JP4971102B2

JP4971102B2 - 車両用成形天井及びその製造方法

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Publication number: JP4971102B2
Application number: JP2007278856A
Authority: JP
Inventors: 勝之内田
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: JP2009107383A

Description

本発明は、車両用成形天井に係り、詳しくは吸音性及び剛性を維持しつつ車室側表面を美麗に形成できる車両用成形天井及びその製造方法に関する。

自動車等の車両の天井には、車体の屋根の内側に天井材が取り付けられ、この天井材には断熱性や装飾性はもとより吸音性等の機能が必要とされている。
本出願人は、既に特許文献１に示すような積層材からなる車両用成形天井を提案している。その車両用成形天井３０は、図３に示すように、裏側ガラス繊維層１３、軟質ポリウレタン発泡体１２及び表側ガラス繊維層１１からなる積層構造の基材１０を備え、その基材１０の表面側（室内側）には不織布３１と表面材１５とが積層されている。その不織布は、気体は通すが液体は通さない通気性シート状物であって、表側ガラス繊維層１１から染み出してきた接着剤によって不織布３１は表側ガラス繊維層１１に接着され、表面材１５は不織布３１に粉体状のホットメルト型接着剤３４によって接着されている。この構造からなる車両用成形天井３０は、車室内からの音を吸収して反射しない効果を有するとされ、静かな車室の実現に寄与している。

また、基材の室内側に表面材のみを積層し、基材に含浸したポリメリックＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）と水とを反応させてポリウレタン系樹脂を形成すると共に、そのポリウレタン系樹脂が、ガラス繊維シートを通過し表面材の裏側に染み込み、表面材とガラス繊維シートとを接着している例もある（特許文献２参照）。
特開２００２−１４４９７６号公報特開２００４−０２７４６６号公報

ところが、近年の自動車の成形天井は一部を複雑な形状にする場合があり、形状によっては、成形に際して材料が伸ばされ薄肉となる部分が形成される。そのような薄肉部においては、特許文献１のように気体は通すが液体は通さないはずのものが、液体の通過距離が短くなるために、液体をも通してしまう場合がありうる。そうすると、表側ガラス繊維層１１と不織布３１の接着に用いられる接着剤が表面材１５に染み出して外観を損ねるばかりでなく、基材１０のバインダーとしての接着剤の量が染み出した分だけ不足し、基材１０の剛性が所定のレベルに達しない場合がある。そのため、接着剤が表面材１５に染み出さないような接着剤の粘度管理等に少なからぬ工数を取られるという新たな問題が見出されるようになった。更に、不織布３１と表面材１５との接着に粉体状のホットメルト型接着剤３４を用いなければならないコストの問題が内在していた。

また、特許文献２に開示されている絡合繊維ウエブからなる表面材は、その表面側の繊維に發油剤を含有させて、裏面側に染み込んだポリウレタン系樹脂が表面まで染み出さないようにしている。その染み出し防止方法は、絡合繊維ウエブの毛羽立ちを倒し、その表面における繊維配向を厚さ方向と直交するようにし、その毛羽立ちを押さえた面に發油剤及び繊維結合用バインダーを塗布し架橋することにより固定した上で、その内側に發油剤及び繊維結合用バインダーが存在する密構造領域を形成することにより行われている。そのため、表面材製造工程が複雑になることはもとより、表面の適度な毛羽立ちによる風合いを現すことができないため、デザイン上の問題も内在している。

本発明は、基材の剛性を保ちつつ表面材の美観を維持することができる車両用成形天井を提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載の車両用成形天井の発明は、積層材からなる車両用成形天井において、接着剤を含浸したポリウレタン発泡体の両面にガラス繊維層を積層して基材を構成し、この基材の表側となる面に撥水処理を施した不織布を積層し、その不織布の表面に表面材を積層し、各積層材間を前記接着剤で接着したことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用成形天井において、前記不織布が、スパンボンド不織布であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用成形天井において、前記スパンボンド不織布の目付が、１０〜３０ｇ／ｍ^２であることと特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のうちいずれかに一項に記載の車両用成形天井の製造方法において、積層材からなる車両用成形天井の製造方法であって、前記積層材は、表面材、撥水処理を施した不織布、ガラス繊維層、接着剤を含浸させたポリウレタン発泡体、ガラス繊維層、ホットメルトフィルム、裏面材をこの順に積層し熱プレス成形され、その積層材を熱プレス成形する際の熱により前記ホットメルトフィルムを溶融してガラス繊維層と裏面材とを接着させると共に、プレス圧により前記接着剤を軟質ポリウレタン発泡体から染み出させて、軟質ポリウレタン発泡体の両面のガラス繊維層にその接着剤を供給し、表面材側のガラス繊維層及び不織布を通過した接着剤が表面材の裏面に付着することで、積層材を構成する各材を結合形成させることを特徴とするものである。

