JP2774072B2 - 自動車ヘッドライナーパネル及びその製法 - Google Patents

自動車ヘッドライナーパネル及びその製法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、自動車屋根の内面内張り用のヘ
ッドライナーパネルに関し、さらに詳しくは自己支持性
紙複合体ヘッドライナーパネルに関する。
【０００２】自動車屋根の内面は、通常魅力的外観を与
えまた音吸収体として働く材料で被覆または内張りされ
る。成形ガラス繊維パネル及びフォームライナーが、こ
のようなライナーの例である。基本的には、これらの製
品は設計された機能を適当に果す。しかし、これらは経
済車で使うには高価すぎる。経済車は、魅力的で音吸収
性であるばかりでなくて、一層安いライナーを要求す
る。
【０００３】自動車ヘッドライナーのような安価な成形
製品を製造する必要に直面したとき、設計者が考える材
料の一つは木材繊維である。木材繊維は容易に入手で
き、安価で、種々の製造技術によって種々の形状に形成
できる。ハードボードヘッドライナーが、水性スラリー
から形成した木材繊維マットから製造されてきた。木材
繊維マットを成形型に入れ、そこで木材繊維マット中の
樹脂が、加熱加圧下にマットを一層高密度に圧縮し成形
する。しかし、この製品は重すぎ、成形困難で、劣った
音響性を有する。
【０００４】軽い安価なヘッドライナーを製造する他の
試みは、ボール紙フェーサーの間にサンドイッチした波
形ボール紙を有する２枚のボール紙フェーサーからヘッ
ドライナーを形成することを含んでいた。このヘッドラ
イナーは、安価ではあるが、適当な音吸収性に欠け、ま
たひび割れなしにヘッドライナーに要求される皿状に形
成することが困難である。
【０００５】米国特許Ｎｏ．４，８８６，６９６及びＮ
ｏ．５，０５７，１７６は、上記ヘッドライナーに関連
した多くの問題を解決する波形ボール紙自動車ヘッドラ
イナーを開示している。この特許で開示されたヘッドラ
イナーは自己支持性で、安価で、驚く程良好な音吸収性
を示す。上記特許のヘッドライナーは著しくよく機能す
るが、本発明の自己支持性の軽量のヘッドライナーは、
安価であり、経済車に関連したヘッドライナーの問題を
解決する他の手段を提供する。
【０００６】本発明の自己支持性の軽量のヘッドライナ
ーは、フロントシート、バックシート、及びフロントシ
ートとバックシートの中間のこれら両シートに接着結合
している波形ボール紙媒体からなっている。フロントシ
ートとバックシートは、蒸気不透過性の木材繊維充填ポ
リプロピレンシートであり、共に軽量で、著しく高い構
造強度を有する。
【０００７】フロントシート及びバックシートは木材繊
維とポリプロピレン繊維から形成される。フロントシー
トとバックシートを両シートの間にサンドイッチした波
形ボール紙媒体と共に、通常の加熱した波形成形機を通
すことによって、フロントシート、バックシートを波形
ボール紙媒体と結合して波形積層品にする。フロントシ
ート及びバックシート中のポリプロピレン繊維は平均１
〜８ミクロンの直径を有する。一層大きい直径のポリプ
ロピレン繊維を使うと、ポリプロピレン繊維は木材パル
プ繊維と結合せずに、シートの表面に移行した。つい
で、シートは加熱した波形成形機に付着する傾向があ
り、十分加工できなかった。さらに、小さな直径のポリ
プロピレン繊維から作ったシートは、大きな直径のポリ
プロピレン繊維から作ったシートよりも高い引張強さと
負荷強さを示した。
【０００８】波形積層品を加熱成形型に入れ、加熱加圧
下に成形し、ヘッドライナーパネルを形成する。積層品
が成形型の表面に適合すると成形操作中の熱は、積層品
のフロントシート及びバックシート中のポリプロピレン
繊維を融解してシート中の木材繊維のまわりに流し、蒸
気不透過性の木材繊維充填ポリプロピレンシートを形成
する。融解したポリプロピレン繊維はまた、フロントシ
ートとバックシートを波形ボール紙媒体に接着結合させ
る。
【０００９】得られるヘッドライナーパネルは、蒸気不
透過性で、軽量で、強く、寸法的に安定である。本発明
のヘッドライナーパネルは、従来技術のガラス繊維及び
ボール紙のヘッドライナーパネルよりも自己支持性でま
た一層軽い。さらに、ヘッドライナーを形成する積層品
のフロントシート及びバックシート中にポリプロピレン
繊維を使うことは、成形操作を改良する。従来技術のボ
