JP2023132336A - 車両用ルーフトリム - Google Patents
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Abstract
【課題】素材のエージングにより発泡層の吸音効果、防音効果などが劣化しない車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリムの提供。【解決手段】車両用ルーフトリムであって、基材層と、前記基材層のルーフパネルに面する側に設けられる発泡層とを有し、前記発泡層がポリアミド系樹脂を含む車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。【選択図】図1
Description
本発明は、車両のルーフパネルの車窓側に設置され、車室内の天井面を形成するための車両用ルーフトリムに関する。
車両の車室天井には、ルーフパネルの内側に、パネル補強用ルーフボウにより空間を隔てて天井を形成するルーフトリムが設けられている。このルーフトリムは一般に、基材層と発泡層を有しており、発泡層の特性として、吸音効果、防音効果、車室内の保温性、断熱性などが求められる。発泡層を構成する材料としては、ポリプロピレン、ポリウレタンが一般的である。
例えば、特開2008‐74287号公報は、繊維層を有する基材と、この基剤の下面に設けられる表皮層とを備えた車両用ルーフトリム材を記載している。この基材は発泡層とその上下両面に設けられた第1繊維層と第2繊維層とを有し、この発泡層はウレタン樹脂を発泡してなるものであると記載されている。また、繊維層を構成する繊維は樹脂繊維であり、その例としてはビニロン繊維が挙げられている。
また、特開2013-244912号公報は、ルーフパネルの車室側に設けられ、前記車室内の天井面を形成する車両用ルーフトリムにおいて、基材と、前記基材のルーフパネル側に設けられ内部に気泡を含む気泡層(独立気泡体)と、前記ルーフパネルと前記気泡層の間に設けられ、前記ルーフパネルによる外気との熱交換を抑制する所定の空間と、を有することを特徴とする車両用ルーフトリムを開示する。この文献では、前記独立気泡体は、表面に例えば径が5~40mm、高さが3~15mm程度の独立気泡室が隙間なく形成されているものであるとされているが、気泡層(独立気泡体)の素材については詳細な開示はなく、唯一具体例として、ポリエチレン製の気泡型緩衝剤である「エアキャップ」(登録商標:宇部フィルム(株))が挙げられているだけである。
一方、特開2011‐105879号公報には、ポリアミド系樹脂粒子の予備発泡粒子を加熱することによって、ポリアミド系樹脂発泡品を得る技術が開示されている。しかし、ポリアミド系樹脂発泡品をルーフトリムに用いること、特にルーフトリムの発泡層に用いることは、上記引例のほか、他の従来技術文献にも一切記載はない。
しかし、車両の車室天井の形状が複雑化し、また車室天井が大きくなるにつれて、ルーフトリムの寸法変化が問題となり、しわ発生の原因となる。また、基材層と発泡層を融着させる際に熱圧着などの方法が用いられるが、ポリプロピレン、ポリウレタンなどからなる発泡層では耐熱性が不十分であり、圧着ムラの原因となる。
また、特に夏季の暑熱環境下で、例えば直射日光下で駐車場に車両を駐車しておくと、太陽光により車体パネルが加熱されて高温化することがある。このとき、従来のポリプロピレン、ポリウレタンなどからなる発泡層では耐熱性が不十分であるだけでなく、素材のエージングにより発泡層の吸音効果、防音効果などが劣化することがある。例えば、従来技術として知られるポリウレタン発泡体は、常用耐熱温度が低いため、高温となる場合、形状の変化、体積の変化、空隙率の変化などを引き起こすだけでなく、経年劣化が進むこともあり得る。
また、万が一、車室内、特にルーフパネル内に水が浸入した場合、ポリウレタン発泡体が加水分解を受けて劣化すると、長期にわたってルーフトリムの性能を維持することができなくなる。
また、ポリウレタン発泡体は剛性の低い軟質材料であるため、それから構成されるルーフトリムは変形・分離・破損するおそれもあった。
また、車室内の衛生環境維持のためにルーフトリムに殺菌処理を施すことが望ましく、水性殺菌剤を塗布することが好ましいが、従来の撥水性のポリプロピレン、ポリウレタンなどからなる発泡層では水性殺菌剤を塗工することは困難であった。
さらにポリプロピレン、ポリウレタンなどからなる発泡層は、構成モノマーを含有していることがあり、かかる有機物の揮発によりいわゆるシックハウス症候群をもたらす可能性がある。また、近年環境省においては、自動車からの炭化水素の排出規制に加え、揮発性有機化合物(VOC)の排出及び飛散に関し、排出規制、自主的取組の促進、各種検討調査などの施策を講じていることもあり、健康被害の防止・大気汚染の防止・環境の保護観点からも好ましいルーフトリム材料が望まれている。
一方、ポリアミドについては立体的な構造物に成形できるポリアミド発泡成型体が今までなかったという事情もあり、ポリアミド系樹脂発泡品をルーフトリムに用いるという発想、特にルーフトリムの発泡層に用いるという発想がこれまでなかったというのが現状である。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、発泡層を構成する材料をポリアミドとすることで、上記課題を解決することができ、ルーフトリム製造時の耐熱性向上と、製造時の圧着ムラの防止を実現できるだけでなく、ルーフトリムの寸法安定性、しわ発生の防止、車内外の吸音効果(雨音の低減等)、防音効果、保温性、断熱性、塗工処理の利便性・衛生環境(水性殺菌剤の塗工可能、シックハウス症候群の低減、VOC放散量の低減等)を長期にわたり維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記の通りである。
[1] 車両用ルーフトリムであって、基材層と、前記基材層のルーフパネルに面する側に設けられる発泡層とを有し、前記発泡層がポリアミド系樹脂を含む、車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[2] 前記基材層と発泡層の間に繊維層を有することを特徴とする、上記[1]に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[3] 前記発泡層の密度が、50~500kg/m3である、上記[1]~[2]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[4] 前記発泡層の独立気泡率Sが80%以上である、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[5] 前記ポリアミド系樹脂の示差走査熱量測定(DSC)により測定される融点が、150℃以上270℃以下である上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[6] 前記ポリアミド系樹脂が、脂肪族ポリアミド樹脂を50質量%超含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[1] 車両用ルーフトリムであって、基材層と、前記基材層のルーフパネルに面する側に設けられる発泡層とを有し、前記発泡層がポリアミド系樹脂を含む、車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[2] 前記基材層と発泡層の間に繊維層を有することを特徴とする、上記[1]に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[3] 前記発泡層の密度が、50~500kg/m3である、上記[1]~[2]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[4] 前記発泡層の独立気泡率Sが80%以上である、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[5] 前記ポリアミド系樹脂の示差走査熱量測定(DSC)により測定される融点が、150℃以上270℃以下である上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
[6] 前記ポリアミド系樹脂が、脂肪族ポリアミド樹脂を50質量%超含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
