JP2019119947A - 内装部材及び内装部材の製造方法 - Google Patents
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以上のように、手法1〜3の何れを用いても、内装部材の軽量化を図りつつ剛性を高めることは容易ではない。そのため、天然繊維で構成されるマット状部材間で、発泡ポリウレタン樹脂原料等を発泡、硬化させて構成される内装用基材が提案されている(特許文献1参照)。
1.天然繊維を用いて構成される不織布に、熱硬化性発泡樹脂を含有させた内装用基材を具備する内装部材であって、
前記熱硬化性発泡樹脂の発泡倍率が、前記内装用基材の表裏面側で低く、前記内装用基材の内部で高くなるように傾斜していることを特徴とする内装部材。
2.前記天然繊維がケナフである前記1.に記載の内装部材。
3.前記内装部材は車両用内装部材である前記1.又は2.に記載の内装部材。
4.前記熱硬化性発泡樹脂がポリウレタン樹脂である前記1.乃至3.のうちのいずれか1項に記載の内装部材。
5.前記4.に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布の含水率を厚さ方向に沿った一方の面の側で低く、厚さ方向に沿った他方の面の側で高くなるように調整する含水率調整工程と、
前記不織布の前記一方の面と前記他方の面の各々に対して発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する塗布工程と、
前記他方の面が内側になるように折り曲げる折曲工程と、
折り曲げられた不織布を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。
6.前記含水率の差が3〜20%である前記5.に記載の内装部材の製造方法。
7.前記4.に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布として、含水率が第1含水率の第1不織布を作製する第1作製工程と、
前記不織布として、含水率が第2含水率の第2不織布を作製する第2作製工程と、
前記不織布として、含水率が前記第1含水率及び前記第2含水率よりも高い第3含水率の第3不織布を作製する第3作製工程と、
前記第1不織布の一方の面に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第1塗布工程と、
前記第2不織布の一方の面に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第2塗布工程と、
前記第3不織布の両面の各々に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第3塗布工程と、
前記第1不織布の前記一方の面が前記内装用基材の表面側になり、前記第2不織布の前記一方の面が前記内装用基材の裏面側になるとともに、前記第3不織布が前記第1不織布と前記第2不織布との間に位置するように積層して積層体とする積層工程と、
前記積層体を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。
8.前記第1含水率と前記第3含水率との差、及び前記第2含水率と前記第3含水率との差が、いずれも3〜20%である前記7.に記載の内装部材の製造方法。
9.前記4.に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布の一方の面に、第1含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第1塗布工程と、
前記不織布の他方の面に対して、前記第1含有量よりも多い第2含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第2塗布工程と、
前記他方の面が内側になるように折り曲げる折曲工程と、
折り曲げられた不織布を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。
10.前記第1含有量と前記第2含有量との差が3〜20%である前記9.に記載の内装部材の製造方法。
11.前記4.に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布として、一方の面に第1含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第1不織布を作製する第1作製工程と、
前記不織布として、一方の面に第2含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第2不織布を作製する第2作製工程と、
前記不織布として、前記第1含有量及び前記第2含有量よりも多い第3含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第3不織布を作製する第3作製工程と、
前記第1不織布の前記一方の面が前記内装用基材の表面側になり、前記第2不織布の前記一方の面が前記内装用基材の裏面側になるとともに、前記第3不織布が前記第1不織布と前記第2不織布との間に位置するように積層して積層体とする積層工程と、
前記積層体を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。
12.前記第1含有量と前記第3含有量との差、及び前記第2含有量と前記第3含有量との差が、いずれも3〜20%である前記11.に記載の内装部材の製造方法。
また、天然繊維がケナフである場合は、内装部材の軽量化を図ったり、廃棄の容易化を図ったりすることができる。
更に、内装部材が車両用内装部材である場合は、車両の軽量化による燃費向上を図ったり、二酸化炭素の排出量の削減に寄与したりすることができる。