ール紙積層品からヘッドライナーを成形する場合、シー
トが成形表面に適合したとき、積層品がときどき裂け
た。ポリプロピレン繊維は、成形工程中フロントシート
とバックシートの伸びを改良し、また成形工程中シート
が成形型に適合するときシートの裂けるのを防ぐ働きを
する。
【００１０】図１は、フロントシート１２、バックシー
ト１４、中間波形媒体１６からなる本発明の自己支持性
ヘッドライナーパネル１０を示す。ヘッドライナーパネ
ル１０は、自動車屋根の内面に適合する形状であり、ヘ
ッドパネルの凸状表面が車の屋根の内面に隣接して取り
つけられ、ヘッドライナーパネルの凹状表面は車の内部
にさらされる。ヘッドライナーパネルは、一般にクリッ
プまたは他のとりつけ具を利用する種々のいずれの方法
により車に取りつけることができる。ヘッドライナーパ
ネルを車の屋根に取りつける方法は、当該技術でよく知
られており、本発明の一部分を形成しないから、取りつ
け装置は図示しない。
【００１１】図２から最もよくわかるように、本発明の
自己支持性ヘッドライナーパネル１０は積層品である。
フロントシート１２及びバックシート１４は各々、蒸気
不透過性の木材繊維充填ポリプロピレンシートであり、
中間波形媒体１６は好ましくはボール紙から形成され
る。この積層品は従来技術の紙ヘッドライナーパネルよ
りもはるかによく成形されるばかりでなく、実質上一層
軽い。例えば、標準４ドアヘッドライナーパネルの重量
比較で、ガラス繊維ヘッドライナーパネルは重さが１．
７８ｋｇ（３．９２ポンド）であり、紙ヘッドライナー
パネルは重さが１．６６ｋｇ（３．６６ポンド）であ
る。しかし、本発明のヘッドライナーパネルは重さがわ
ずかに１．３７ｋｇ（３．０３ポンド）である。自動車
工業においては、重量節減が増々重要となってきてお
り、本発明のヘッドライナーパネル１０の与える重量減
少は重要である。
【００１２】フロントシート１２及びバックシート１４
の厚さは、１８ポイントと２２ポイントの間である。木
材繊維充填フロントシート１２及びバックシート１４の
好ましい組成は、木材繊維約６５重量％、ポリプロピレ
ン約３５重量％である。しかし、組成物は木材繊維６０
〜７５重量％、ポリプロピレン４０〜２５重量％の範囲
であることができる。
【００１３】ヘッドライナーパネルのバックシート１４
は、ヘッドライナーパネル１０の蒸気障壁として働ら
き、金属の車屋根からの凝縮物がヘッドライナーに浸透
するのを防ぐ。これはヘッドライナーパネルに別の蒸気
障壁の必要性をはぶき、パネルの価格を減らす。望むと
きは、ヘッドライナーパネルのフロントシート１２を装
飾処理できる。例えば、フロントシート１２を布、ガラ
ス繊維絶縁物、またはフォーム裏張布の層を塗布または
被覆できる。フロントシート１２中のポリプロピレン
は、成形操作中融解し、布、ガラス繊維絶縁物、または
フォーム裏張布の層をシートに結合する接着剤として働
らく。
【００１４】波形ボール紙媒体１６は、好ましくはＣフ
ルート（Ｃ ｆｌｕｔｅ）であり、厚さ１４１ミルで、
３０．４８ｃｍ（１フィート）当り３９の溝ひだを含
む。波形ボール紙媒体１６は、媒体９３ｍ2 （１０００
平方フィート）当り少なくとも１３．６ｋｇ（３０ポン
ド）であるべきであり、媒体９３ｍ2 （１０００平方フ
ィート）当り１８．１ｋｇ（４０ポンド）までであるこ
とができる。
【００１５】ヘッドライナーパネル１０を成形する積層
品のフロントシート１２及びバックシート１４は、各々
木材繊維及びポリプロピレン繊維のシートから形成され
る。上記のように、成形工程中、シート１２及び１４中
のポリプロピレン繊維は融解し、ヘッドライナーパネル
１０中で木材繊維充填ポリプロピレンシートを形成す
る。
【００１６】シート１２及び１４用の好ましい木材パル
プ繊維は、短いまたは硬い木材繊維よりも一層良く働ら
くことがわかっている長い漂白または未漂白の南部松
（ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｐｉｎｅ）である。一層長い繊維
は、ロフトをつくり出すことによって、シート１２及び
１４の密度を減らす働きをする。積層品をヘッドライナ
ーパネル１０に成形しているとき、上記はフロントシー
ト１２及びバックシート１４を成形型表面の輪郭に一層
容易に適合させる。さらに、一層長い漂白または未漂白
の南部松繊維は、一層長い繊維とまわりの繊維との一層
大きいからみ合いによりフロントシート及びバックシー