本発明のルーフトリムは、基材層と、前記基材層のルーフパネル側に設けられる発泡層とを有し、前記発泡層を構成する材料がポリアミド系樹脂である車両用ルーフトリムである。このため、本発明のルーフトリムは、基材層と発泡層を融着させる際に圧着ムラを生じないという優れた効果を有する。本発明のルーフトリムはまた、太陽光により車体パネルが加熱されて高温化しても、発泡層の有する吸音効果(雨音の低減)、防音効果、保温性、断熱性などが劣化しないという優れた効果を有する。また、本発明のルーフトリムは、ポリアミド自体に吸水性があり、さらに耐加水分解性に優れるため、水性殺菌剤を塗工することが可能となるという優れた効果を有する。本発明のルーフトリムはさらに、構成モノマーの含有量が少ないのでシックハウス症候群の発生やVOC放散量を低減することができるという優れた効果を発揮する。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について詳細に説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
まず、ルーフトリムの外部形状について説明する。
図1に車両用ルーフトリム(以下、単にルーフトリムともいう)1の一例を示す。図1のルーフトリム1は、車両の車室天井のルーフパネルの内側に、ルーフパネルの形状に倣う形状で、おおよそ長方形の形状を有してしており、ルーフパネルに対向する面を上から見た平面図である。フロントF側は車両のフロントウインドウ側に向かって配置され、対向するリアR側は、リアウインドウ側に向かって配置することができる。図1のルーフトリム1は、一例としてF側からR側に向かう軸方向に沿って、中央領域がルーフパネルに向かって盛り上がるトレイ形状に成形加工することができる。
図1に車両用ルーフトリム(以下、単にルーフトリムともいう)1の一例を示す。図1のルーフトリム1は、車両の車室天井のルーフパネルの内側に、ルーフパネルの形状に倣う形状で、おおよそ長方形の形状を有してしており、ルーフパネルに対向する面を上から見た平面図である。フロントF側は車両のフロントウインドウ側に向かって配置され、対向するリアR側は、リアウインドウ側に向かって配置することができる。図1のルーフトリム1は、一例としてF側からR側に向かう軸方向に沿って、中央領域がルーフパネルに向かって盛り上がるトレイ形状に成形加工することができる。
一実施形態として、ルーフトリム1のF側寄りの両側端部には、車両のフロントピラー(図示省略)に係合する凹角部11、11を設けることができる。この実施形態では、ルーフトリム1の長手側の両側縁部のほぼ中間部位に、車両のセンターピラー(図示せず)に係合する切欠き縁部12、12を設けることができる。この実施形態では、ルーフトリム1のF側寄り縁部の中央から、ルーフトリム1のA側寄り縁部の左右両側の凹角部12、12にかけて、サンバイザー配置成形部13、13が設けることができる。さらにこの実施形態では、左右のサンバイザー配置成形部13、13間にマップランプ取付け穴14が設けられ、中央領域に、ルームランプを取り付けるためのルームランプ取付け穴15等が、必要に応じて設けられる。
ルーフトリム1は、ルーフパネルrpの車室側に、ルーフパネルrpに付設されるルーフボウrbを介して設けることができる(図2)。ルーフパネルrpは、例えばアルミニウム合金板又は鋼板で構成することができ、その外観は車体幅方向や車体前後方向に、ゆるやかな凸面の形状を有することができる。また、ルーフボウrbは、車体前部、中央部、車体後部に設けられ、車体幅方向で周知の固定手段、例えば接着剤、ボルトやリベットなどの機械的接合、又はスポット溶接等の溶接接合により、ルーフパネルrpに一体的に固定され得る。
次に、ルーフトリム1の構成について説明する。
ルーフトリム1は、図3に示すように、少なくとも、発泡層2と基材層3とを備えている。基剤層3は、好ましくは、クッション層と表皮層を含む。ルーフトリム1は、さらに繊維層4を含んでもよい。
ルーフトリム1は、図3に示すように、少なくとも、発泡層2と基材層3とを備えている。基剤層3は、好ましくは、クッション層と表皮層を含む。ルーフトリム1は、さらに繊維層4を含んでもよい。
(発泡層)
本発明において、発泡層はポリアミド系樹脂を含む。好ましくは、発泡層を構成する材料がポリアミド系樹脂である。
本発明において、発泡層はポリアミド系樹脂を含む。好ましくは、発泡層を構成する材料がポリアミド系樹脂である。
本実施形態の発泡層の密度は、発泡層の強度を適度にし、気泡膜を破膜しにくくすることにより発泡成形体の外観性を向上させる観点から、20kg/m3以上であることが好ましく、50kg/m3以上であることがさらに好ましく、また、発泡層の軽量性を高める観点から、800kg/m3以下であることが好ましく、500kg/m3以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の発泡層の独立気泡率Sは、発泡成形体の強度を向上させると共に、連続気泡部分において生じ得る樹脂中への水の取り込みを生じにくくして、発泡層の密度を低下しにくくする観点から、80%以上であることが望ましく、85%以上であることがさらに望ましい。発泡層において気泡がすべて独立気泡の場合は、独立気泡率Sは100%の最大値となり得る。
なお、独立気泡率S(%)は、下記式(1)で表される式により算出される。
式中、Vxは、発泡層の真の容積(cm3)であり、Vaは、発泡層の見かけの容積(cm3)であり、Wは、発泡成形体の重量(g)であり、ρは、発泡層の基材樹脂の密度(g/cm3)である。
なお、独立気泡率S(%)は、下記式(1)で表される式により算出される。
式中、Vxは、発泡層の真の容積(cm3)であり、Vaは、発泡層の見かけの容積(cm3)であり、Wは、発泡成形体の重量(g)であり、ρは、発泡層の基材樹脂の密度(g/cm3)である。
以下、本実施形態の発泡層に含まれるポリアミド系樹脂について詳述する。
ポリアミド系樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアミド共重合体、これらの混合物が挙げられる。
ポリアミド系樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアミド共重合体、これらの混合物が挙げられる。
ポリアミドとしては、ジアミンとジカルボン酸との重縮合により得られるナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン46、ナイロン1212等、ラクタムの開環重合により得られるナイロン6、ナイロン12等が挙げられる。
ポリアミド共重合体としては、例えば、ナイロン6/66、ナイロン66/6、ナイロン66/610、ナイロン66/612、ナイロン66/6T(Tは、テレフタル酸成分を表す)、ナイロン66/6I(Iは、イソフタル酸成分を表す)、ナイロン6T/6I等が挙げられる。中でも、脂肪族ポリアミドが好ましく、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6/66、ナイロン66/6等がより好ましい。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの混合物としては、例えば、ナイロン66とナイロン6との混合物、ナイロン66とナイロン612との混合物、ナイロン66とナイロン610との混合物、ナイロン66とナイロン6Iとの混合物、ナイロン66とナイロン6Tとの混合物等が挙げられる。なかでも、発泡成形体の結晶化度を高めて、耐熱性及び融着率を十分にする観点から、混合物の場合のポリアミド系樹脂は、脂肪族ポリアミドを50質量%超含むものであることが好ましく、60質量%以上含むものであることがより好ましい。
また、ポリアミド系樹脂の融点は、発泡成形体の耐熱性を十分にする観点から、150℃以上であることが好ましく、180℃以上であることがさらに好ましく、また、発泡成形体の成形プロセスにおいて予備発泡粒子同士の融着率を向上させる観点から、270℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。
なお、ポリアミド系樹脂の融点は、JIS K7121に準じて、示差走査熱量測定(DSC)により測定した値を指す。測定で現れた吸熱を示すピークを樹脂の融解を示すピークとし、最も高温側に現れた吸熱を示すピークにおける温度を、融点とする。
測定装置としては、市販の示差走査熱量計を用いてよく、例えば、パーキンエルマー社製のDSC7等が挙げられる。
測定条件としては、通常の条件を用いてよく、例えば、不活性ガス雰囲気下、樹脂をその融点超の温度で保持し、その後、20℃/分で室温程度まで急冷し、次いで、融点超の温度まで20℃/分で昇温させるという温度条件等が挙げられる。
