JP3718431B2 - 車両ルーフのライニングおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に基づく車両ルーフのライニングおよびそれを製造するための方法に関する。
【０００２】
この車両ルーフのライニングは音響的挙動が格別にすぐれており、超軽量構造にも適しているという特徴がある。
【０００３】
面積の広い車両部分、とくに車両ルーフは自己安定性が低いために走行時に変形したり、または震えたり振動したりする傾向がある。このような挙動に対して従来は緩衝材料、とくにビチューメン（Bitumen）からなる重量層によって対処してきた。車内に伝達される車両騒音を抑えるために、自動車業界では以前から多層の遮音パッケージを採用している。この遮音パッケージは通常はばね−質量系として構想されており、弾性的なスプリング層と結合された気密な重量層を有していて、それによって広い面積の車体部分の振動を弱めるとともに音の伝達を抑えている。
【０００４】
このような遮音パッケージはたとえばヨーロッパ特許第０，２５５，３３２号明細書に記載されており、半柔軟性の支持層を包含していて、この支持層によってルーフライニングが一種のスナップファスナーのような形で車両ルーフに張り渡される。こうした支持層によって、ばね作用と吸音性のある発泡層と、粘弾性があり独立気孔を備えた重量層（ビチューメン充填物（Bitumen-gefullt））とを備える従来のばね−質量系が車両ルーフに圧着される。
【０００５】
ヨーロッパ特許第０，６３７，８２０号明細書より、たとえば吸音性のあるルーフライニングが公知となっており、このルーフライニングは基本的に厚さ５〜１５ｍｍ程度の半剛性のポリウレタン発泡層と、厚さ４〜１０ｍｍのばね弾性のある不織布層とを有しており、両方の層には通気性がある。この例において発泡層は両側がガラスファイバーで補強されており、車室側には通気性を有する装飾層を有している。また個々の層は通気性を有する接着剤、とくにポリウレタン接着剤で相互に接合されている。この吸音性のルーフライニングもやはり従来のばね−質量系である。
【０００６】
しかしながらこのような種類のルーフライニングでは、前述の吸音材が連続気孔の構造であるために、吸音材の接着剤成分がすでにルーフライニングの製造時に比較的迅速に装飾層に侵入し、視覚的に認めることのできるシミとなり、したがって不良品が比較的増えることにつながる。つまり透過性のある層を使用することは、ルーフライニングの外観の好ましくない劣化に直接つながるのである。
【０００７】
しかも、ばね−質量構造は必ず遮音材の共鳴降下につながり、こうした共鳴降下は通常低い次数のエンジンの周波数領域にあり、その場合には格別に不都合である。
【０００８】
その一方で、車両の重量を少なくしようというのが自動車業界全般の目標である。このことは、よりいっそう薄くて軽いボディ部材やライニング部材が採用されるという結果になり、このような部材は著しい音響上の問題につながっている。
【０００９】
そこで、たとえばフランス特許第２５０３７２１号明細書には軽量のルーフライニングであって、基本的にガラスファイバーで補強された多孔性の発泡層で構成されており、装飾層で覆われているとともにこの装飾層とガラスファイバー補強発泡層とのあいだには非通気性のポリエチレンフィルムを有しており、それによって装飾層への接着剤成分の浸透を防ぐものを提供することがすでに提案されている。この提案されたルーフライニングは、前述のようなフィルムがあるために音響の吸収性が悪く、せいぜい細孔を施すことで吸収性を改善することしかできない。ところがポリエチレンフィルムのこのような細孔は、やはり視覚的に認められる装飾層の変化につながってしまう。前記明細書に記載されている製造方法ではルーフ側の背面層に細孔が形成され、すなわち通気性をもたされるので、車両ルーフのライニングの設計に関する現在の法律規定に違反することになる。こうした法律規定では、車両ルーフと車室のあいだに直接的な空気流通があることを禁じているのである。
【００１０】
したがって本発明の課題は、固有の用途に応じて最善の吸音性を備えているとともに、美観的に安定した外観（aesthetisch bestaendiges）を保つルーフライニングを提供することである。
【００１１】
