のシート36、ポリオレフィン樹脂製の第二フィルム26、及び、ポリエステル系の第二不織布22を順に重ねる工程(例えば積み重ね工程ST2)。
(b)前記第一フィルム16のポリオレフィン樹脂14を溶融させて該ポリオレフィン樹脂14が前記第一不織布12に含浸した第一補強層10を形成し、前記第二フィルム26のポリオレフィン樹脂24を溶融させて該ポリオレフィン樹脂24が前記第二不織布22に含浸した第二補強層20を形成し、前記シート36の一面31に前記第一補強層10が接着され前記シート36の他面32に前記第二補強層20が接着されて成形された内装材1を得る工程(例えば工程ST3〜ST8)。
図1は、例として乗用自動車100の内装を側面部の図示が省略された状態で模式的に示している。図2は、車両用内装材の例としてラゲージサイドトリム114を模式的に示している。図3は、車両用内装材の例として表皮層40を有する場合のラゲージサイドトリム114の断面の要部を模式的に示している。図4は、車両用内装材の例として表皮層40の無い場合のラゲージサイドトリム114の断面の要部を模式的に示している。これらの図中、FRONT、REAR、UP、DOWN、LEFT、RIGHTは、それぞれ、前、後、上、下、左、右を示す。また、符号D1は自動車100の前後方向を示し、符号D2は自動車100の上下方向を示し、符号D3は自動車100の幅方向を示し、符号D4は内装材1の厚み方向を示す。尚、第二補強層20の表側の面20aに対して部分的に表皮層40を配置する場合、表皮層40を有する部分のラゲージサイドトリム114の断面が図3に示され、表皮層40の無い部分のラゲージサイドトリム114の断面が図4に示される。
図2に示すラゲージサイドトリム114は、上下方向D2よりも前後方向D1の方が長くなっている。
芯材層30は、内装材1の厚みを確保する役割を有している。芯材層30の厚みは、例えば、2〜6mm程度(より好ましくは3〜5mm程度)とすることができる。内装材1を軽量にするため、芯材層30は発泡ポリオレフィン樹脂で形成されている。従って、軽量の芯材層30の一面31に第一補強層10が接着され、軽量の芯材層30の他面32に第二補強層20が接着されている。
芯材層30の目付は、例えば、100〜300g/m2程度(より好ましくは150〜250g/m2程度)とすることができる。
不織布12,22の目付は、例えば、10〜150g/m2程度(より好ましくは15〜100g/m2程度)とすることができる。第一不織布12と第二不織布22とで、目付が異なってもよい。不織布12,22は、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロー法、サーマルボンド法、等により得られる。第一不織布12と第二不織布22とで、製法の異なる不織布が用いられてもよい。
また、内装材1に対する繊維の配向方向DF1,DF2の向きは内装材1の形状、サイズ、及び、要求性能によって適宜、設計すればよいため、内装材1の用途によっては異方性の無い不織布を用いてもよい。
実際には、ラゲージサイドパネルに支持されてラゲージサイドトリム114は設計位置150に配置される。設計位置150にあるラゲージサイドトリム114は図7に示す矢印の方向への弾性力を有しているので、ラゲージサイドトリム114が車室SP2側に反って隙間が生じることが抑制される。従って、第一不織布12にスパンボンド不織布を用いて第二不織布22にスパンレース不織布を用いると、荷室SP2の意匠を向上させることができる。
また、図10に例示する一部分解図のように、表皮材42の接着性を向上させるための接着補助層43を第二補強層20と接着層42との間に配置してもよい。図10では、位置関係を分かり易く示すために接着補助層43、接着層42、及び、表皮層40を離隔した状態で示している。接着補助層43を形成するための接着補助フィルム47(図8参照)は、内装材1を製造する際の加熱工程で接着層42が第二不織布22に染み込んでしまうことを抑制する機能を有する。接着補助フィルム47は、この機能を有していればよく、例えば、ポリアミド(PA)樹脂のフィルムの両面に変性ポリエチレン(PE)樹脂といった変性ポリオレフィン樹脂のフィルムを積層した3層フィルム、PA樹脂のフィルムの両面に接着剤を介してPE樹脂といったポリオレフィン樹脂のフィルムを積層した積層フィルム、等を用いることができる。接着補助フィルム47の厚みは、例えば、20〜200μm程度(より好ましくは30〜100μm程度)とすることができる。接着補助フィルム47の目付は、例えば、20〜200g/m2程度(より好ましくは30〜100g/m2程度)とすることができる。
図8は、車両用内装材1の製造方法の例としてラゲージサイドトリム114の製造方法を模式的に示している。