ポリアミド系樹脂が末端に有する高反応性の官能基(アミノ基及びカルボキシル基)を、ポリアミド系樹脂の合成において末端封止剤を添加することによって、低反応性の官能基に変える(ポリアミド系樹脂の末端を封鎖する)ことができる。
この場合、末端封止剤を添加する時期としては、原料仕込み時、重合開始時、重合中後期、又は重合終了時が挙げられる。
末端封止剤としては、ポリアミド系樹脂のアミノ基又はカルボキシル基との間で反応し得る単官能性の化合物である限り、特に制限されることなく、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミド系樹脂のアミン価及び酸価としては、いずれも、0当量/1×106g以上としてよく、また、ポリアミド系樹脂の溶融滞留時にゲル化や劣化を生じにくくする観点から、及び樹脂の使用環境下において着色や加水分解等の問題を生じにくくする観点から、200当量/1×106g以下であることが好ましく、100当量/1×106g以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の発泡層に含まれるポリアミド系樹脂以外のその他の成分としては、安定剤、衝撃改良材、難燃剤、滑剤、顔料、染料、耐候性改良剤、帯電防止剤、耐衝撃改質剤、結晶核剤、ガラスビーズ、無機充填材、架橋剤、タルク等の核剤や他の熱可塑性樹脂を、本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。本実施形態の発泡層におけるその他の成分の含有量は、ポリアミド系樹脂100質量部に対して、15質量部以下としてよく、6質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがさらに好ましい。
特に、安定剤としては、特に限定されることなく、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ホスファイト化合物、チオエーテル系化合物等の有機系酸化防止剤や熱安定剤;ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系、イミダゾール系等の光安定剤や紫外線吸収剤;金属不活性化剤等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱安定剤としては、120℃以上の高温環境下で長期熱老化を効果的に防止する観点から、銅化合物が好ましく、この銅化合物とハロゲン化アルカリ金属化合物との組み合わせも好ましい。ここで、ハロゲン化アルカリ金属化合物としては、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
特に、難燃剤としては、特に限定されないが、ハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物との組み合わせが好ましい。
ここで、ハロゲン系難燃剤としては、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂、臭素化スチレン無水マレイン酸共重合体、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、デカブロモジフェニルエーテル、デカブロモビフェニル、臭素化ポリカーボネート、パークロロシクロペンタデカン、臭素化架橋芳香族重合体が好ましい。
アンチモン化合物としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムが好ましい。
難燃剤としては、熱安定性の観点から、ジブロモポリスチレンと三酸化アンチモンとの組み合わせが好ましい。
また、難燃剤としては、非ハロゲン系難燃剤も用いられてよく、具体的には、メラミンシアヌレート、赤リン、ホスフィン酸金属塩、含窒素リン酸系化合物等が挙げられ、特に、ホスフィン酸金属塩と、含窒素リン酸系化合物(例えば、メラミンやメラミンの縮合物(メラム、メロン等)とポリリン酸との、反応生成物又は混合物も含む)との組み合わせが好ましい。
なお、本実施形態の発泡層に含まれるポリアミド系樹脂のアミノ基又はカルボキシル基と反応する置換基(以下、反応性の置換基ともいう)を有する化合物や重合体等を用いて、樹脂の分子内においてかかる置換基を介した架橋構造を形成させることによって、樹脂の架橋度を高めてもよい。
反応性の置換基としては、例えば、グリシジル基、カルボキシル基、カルボン酸金属塩、エステル基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボジイミド基等の官能基等が挙げられ、特に、反応の速さの観点から、グリシジル基、カルボジイミド基が好ましい。
これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、化合物や重合体等は、1分子中に複数種の官能基を有していてもよい。
なお、反応性の置換基の樹脂への導入量は、架橋により樹脂にゲル化等が生じない程度とするのがよい。
ポリアミド系樹脂の形状としては、特に限定されることなく、例えば、ビーズ状、ペレット状、球体、不定形の粉砕物等が挙げられる。その大きさは、発泡後の予備発泡粒子の大きさを適度なものとし、予備発泡粒子の取り扱いやすさを高め、成形時の充填をより密にする観点から、0.2~3mmであることが好ましい。
本実施形態のポリアミド発泡体は、前述のポリアミド系樹脂を含む本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子からなり、本実施形態の発泡層はこのポリアミド発泡体から形成される。なお、前述のポリアミド系樹脂から本実施形態のポリアミド発泡体及び発泡層を製造する方法、及び本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子から本実施形態のポリアミド発泡体及び発泡層を製造する方法については後述する。
本実施形態のポリアミド発泡体及びそれからなる発泡層の加熱による寸法変化率は、1.5%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。なお、寸法変化率は、JIS K6767の寸法安定性評価・B法に準拠して測定した値を指す。
(ポリアミド発泡体の製造方法)
初めに、本実施形態のポリアミド発泡体を製造する際に用いられる、本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子の製造方法について記載する。なお、本願明細書において、予備発泡粒子とは、最終段階の発泡を行っていない発泡性の粒子(ビーズ等)を指す。
本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子は、前述のポリアミド系樹脂に発泡剤を含有(含浸)させて、発泡を生じさせることによって得ることができる。
初めに、本実施形態のポリアミド発泡体を製造する際に用いられる、本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子の製造方法について記載する。なお、本願明細書において、予備発泡粒子とは、最終段階の発泡を行っていない発泡性の粒子(ビーズ等)を指す。
本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子は、前述のポリアミド系樹脂に発泡剤を含有(含浸)させて、発泡を生じさせることによって得ることができる。
ポリアミド系樹脂に発泡剤を含有(含浸)させる方法としては、特に限定されることなく、一般的に用いられている方法としてよい。
かかる方法としては、水等の懸濁系で水性媒体を用いて行う方法(懸濁含浸)や、重炭酸ナトリウム等の熱分解型発泡剤を用いる方法(発泡剤分解)、ガスを臨界圧力以上の雰囲気とし液相状態にして、基材樹脂に接触させる方法(液相含浸)、ガスを臨界圧力未満の雰囲気とし気相状態にして、基材樹脂に接触させる方法(気相含浸)等が挙げられる。
上記方法のうち、特に、気相含浸が好ましい。
気相含浸では、高温条件下で実施される懸濁含浸の場合と比較して、ガスの樹脂への溶解度がより高く、発泡剤の含有量を高くしやすい。そのため、気相含浸では、高発泡倍率を達成しやすく、樹脂内の気泡サイズも均一になりやすい。
気相含浸では、高温条件下で実施される懸濁含浸の場合と比較して、ガスの樹脂への溶解度がより高く、発泡剤の含有量を高くしやすい。そのため、気相含浸では、高発泡倍率を達成しやすく、樹脂内の気泡サイズも均一になりやすい。
