JP4352304B2

JP4352304B2 - 調湿性自動車用内装材

Info

Publication number: JP4352304B2
Application number: JP2002333340A
Authority: JP
Inventors: 明久中川; 龍明住谷; 俊也山本
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004155396A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、吸放湿性に優れ、自動車内の結露を低減する調湿性自動車用内装材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
断熱性、防音性を考慮して設計されている現在の自動車は、機密性が高いことが特徴である。また、このような自動車は経済性、寸法安定性、易成形性の面から主として疎水性である石油を原料とする材料が多く活用されている。高気密性を指向した構造が追及された結果、特に冬季においては外気と車内の温度差によって結露が生じ、かびの発生、金属部品の錆び、荷室天井や内壁の結露水の荷物への滴下付着、窓の曇りによる視界不良などの問題が発生している。窓の曇りに関しては交通安全上大きな問題である。ここで言う車内とは、キャビン、荷室などの空間を指す。
【０００３】
このような結露の問題を解決する方法として、吸湿性を有する素材を用いる方法が紹介されており、例えば、ゼオライト、焼成珪藻土などの無機系の素材を用いた方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。吸湿能力は疎水性材料に比較して高いが、単体では構造物として成り立たないため、補強材などを併用する必要があり重量が増加するため、自動車では重量増加によって走行性能の低下の要因となり用いることは困難である。また、それらの吸湿性能による結露低減効果は必ずしも十分なものとは言えない。
【０００４】
また、エアーコンディショナーや熱線によるガラス面を加熱して結露を防止または除去する方法は、一般的に使用されているが、消費エネルギーが高く燃費を悪化させる一因である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５４１７８号公報（第２−３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、自動車などの居住空間や荷室において、結露による不快感や積荷水滴付着を低減又は防止する調湿性自動車用内装材を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は以下の構成よりなる。
１．結露低減性能を有する素材を少なくとも一部に用いて形成されてなる自動車用内装材であって、結露低減性能を有する素材が吸湿性を有する繊維構造体であり、吸湿性を有する繊維構造体は、環境温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨでの吸湿率が２０％以上で、且つ、環境温度２０℃、相対湿度９５％ＲＨでの吸湿率が４０％以上の吸湿性微粒子と粒子状の熱接着性樹脂との混合物が少なくとも一部に付着されてなることを特徴とする自動車用内装材。
２．吸湿性微粒子が架橋アクリル系微粒子であり、粒子状の熱接着性樹脂がシリコン系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエチレンオキサイド系、ポリオレフィン系の樹脂から選択されることを特徴とする上記第１に記載の自動車用内装材。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の自動車用内装材は、窓ガラスを有する自動車などにおいて、特に冬季に生じる内外気の温度差および、車内の高湿度によって車室側の窓ガラスが曇もったり、車内内壁に水滴が生じる結露現象を、吸湿性能を有する素材を用いた自動車用内装材で車内の水蒸気を吸湿し、車内湿度の低減によって改善することにより乗員の視界を確保し、安全な運転を確保できるものである。結露は車内の湿った暖かい空気が窓ガラスを挟み低温の外気によって冷やされ水滴になる現象である。過度の結露によって窓ガラスは曇り、視界が奪われる。視界が奪われる窓ガラスの結露量は人間の感覚によって様々であるが、１ｍ²あたり５ｇ以上の窓ガラスの結露量は視界を妨げ、運転しにくい状態となる。好ましくは１ｍ²あたり１ｇ以下にできれば、視界に大きな問題はなく、快適に運転できる状態となる。窓ガラスの結露量を低減するためには、車内の湿度を低減することが重要である。
【０００９】