最初の発泡シート形成工程ST1は、発泡ポリオレフィン樹脂製のシート36を形成する工程である。このシート36には、例えば、溶融したポリオレフィン樹脂を発泡剤により発泡させたシート状の材料を用いることができる。発泡剤には、重炭酸ナトリウムや炭酸アンモニウムといった炭酸ガス等を発生させる無機系発泡剤、アゾジカルボンアミド(ADCA)やヒドラゾジカルボンアミド等といった有機系発泡剤、ブタンやペンタンといった炭化水素を発生させる揮発性発泡剤、等を用いることができる。
次の第一加熱工程ST3は、ポリオレフィン樹脂の融点以上に材料12,16,36,26,22(,47,46)を加熱して互いに接着させる工程である。この時、第一フィルム16が溶融してポリオレフィン樹脂14が第一不織布12に含浸して第一補強層10が形成され、このポリオレフィン樹脂14がシート36の一面31に接着し、第二フィルム26が溶融してポリオレフィン樹脂24が第二不織布22に含浸して第二補強層20が形成され、このポリオレフィン樹脂24がシート36の他面32に接着する。発泡シート36は、芯材層30となる。この時、発泡シート36を二次発泡させてもよい。接着補助フィルム47と接着フィルム46を用いる場合、溶融したポリオレフィン樹脂24が接着補助フィルム47の一面に接着し、溶融した接着フィルム46が接着補助フィルム47の他面に接着する。ここで、第一補強層10、芯材層30、第二補強層20、及び、必要に応じて接着補助フィルム47と接着フィルム46を積層した材料を積層シート50と呼ぶ。
次の第二加熱工程ST5は、ポリオレフィン樹脂の融点以上に積層シート50、及び、必要に応じて表皮材44を加熱する工程である。接着補助フィルム47と接着フィルム46と表皮材44を用いる場合、接着フィルム46が溶融して接着層42となり、接着補助フィルム47に由来する接着補助層43を介して表皮材44を第二補強層20に接着させる。これにより、表皮層40が形成される。尚、図8では、接着層42と接着補助層43をまとめて示している。
また、必要に応じて、プレス成形品(部品組み付け前の内装材1)に部品を組み付けてもよい(部品組み付け工程ST8)。プレス成形品に組み付ける部品には、吸音材、固定用フック、補強用ブラケット、クリップ、等が含まれる。これらの部品は、超音波溶着といった溶着、ホットメルト接着剤による接着、等の公知の固定手段により組み付けることができる。
むろん、上述した製造方法は、一例に過ぎない。例えば、最初から全材料12,16,36,26,22,47,46,44を順に積み重ね、ポリオレフィン樹脂の融点以上に加熱してプレス成形機200の型212,214の間に搬入し、両型212,214を近接させて材料12,16,36,26,22,47,46,44をプレス成形してもよい。型212,214を開いて成形品を取り出し、必要に応じて裁断工程ST7や部品組み付け工程ST8を実施すると、三次元形状の内装材1が得られる。
上述したように、芯材層30となるシート36が発泡樹脂であるので、内装材1が軽量で済む。また、第一フィルム16、発泡シート36、及び、第二フィルム26に汎用のポリオレフィン樹脂が用いられ、第一不織布12、及び、第二不織布22に汎用のポリエステル系の不織布が用いられているので、材料が安価で済む。さらに、芯材層30となる発泡シート36と補強層10,20の両方にポリオレフィン樹脂が存在するので、芯材層30と補強層10,20との接着強度が良好である。その上、ポリエステル系の不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した補強層が芯材層30の両面に接着されているので、成形された内装材1が良好な剛性となる。従って、本具体例は、安価ながら軽量で良好な剛性の車両用内装材を提供することができる。
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
まず、汎用のPP樹脂を用いて厚さ5.5mmの発泡PP樹脂(発泡倍率30倍)のシートを成形した。次に、汎用のスパンレースPET不織布(第一不織布12)、汎用のPPフィルム(第一フィルム16)、発泡シート(36)、汎用のPPフィルム(第二フィルム26)、汎用のスパンレースPET不織布(第二不織布22)、及び、汎用のLLDPEフィルム(接着フィルム46)を順に重ね、一次加熱によりPET不織布(12,22)にPP(ポリオレフィン樹脂14,24)を含浸させて図8に示す各層10,30,20,46を有する積層シート(50)を形成した。プレス成形を想定して積層シート(50)を表面温度200℃に達するまで二次加熱してから室温まで放冷し、得られたサンプルから、サンプルの長手方向において150mm、及び、前記長手方向と直交する短手方向において50mmとなるように矩形状の試験片を切り出した。サンプルの目付は、416g/m2と、市販品の580g/m2よりも少なかった。