発泡剤分解法は、懸濁含浸と同様に、高温条件下で実施される点で不都合が生じる場合ある。また、この方法では、加えた熱分解型発泡剤全てがガスになるわけではないため、ガス発生量が相対的に少なくなりやすい。
一方、気相含浸では、発泡剤含有量を高くしやすいという利点がある。さらに、気相含浸では、液相含浸の場合と比較して、耐圧装置や冷却装置等の設備がよりコンパクトになりやすく、設備費を低減しやすい。
気相含浸の条件としては、特には限定されることなく、例えば、ガスの樹脂への溶解をより効率的に進める観点から、雰囲気圧力としては、0.5~6.0MPaであることが好ましく、雰囲気温度としては、5~30℃であることが好ましい。
ここで、本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子を製造する際に使用される発泡剤としては、特に限定されることなく、空気やガスとし得る化合物等が挙げられる。
ガスとし得る化合物の例としては、二酸化炭素、窒素、酸素、水素、アルゴン、ヘリウム、ネオン等の無機化合物;トリクロロフルオロメタン(R11)、ジクロロジフルオロメタン(R12)、クロロジフルオロメタン(R22)、テトラクロロジフルオロエタン(R112)ジクロロフルオロエタン(R141b)クロロジフルオロエタン(R142b)、ジフルオロエタン(R152a)、HFC‐245fa、HFC‐236ea、HFC‐245ca、HFC‐225ca等のフルオロカーボン;HFO‐1234y、HFO‐1234ze(E)等のハイドロフルオロオレフィン;プロパン、n‐ブタン、i‐ブタン、n‐ペンタン、i‐ペンタン、ネオペンタン等の飽和炭化水素;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、n‐ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、フラン、フルフラール、2‐メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類;塩化メチル、塩化エチル等の塩素化炭化水素類;メタノール、エタノール等のアルコール類等が挙げられる。
これらの空気やガスとし得る化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
発泡剤としては、環境への影響が少なく、可燃性や支燃性がないものが好ましく、取り扱い時の安全性の観点から、可燃性のない無機化合物がさらに好ましく、樹脂への溶解性、取り扱いの容易性の観点から、二酸化炭素ガス(炭酸ガス)が特に好ましい。
発泡剤を含有(含浸)させたポリアミド系樹脂に発泡を生じさせる方法としては、特に限定されないが、例えば、予備発泡粒子を高圧雰囲気下から低圧雰囲気下に一気に持ち込むことによって、予備発泡粒子中に溶解している発泡剤としてのガスを膨張させて、発泡を生じさせる方法や、圧力蒸気等を用いて加熱することによって、予備発泡粒子中のガスを膨張させて、発泡を生じさせる方法等を用いることができ、特に、生成物である成形体内部の気泡の大きさ(セルサイズ)を均一にするという利点、及び発泡倍率を制御して低発泡倍率の成形体の作製を容易にするという利点が得られるため、後者の加熱・発泡を行う方法を用いることが好ましい。
ここで、予備発泡粒子を所望の発泡倍率になるまで発泡させる際、一段階の発泡を行ってもよく、二次発泡、三次発泡等からなる多段階の発泡を行ってもよい。なお、多段階の発泡を行った場合、高発泡倍率の予備発泡粒子を調製しやすく、成形に用いられる予備発泡粒子は単位体積当たりに使用される樹脂量を低減する観点から、三次発泡まで行った予備発泡粒子であることが好ましい。
特に、多段階の発泡の場合、各段階での発泡前に予備発泡粒子に対してガスによる加圧処理を行うことが好ましい。加圧処理に用いるガスとしては、ポリアミド系樹脂に対して不活性である限り、特には限定されないが、ガスの安全性が高く、ガスの地球温暖化係数の小さい、無機ガスやハイドロフルオロオレフィンが好ましい。無機ガスとしては、例えば、空気、炭酸ガス、窒素ガス、酸素ガス、アンモニアガス、水素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス等が挙げられ、また、ハイドロフルオロオレフィンとしては、例えば、HFO‐1234y、HFO‐1234ze(E)等が挙げられ、特に、取り扱い容易性及び経済性の観点から、空気や炭酸ガスが好ましい。加圧処理の手法としては、特には限定されないが、予備発泡粒子を加圧タンク内に充填し、該タンク内にガスを供給する手法等が挙げられる。
そして、本実施形態のポリアミド発泡体は、前述の本実施形態のポリアミド系樹脂予備発泡粒子を成形することによって得ることができる。
ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を成形する方法としては、特に限定されないが、例えば、予備発泡粒子を成形用金型のキャビティ内に充填し、加熱することによって、発泡を生じさせると同時に予備発泡粒子同士を熱融着させた後、冷却により生成物を固化し、成形することができる。ここで、予備発泡粒子の充填方法は、特には限定されないが、例えば、金型を多少開けた状態で予備発泡粒子を充填するクラッキング法、金型を閉じたままの状態で加圧圧縮した予備発泡粒子を充填する圧縮法、金型に加圧圧縮した予備発泡粒子を充填した後に上記クラッキング法を行う圧縮クラッキング法等が挙げられる。
本発明では、予備発泡粒子の気泡に一定のガス圧力を付与して、粒子内部の気泡の大きさ(セルサイズ)を均一にする観点から、予備発泡粒子を成形用金型のキャビティ内に充填する前に、予備発泡粒子に対してガスによる加圧処理を行うことが好ましい。加圧処理に用いるガスとしては、特には限定されないが、難燃性、耐熱性、寸法安定性の観点から、無機ガスを用いるのが好ましい。無機ガス及び加圧処理の方法については、前述のポリアミド系樹脂に発泡を生じさせる方法において発泡前の予備発泡粒子に対して施されるガスによる加圧処理の場合と同様である。
ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を成形する際に用いられる熱媒体は、汎用の熱媒体としてよく、発泡成形体の酸化劣化を抑制する観点から、飽和水蒸気や過熱水蒸気であることが好ましく、発泡成形体に対して均一な加熱を可能にする観点から、飽和水蒸気がさらに好ましい。
より詳細には、本実施形態のポリアミド発泡体の形成方法は、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を金型のキャビティ内に充填し、キャビティ内にポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度以下の水蒸気を5~30秒間供給して、上記ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を予備的に加熱する前工程と、キャビティ内にポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度以上の水蒸気を20~120秒間供給して、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を発泡させ、且つ熱融着させることによって、ポリアミド発泡体を得る後工程とを有することができる。
このように、本実施形態のポリアミド発泡体は、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を二段階で加熱することによって得ることができる。
この方法によれば、一段階目に、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度以下の水蒸気で予備発泡粒子を予備的に加熱することによって、予備発泡粒子の集合体全体における温度分布をより均一にすることができる。そして、この一段階目の予備的な加熱により、二段階目に、熱融着温度以上の水蒸気で予備発泡粒子を加熱した際に、予備発泡粒子における発泡がより均一なものとなり、予備発泡粒子をポリアミド発泡体に成形しやすくなる。
また、この方法によれば、得られるポリアミド発泡体において、樹脂の結晶子サイズがより大きくなり、また、結晶化度がより高くなり、ひいては、耐熱性に優れたポリアミド発泡体を得ることができる。
ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を加熱する際の温度としては、前述の通り、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度(Tf)近傍であることが望ましい。