この課題は本発明によれば請求項１の構成要件を備えたライニングによって解決され、とくに、通気性を有する装飾層と多層の構造部材とのあいだに半透過性で移行抵抗性の遮蔽層が設けられることによって解決される。多層の構造部材も同様に通気性があり、支持層、とくにポリウレタン発泡層であって両側に通気性を有するとくにガラスファイバーからなる補強層を備えたものを包含している。これらの層は公知のやり方で相互に接着される。装飾層は不織布やその他の通気性素材、たとえば繊維織物（Textilgewirk）でできていてよい。本発明で使用される半透過性で移行抵抗性の遮蔽層は、一方では使用する接着剤またはその成分もしくは添加物について透過性がないとともに移動抵抗性があり、他方では多孔性であり、すなわち通気性があり、厚さは０．１＜ｄ＜１．０ｍｍであり、それによって５００Ｎｓｍ^-3＜Ｒ_t＜２５００Ｎｓｍ^-3の通気抵抗性、とくに９００Ｎｓｍ^-3＜Ｒ_t＜１９００Ｎｓｍ^-3の通気抵抗性が得られるように設計されている。車両ルーフライニングの音響効果の最適化にとって重要なのは、通気抵抗性が車室側で求められる範囲内にあることである。しかもこの通気性を有する、すなわち連続気孔をもつ遮蔽層が製造される材料は、半透過性で移動抵抗性であり、とくに使用する接着剤またはその成分、および／または使用する軟化剤、老化に起因する分解生成物、および／または添加剤の、ポリウレタン発泡層または接着層からの侵入または透過および／または移動を防止する。このような種類の遮蔽層は市販されており、たとえば互いに化学的に結合されたセルロース繊維やポリエステル繊維で製作されている。
【００１２】
本発明のライニングを製造するための有利な方法では、連続的に繰り出されるとくにポリエチレンからなる下層または背面層の上に補強繊維、たとえばガラスファイバーやポリエステル繊維を置き、その上に連続的に繰り出される支持層、とくにポリウレタン発泡層をかぶせることが考えられる。このウェブ状の連続層に接着剤、とくにポリウレタン接着剤の第１の成分を含浸させる。有利な実施形態では、この連続層をウェブとして相応に液を満たした槽の中に通す。塗布される第１の接着剤成分の量をコントロールできるようにするため、この含浸されたウェブ層を一対の挟みロールに通す。そしてこのように加工したウェブ層に補強繊維をかぶせ、第２の接着剤成分を吹きつけてから、半透過性で移動抵抗性の遮蔽層をかぶせて別の層に圧着する。そのつぎの方法ステップで装飾層、たとえば重さ１００ｇ／ｍ²のポリエチレン不織布をこの遮蔽層にかぶせる。
【００１３】
続いて、このようにして製造されたウェブを適当な大きさに裁断し、公知のやり方で、すなわち加熱した成形用具で成形して、所望の車両ルーフライニングを得る。
【００１４】
当然ながら、このライニングの材料や、このライニングを製造するために必要な化学薬品は一例として前述した選択肢に限定されるものではない。当業者であれば、本発明による製品の利用分野に応じて適切な材料と化学薬品を選択することができる。さきに述べた連続的な製造方法は、いうまでもなくプレートごとまたはステップごとに行なってもよい。
【００１５】
つぎに、図面と実施例を参照しながら本発明について詳しく説明する。
【００１６】
図１は、本発明のライニングの構造を模式的に示している。このライニングは中央の支持層３を有しており、この支持層は通気性を有する材料、有利には連続気孔のあるポリウレタン発泡材料でできている。この発泡層３は有利な実施形態では厚さが５〜３０ｍｍ程度、とくに２０ｍｍであり、比重量は２０〜６０ｋｇ／ｍ³である。この支持層３の両側にそれぞれ補強層４、５が配置されている。これらの補強層は有利にはガラスファイバーで形成されており、接着剤７で支持層３に固定されている。有利な実施の形態では両側に単位面積あたり重量が５０ｇ／ｍ²程度のガラスファイバー層が用いられ、その厚さは繊維の直径のおよそ１倍から３倍に相当している。当然ながら、補強層として別のものも適しており、すなわち剛性のある材料を使用することもできる。本発明にとって重要なのは、前述した個々の層に通気性があり、接着剤７もこれらの層の通気を許すということである。車両ルーフ側には、有利にはポリエチレンからなる非通気性の背面層９が設けられている。この背面層９によって、車内の空気が通気性を有するライニング１を通って車両ルーフ２とライニング１のあいだの空間に流れ込むことが防止される。車室側には通気性を有する装飾層６、たとえば重さ１００ｇ／ｍ²のポリエチレン繊維不織布が取り付けられている。本発明によれば、装飾層６と支持層３とのあいだには微小孔を有し（mikroporose）、半透過性で移動抵抗性の遮蔽層８が介在している。