図9は、サンプルの剛性の評価方法を例示している。
図9に示す曲げ試験装置において、試験片TPの幅方向(図8の奥行き方向)における支持具SU1,SU1及び押圧子PU1の長さは50mm以上あり、試験片TPの長手方向(図8の左右方向)に沿った断面における支持具SU1,SU1及び押圧子PU1の先端は直径3.2mmである。支持具SU1,SU1は、試験片TPの長手方向の端部からそれぞれ50mmの位置に設けられている。支持具SU1,SU1の間の距離は、50mmである。実施例サンプル、及び、市販品から切り出した試験片TPの裏面を支持具SU1,SU1で支持し、支点間の中心位置を意匠面側から速度50mm/minで押圧子PU1により押圧し、発生する荷重を測定して、曲げ弾性勾配(N/50mm/cm)を求めた。
実施例サンプルの試験片の曲げ弾性勾配は、160N/50mm/cmと、市販品よりも若干大きかった。従って、実施例サンプルは、市販品よりも軽量ながら市販品と同等以上の剛性を有していた。
以上より、ポリエステル系の不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した補強層が発泡ポリオレフィン樹脂製の芯材層の両面に接着された内装材は、安価ながら軽量で良好な剛性を有していることが確認された。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、安価ながら軽量で良好な剛性の車両用内装材等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
10…第一補強層、12…第一不織布、13…第一の繊維構造、
14…ポリオレフィン樹脂、16…第一フィルム、
20…第二補強層、22…第二不織布、23…第二の繊維構造、
24…ポリオレフィン樹脂、26…第二フィルム、
30…芯材層、31…一面、32…他面、36…シート、
40…表皮層、42…接着層、43…接着補助層、44…表皮材、
46…接着フィルム、47…接着補助フィルム、
50…積層シート、
100…自動車、114…ラゲージサイドトリム、
114a…意匠面、114b…裏面、114c…凸部、114d…湾曲部、
200…プレス成形機、210…プレス成形型、212…上型、214…下型、
D1…前後方向、D2…上下方向、D3…幅方向、D4…厚み方向、
DF1,DF2…繊維の配向方向、P1…溶着点、
SP1…車室、SP2…荷室、
ST1…発泡シート形成工程、ST2…積み重ね工程、ST3…第一加熱工程、
ST4…表皮材積み重ね工程、ST5…第二加熱工程、ST6…成形工程、
ST7…裁断工程、ST8…部品組み付け工程。
Claims (5)
- 成形された車両用内装材であって、順に、
ポリエステル系の第一不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した第一補強層と、
発泡ポリオレフィン樹脂製の芯材層と、
ポリエステル系の第二不織布にポリオレフィン樹脂が含浸した第二補強層と、を含み、
前記芯材層の一面に前記第一補強層が接着され、前記芯材層の他面に前記第二補強層が接着された、車両用内装材。 - 前記第一不織布の繊維の配向方向における前記車両用内装材の長さは、前記配向方向と直交する方向における前記車両用内装材の長さよりも長い、請求項1に記載の車両用内装材。
- 前記第一不織布は、第一の繊維構造を有し、
前記第二不織布は、前記第一の繊維構造とは異なる第二の繊維構造を有する、請求項1又は請求項2に記載の車両用内装材。 - 前記第二補強層において前記芯材層とは反対側の面に表皮層が接着されている、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の車両用内装材。
- 成形された車両用内装材の製造方法であって、
少なくとも、ポリエステル系の第一不織布、ポリオレフィン樹脂製の第一フィルム、発泡ポリオレフィン樹脂製のシート、ポリオレフィン樹脂製の第二フィルム、及び、ポリエステル系の第二不織布を順に重ねる工程と、
前記第一フィルムのポリオレフィン樹脂を溶融させて該ポリオレフィン樹脂が前記第一不織布に含浸した第一補強層を形成し、前記第二フィルムのポリオレフィン樹脂を溶融させて該ポリオレフィン樹脂が前記第二不織布に含浸した第二補強層を形成し、前記シートの一面に前記第一補強層が接着され前記シートの他面に前記第二補強層が接着されて成形された内装材を得る工程と、を含む、車両用内装材の製造方法。
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