なお、熱融着温度とは、予備発泡粒子を飽和水蒸気内において加熱し、予備発泡粒子同士が融着する温度を指す。熱融着温度の測定方法は、実施例に記載の通りである。
なお、熱融着温度とは、予備発泡粒子を飽和水蒸気内において加熱し、予備発泡粒子同士が融着する温度を指す。熱融着温度の測定方法は、実施例に記載の通りである。
一段階目の加熱温度は、Tf(℃)より低い温度であることが望ましく、Tf-20℃以上であることが好ましく、Tf-15℃以上であることがさらに好ましく、また、Tf-2℃以下であることが好ましく、Tf-5℃以下であることがさらに好ましい。
一段階目の加熱時間は、2秒以上であることが望ましく、3秒以上であることがさらに望ましく、20秒以下であることが望ましく、15秒以下であることがさらに望ましい。
一段階目の加熱時間は、2秒以上であることが望ましく、3秒以上であることがさらに望ましく、20秒以下であることが望ましく、15秒以下であることがさらに望ましい。
二段階目の加熱温度は、Tf(℃)より高い温度であり、Tf+15℃以下であることが好ましく、Tf+10℃以下であることがさらに好ましく、Tf+5℃以下であることが特に好ましい。
二段階目の加熱時間は、10秒以上であることが望ましく、15秒以上であることがさらに望ましく、60秒以下であることが望ましく、45秒以下であることがさらに望ましい。
一段階目及び二段階目の加熱温度及び加熱時間を、上記範囲とすれば、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子同士を十分に熱融着させることができ、また、樹脂の結晶化がより促進されたポリアミド発泡体を得ることができる。
上述したポリアミド発泡体は、空気を十分に保持しているため、ウレタン発泡体と同様、良好な防振性や吸音性等の性能を発揮するだけでなく、その性能の保持能力・耐劣化性についてはウレタン発泡体よりも優れている。したがって、車内外で生じる騒音・雑音を効果的に緩和吸収できる。
しかも、熱的に安定なポリアミド系樹脂で形成されているため、その連続耐熱温度は、ポリアミド系樹脂の種類にもよるが217℃に及ぶものがあり、太陽光により車体パネルが加熱されて高温化することがあっても、熱による変質や変形を招くことがなく、かかるポリアミド発泡体からなるルーフトリムは、その強度や形状を高温において長期間維持することができる。したがって、高温にまで温度が上昇した場合にも、形状変化や体積変化(空隙率の変化)を防止することができ、車内外の吸音効果、防音効果、保温性、断熱性を長期にわたり維持できる。
従来技術として知られるポリウレタン発泡体は、常用耐熱温度が低く、走行中及び駐車中に太陽光により高温となる場合、熱劣化により形状の変化、体積の変化、空隙率の変化などを引き起こすだけでなく、経年劣化が進むこともあり得る。これに対して、ポリアミド発泡体は、連続耐熱温度がポリウレタン発泡体よりも高く、ポリアミド系樹脂の融点も、上述のように150℃以上、180℃以上が好ましいとしているため、熱劣化による変質を受けにくく、また耐加水分解性にも優れるため、万が一、車室内、特にルーフパネル内に水が浸入した場合においても、長期にわたって効果を維持し、ルーフトリムの性能を維持することができる。
また、従来技術として知られるポリウレタン発泡体は剛性の低い軟質材料であるため、それから構成されるスポンジ材がルーフトリムにおいて変形・分離・破損するおそれもあった。これに対して、本発明に係るポリアミド発泡体は剛性が高いため、それを含むルーフトリムは、軟質ポリウレタン発泡体を含むルーフトリムと異なり、変形・分離・破損の機会や、しわの形成を低減することができる。
(発泡層の形成方法)
本発明における発泡層2は、上記のポリアミド発泡体の層を基材層3のルーフパネルに面する側に設けることにより形成される。
本発明における発泡層2は、上記のポリアミド発泡体の層を基材層3のルーフパネルに面する側に設けることにより形成される。
発泡層を形成する方法としては、上述のポリアミド発泡体を層状に形成することができる方法であれば、特に限定されない。例えば、ポリアミド発泡体は金型キャビティ内で自由に立体成型できる特性があるため、上述のポリアミド系樹脂予備発泡粒子の成形と同様に成形用金型を用いて行うことができる。すなわち、予備発泡粒子を発泡層成形用の層状成形用金型のキャビティ内に充填し、加熱することによって、発泡を生じさせると同時に予備発泡粒子同士を熱融着させた後、冷却により生成物を固化し、成形することができる。より詳細には、一実施形態においては、発泡層の形成方法は、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を層状成形用金型のキャビティ内に充填し、キャビティ内に、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度以下の水蒸気を5~30秒間供給して、上記ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を予備的に加熱する前工程と、キャビティ内に、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子の熱融着温度以上の水蒸気を20~120秒間供給して、ポリアミド系樹脂予備発泡粒子を発泡させ、且つ熱融着させることによって、ポリアミド発泡体を得る後工程とを有することができる。
この発泡層は、本発明のルーフトリムをルーフパネルの車室側に設けた場合、ルーフトリムの形状に応じて、ルーフパネルと発泡層の間に所定の空間が形成されるようにすることもできる。
(基材層)
基材層3は例えば、クッション層31と表皮層32からなることができる。基材層3はその他の層を有していてもよい。
基材層3は例えば、クッション層31と表皮層32からなることができる。基材層3はその他の層を有していてもよい。
(クッション層)
クッション層31はルーフトリムの触感をやわらかくするためのものであり、通常はポリウレタンフォームからなるシート材が用いられることが多い。また、十分なクッション性を有する限り、他の軟質樹脂フォームや不織布シートを用いることもできる。
クッション層31はルーフトリムの触感をやわらかくするためのものであり、通常はポリウレタンフォームからなるシート材が用いられることが多い。また、十分なクッション性を有する限り、他の軟質樹脂フォームや不織布シートを用いることもできる。
(ポリウレタンフォーム)
ポリウレタンフォームは、基本的には、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分、難燃剤、発泡剤、整泡剤、触媒、その他の助剤、活性水素原子を少なくとも2個有する低分子化合物、例えば脂肪族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、ヒドラジン誘導体等の群から選ばれる1種以上の鎖伸長剤とを反応させて得られるポリウレタンフォームであり、公知の各種ポリウレタンフォームの配合組成を使用することができる。
ポリウレタンフォームは、基本的には、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分、難燃剤、発泡剤、整泡剤、触媒、その他の助剤、活性水素原子を少なくとも2個有する低分子化合物、例えば脂肪族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、ヒドラジン誘導体等の群から選ばれる1種以上の鎖伸長剤とを反応させて得られるポリウレタンフォームであり、公知の各種ポリウレタンフォームの配合組成を使用することができる。
そのようなイソシアネート成分としては、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、芳香族系、脂環族系、脂肪族系のポリイソシアネート、及びそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートの1種又は2種以上が、適宜選択されて使用される。
芳香族系ポリイソシアネートとしては、2,4‐トリレンジイソシアネート、2,6‐トリレンジイソシアネート、2,4‐トリレンジイソシアネートと2,6‐トリレンジイソシアネートの混合物、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネートなどが挙げられる。