一方、トラックやコンテナに代表される自動車の荷室の内壁が過度に結露して、荷室内部の水滴付着と荷物への水滴付着することも荷物の品質低下、車体の寿命低下において重大な問題である。１ｍ²あたり５ｇ以上の内壁の結露量は、荷物を濡らす十分な量である。好ましくは１ｍ²あたり１ｇ以下にできれば、荷物を濡らすような水滴は生じる心配は少なくなる。
【００１０】
結露量は車内の湿度の高さに影響されるため、車内の湿度を低減することで結露は低減が可能である。空間の湿度を低減し、窓ガラスや内壁の結露量を低減できる吸湿性素材は結露低減性能を有する素材と言うことが出来る。吸湿性素材とは吸湿性を有している素材全般を指すものである。これらの素材を用いた自動車用内装材として例を挙げると、天井材、フロアーカーペット、ドア内張り、カーシート表皮材、トノカバー、ブラインドカーテン、荷室の内壁材などである。天井材は、トリコット、丸編み等のニットや、ニードルパンチ、ステッチボンド、スパンレースなどの不織布の形態で用いることが出来る。使用量は自動車一台あたり１．５ｍ²から２．５ｍ²である。フロアーカーペットは、タフテッドやニードルパンチの形態で自動車一台あたり４．０ｍ²から５．０ｍ²用いることが出来る。ドア内張りは、編織物の形態で自動車一台あたり０．５ｍ²から５．０ｍ²用いることが出来る。カーシート表皮材は、起毛、ベロアなどのトリコット、ハイパイル起毛などのダブルラッセル、シンカーパイルなど丸編み、ジャカードモケットなどの織物の形態で、自動車一台あたり５．０ｍ²から１５．０ｍ²用いることが出来る。トノカバーは、織編物、不織布などの形態で用いることが出来る。ブラインドカーテンは、織編物、不織布の形態で用いることが出来る。荷室の内壁材には、織編物、不織布の形態で直接外壁の内側に取り付けたり、内壁の合板と外壁の間に挟んで用いることが出来る。以上のように例示した以外の自動車用内装材の形態または内装部品にも吸湿性素材を少なくとも一部に用いていれば特に限定されない。ここで用いられる吸湿性素材とは吸湿性繊維による構造体または吸湿性微粒子を付着せしめた繊維構造体を指す。構造体の厚さ及び目付は、用途、素材により要求が異なるため適宜変えることが出来る。
【００１１】
構造体に用いられる吸湿性繊維の種類は吸湿性を示すものである限りにおいて限定されず、シルク、ウール、再生セルロース、綿などの繊維が挙げられ、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリル系繊維等にグラフト処理を行い吸湿性を付与したものも使える。しかし、結露を抑制する目的で好ましく使用できる吸湿性繊維としての吸湿性能は、環境温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨでの吸湿率が２０％以上で、且つ、環境温度２０℃、相対湿度９５％ＲＨでの吸湿率が４０％以上である。例えば、架橋アクリル系繊維を挙げることができる。
【００１２】
架橋アクリル系繊維について、例を挙げて説明する。アクリル系繊維をヒドラジン処理により架橋結合を導入して、窒素含有量を０．９〜８．１重量％、好ましくは２．９〜８．１重量％の範囲内に調整し、加水分解処理により、残存しているニトリル基量の１．１〜５．０ｍｅｑ／ｇ、好ましくは２．６〜５．０ｍｅｑ／ｇにカルボキシル基を、残部にアミド基を導入し、次いで既カルボキシル基の５０〜９０ｍｏｌ％、好ましくは６０〜８５ｍｏｌ％をＬｉ，Ｋ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅより選ばれる１種あるいは２種以上の金属塩型としたものが好適に使用できる。前記の架橋アクリル系繊維はニトリル基が大きく変化したものになっているので、本発明での繊維は架橋アクリル変性繊維と称する事も出来る。既繊維の窒素含有量の増加が下限を下回る場合には、紡績、編織、不織布形成などの加工性を満足し得る物性の繊維となりづらくあまり好ましくない。上限を超える場合には、吸湿率が不足し易く、あまり好ましくない。上記において、金属塩はＬｉ，Ｋ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅより選ばれるが、本発明の調湿機能を損なわない範囲でこれら以外の金属も使用することができる。しかし、その含有量はカルボキシル基量として、５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００１３】
また、加水分解反応により、ヒドラジン架橋されずに残存しているニトリル基を実質的に消失させ、１．０〜５．０ｍｅｑ／ｇのカルボキシル基部を、残部にアミド基を導入する方法としては、アルカリ金属水酸化物、アンモニア等の塩基性水溶液、あるいは硝酸、硫酸、塩酸等の鉱酸の水溶液を含浸、又は既水溶液中の導入と同時に加水分解反応を行うこともできる。カルボキシル基が上記下限に満たない場合には吸湿率が低くなるため、あまり好ましくない。また、上限を超えると繊維物性が不十分になり易く、高次加工がしづらくなるため、あまり好ましくない。