また、熱硬化性発泡樹脂がポリウレタン樹脂である場合は、容易に、厚さ方向の表面側及び裏面側での発泡倍率が低く、内部での発泡倍率が高い内装部材とすることができる。
つまり、不織布の一方の面から発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布するのみでは、不織布の一方の面から内部まで発泡ポリウレタン樹脂原料が十分に含浸されない可能性があるが、不織布の両面に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布し、不織布を高含水率面が内側になるように折り曲げることで、内装部材の内部の発泡倍率を高くし、表裏面側の発泡倍率を低くすることができる。
また、低含水率面側と高含水率面側との含水率の差が3〜20%であれば、剛性が高められ、柔軟であるとともに軽量化も図られた内装部材を容易に製造することができる。
つまり、内装部材の表面及び裏面を、発泡倍率が低い第1不織布及び第2不織布の各々の一方の面により構成するとともに、第1不織布及び第2不織布が、表裏面側の発泡倍率が高い第3不織布を挟み込むようにする。これにより、内装部材の内部の発泡倍率を高くし、内装部材の表裏面側の発泡倍率を低くすることができる。
この他の本発明の場合も、第1含水率と第3含水率との差、及び第2含水率と第3含水率との差が、いずれも3〜20%であれば、剛性が高められ、柔軟であるとともに軽量化も図られた内装部材を容易に製造することができる。
つまり、不織布の一方の面に発泡剤の含有量が少ない発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布し、他方の面に発泡剤の含有量が多い発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布し、他方の面が内側になるように折り曲げるため、内装部材の内部の発泡倍率を高くし、内装部材の表裏面側の発泡倍率を低くすることができる。
この他の本発明の場合、第1含有量と第2含有量ととの差が3〜20%であれば、剛性が高められ、柔軟であるとともに軽量化も図られた内装部材を容易に製造することができる。
つまり、内装部材の表面及び裏面を、発泡倍率が低い第1不織布及び第2不織布の各々の一方の面により構成するとともに、第1不織布及び第2不織布が、表裏面側の発泡倍率が高い第3不織布を挟み込むようにする。これにより、内装部材の内部の発泡倍率を高くし、内装部材の表裏面側の発泡倍率を低くすることができる。
この他の本発明の場合も、第1含有量と第3含有量との差、及び第2含有量と第3含有量との差が、いずれも3〜20%であれば、剛性が高められ、柔軟であるとともに軽量化も図られた内装部材を容易に製造することができる。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
内装用基材11を構成する不織布10は、通常、シート状の部材である。不織布10を構成する天然繊維の種類は特に限定されず、(a)ケナフ、麻、綿、しゅろ繊維、ここやし繊維等の植物繊維、(b)羊毛、獣毛、絹、羽毛等の動物繊維、(c)ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維などを例示することができる。天然繊維のなかでは植物繊維を用いることが環境の観点で好ましく、通常、熱可塑性樹脂と比べて比重が小さく、内装部材を軽量化することもできる。更に、不織布10を構成する天然繊維と、天然繊維が含有する熱硬化性発泡樹脂との量比は特に限定されず、内装部材の種類、用途等によって適宜設定することができる。
表皮材は内装用基材11に積層され、表皮層12を形成し、内装部材Aの意匠面を構成する(図2参照)。この表皮層12となる表皮材としては、例えば、トリコット単体、ポリウレタン樹脂発泡体等の樹脂発泡体、不織布等と樹脂発泡体との積層材、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等からなる樹脂繊維を用いて製造された織布、ビニールレザー等の合成皮革、皮革、及び不織布等が挙げられる。
本発明の内装部材の用途は特に限定されず、車両用内装材、建築用内装材等として用いることができる。車両としては、乗用車、バス、トラック等の他、鉄道車両、建設車両、農業車両、産業車両などが挙げられる。この他、航空機及び船舶等の内装材として用いることもできる。また、内装部材は、特に乗用車、バス、トラック等のドアトリム、ルーフトリム、ピラーガーニッシュ、パッケージトレイ、インストルメントパネル、サンバイザなどとして有用である。
実施形態1
実施形態1の内装部材Aは、例えば、図3〜図6のようにして製造することができる。
先ず、ケナフ等の天然繊維を解繊し、繊維を細分化する。ここで、解繊方法は特に限定されず、例えば、湿式法、乾式法の解繊法、蒸煮後若しくは蒸煮中の圧力を一気に開放する解繊法等を例示することができる。そして、解繊された天然繊維をカード機に投入して、ウエブを形成する。更に、ウエブをニードルパンチ機の上型と下型との間に挟み込み、ニードルパンチすることで、天然繊維を交絡させ、図3に示す不織布10Aを得る。ここで、不織布10Aは後述する「折り曲げ工程を経る前の不織布10A」であり、「折り曲げ工程を経た後の不織布10B」との区別のため、以下、「折り曲げ工程を経る前の不織布」を「基準不織布10A」と称し、「折り曲げ工程を経た後の不織布」を「折り曲げ不織布10B」若しくは単に「不織布10」と称して区別することがある。