トの引裂き強度を改良する。シート１２及び１４で使用
する長い南部松繊維は、長さ５０〜１５０ミクロンであ
り、２０〜６０ミクロンの平均径を有し、好ましい直径
は３０〜５０ミクロンである。
【００１７】フロントシート１２及びバックシート１４
に使用するポリプロピレン繊維は、長さ５０〜１５０ミ
クロンで、１〜８ミクロンの平均径を有し、好ましい直
径は１〜４ミクロンである。一層大きな直径、例えば約
１８〜２０ミクロンのポリプロピレン繊維を有するシー
トは、工程でよく機能しない。一層大きい直径のポリプ
ロピレン繊維を使いシートを形成したときは、シートの
形成中繊維がシート表面に移行した。一層大きい直径の
繊維で作ったフロントシート及びバックシートを、波形
ボール紙媒体１６と共に、積層品を作るため加熱した波
形成形機に通したときは、シートはよく加工されず、加
熱した波形成形機のローラー及び二重支持物熱板に付着
した。表１及び２は、約１８〜２０ミクロンの直径を有
するより長い直径のポリプロピレン繊維に対比し、１〜
８ミクロンの直径を有する細い直径のポリプロピレン繊
維を使用することによる、シート１２及び１４の引張り
強さおよび負荷強さの向上を示している。
【００１８】 表 １ カレンダー掛け後厚さ１４ポイントの木材繊維６５％／ ポリプロピレン繊維３５％のシート １８〜２０ミクロン １〜８ミクロン機械方向繊維 ポリプロピレン繊維 ポリプロピレン繊維 厚さ ０．０３４３ｃｍ ０．０２６２ｃｍ （０．０１３５インチ） （０．０１０３インチ） 引張り（ｐｓｉ） １５７０ ２７７１ 荷重 ９．４３ｋｇ １２．２ｋｇ （２０．８ポンド） （２７．０ポンド） 伸び（％） ３．１８ ２．７１機械方向クロス 厚さ ０．０３６８ｃｍ ０．０２５７ｃｍ （０．０１４５インチ） （０．０１０１インチ） 引張り（ｐｓｉ） ９６６ １５６３ 荷重 ６．３ｋｇ ６．７６ｋｇ （１３．９ポンド） （１４．９ポンド） 伸び（％） ５．２０ ３．９８
【００１９】 表 ２ カレンダー掛け後厚さ１８ポイントの木材繊維６５％／ ポリプロピレン繊維３５％のシート １８〜２０ミクロン １〜８ミクロン機械方向繊維 ポリプロピレン繊維 ポリプロピレン繊維 厚さ ０．０４７２ｃｍ ０．０３３０ｃｍ （０．０１８６インチ） （０．０１３０インチ） 引張り（ｐｓｉ） １６００ ５０５１ 荷重 １３．０ｋｇ ２９．７ｋｇ （２８．７ポンド） （６５．５ポンド） 伸び（％） ３．１０ ３．２３機械方向クロス 厚さ ０．０４４７ｃｍ ０．０２９５ｃｍ （０．０１７６インチ） （０．０１１６インチ） 引張り（ｐｓｉ） １１１５ ２８０８ 荷重 ８．８５ｋｇ １４．５ｋｇ （１９．５ポンド） （３１．９ポンド） 伸び（％） ５．５７ ６．１９
【００２０】表からわかるように、細い直径のポリプロ
ピレン繊維を使用するとき、シート１２及び１４の引張
り強さと負荷強さの両者が著しく改良される。
【００２１】図３に示すように、フロントシート１２、
バックシート１４、中間波形ボール紙媒体１６からなる
積層品１８を加熱プレス２０内に置いて、自己支持性ヘ
ッドライナーパネル１０を形成する。加熱プレスは雄成
形型部材２２と雌成形型部材２４からなる。両部材を電
熱器または熱水ラインのような加熱装置２６を含んでお
り、雄プレス表面２８及び雌プレス表面３０を夫々１７
７〜２３２℃（３５０〜４５０°Ｆ）の予め決めた成形
温度に保つ。積層品１８に対するプレス内の硬化時間は
５〜１５秒である。
【００２２】積層品１８をプレス内に置いた後、雄成形
型部材２２を雌成形型部材２４のなかにおろすことによ
ってプレスを閉じる（図４）。シートが雄及び雌の成形
表面２８及び３０の非平面形態と適合すると、熱と圧力
がフロントシート１２及びバックシート１４中のポリプ
ロピレン繊維を融解し、木材繊維のまわりに流す。ポリ
プロピレンはまた、波形ボール紙媒体１６をフロントシ
ート１２及びバックシート１４に結合する接着剤として
働く。成形サイクルの完結後、仕上げた自己支持性ヘッ
ドライナーパネル１０をプレス２０からとり出す。
【００２３】フロントシート１２及びバックシート１４
の組成が著しく重要である。積層品１８の成形性を最高
にするのに十分なポリプロピレンをシート中に存在させ
ねばならない。しかし、余り多すぎるポリプロピレンは
積層品を著しく熱可塑性にするので、ヘッドライナーを
プレス２０からとり出すときぐにゃぐにゃした状態にな