【００１４】
カルボキシル基を塩型にする方法としては、上述した加水分解繊維を下記に例示する各種の塩型の水酸化物、又は塩の水溶液に浸漬し、しかる後水洗、乾燥する方法が好適に用いられている。ここでカルボキシル基の塩型としては、５０〜９０ｍｏｌ％をＬｉ，Ｋ、Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅより選ばれる１種或いは２種以上の金属と塩型であることが好ましい。
【００１５】
一方、構造体が吸湿性微粒子を付与されてなるものであることも好ましい。この場合、繊維構造体に吸湿性繊維が含まれて構成されていても、いなくても構わず、特に吸湿性の高くないポリエステルなどの疎水性繊維などで繊維構造体が形成されていて、その繊維構造体の少なくとも一部に吸湿性微粒子を付着させるなどして含有せしめて構成されていることは好ましいことである。また、吸湿性微粒子は環境温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨでの吸湿率が２０％以上で、且つ、環境温度２０℃、相対湿度９５％ＲＨでの吸湿率が４０％以上の吸湿性能を有しているものであることが好ましい。前記のような吸湿性を示す微粒子であれば、特に化学構造的に限定されるものではない。例えば、吸湿性シリカなどの無機系、もしくは吸湿性ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系およびポリアクリレート系などの種々の有機系微粒子の適用が可能であるが、特に、高吸放湿性有機微粒子が好ましく、例えば、ポリスチレン系、ポリアクリロニトリル系、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタクリル酸エステル系のいずれかのビニル系重合体でスルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基あるいは、それらの金属塩の少なくとも１種の親水基を有し、かつジビニルベンゼン、トリアリルイソシアネートまたはヒドラジンのいずれかで架橋された架橋重合体微粒子等である。
【００１６】
繊維の構造体の少なくとも一部に吸放湿性微粒子を付着させる方法は特に限定されず、吸湿性微粒子を繊維構造体へ付着させるための接着成分と共に塗布し、加熱して接着させることを例示できる。接着成分としては、シリコン系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエチレンオキサイド系、ポリオレフィン系などの樹脂が挙げられ、吸湿性微粒子との相溶性や熱接着性に問題なければそれで良い。接着成分も粒子状の樹脂であることは風合い硬化を抑える上で有効である。その他の方法としてはグラフト重合法やプラズマ重合法などで付着させることもできる。
【００１７】
【実施例】
以下に本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
（結露低減性能評価）
１０℃５０％ＲＨ環境の人工気象質内で、上部に着脱式で面積が０．０９ｍ²の結露測定用ガラス蓋を有する０．０２７ｍ³の立方体透明ガラス容器に蒸気発生装置を設置し２ｇ／ｈの速度で蒸気を発生させる。ガラス容器の容積は実車の約１５０分の１である。また、蒸気発生量は人間の無感覚の発汗である不感蒸泄量に換算すると４名乗車時で４時間に相当する量である。人間の発熱を模した発熱体として、９ｃｍ×１３ｃｍの銅合金性電気発熱板を同時に既容器内に入れる。発熱体の温度は４０℃の設定とした。試験開始から１時間後の蓋に付着する結露量を測定する。
結露量(g/m²)＝｛１時間後の蓋重量(g)−試験開始前の蓋重量(g)｝／0.09(m²)
【００１９】
（実車窓ガラス結露評価）
気温５℃から１０℃、相対湿度３０％ＲＨから４０％ＲＨの路上を小型乗用車（車種名シビック）に成人男性４名乗車して、窓ガラスの結露による視界状態を、「良い」、「やや悪い」、「悪い」、の３段階官能評価を行う。試験中、エアコンディショナーの温度設定は２０℃に設定した。
【００２０】
（実車荷室内結露評価）
気温５℃から１０℃、相対湿度３０％ＲＨから４０％ＲＨの路上を荷室内寸法が幅１３００ｍｍ、高さ１１３５ｍｍ、長さ１７００ｍｍの冷凍コンテナを装備した軽自動車のコンテナ内にて加湿器で1時間あたり１００ｇの水蒸気を放出を行い、結露による水滴の滴下の有無を評価を行う。評価方法は目視で水滴の滴下「有り」、「無し」を判定する。
【００２１】
（参考例１）
自動車用内装材用素材の作製：架橋アクリル系繊維（２０℃６５％ＲＨ環境下の吸湿率４１％、２０℃９５％ＲＨ環境下の吸湿率１１０％、４．４デシテックス、５５ｍｍ）１００重量％を用いて、目付５００ｇ／ｍ^２、厚さ１５ｍｍをニードルパンチ法で不織布を作製した。これを自動車用内装材用素材とした。