脂環族系ポリイソシアネートとしては、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネートなどが挙げられる。また、脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイシシアネート、シクロヘキサンメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
一方、上記のイソシアネート成分と反応する混合ポリオール成分のなかで、本明細書において「通常のポリオール」とは、ポリウレタンフォームの製造のために使用される、一般的なポリオールを意味する。そのようなポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ショ糖等の多価アルコールを開始剤としたアルキレンオキシド付加物;ビスフェノールAのような多価フェノール類のアルキレンオキシド付加物;リン酸、ポリリン酸(例えば、トリポリリン酸及びテトラポリリン酸)などの多価ヒドロキシ化合物、フェノール‐アニリン‐ホルムアルデヒド縮合生成物、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、メチレンビスオルソクロロアニリン、4,4’‐及び2,4’‐ジフェニルメタンジアミン、2,4‐トリレンジアミン、2,6‐トリレンジアミンなどのポリアミン類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン類にエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、スチレンオキシドなどの1種又は2種以上を付加させて得られるポリエーテルポリオール類;又はポリテトラメチレンエーテルグリコール等を例示することができる。
また、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3‐及び1,4‐ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット、ソルビットなどの少なくとも2個以上のヒドロキシル基を有する化合物の1種又は2種以上とマロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、セバシン酸、シュウ酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸などの少なくとも2個以上のカルボキシル基を有する化合物の1種又は2種以上から得られたポリエステルポリオール、又はポリカプロラクトンなどの環状エステルの開環重合体類等も使用することができる。
上記したポリオール成分とイソシアネートとの反応によりポリウレタンフォームの製造に使用する触媒としては、例えば、アミン系触媒や有機金属系触媒等のウレタンフォームの発泡において公知のものを使用することができ、特に限定されない。そのような触媒としては、例えば、アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、N‐メチルモルホリン、N‐エチルモルホリンなどが挙げられる。
また、有機金属系触媒としては、オクチル酸錫、ラウリル酸錫、ジブチル錫ジラウレート等を挙げることができる。
ポリウレタンフォームを製造する場合の発泡剤としては、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロリド、トリクロロフルオロエタン、トリクロロエタンなどの1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
また、整泡剤としては、従来から知られているオルガノシリコーン系界面活性剤が使用される。そのようなオルガノシリコーン系界面活性剤としては、例えば、日本ユニカー社製のL‐520、L‐532、L‐540、L‐544、L‐3550、L‐5740S、L‐5740M、L‐6202等;トーレシリコーン社製のSH‐190、SH‐192、SH‐193、SH‐194、SRX‐294、SRX‐298等;信越シリコン社製のF‐114、F‐121、F‐122、F‐230、F‐258、F‐260B、F‐317、F‐341、F‐601、F‐606等を挙げることができる。
これらのほかに、必要に応じて難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤等を添加することもできる。
(表皮層)
表皮層32はルーフトリムの車室側の表面を構成するものとすることができる。
表皮層は、好ましくは、織布、不織布又は編み布に由来するものであり、意匠を備えるものであってもよい。上記表皮層に含まれる繊維は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン‐2,6‐ナフタレンジカルボキシレート等のポリエステルを含む繊維;6‐ナイロン、66‐ナイロン等のポリアミドを含む繊維;アクリル樹脂を含む繊維;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含む繊維等とすることができる。
また、表皮層は、本革や人工皮革であってもよい。
表皮層32はルーフトリムの車室側の表面を構成するものとすることができる。
表皮層は、好ましくは、織布、不織布又は編み布に由来するものであり、意匠を備えるものであってもよい。上記表皮層に含まれる繊維は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン‐2,6‐ナフタレンジカルボキシレート等のポリエステルを含む繊維;6‐ナイロン、66‐ナイロン等のポリアミドを含む繊維;アクリル樹脂を含む繊維;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含む繊維等とすることができる。
また、表皮層は、本革や人工皮革であってもよい。
(繊維層)
上記発泡層と基材層の間に、任意選択で、繊維層を有していてもよい。これにより、ルーフトリム全体が一定の形状を有するように補強することができる。
上記発泡層と基材層の間に、任意選択で、繊維層を有していてもよい。これにより、ルーフトリム全体が一定の形状を有するように補強することができる。
繊維は、高分子繊維、無機繊維、植物繊維等を用いることができる。本発明において、より好ましくは無機繊維である。この無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維等が挙げられ、これらのうち、ガラス繊維が特に好ましい。
(接着層)
上記各層間を接着するために、接着層を設けてもよい。
上記各層間を接着するために、接着層を設けてもよい。
発泡層と基材層とを接合させる方法は特に限定されない。例えば、上記各層を熱プレス機の成形空間に設置し、加熱、加圧し、その後冷却することにより接合することができる。
上記で得られた、表皮層32及びクッション層31、並びに任意選択で繊維層4を含む積層体は、通常平板状であるが、熱プレス機の形状を工夫することにより、所定の形状とすることもできる。また、深堀等の後工程により、所定のトリム形状とすることも可能である。
ルーフパネルとルーフトリムの取り付け構造は特に限定されないが、ルーフパネルrpの車室側に、ルーフボウrbを介してルーフトリム1が装着されていることが好ましい。
ルーフパネルrpの車室側に、ルーフボウrbを介してルーフトリム1が装着されると、ルーフパネルrpの車室側の面の全体に亘って、ルーフトリム1の発泡層が対向することになる。車載エアコンの暖房運転によって、車室内が暖められるとルーフトリム1も暖められ、次いで発泡層中の気泡の空気が暖められる。さらに一部の熱が外気に触れるルーフパネルrpの内面に到達すると、外気との間で熱交換がなされるが、気泡層に閉じ込められた暖気は外気との熱交換がされにくい。特に気泡が独立気泡であると、暖められた気泡内の空気の対流が抑制されるため、外気との熱交換が、より起きにくいことになる。その結果、車室内の温度低下を抑制することができる。
製造例
実施例1
ポリアミド系樹脂としてのナイロン6(商品名:UBEナイロン 1022B、宇部興産(株)製、融点225℃)100質量部、核剤としてのタルク0.8質量部を、押出機にて加熱条件下で溶融混練し、その後ストランド状に押出し、冷水槽で水冷し、カッティングを行い、ペレット形状の基材樹脂を作製した。
実施例1
ポリアミド系樹脂としてのナイロン6(商品名:UBEナイロン 1022B、宇部興産(株)製、融点225℃)100質量部、核剤としてのタルク0.8質量部を、押出機にて加熱条件下で溶融混練し、その後ストランド状に押出し、冷水槽で水冷し、カッティングを行い、ペレット形状の基材樹脂を作製した。