る。成形工程中、シートが成形型表面２８及び３０の輪
郭に適合すると、ポリプロピレン繊維はその粘着点に達
し、木材パルプ繊維のまわりに流れる。プレス２０から
出ると、ポリプロピレンは最早繊維形ではなくて、充て
ん材料として働く木材パルプ繊維を有し、熱可塑性結合
剤として機能している。ポリプロピレンが大きすぎる濃
度で存在すると、ヘッドライナーパネル１０はプレスを
出るとぐにゃぐにゃとした状態になる。寸法安定性はヘ
ッドライナーの重要な性質であるから、ぐにゃとなった
ヘッドライナーパネルは受け入れられない。そこで、ポ
リプロピレンの最高重量％は４０％を越えてはならな
い。
【００２４】本発明のポリプロピレン繊維と木材繊維か
ら製造したヘッドライナーパネル１０は、望むように機
能する。しかし、ヘッドライナーパネルをさらに強化す
る必要があるときは、ポリエステル繊維またはガラス繊
維を複合体シート１２及び１４に加えて、積層品１８の
引裂き強度とヘッドライナーパネル１０のたわみ抵抗を
さらに向上できる。ポリエステル繊維をシートに使用す
るときは、複合体中のポリエステル繊維のパーセントは
１〜５重量％である。ポリエステル繊維は長さが１．２
７ｃｍ（１／２インチ）未満であり、平均繊維径約６デ
ール（ｄｅｎｉｅｒ）を有する。ガラス繊維をシートに
使用するときは、複合体中のガラス繊維のパーセントは
１〜５重量％である。ガラス繊維は長さが１．２７ｃｍ
（１／２インチ）未満であり、平均繊維径１〜１２ミク
ロンを有する。ポリエステル繊維またはガラス繊維を、
木材繊維の等しい重量％と置き代える。シート１２及び
１４にポリエステル繊維またはガラス繊維を使用するこ
とは、シートの価格を増すが、ある環境下では追加の費
用も許される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の自動車ヘッドライナーパネルの
透視図である。
【図２】図２は図１の線２−２で切った図１のヘッドラ
イナーパネルの拡大部分断面図である。
【図３】図３は本発明のヘッドライナーパネル形成法の
模式図である。
【図４】図４は本発明のヘッドライナーパネル形成法の
模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 27/04 Ｂ３２Ｂ 27/04 Ｚ // Ｂ２９Ｋ 23:00 309:08 311:14 Ｂ２９Ｌ 31:58 (72)発明者 ラリー マックスウェル バウマン アメリカ合衆国，43512 オハイオ，デ フィアンス ルート １ (56)参考文献 特開 平５−177761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−177742（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−500488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−4555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−135703（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−119142（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60R 13/02 B32B 3/28 B32B 21/02 B32B 27/32

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の車内に面するのに適合したフロ
    ントシート（１２）、自動車屋根内面に面するのに適合
    したバックシート（１４）、及び該フロントシート（１
    ２）と該バックシート（１４）との間にあって両者に結
    合している波形シート（１６）からなる自動車屋根内面
    内張用の自己支持性ヘッドライナーパネル（１０）にお
    いて、該フロントシート（１２）及び該バックシート
    （１４）が各々木材繊維６０重量％乃至７５重量％とポ
    リプロピレン４０重量％乃至２５重量％とからなる木材
    繊維充填ポリプロピレンシートからなり；該バックシー
    ト（１４）は蒸気が自動車屋根から凝縮して該ヘッドラ
    イナーパネル（１０）中に侵入するのを防ぐ蒸気障壁で
    あり；且つ該木材繊維充填ポリプロピレンシートのポリ
