JP4384573B2 - 自動車内装天井材用の積層部材 - Google Patents
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Description
しかし、これらのガラス繊維を使用した部材は、寸法安定性、剛性や耐熱性には優れているが、成形作業性や環境面、リサイクル面などの問題を内在している。
その為、今後の傾向として、ガラス繊維を使用しない部材の開発が求められている。
そこで本発明者等は、ガラス繊維を使わずポリプロピレン樹脂と雲母とを混練し、押し出し成形した薄物のプラスチックシートと発泡ポリプロピレンとの組み合わせを検討したが、ポリプロピレンと雲母の混練樹脂の押し出し成形品の場合、目標とする300μm以下の薄物シートの成膜性に問題が有った。
すなわち、先提案の技術は、芯材である発泡ポリプロピレンシートの成形後の収縮率が大きいため、該発泡ポリプロピレンシートの表裏両面にフィラー含有ポリプロピレンシートを貼り付けた積層部材を基材とし、これを予備加熱後、冷間圧着して、自動車天板の室内面に合致する形状に成形し自動車内装天井材を得た後の放冷による収縮誤差が大きく、自動車天板の室内面に対する取り付け誤差が生じる虞れがある。
よって、発泡ポリプロピレンシートの成形後の収縮率を予め考慮に入れて自動車天板の室内面に対する取付孔を開穿したり、基材を予備加熱後、冷間圧着成形し所定時間冷却した後に取付孔を開穿する必要があり、生産効率の面で改善の余地を残していた。
このような問題点を解決するものとして、本願発明者等は、発泡ポリウレタンシートの表裏両面に、接着層を介在させてフィラー含有ポリプロピレンシートを積層すると共に、一方のフィラー含有ポリプロピレンシートの外表面に、内装材を貼り付けるための接着層を積層し、他方のフィラー含有ポリプロピレンシートの外表面にバック処理材を積層して、少なくとも7層構造とした積層部材を開発した。この積層部材は、成膜性、剛性、成形性、成形後の寸法安定性、耐熱性に優れた効果を発揮したが、自動車室内の吸音性の点にさらなる改善の余地を残していた。
このように、従来の発泡ポリプロピレンシートに代えて、芯材として発泡ポリウレタンシート(1)を用いることで、成膜性が良く、軽量で剛性が高く、予備加熱後の冷間圧着時の成形性に優れシワなどの不具合がなく、成形後の製品(自動車内装天井材)の収縮性や耐熱性が改善され、成形後の寸法誤差が少ない製品を得ることができる。
また、前記フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)が、フィラーを15〜40重量%含有したポリプロピレン樹脂からなる厚さ100〜300μmのシートであることが好ましい。
この中でも、本願の課題達成の為には、粒子径10〜700μmの雲母を用いることが好ましい。
このような構成とすることで、成膜性、剛性、成形性、成形後の寸法誤差や耐熱性に加え、吸音性も改善された自動車内装天井材用の積層部材とすることができた。
該直径が0.5mm未満であると吸音性の向上効果が得られず、5mmを超えると積層部材の剛性が低下するなどの不具合が生じる。
該ピッチが3mm未満であると開口加工が難しくなり、20mmを超えると吸音性の向上効果が期待できない。
該開口率が5%未満であると吸音性の向上効果が得られず、20%を超えると積層部材の剛性が低下するなどの不具合が生じる。
各接着層(2,3,6)は、低融点ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂の内のいずれか1種からなることが好ましく、単位面積当たりの重量7〜100g/m2のものを好ましく用いることができる。
さらに、フィラー含有ポリプロピレンシートとして、多数の吸音孔を開穿した多孔シートを用いることで吸音性にも優れた特性を発揮し、自動車室内の環境改善にも寄与し得るなど、多くの効果を有する。
図1に示す積層部材Aは、発泡ポリウレタンシート1の表裏両面に、接着層2,3となる低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材を重ね、さらにその外表面に、雲母を含有した多孔状のポリプロピレンシート4,5を積層すると共に、一方の雲母含有ポリプロピレンシート4の外表面に、後に内装材8を貼り付けるための接着層6となる低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材を積層し、他方の雲母含有ポリプロピレンシート5の外表面に、ポリエステルを主成分とする不織布からなるバック処理材7を貼り付けてなる7層構造の積層体である。