これに、特開2011‐105879号公報の実施例に記載の方法に準じて、基材樹脂に発泡剤としての炭酸ガスを含有させた。そして、炭酸ガスを含めた基材樹脂を加熱することによって、発泡を生じさせて、密度:300kg/m3の予備発泡粒子を得た。
得られた予備発泡粒子をオートクレーブ中に封入し、オートクレーブ内の圧力が0.5MPaとなるまで、圧縮空気を1時間かけて導入し、その後、圧力を0.5MPaに24時間保持することによって、予備発泡粒子に加圧処理を施した。
加圧処理した予備発泡粒子を、型内成形金型のキャビティ内に充填し、その後、型締めした。そして、この金型を型内発泡成形機に取り付けた。その後、キャビティ内に135℃の飽和水蒸気を10秒間供給し(一段階目の加熱)、その後、キャビティ内に144℃の飽和水蒸気を30秒間供給して(二段階目の加熱)、予備発泡粒子を発泡させ、且つ熱融着させることによって、予備発泡粒子を成形した。
金型のキャビティ内に冷却水を供給することによって、得られた成形体を冷却し、その後、型開きを行い、発泡成形体を取り出した。
発泡成形体は厚さ5mm×長さ1500mm×幅1500mmの成形体とした。
発泡成形体は厚さ5mm×長さ1500mm×幅1500mmの成形体とした。
上記成形体を発泡層2として用いた。発泡層の密度は200kg/m3であった。また、発泡層の独立気泡率は90%であった。
ポリウレタンフォームからなる厚さ3mmのポリウレタンフォーム層(PUF層)の表面に人工皮革(東レ製アルカンターラ(登録商標))をラミネートしてクッション層31と表皮層32とからなる基材層3を形成した。
上記基材層3を表皮層32が外側になるように配置し、クッション層31の上に変性ポリエチレンからなる厚さ50μmのホットメルトフィルムの接着層を形成した。さらに、12μmの直径からなるガラスフィラメントの70本程度を束ねて、収束剤を使って1.0mm前後の繊維束とし、これを50mm程度の長さに切断してチョップドストランドを製造した。このチョップドストランドを上記接着層の上にマット状にばら撒いて、接着剤を使って、目付量;100g/m2のマット形状に形成したガラス繊維補強材シートを繊維層4とした。この繊維層4を上記の接着層の上に配置し、さらに繊維層4の上に発泡層2を配置して積層体10を形成した。
この積層体10を、車両用天井材成形用金型の上型と下型との間に配置して180℃で180秒加熱し、各層を接着させながら、ホットプレス成型を行い、ルーフトリム1を得た。
ルーフトリムの発泡層内のポリアミド樹脂の有無、発泡層の密度・独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合の条件は、下記の表1に示す。
実施例2
ポリアミド系樹脂としてナイロン666(ナイロン66/6)(商品名:Novamid 2430A、(株)DSM製)100質量部、核剤としてのタルク0.8質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(Irganox1098、BASF製)0.3質量部を、押出機にて加熱条件下で溶融混練し、その後ストランド状に押出し、冷水槽で水冷し、カッティングを行い、ペレット形状の基材樹脂を作製し、これに、特開2011-105879号公報の実施例に記載の方法に準じて、基材樹脂に発泡剤としての炭酸ガスを含有させ、炭酸ガスを含む基材樹脂を加熱することにより発泡を生じさせ、発泡層の密度・独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にして、ルーフトリム2を得た。
ポリアミド系樹脂としてナイロン666(ナイロン66/6)(商品名:Novamid 2430A、(株)DSM製)100質量部、核剤としてのタルク0.8質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(Irganox1098、BASF製)0.3質量部を、押出機にて加熱条件下で溶融混練し、その後ストランド状に押出し、冷水槽で水冷し、カッティングを行い、ペレット形状の基材樹脂を作製し、これに、特開2011-105879号公報の実施例に記載の方法に準じて、基材樹脂に発泡剤としての炭酸ガスを含有させ、炭酸ガスを含む基材樹脂を加熱することにより発泡を生じさせ、発泡層の密度・独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にして、ルーフトリム2を得た。
実施例3
予備発泡粒子を得るための発泡温度を低くすることで低発泡の予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例2の発泡層の密度を480kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合の条件を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム3の製造を行った。
予備発泡粒子を得るための発泡温度を低くすることで低発泡の予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例2の発泡層の密度を480kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合の条件を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム3の製造を行った。
実施例4
予備発泡粒子を得るための発泡温度を高くすることで高発泡の予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例1の発泡層の密度を60kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム4の製造を行った。
予備発泡粒子を得るための発泡温度を高くすることで高発泡の予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例1の発泡層の密度を60kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム4の製造を行った。
実施例5
炭酸ガスを含有する量を低減し、予備発泡粒子を得るための発泡温度を高くすることで独立気泡率の低い予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例2の発泡層の密度を60kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム5の製造を行った。
炭酸ガスを含有する量を低減し、予備発泡粒子を得るための発泡温度を高くすることで独立気泡率の低い予備発泡粒子を得て、それを用いて成型体を得ることで実施例2の発泡層の密度を60kg/m3に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム5の製造を行った。
実施例6
ポリアミド系樹脂としてナイロン666(ナイロン66/6)(商品名:Novamid 2430A、(株)DSM製)40質量部、ナイロン6I(商品名:Grivory G16、EMS-Chemie、Gross-Umstadt)60質量部に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム6の製造を行った。
ポリアミド系樹脂としてナイロン666(ナイロン66/6)(商品名:Novamid 2430A、(株)DSM製)40質量部、ナイロン6I(商品名:Grivory G16、EMS-Chemie、Gross-Umstadt)60質量部に変更し、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点を下記の表1に示すようにした以外は、実施例2と同様にしてルーフトリム6の製造を行った。
比較例1
発泡材として、密度が22kg/m3の連続気泡を有する熱成形可能な硬質ウレタンフォームシート(厚さ5mm)を用い、発泡層内にはポリアミド樹脂を使用せず、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合の条件を下記の表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にしてルーフトリムC1の製造を行った。