この遮蔽層８は、１つの有利な実施形態では相互に結合されたセルロース繊維とポリエチレン繊維で製作されており、一方ではガス透過性、とくに空気に対して透過性があり、しかし他方では不透過性であり、すなわち少なくともライニングの製造時に使用する流動性または粘流動性の物質、とくに接着剤成分に対しては不透過性であり、したがって使用する接着剤７に対しては遮蔽層として作用する。さらにこの遮蔽層８は接着剤成分、場合により用いられる軟化剤、老化に起因する分解生成物、および／または化学的な添加物の移動を防止する材料で製作されている。空気に対する透過性は、この遮蔽層８の微小孔を有する通気性の構造によって得られる。とくに、繊維の直径、遮蔽層の密度、その厚さなどを選択することで、この層８による通気抵抗性を事前に設定することができる。１つの有利な実施の形態ではこの遮蔽層８は厚さが０．１＜ｄ＜１．０ｍｍであるとともに、それによってライニングの車室側の層において５００Ｎｓｍ^-3＜Ｒ_t＜２５００Ｎｓｍ^-3の通気抵抗性、とくに９００Ｎｓｍ^-3＜Ｒ_t＜１９００Ｎｓｍ^-3の通気抵抗性が得られるように設計されている。この遮蔽層８の表面には表面処理を施すことができ、すなわちこの表面と相互作用のある接着剤に対して湿潤性があってよく、それに対してこの遮蔽層８の中心領域はこうした接着剤に対して強く反発するように作用してよい。たとえば毛焼き、化学的なプライマー、またはコロナ処理などによる適切な表面処理は当業者に周知である。この遮蔽層表面の湿潤性は、当該表面が使用する接着剤と付着状態になるかもしれないが、この接着剤が非通気性のひとまとまりの薄膜を形成することができないように選択される。この有利な実施形態では単位面あたり重量が２０〜６０ｇ／ｍ²、とくに４０ｇ／ｍ²のポリエステル繊維とセルロース繊維からなる遮蔽層が用いられる。必要な接着剤の重量は約６０ｇ／ｍ²である。それによって総重量が約８００ｇ／ｍ²、厚さが約２２ｍｍのライニングをつくることができる。
【００１７】
図２に示される、本発明によるライニングを製造する方法では、ローラから連続的に引き出される薄い背面層９が用いられる。この背面層は有利にはポリエチレンでできており、不透過性の下層としての役目を果たし、この上にその他の材料が装着される。第１の方法ステップでは補強繊維１１、とくにガラスファイバーをこの背面層９の上へ緩やかに散布する。続いてこのガラスファイバー１１の上に支持層３、とくにポリウレタン発泡層をかぶせる。この支持層３もやはりローラから繰り出される。そしてつぎの方法ステップではこれら３つの層９、１１、３を、第１の接着剤成分が貯蔵されている水槽１３にくぐらせる。このときに塗布される接着剤成分の量を調節できるようにするため、浸透させたこの連続層を２つの第１の挟みローラ１４のあいだに通す。こうして絞りをかけたのち、さらに補強層１５、とくにガラスファイバーを上に散布し、続いて第２の接着剤成分１６を吹きつける。このようにして処理された材料ウェブの上に、微小孔を有する半透過性で移動抵抗性の遮蔽層８をかぶせ、第２の一対の挟みローラ１７によって圧着する。そのつぎの方法ステップでは装飾層６をかぶせる。続いてこの材料を裁断し、加熱した成形用具の中で所望の形状にする。当然ながら、一例として前述した連続的な製造方法は当業者によって容易に非連続的な、すなわち、工程ごとの製造方法に改変することが可能である。
【００１８】
図３に示す曲線は、本発明のライニングの音響効果を示している。ここでは曲線（ａ）は本発明の遮蔽層８のない車両ルーフライニングの吸音挙動を表している。この曲線からわかるように、車室側の層に連続気孔があるために０．８以上の吸収度を得ることが可能である。しかしこのように高い吸収係数は車両音響学の分野では望ましくない。それによって車室内での会話の聞き取りやすさが著しく損なわれるためである。しかもこの曲線（ａ）の推移は、１５００Ｈｚ以下の領域における車両ルーフライニングの吸収性が不充分であることを示している。それに対して微小孔を有する遮蔽層を備えた本発明のライニングの吸収挙動を特徴づける曲線（ｂ）を見るとわかるように、このルーフライニングはすでに８００Ｈｚの周波数で満足のいく吸収性を有しており、これよりも高い周波数についての吸収係数は０．７から０．８の範囲内で変動している。こうした比較より、本発明の車両ルーフライニングで得られる利点は明らかである。
【００１９】