ラボテスト的な方法においては、Tダイ幅が500mm以下、引取り速度が10m/分未満、シート厚み500μmであれば、上記の条件からはずれても問題は無かったが、前述の量産条件(Tダイ幅1500mm程度の広幅、引取り速度10〜30m/分において、100〜300μmの薄いシート状に押し出しする条件)においては、粒子径が10μm未満では成膜性が良くても剛性が劣り、700μmを超えると成膜上、穴明きの発生も見られ不適切であった。
以上のように、薄物の雲母含有ポリプロピレンシートをTダイから押し出し成形する為の材料の仕様について、適正な条件を得ることが可能となった。
これにより、自動車室内におけるエンジン音、振動音、その他の雑音となる、周波数500〜6300Hzの音を吸収し、静寂な室内環境を得ることができる自動車内装天井材の提供を可能にした。
本発明においては、2〜20mm厚の発泡ポリウレタンシートを芯材とし、低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材(接着層)6/雲母を含有した多孔状のポリプロピレンシート4/低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材(接着層)2/発泡ポリウレタンシート1/低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材(接着層)3/雲母を含有した多孔状のポリプロピレンシート5/バック処理材(不織布)7からなる7層構造とすることで、自動車内装天井材として要求される特性を備えた積層体とした。
この積層体の厚さは、その剛性と軽量化の目標により決定される。通常、前記7層構造の積層部材Aの場合、その厚さは芯材となる発泡ポリウレタンシート1の厚さに依存し、概ね2〜20mmになる。該厚さが2mm未満であると剛性を保持することが難しく、20mmを超える厚みにしても特段の特性向上を期待することができない。
また、これらバック処理材7、内装材8の他に、強度の不足分を補う等の目的で別の補助層を追加することもできる。
すなわち、内装材8の無い状態の7層構造の積層部材Aをまず加熱炉に入れ、内装材8を貼り付ける側のホットメルト材6の表面温度が170℃以上になるまで予備加熱し、その直後に冷却型に移動させ、内装材8をのせて同時圧着し、約30秒〜50秒間の加圧成形を行なって、自動車天板の室内面に合致する形状に成形して、所望形状の自動車内装天井材を得ることができる。
または、内装材8の無い状態の7層構造の積層部材Aにおいて、前記内装材8を貼り付ける側のホットメルト材6の外表面に内装材8を重ねて8層構造とし、ホットメルト材6の表面温度が170℃以上になるまで加熱炉で予備加熱し、その直後に冷却型に移動させ、約30秒〜50秒間の加圧成形を行なって、自動車天板の室内面に合致する形状に成形して、所望形状の自動車内装天井材を得ることができる。
(試験例1)
厚さ7mm、重量240g/m2の発泡ポリウレタンシートを芯材とし、その表裏両面に、低融点ポリエステル製のウエブ状ホットメルト材(重量35g/m2)を介して、厚さ250μmの雲母含有ポリプロピレンシートを積層し、自動車天井側の最外層に不織布からなる重量14g/m2のバック処理材を積層した7層構造の積層部材を得た。この積層部材について、成形後の収縮率と、耐熱性(耐熱変形量)を、以下の方法で測定した。
前記積層部材を250mm×250mmに裁断し、これを予備加熱用オーブンに入れて表面温度が170℃になるまで約40秒加熱し、オーブンから取り出して上下の型がフラットな冷却型に入れ、30秒間加圧して試料とした。
前記冷却型の上型又は下型には、離間寸法を200mmとして2箇所に突起を設けておき、この冷却型で加圧した試料の表面に、これら突起による跡(凹部)を2箇所に形成した。それら2箇所の跡の位置の、試料幅方向と長さ方向に対する変化を、加圧直後から所定時間毎に測定し、型に設けられた突起の位置を基準として、試料の収縮率を算出した。結果を表1に示す。
内部温度を100℃とした予備加熱用オーブンの中に、左右2箇所の支柱を離間寸法245mmで土台上に立ち上げた治具をセットし、それら支柱間にわたって、前記積層部材を幅100mm、長さ380mmに裁断した試料を、左右均等に位置するよう載せた。さらに、前記試料における長さ方向中間位置(前記左右の支柱の中間位置)の上に、長さ100mm、重さ100gの角材からなる錘を試料の幅方向に沿って載せ、その状態で、錘を載せた試料中間位置から治具の土台までの高さ寸法(H)を測定し、基準値(H1)とした。