（作用）
積層材からなる車両用成形天井において、接着剤を含浸したポリウレタン発泡体の両面にガラス繊維層を積層して基材を構成し、この基材の表側となる面に撥水処理を施した不織布を積層した。そして、その不織布の表面に表面材を積層し、各積層材間を前記接着剤で接着して車両用成形天井を形成した。そのため、基材のバインダーとして用いられる接着剤が、撥水処理を施した不織布にはじかれ、不織布を通過して表面材側に必要以上に漏れ出ることがないので、十分な接着剤により結合される基材の剛性を高く保つことができる。

また、不織布としてスパンボンド不織布を用い、そのスパンボンド不織布に撥水処理を施せば、多くの接着剤ははじかれるものの、スパンボンド不織布特有の細かな空隙を通って表面材側に染み出す適宜量の接着剤が、表面材とスパンボンド不織布との接着にのみ消費される。そのため、接着剤が表面材の表面に染み出すことはない。

積層材からなる車両用成形天井の製造方法において、積層材を熱プレス成形すると共に、軟質ポリウレタン発泡体に含浸させた接着剤により各積層材を接着するようにした。その際、接着剤は撥水処理を施した不織布を過剰に通過することなく適宜量が通過するように制御されるので、表面材は不織布に接着されると共に、その表面の美観を保つことができる、

本発明によれば、基材の剛性を保つことができると共に表面材の美観を維持することができる車両用成形天井を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した車両用成形天井の実施形態を、図１〜３を用いて説明する。なお、従来技術と同一の構成については、その説明において用いた同一の符号を用いるものとする。

図１は本実施形態の車両用成形天井１の一部断面を示すが、軟質ポリウレタンフォームのシート材である軟質ポリウレタン発泡体１２の両面に表側ガラス繊維層１１及び裏側ガラス繊維層１３が積層されて基材１０が構成され、この基材１０の表側ガラス繊維層１１の表面側には撥水処理が施されたスパンボンド不織布１４が積層されている。そのスパンボンド不織布１４の表面側には表面材１５が積層されている。また、裏側ガラス繊維層１３の裏面側には、ホットメルトフィルム３２の層を介して不織布３３の裏面材１６が積層されている。上記各積層材のそれぞれの間は、軟質ポリウレタン発泡体１２に含浸された接着剤により接着されている。なお、ここでポリウレタン発泡体として軟質ポリウレタン発泡体を用いる実施形態を示したが、ポリウレタン発泡体は軟質に限らず、半硬質及び硬質のポリウレタン発泡体に替えて用いても問題はない。

図２は、軟質ポリウレタン発泡体１２に含浸された接着剤がスパンボンド不織布１４と表面材１５との接着に用いられている例を示すが、その接着剤が表面材１５の表面に染み出さない状態を模式的に示す断面図である。ここに示される黒矢印２０は、接着剤が含浸する様子を示すものとして、軟質ポリウレタン発泡体１２から表側ガラス繊維層１１及びスパンボンド不織布１４を通過して表面材１５に至るまで、三種類の大きさで表されている。これは、表側ガラス繊維層１１に接着剤が十分含浸した後、残りの接着剤がスパンボンド不織布１４に至り、更にその一部はスパンボンド不織布１４を通過して表面材１５に至るものの、その他の接着剤はスパンボンド不織布１４の撥水作用によりはじかれて表側ガラス繊維層１１に再含浸される様を示している。スパンボンド不織布１４の撥水作用によりはじかれる接着剤を白矢印２１で示している。この黒矢印２０で示される接着剤の各積層材への含浸や、含浸するばかりでなく余剰の接着剤が積層材を通過する現象は、各積層材が積層状態でホットプレスにより成形される際に現れる。従って、スパンボンド不織布１４の撥水作用によりはじかれた接着剤は、表側ガラス繊維層１１に再含浸する形になりそのまま表側ガラス繊維層１１のバインダーとして固着することになる。なお、車両用成形天井１の製造工程の第一段階で軟質ポリウレタン発泡体１２に含浸される接着剤は、通常のＭＤＩ及び触媒溶液が用いられる。