実施形態2の内装部材は、図8に示すように、含水率の異なる2種類又は3種類の不織布(高含水率不織布1枚、低含水率不織布2枚)を用いる。具体的には、含水率が第1含水率の第1不織布13(低含水率不織布)及び含水率が第2含水率の第2不織布14(低含水率不織布)を作製し、含水率が第1含水率及び第2含水率よりも高い第3含水率の第3不織布15(高含水率不織布)を作製する。そして、第1不織布13及び第2不織布14の一面側Fに発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する。また、第3不織布15の両面側15a、15bに発泡ポリウレタを塗布する。ここで、第1不織布13、第2不織布14及び第3不織布15に塗布する発泡ポリウレタン樹脂原料は、例えば、ポリオール成分12aとポリイソシアネート成分12bとを混合して構成される。また、第1不織布13及び第2不織布14の含水率と、第3不織布15の含水率との差は3〜20%とすることができ、3〜18%であることが好ましく、3〜15%であることがより好ましく、5〜15%であることが特に好ましい。含水率の高低差が3%未満であると曲げ弾性勾配が低下することがあり、含水率の高低差が20%を超えると内装用基材の表面平滑性が低下する傾向がある。更に、第1不織布13と第2不織布14の含水率は、同じでもよく、異なっていてもよいが、内装用基材11の厚さ方向の均一性を考慮すると、略同一であることが好ましい。
実施形態3の内装部材は、図11に示すように、1種類の基準不織布16Aを用意し、基準不織布16Aの厚さ方向の一方の面16aに、第1含有量の発泡剤を含有する発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布し、基準不織布16Aの厚さ方向の他方の面16bに、第1含有量よりも多い第2含有量の発泡剤を含有する発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する。ここで、発泡剤は水であり、第1含有量の発泡剤を含有するポリオール成分17aと、ポリイソシアネート成分18とを備える発泡ポリウレタン樹脂原料が基準不織布16Aの一方の面16aに塗布され、第2含有量の発泡剤を含有するポリオール成分17bと、ポリイソシアネート成分18を備える発泡ポリウレタン樹脂原料が基準不織布16Aの他方の面16bに塗布される。また、発泡剤の含有量の差は3〜20%とすることができ、3〜18%であることが好ましく、3〜15%であることがより好ましく、5〜15%であることが特に好ましい。含有量の差が3%未満であると曲げ弾性勾配が低下することがあり、含有量の差が20%を超えると内装用基材の表面平滑性が低下する傾向がある。
実施形態4の内装部材は、図13に示すように、発泡剤の含有量が異なる2種類又は3種類の不織布(高含有量不織布1枚、低含有量不織布2枚)を用いる。具体的には、発泡剤の含有量が第1含有量の第1不織布13(低含有量不織布)及び含有量が第2含有量の第2不織布14(低含有量不織布)を作製し、発泡剤の含有量が第1含有量及び第2含有量よりも多い第3含有量の第3不織布15(高含有量不織布)を作製する。このような不織布は、第1不織布13及び第2不織布14の一面側Fに発泡剤の含有量が少ない発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布し、第3不織布15の両面側15a、15bに発泡剤の含有量が多い発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布することにより形成することができる。
(1)外観
目視により観察した。
(2)曲げ弾性率
幅50×長さ150×厚さ3(mm)の試験片の上から50mm/分の速度で荷重を加えたときの、最大荷重時の荷重−撓み曲線の直線勾配より算出した(支点間距離は100mm)である)。尚、JIS K 7171に準じて測定した。
約140℃に加温した金型(1m×1m×3mm)の上型及び下型に離型剤を塗布し、キャノン高圧ポリウレタンスプレー機を用いて、発泡ポリウレタン樹脂原料吐出量:30g/秒の条件で、見かけの密度が約58.5kg/m3(寸法;1m×1m×10mm、質量;0.58kg)のケナフマットの両面に約0.39kg(片面に0.195kg)の発泡ポリウレタン樹脂原料をスプレー塗布し、両面に発泡ポリウレタン樹脂原料を所定量塗布した植物繊維を金型に配置し閉型し、型閉め完了後から30秒後に型を開き1m×1m×3mmの植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品を作製した。
比較例1と同じ金型及びスプレー機を用いて、見かけの密度が約28.2kg/m3[寸法;2m×1m×5mm(長さが比較例1の2倍)、質量0.56kg]のケナフマットの片面に0.017kgの水を均一に塗布し、約0.39kg(片面に0.195kg)の発泡ポリウレタン樹脂原料をスプレー塗布し、ケナフマットに水を塗布した面同士を合わせるように半分に折り曲げたもの(寸法;1m×1m×10mm)を金型に配置し型閉めし、型閉め完了後から30秒経過後に型開きし、1m×1m×3mmの植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品を作製した。
見かけの密度が約27.3kg/m3のケナフマットを使用し、このケナフマットに添加する水の量と発泡ポリウレタン樹脂原料の塗布量を、それぞれ0.055kgと0.39kg(片面に0.195kg)とし、その他は、実施例1と同様にして植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品を作製した。
実施例3
見かけの密度が約26.4kg/m3のケナフマットを使用し、このケナフマットに添加する水の量と発泡ポリウレタン樹脂原料の塗布量を、それぞれ0.080kgと0.39kg(片面に0.195kg)とし、その他は、実施例1と同様にして植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品を作製した。