その後、オーブン内の温度を100℃まで上げて放置し、1時間経過後の前記高さ寸法(H)を測定し、前記基準値と比較した。結果を表2に示す。
厚さ4mm、重量245g/m2の発泡ポリプロピレンシートを芯材とし、その表裏両面に、厚さ250μmの雲母含有ポリプロピレンシートを積層し、自動車天井側の最外層に不織布からなる重量14g/m2のバック処理材を積層した4層構造の積層部材を得た。この積層部材について、成形後の収縮率と、耐熱性(耐熱変形量)を、試験例1と同様の方法で測定した。結果を表1、表2に示す。
厚さ7mm、重量240g/m2の発泡ポリウレタンシートを芯材とし、その表裏両面に、低融点ポリエステル製のウエブ状ホットメルト材(重量35g/m2)を介して、厚さ250μmの雲母含有多孔状ポリプロピレンシートを積層し、自動車天井側の最外層に不織布からなる重量14g/m2のバック処理材を積層した7層構造の積層部材を得た。
雲母含有多孔状ポリプロピレンシートとして、直径1.6mmの吸音孔を、ピッチ5mmで多数千鳥状に開穿したものを用いた。
雲母含有多孔状ポリプロピレンシートにおける吸音孔のピッチが4mmであること以外は、試験例3と同様の構成の積層部材を用いた。
雲母含有多孔状ポリプロピレンシートに代えて、吸音孔のない雲母含有ポリプロピレンシートを用いたこと以外は、試験例3,4と同様の構成の積層部材を用いた。
1:発泡ポリウレタンシート
2,3,6:接着層(低融点ポリエステル製のウエブ状のホットメルト材)
4,5:雲母を含有する多孔状のポリプロピレンシート
7:バック処理材(不織布)
8:通気性を備えた内装材
Claims (9)
- 発泡ポリウレタンシート(1)の表裏両面に、接着層(2,3)を介在させてフィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)を積層すると共に、一方のフィラー含有ポリプロピレンシート(4)の外表面に、内装材(8)を貼り付けるための接着層(6)を積層し、他方のフィラー含有ポリプロピレンシート(5)の外表面にバック処理材(7)を積層して、少なくとも7層構造とした積層部材であって、
前記各フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)が、多数の吸音孔(10)を開穿した多孔シートであることを特徴とする自動車内装天井材用の積層部材。 - 前記各フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)に開穿した各吸音孔(10)の直径が0.5〜5mmであると共に、隣り合う吸音孔(10,10)同士のピッチ(P)が3〜20mm、フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)における全吸音孔(10)の開口率が5〜20%であることを特徴とする請求項1記載の積層部材。
- 前記各フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)に開穿した各吸音孔(10)が千鳥状に配設されていることを特徴とする請求項1又は2記載の積層部材。
- 前記発泡ポリウレタンシート(1)が、発泡倍率15〜40倍、密度0.067〜0.025g/cm3の半硬質の発泡ポリウレタンからなる厚さ2〜20mmのシートである請求項1〜3のいずれか1項記載の積層部材。
- 前記フィラー含有ポリプロピレンシート(4,5)が、フィラーを15〜40重量%含有したポリプロピレン樹脂からなる厚さ100〜300μmのシートである請求項1〜4のいずれか1項記載の積層部材。
- 前記フィラーが粒子径10〜700μmの雲母であり、前記ポリプロピレン樹脂が、試験温度230℃、試験荷重21.18Nにおけるメルトフローレートが3〜40g/10分のポリプロピレン樹脂である請求項5記載の積層部材。
- 前記各接着層(2,3,6)が、低融点ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂の内のいずれか1種からなるウエブ状又はパウダー状のホットメルト材である請求項1〜6のいずれか1項記載の積層部材。
- 前記接着層(6)の外表面に内装材(8)を重ねて8層構造とした請求項1〜7のいずれか1項記載の積層部材。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の積層部材を自動車天板の室内面に合致する形状に成形してなる自動車内装天井材。
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