スパンボンド不織布１４は、各種合成樹脂繊維からなる不織布で、目付が１０〜３０ｇ／ｍ^２の範囲にあるものを採用しうるが、本実施形態では目付が２０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン繊維からなるものを用いている。スパンボンド不織布１４の目付が３０ｇ／ｍ^２を超える場合は、接着剤がスパンボンド不織布１４内に留まり表面材１５まで染み出ることはなく、１０ｇ／ｍ^２を下回れば接着剤が表面材１５の表面にまで染み出すことになり、いずれも採用し難い。スパンボンド不織布１４に撥水処理を施すための撥水剤は公知のもの、例えば、フッ素系やシリコン系の撥水剤を０．１〜１．０ｇ／ｍ^２用いれば足りる。そして、スパンボンド不織布１４に対して撥水剤を含浸させたものを予め準備し、車両用成形天井１の成形工程に供給することになる。その、スパンボンド不織布１４に対する撥水剤の含浸は、適宜分量の撥水剤をスパンボンド不織布１４の表面にスプレーすれば、撥水剤が内部まで染み込んでいくので十分である。また、スパンボンド不織布１４を撥水剤中に浸した後、余分の撥水剤をロール間等で適宜絞る方法であってもよい。表面材は、各種合成樹脂繊維からなる不織布又は織布から適宜選択できるが、本実施形態ではポリエチレンテレフタレート繊維製のニードルパンチによる不織布を用いている。

（製造方法）
本発明を具体化した車両用成形天井の製造方法を簡単に説明する。先ず、公知の撥水剤を含浸させたスパンボンド不織布１４と、接着剤としての通常のＭＤＩ及び触媒溶液を含浸させた軟質ポリウレタン発泡体１２とを準備する。次に、コンベア上に裏面材１６及びホットメルトフィルム３２を積層し、その上に適宜長さに裁断した所定量のガラス繊維を散布して裏側ガラス繊維層１３とする。さらにその上に予め接着剤を含浸させた軟質ポリウレタン発泡体１２のシートを積層し、先の工程と同様に表側ガラス繊維層１１を積層する。最後に、その表側ガラス繊維層１１の上に撥水処理を施したスパンボンド不織布１４を積層し、その上に表面材１５を積層して、積層材の積層工程が完了する。

次に、積層材を所定形状に裁断し、加熱プレス機により加熱下でプレス成形する。このとき接着剤は、軟質ポリウレタン発泡体１２から染み出し、ホットメルトフィルム３２から表面材１５の裏面の一部まで各積層材に行き渡り、それぞれの積層材の間を接着する。また、ホットメルトフィルム３２は溶融して裏側ガラス繊維層１３と裏面材１６を接着する。そして、所定時間経過後成形品を加熱プレス機から取り出しトリミングすることで車両用成形天井１が形成される。なお、本実施形態では、ポリウレタン発泡体として軟質ポリウレタン発泡体１２を用いたが、半硬質ポリウレタン発泡体及び硬質ウレタン発泡体に替えて用いることができる。

ここで、上記実施形態の車両用成形天井１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、表面材１５と基材１０との間に積層されるスパンボンド不織布１４は撥水処理が施されているので、表面材１５に対しては、表面材１５とスパンボンド不織布１４との接着に必要な量のみの接着剤が供給されればよい。また、接着剤の多くはスパンボンド不織布１４の撥水作用ではじき返され、表側ガラス繊維層１１内に留まることになる。そのため、表面材１５に接着剤が染み出すことがなく表面材１５を美麗に保つことができると共に、表側ガラス繊維層１１を含む基材１０のバインダーとしての接着剤としてはその量が十分であるため基材１０の剛性を十分に保つことができる。

（２）上記実施形態では、表面材１５と基材１０との間に積層されるスパンボンド不織布１４は撥水処理が施され、表面材１５に接着剤が容易に染み出すことがない。そのため、深絞り部が形成されている車両用成形天井１において、深絞り部における板厚が深絞り部以外の部分に比較して薄く、従来では接着剤の染み出しが起こりうる部位において、接着剤の染み出しがないので表面材１５を美麗に保つことができる。