実施例4
見かけの密度が約25.4kg/m3のケナフマットを使用し、このケナフマットに添加する水の量と発泡ポリウレタン樹脂原料の塗布量を、それぞれ0.102kgと0.39kg(片面に0.195kg)とし、その他は、実施例1と同様にして植物繊維で補強された発泡ポリウレタン成形品を作製した。
比較例1及び実施例1〜4の処方、その他の条件と結果を表1及び表2に記載する。
的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
Claims (12)
- 天然繊維を用いて構成される不織布に、熱硬化性発泡樹脂を含有させた内装用基材を具備する内装部材であって、
前記熱硬化性発泡樹脂の発泡倍率が、前記内装用基材の表裏面側で低く、前記内装用基材の内部で高くなるように傾斜していることを特徴とする内装部材。 - 前記天然繊維がケナフである請求項1に記載の内装部材。
- 前記内装部材は車両用内装部材である請求項1又は2に記載の内装部材。
- 前記熱硬化性発泡樹脂がポリウレタン樹脂である請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の内装部材。
- 請求項4に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布の含水率を厚さ方向に沿った一方の面の側で低く、厚さ方向に沿った他方の面の側で高くなるように調整する含水率調整工程と、
前記不織布の前記一方の面と前記他方の面の各々に対して発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する塗布工程と、
前記他方の面が内側になるように折り曲げる折曲工程と、
折り曲げられた不織布を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。 - 前記含水率の差が3〜20%である請求項5に記載の内装部材の製造方法。
- 請求項4に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布として、含水率が第1含水率の第1不織布を作製する第1作製工程と、
前記不織布として、含水率が第2含水率の第2不織布を作製する第2作製工程と、
前記不織布として、含水率が前記第1含水率及び前記第2含水率よりも高い第3含水率の第3不織布を作製する第3作製工程と、
前記第1不織布の一方の面に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第1塗布工程と、
前記第2不織布の一方の面に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第2塗布工程と、
前記第3不織布の両面の各々に発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第3塗布工程と、
前記第1不織布の前記一方の面が前記内装用基材の表面側になり、前記第2不織布の前記一方の面が前記内装用基材の裏面側になるとともに、前記第3不織布が前記第1不織布と前記第2不織布との間に位置するように積層して積層体とする積層工程と、
前記積層体を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。 - 前記第1含水率と前記第3含水率との差、及び前記第2含水率と前記第3含水率との差が、いずれも3〜20%である請求項7に記載の内装部材の製造方法。
- 請求項4に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布の一方の面に、第1含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第1塗布工程と、
前記不織布の他方の面に対して、前記第1含有量よりも多い第2含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料を塗布する第2塗布工程と、
前記他方の面が内側になるように折り曲げる折曲工程と、
折り曲げられた不織布を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。 - 前記第1含有量と前記第2含有量との差が3〜20%である請求項9に記載の内装部材の製造方法。
- 請求項4に記載の内装部材を製造するための内装部材の製造方法であって、
前記不織布として、一方の面に第1含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第1不織布を作製する第1作製工程と、
前記不織布として、一方の面に第2含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第2不織布を作製する第2作製工程と、
前記不織布として、前記第1含有量及び前記第2含有量よりも多い第3含有量の発泡剤が含有される発泡ポリウレタン樹脂原料が塗布された第3不織布を作製する第3作製工程と、
前記第1不織布の前記一方の面が前記内装用基材の表面側になり、前記第2不織布の前記一方の面が前記内装用基材の裏面側になるとともに、前記第3不織布が前記第1不織布と前記第2不織布との間に位置するように積層して積層体とする積層工程と、
前記積層体を熱間プレスする熱間プレス工程と、をこの順に備えることを特徴とする内装部材の製造方法。 - 前記第1含有量と前記第3含有量との差、及び前記第2含有量と前記第3含有量との差が、いずれも3〜20%である請求項11に記載の内装部材の製造方法。
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