    プロピレンは該フロントシート（１２）及び該バックシ
    ート（１４）を該波形シート（１６）に結合させている
    ことを特徴とする自動車屋根内面内張用の自己支持性ヘ
    ッドライナーパネル（１０）。
  2. 【請求項２】 波形シート（１６）が波形ボール紙シー
    トである請求項１記載の自己支持性ヘッドライナーパネ
    ル。
  3. 【請求項３】 フロントシート（１２）及びバックシー
    ト（１４）が、木材繊維及びポリエステル繊維又はガラ
    ス繊維を充填したポリプロピレンシートからなる請求項
    １記載の自己支持性ヘッドライナーパネル。
  4. 【請求項４】 波形シート（１６）が波形ボール紙シー
    トである請求項３記載の自己支持性ヘッドライナーパネ
    ル。
  5. 【請求項５】 フロントシート（１２）及びバックシー
    ト（１４）が、各々１重量％乃至５重量％のポリエステ
    ル繊維又はガラス繊維を含む請求項３記載の自己支持性
    ヘッドライナーパネル。
  6. 【請求項６】 木材繊維充填ポリプロピレンシート（１
    ２、１４）の木材繊維が５０ミクロンと１５０ミクロン
    との間の長さと、２０ミクロンと６０ミクロンとの間の
    平均直径とを有している請求項１記載の自己支持性ヘッ
    ドライナーパネル。
  7. 【請求項７】 自動車屋根内面内張用の自己支持性ヘッ
    ドライナーパネル（１０）の形成方法であって、フロン
    トシート（１２）、バックシート（１４）及び波形シー
    ト（１６）を用意し、該波形シート（１６）を該フロン
    トシート（１２）と該バックシート（１４）との間に位
    置させて積層体（１８）を形成し、さらに該積層体を非
    平面の表面形態を有する加熱された成形型（２０）内で
    成型することから成る形成方法において、 該フロントシート（１２）及び該バックシート（１４）
    が、各々木材繊維とポリプロピレン繊維とからなり、該
    木材繊維が２０ミクロンと６０ミクロンとの間の平均直
    径を有しており、且つ該ポリプロピレン繊維が１ミクロ
    ンと８ミクロンとの間の平均直径を有しており、さらに
    該形成方法が、該積層体（１８）を、前記非平面の表面
    形態を有する加熱された成形型（２０）内で、該積層体
    （１８）が該加熱された成形型（２０）の表面形態に適
    合した時に、該フロントシート（１２）及び該バックシ
    ート（１４）中のポリプロピレン繊維を融解させ、該各
    木材繊維の周囲を流動させるのに十分な温度及び圧力に
    おいて成形することで、該積層体（１８）を該加熱され
    た成形型（２０）の表面形態を呈するようにすると共
    に、該フロントシート（１２）及び該バックシート（１
    ４）中のポリプロピレンによって該フロントシート（１
    ２）及び該バックシート（１４）を該波形シート（１
    ６）に結合させることを特徴とする自動車屋根内面内張
    用の自己支持性ヘッドライナーパネルの形成方法。
  8. 【請求項８】 波形シート（１６）が波形ボール紙シー
    トである請求項７記載の自己支持性ヘッドライナーパネ
    ルの形成方法。
  9. 【請求項９】 フロントシート（１２）及びバックシー
    ト（１４）が各々該木材繊維、該ポリプロピレン繊維及
    びポリエステル繊維又はガラス繊維からなる請求項８記
    載の自己支持性ヘッドライナーパネルの形成方法。
  10. 【請求項１０】 フロントシート（１２）及びバックシ
    ート（１４）が各々木材繊維６０重量％乃至７５重量％
    とポリプロピレン繊維４０重量％乃至２５重量％とから
    なる請求項７記載の自己支持性ヘッドライナーパネルの
    形成方法。
  11. 【請求項１１】 該木材繊維が３０ミクロンと５０ミク
    ロンとの間の平均繊維直径を有しており、該ポリプロピ
    レン繊維が１ミクロンと４ミクロンとの間の平均繊維直
    径を有しており、且つ該木材繊維と該ポリプロピレン繊
    維が、各々５０ミクロン乃至１５０ミクロンの長さを有
    している請求項１０記載の自己支持性ヘッドライナーパ
    ネルの形成方法。
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