（３）上記実施形態では、所定形状に裁断された積層材を、加熱プレス機により加熱下でプレス成形する際、接着剤は、ホットメルトフィルム３２から表面材１５の裏面の一部まで各積層材に行き渡り、それぞれの積層材の間を接着する。また、そのとき接着剤は、撥水処理が施されたスパンボンド不織布１４の通過を制御されるので表面材１５の裏面と表側ガラス繊維層１１との接着をするに留まり表面材１５の表面には染み出さない。そのため、各積層材間が強固に結合されるにも拘らず、表面材１５の表面は美麗に保たれる。

次に、本実施形態の車両用成形天井１の実施例及び比較例について、撥水処理を施したスパンボンド不織布１４を用いたときの車両用成形天井１の最大曲げ荷重の比較により表１を参照して説明する。なお、試験は、車両用成形天井１の一部を切り出してテストピースを作製し、そのテストピースを用いて比較試験を行った。また、試験はＪＩＳＫ７１７１に則って行われた。

［実施例］
本実施例において、基材１０と表面材１５とは撥水処理を施したスパンボンド不織布１４を間に挟んで基材１０から染みだすバインダーにより積層結合されている。表１における、実施例１〜３の基材重量の数値の違いは、基材１０におけるガラス繊維の量による違いが反映されている。なお、基材１０に用いたバインダーとしての接着剤（通常のＭＤＩ及び触媒溶液）はいずれの実施例についても同量とした。

［比較例］
比較例１〜３に用いた試験片は、スパンボンド不織布１４に対して撥水処理を施さずに用いた点が実施例とは異なるが、その他の部分は実施例と同様とした。

［考察］
実施例及び比較例の同一の基材重量について最大曲げ荷重を比較すると、いずれの場合も、実施例の数値の方が高く剛性が高いことから、バインダーとしての接着剤が、不必要にスパンボンド不織布１４側に染み込むことなく、基材１０自体のバインダーとして十分にその接着力を発揮していることが確認できた。これは、比較例において、接着剤が、撥水処理を施していないスパンボンド不織布１４側に必要以上に染みこんで、ガラス繊維のバインダーとしては十分に寄与していないこととは異なることを意味する。従って、最大曲げ荷重の数値が下がる方向にガラス繊維の投入量を減らして調整することが可能で、車重の軽量化に貢献できることになる。

（変更例）
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・表面材１５と表側ガラス繊維層１１の間に積層される不織布をスパンボンド不織布１４としたが、これに限らず、一部が熱溶着され薄くても強い不織布、例えば合成繊維製のサーマルボンド不織布やメルトブロー式不織布等であってもよい。

本発明の実施形態の車両用成形天井の一部断面図。撥水処理が施された不織布における接着剤の含浸状態を模式的示す断面図。従来技術の車両用成形天井の一部断面図。

符号の説明

１…車両用成形天井、１０…基材、１１…表側ガラス繊維層、１２…ポリウレタン発泡体、１３…裏側ガラス繊維層、１４…スパンボンド不織布、１５…表面材

Claims

積層材からなる車両用成形天井において、接着剤を含浸したポリウレタン発泡体の両面にガラス繊維層を積層して基材を構成し、この基材の表側となる面に撥水処理を施した不織布を積層し、その不織布の表面に表面材を積層し、各積層材間を前記接着剤で接着したことを特徴とする車両用成形天井。
前記不織布が、スパンボンド不織布であることを特徴とする請求項１に記載の車両用成形天井。
前記スパンボンド不織布の目付が、１０〜３０ｇ／ｍ^２であることと特徴とする請求項２に記載の車両用成形天井。
積層材からなる車両用成形天井の製造方法であって、前記積層材は、表面材、撥水処理を施した不織布、ガラス繊維層、接着剤を含浸させたポリウレタン発泡体、ガラス繊維層、ホットメルトフィルム、裏面材をこの順に積層し熱プレス成形され、その積層材を熱プレス成形する際の熱により前記ホットメルトフィルムを溶融してガラス繊維層と裏面材とを接着させると共に、プレス圧により前記接着剤を軟質ポリウレタン発泡体から染み出させて、軟質ポリウレタン発泡体の両面のガラス繊維層にその接着剤を供給し、表面材側のガラス繊維層及び不織布を通過した接着剤が表面材の裏面に付着することで、積層材を構成する各材を結合形成させることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれかに一項に記載の車両用成形天井の製造方法。