当然ながらこの車両ルーフライニングの発展形態も、当業者の通常の技術的行為の範囲内にある。とくに、当業者であれば自らの知見を用いて、適当な材料と接着剤を本発明の車両ルーフライニングの構造のために選択するであろう。同様にルーフライニングの特別な造形または形状付与も、当業者の通常の技術的活動の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のライニングの一部の構造を示す概略図である。
【図２】 本発明のライニングを製造する方法を示す概略図である。
【図３】 本発明のライニングの各周波数に対する吸音性を示す比較のグラフである。

Claims (12)

1. 通気性の支持層（３）を備えた車両ルーフ（２）用のライニングであり、該支持層（３）は車両ルーフ側には通気性を有する第１の補強層（４）、車室側には通気性を有する第２の補強層（５）を有しており、前記第１の補強層は車両ルーフ側に非通気性の背面層（９）を有しているとともに第２の補強層（５）は車室側に通気性の装飾層（６）を備えており、これらの個々の層は通気性を有する接着剤（７）で相互に結合されたライニングであって、
   車両ルーフライニングを作製するために、第２の補強層（５）と装飾層（６）のあいだに、ガス透過性であるが、少なくともライニングの製造時に使用する流動性または粘流動性の物質に対しては不透過性であり、かつ接着剤成分、場合により用いられる軟化剤、老化に起因する分解生成物、および／または化学的な添加物の移動を防止する材料で製作された遮蔽層（８）が設けられていることを特徴とするライニング。
2. 前記車室側の層が５００Ｎｓｍ^-3＜Ｒ_t＜２５００Ｎｓｍ^-3の通気抵抗性を有してなる請求項１記載のライニング。
3. 前記通気性を有する支持層（３）がポリウレタン発泡材料で作製されてなる請求項１または２記載のライニング。
4. 前記補強層（４）がガラスファイバー層を含む請求項１、２または３記載のライニング。
5. 前記遮蔽層（８）が２０〜６０ｇ／ｍ²程度の重さの混合繊維組織、とくに４５ｇ／ｍ ² の重さの混合繊維組織からなる請求項１、２、３または４記載のライニング。
6. 前記遮蔽層（８）が化学的に相互に結合されたセルロース繊維およびポリエステル繊維を含んでなる請求項５記載のライニング。
7. 前記遮蔽層の表面と相互作用のある接着剤に対しての所望の湿潤特性を得るために前記遮蔽層の表面が適宜処理されてなる請求項６記載のライニング。
8. 前記遮蔽層（８）が、ポリウレタン発泡層または接着層からの軟化剤、老化に起因する分解生成物、および／または添加剤の移動を防止する請求項１、２、３、４、５、６または７記載のライニング。
9. 前記遮蔽層（８）が０．２〜１．０ｍｍの厚さを有してなる請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のライニング。
10. 前記接着剤（７）が、２成分からなり、ポリウレタンを接着するのに適した接着剤である請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載のライニング。
11. 前記装飾層（６）が通気性を有するポリエチレン不織布層である請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載のライニング。
12. 請求項１記載の車両ルーフライニングを製造する方法であって、
    ａ）非通気性の背面層（９）を第１の補強繊維（１１）で覆い、補強層（１１）に支持層（３）を付与し、
    ｂ）前記背面層（９）、補強繊維（１１）および支持層（３）を一緒に所定量の接着剤（７）の第１の成分（１２）で含浸し、そのためにたとえば該第１の成分（１２）で満たした水槽（１３）に一緒に通してから、そのつぎに配置されている第１の挟みローラ（１４）に通し、
    ｃ）このようにして含浸した支持層（３）を第２の補強繊維（１５）で覆い、ついで接着剤（７）の第２の成分（１６）で湿潤し、
    ｄ）第２の補強繊維（１５）に半透過性で移動抵抗性の遮蔽層（８）を付与し、ついでこれを他の層（９、１１、３、１５）とともにたとえば第２の挟みローラ（１７）で圧着し、それによって両方の接着剤成分（１２、１６）を相互に反応させてから、この遮蔽層（８）に粘着性の装飾層（６）を付与し、
    ｅ）このようにして上下に重ねた各層を所望の寸法で裁断し、加熱成形することを特徴とする方法。

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