【００２２】
自動車用内装材用素材を立方体透明ガラス容器の蓋および底面を除く４面に３００ｍｍ×３００ｍｍの大きさで各１枚づつ取り付けた。１時間の評価では結露量は０ｇ／ｍ²であり結露抑止の効果が得られた。
【００２３】
自動車用内装材用素材を１ｍ×１ｍの大きさの天井材を一枚、５０ｃｍ×３０ｃｍの大きさのフロアカーペットを４枚に成型して、小型乗用車に設置した後、実車窓ガラス結露評価を行った。その結果、視界状態は「良い」であった。
【００２４】
自動車用内装材用素材をコンテナ内の床を除く天井、内壁、ドアに取り付けて２時間路上を走行した。コンテナ内の内壁及び天井には結露は認められず、荷室内にも水滴の滴下は認められなかった。判定は「無し」であった。
【００２５】
（実施例１）
自動車用内装材用素材の作製：ニードルパンチされたポリエステルスパンボンド不織布（厚さ１．７ｍｍ、繊度２．２デシテックス、目付１３０ｇ／ｍ^２）の上層に、平均粒径５０μの架橋アクリル系微粒子（日本エクスラン工業株式会社製ＨＵ１００Ｐ、２０℃６５％ＲＨ環境下の吸湿率４０％、２０℃９５％ＲＨ環境下の吸湿率８０％）と融点１０６℃平均粒径１０μのエチレン−アクリル共重合パウダーの混合物（８５／１５）２００ｇ／ｍ^２をパウダー塗布機で塗布した後、更に上からを上層と同様の不織布を積層し、１５０℃でラミネート加工機を用いて接着積層を行い見掛け厚さ３ｍｍ、目付４６０ｇ／ｍ^２の吸湿性繊維構造体を得た。これを自動車用内装材用素材とした。
【００２６】
参考例１と同様に、自動車用内装材を立方体透明ガラス容器の蓋および底面を除く４面に３００ｍｍ×３００ｍｍの大きさで各１枚づつ取り付けた。１時間の評価では結露量は０ｇ／ｍ^２であり結露抑止の効果が得られた。
【００２７】
自動車用内装材用素材を１ｍ×１ｍの大きさの天井材を一枚、５０ｃｍ×３０ｃｍの大きさのフロアカーペットを４枚に成型して、小型乗用車に設置した後、実車窓ガラス結露評価を行った。その結果、視界状態は「良い」であった。
【００２８】
自動車用内装材用素材をコンテナ内の床を除く天井、内壁、ドアに取り付けて２時間路上を走行した。コンテナ内の内壁及び天井には結露は認められず、荷室内にも水滴の滴下は認められなかった。判定は「無し」であった。
【００２９】
（比較例１）
自動車用内装材用素材の作製：ポリエステル繊維（東洋紡績株式会社製、２０℃６５％ＲＨ環境下の吸湿率は０．４％、繊度２．４デシテックス、３８ｍｍ）１００重量％からなるステープルを用いて、目付５００ｇ／ｍ^２，厚さ１５ｍｍの不織布を作製した。これ以外は実施例１と同じ自動車用内装材を得た。参考例１と同様に、自動車用内装材を立方体透明ガラス容器の蓋および底面を除く４面に３００ｍｍ×３００ｍｍの大きさで各１枚づつ取り付けた。１時間の評価では結露量は１０ｇ／ｍ^２であり結露が生じた。
【００３０】
自動車用内装材用素材を１ｍ×１ｍの大きさの天井材を一枚、５０ｃｍ×３０ｃｍの大きさのフロアカーペットを４枚に成型して、小型乗用車に設置した後、実車窓ガラス結露評価を行った。その結果、視界状態は「悪い」であった。視界不良のため運転の継続を中断した。
【００３１】
自動車用内装材用素材をコンテナ内の床を除く天井、内壁、ドアに取り付けて２時間路上を走行した。コンテナ内の天井に結露による水滴が認められた。また、天井の内装材から荷室内に水滴の滴下が認められた。判定は「有り」であった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、自動車の窓ガラスの結露量を低減し、快適且つ安全な車内空間を実現でき、又荷室に結露による積荷水滴付着を低減又は防止できる調湿性自動車用内装材の提供が可能となった。

Claims

結露低減性能を有する素材を少なくとも一部に用いて形成されてなる自動車用内装材であって、結露低減性能を有する素材が吸湿性を有する繊維構造体であり、吸湿性を有する繊維構造体は、環境温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨでの吸湿率が２０％以上で、且つ、環境温度２０℃、相対湿度９５％ＲＨでの吸湿率が４０％以上の吸湿性微粒子と粒子状の熱接着性樹脂との混合物が少なくとも一部に付着されてなることを特徴とする自動車用内装材。
吸湿性微粒子が架橋アクリル系微粒子であり、粒子状の熱接着性樹脂がシリコン系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエチレンオキサイド系、ポリオレフィン系の樹脂から選択されることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内装材。