発泡材として、密度が22kg/m3の連続気泡を有する熱成形可能な硬質ウレタンフォームシート(厚さ5mm)を用い、発泡層内にはポリアミド樹脂を使用せず、発泡層の独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合の条件を下記の表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にしてルーフトリムC1の製造を行った。
評価例
<耐加水分解性>
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルを、温度70℃、湿度95%の恒温恒湿炉で4週間(672時間)静置後、サンプルを取りだし、常温常湿(温度23℃、湿度50%)にて16時間以上調整した。耐加水分解性評価は、目視での外観変化から評価した。
<耐加水分解性>
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルを、温度70℃、湿度95%の恒温恒湿炉で4週間(672時間)静置後、サンプルを取りだし、常温常湿(温度23℃、湿度50%)にて16時間以上調整した。耐加水分解性評価は、目視での外観変化から評価した。
〇:試験後、外観の劣化がない
×:試験後、外観の劣化が確認できる
×:試験後、外観の劣化が確認できる
<雨音の騒音試験>
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルを、23℃で24時間乾燥させた。
各ルーフトリムサンプルを水平に設置し、その上方3mからシャワーノズルを用いて水を連続的に1分間散水した。このとき、試験板の裏面から10cm離れたところに設置した騒音計により騒音レベルを測定した。騒音レベルは、以下の評価基準に従って評価した。
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルを、23℃で24時間乾燥させた。
各ルーフトリムサンプルを水平に設置し、その上方3mからシャワーノズルを用いて水を連続的に1分間散水した。このとき、試験板の裏面から10cm離れたところに設置した騒音計により騒音レベルを測定した。騒音レベルは、以下の評価基準に従って評価した。
A:80dB未満
B:80dB以上85dB未満
C:85dB以上90dB未満
D:90dB以上
B:80dB以上85dB未満
C:85dB以上90dB未満
D:90dB以上
<揮発性有機化合物(VOC)放散量>
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルにつき、VOCの対象物質の放散量を測定した。
すなわち、得られた各ルーフトリムサンプルを「JASO M902自動車部品‐内装材‐揮発性有機化合物放散測定法」に準じて、窒素ガス5リットルとともに、密閉バック中に入れ、65℃に加熱した状態を2時間保持した。最後に、ガスクロマトグラフィー質量分析計(日本電子(株)製 JMSシリーズ)及び高速液体クロマトグラフィー(GLサイエンス(株)製 GL‐7000シリーズ)を用いて、密閉バック中における有機化合物の放散量(μg/100cm2)を測定し、以下の基準に照らしてVOC放散量を評価した。
上記実施例及び比較例で得られたルーフトリム1~6及びC1のサンプルにつき、VOCの対象物質の放散量を測定した。
すなわち、得られた各ルーフトリムサンプルを「JASO M902自動車部品‐内装材‐揮発性有機化合物放散測定法」に準じて、窒素ガス5リットルとともに、密閉バック中に入れ、65℃に加熱した状態を2時間保持した。最後に、ガスクロマトグラフィー質量分析計(日本電子(株)製 JMSシリーズ)及び高速液体クロマトグラフィー(GLサイエンス(株)製 GL‐7000シリーズ)を用いて、密閉バック中における有機化合物の放散量(μg/100cm2)を測定し、以下の基準に照らしてVOC放散量を評価した。
なお、VOC対象物質の放散量としては、ホルムアルデヒド0.7μg/100cm2未満、アセトアルデヒド0.7μg/100cm2未満、トルエン2.5μg/100cm2未満、キシレン0.7μg/100cm2未満、エチルベンゼン3.0μg/100cm2未満の値が望ましく、低ければ低いほどよい。
○:VOC対象物質の放散量が前記記載値未満の値である。
×:VOC対象物質の放散量が前記記載値を超える値である。
×:VOC対象物質の放散量が前記記載値を超える値である。
下記の表1に、ルーフトリムの発泡層内のポリアミド樹脂の有無、発泡層の密度・独立気泡率、ポリアミドの融点、脂肪族ポリアミド樹脂の割合とともに、各例で得られたルーフトリムの耐加水分解性・雨音の騒音試験・VOC放散量の測定結果をまとめた。
表1
表1
1 ルーフトリム
11 両側端部の凹角部
12 左右両側の凹角部
13 サンバイザー配置成形部
14 マップランプ取付け穴
15 ルームランプ取付け穴
2 発泡層
3 基材層
31 クッション層
32 表皮層
4 繊維層
rp ルーフパネル
rb ルーフボウ
A ルーフトリム中央線方向
F ルーフトリムフロント
R ルーフトリムリア
11 両側端部の凹角部
12 左右両側の凹角部
13 サンバイザー配置成形部
14 マップランプ取付け穴
15 ルームランプ取付け穴
2 発泡層
3 基材層
31 クッション層
32 表皮層
4 繊維層
rp ルーフパネル
rb ルーフボウ
A ルーフトリム中央線方向
F ルーフトリムフロント
R ルーフトリムリア
Claims (6)
- 車両用ルーフトリムであって、
基材層と、
前記基材層のルーフパネルに面する側に設けられる発泡層と
を有し、
前記発泡層がポリアミド系樹脂を含む
車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。 - 前記基材層と発泡層の間に繊維層を有することを特徴とする、請求項1に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
- 前記発泡層の密度が、50~500kg/m3である、請求項1又は2に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
- 前記発泡層の独立気泡率Sが80%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
- 前記ポリアミド系樹脂の示差走査熱量測定(DSC)により測定される融点が、150℃以上270℃以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
- 前記ポリアミド系樹脂が、脂肪族ポリアミド樹脂を50質量%超含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の車両用ルーフトリム材又はそれからなる車両用ルーフトリム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022037589A JP2023132336A (ja) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 車両用ルーフトリム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022037589A JP2023132336A (ja) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 車両用ルーフトリム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023132336A true JP2023132336A (ja) | 2023-09-22 |
Family
ID=88064973
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2022037589A Pending JP2023132336A (ja) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 車両用ルーフトリム |
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Country | Link |
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-
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- 2022-03-10 JP JP2022037589A patent/JP2023132336A/ja active Pending
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