JP5060230B2 - 積層体 - Google Patents

Description

本発明は、車両等の内装材に用いられる積層体に関するものである。

従来から、トランクサイドトリム、ドアトリム、インストルメントパネル等の車両の内装材として、基材の熱可塑性樹脂からなる一側面に、熱可塑性樹脂からなるフェルトを接合した積層体が知られている。このような積層体では、溶着ホーンを用いてフェルトを基材に溶着することが多い。この溶着の方法を具体的に言うと、以下の通りである。つまり、基材の一側面にフェルトをのせ、溶着ホーンをフェルトに押し当てた状態で超音波振動させ、この振動によって発生する熱で基材を溶融させて両者を溶着する。

特許文献１では、発泡ウレタンからなる芯材にガラス繊維からなる繊維層を接着し、さらにポリエチレンテレフタレート繊維からなる、バリア層及び不織布を接着したものを基材とし、この基材にポリエチレンテレフタレート繊維等からなるフェルトを溶着ホーンを用いて溶着した車両用天井材が開示されている。
特開２００６−２７２７０９号公報

ところで、溶着ホーンはフェルトを介して基材を溶融させることから、溶着ホーンの先端を基材の接合面部に極力近づける必要があり、フェルトの溶着部分が薄くなるまで溶着ホーンを押し込まなければならない。

ここで、特許文献１のように、基材の接合面部とフェルトとが同じ材質の熱可塑性樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）からなっていると、溶着ホーンを押し込む過程でフェルトが溶融することから、溶着ホーンをフェルトに容易に押し込むことができるので、基材とフェルトとの溶着が容易である。

しかしながら、フェルトと基材とが異種材料の場合、例えば、フェルトを構成する熱可塑性樹脂の溶融温度が基材の接合面部を構成する熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高いと、基材の溶融温度に適した溶着装置ではフェルトが溶融しないので、溶着ホーンを押し込むことは容易ではない。このようにフェルトと基材とが異種材料の場合には、フェルトを基材に溶着し難いという問題がある。このため、フェルトの溶着部分を薄く押し潰された状態にするまでに時間を要し、積層体の生産性が低下する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基材にフェルトを溶着した積層体において、基材の熱可塑性樹脂とフェルトの熱可塑性樹脂とが異なる材質でも、フェルトを基材に容易に溶着できる積層体を提供することにある。

第１の発明は、少なくとも一側面部が熱可塑性樹脂からなる基材(3)の該一側面に、該基材(3)の熱可塑性樹脂と材質の異なる熱可塑性樹脂からなるフェルト(5)を溶着した積層体(1)であって、上記フェルト(5)の溶着対応部分(17)には、該フェルト(5)をその厚み方向に貫通する複数本のスリット(13,14,15)が互いに略平行に配列して形成されているとともに、該フェルト(5)が溶着ホーン(H)で押圧されることにより圧縮変形して底面に溶着部分(11)を有する皿状の窪みが形成されており、上記スリット(13,14,15)のうち両外側のスリット(13,15)がスリットの配列方向において上記溶着ホーン(H)の溶着範囲内に形成され、上記各スリット(13,14,15)は、長さ方向において上記溶着部分(11)の外側まで延びるとともに上記溶着対応部分(17)の外側に達しないように貫通形成され、上記溶着部分(11)は、上記溶着ホーン(H)により溶融された上記基材(3)の溶融樹脂が、上記スリット(13,14,15)に浸入した状態で固化していることを特徴とするものである。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記基材(3)はポリプロピレン樹脂からなり、上記フェルト(5)はポリエチレンテレフタレート樹脂からなることを特徴とするものである。

第１の発明によれば、フェルトの溶着対応部分に複数本のスリットが形成されていることから、フェルトの溶着対応部分におけるスリット間のフェルトの強度が低下するので、この部分が容易に押し潰され、溶着ホーンをフェルトに対して押圧して容易に押し込むことができる。これにより、溶着ホーンの先端と基材の接合面部との間隔が小さくなり、つまり、溶着ホーンの先端が基材の接合面部に接近するため、基材の接合面部とフェルトとが材質の異なる熱可塑性樹脂からなっていても、溶着ホーンにより基材の接合面部が溶融し、この溶融樹脂がフェルトのスリットに浸入して両者を容易かつ強固に溶着することができる。したがって、溶着に要する時間が短縮されるので、積層体の生産性が向上する。

第２の発明によれば、フェルトが、基材を構成するポリプロピレン樹脂よりも溶融温度の高いポリエチレンテレフタレート樹脂からなっていても、上述のように両者を溶着した積層体を容易に得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、車両７の車体後部に設けられた荷室９を示し、この荷室９の側部はトランクサイドトリム（積層体）１，１で覆われている。

図２は、荷室９右側のトランクサイドトリム１をその裏面側から見た図であり、このトランクサイドトリム１は、トリム表面を構成する基材３と、この基材３の裏面に溶着されたフェルト５とを備えている。基材３の裏側にフェルト５を接合するのは、車外からの騒音や車体の振動音等を吸音性のあるフェルト５で吸音して、車内の静粛性を確保するためである。なお、左側のトランクサイドトリム１の構成も以下に示す右側のトランクサイドトリム１とほぼ同様である。

上記基材３は、溶融温度が約１７０℃の熱可塑性樹脂としてのポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）からなり、略矩形状をなしている。

上記フェルト５は、溶融温度が約２６０℃の熱可塑性樹脂としてのポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）からなり、基材３の形状に沿うように形成されており、その周辺部に沿って６箇所の溶着対応部分１７，１７…で基材３に溶着されている。

各溶着対応部分１７は、図４及び図５（ｃ）に示すように、フェルト５に円柱状の溶着ホーンＨが押圧されることにより円形皿状に窪んでいる。この溶着対応部分１７の中央部には円形底面部をなす溶着部分１１が形成されている。この溶着部分１１は、図３に示すように、溶着ホーンＨの先端面が押圧されることにより形成された円盤状の部分であり、溶着ホーンＨの溶着範囲と略同じ大きさになっている。

各溶着対応部分１７には、フェルト５をその厚み方向に貫通する同等長さの３本のスリット１３，１４，１５が互いに略平行に且つ等間隔に配列して形成されている。３本のスリット１３，１４，１５は、その長さ方向において溶着部分１１の外側まで延び、３本のスリット１３，１４，１５のうち両外側のスリット１３，１５はスリット１３，１４，１５の配列方向において溶着部分１１、すなわち、溶着ホーンＨの溶着範囲内に収まっている。

各スリット１５は、図５（ｃ）に示すように、その内部に基材３の接合面部の一部（以下、充填基材３ａという）が充填されており、これらの充填基材３ａ，…は、溶着ホーンＨによりフェルト５を基材３に溶着するときに溶融した基材３の一部がスリット１３，１４，１５に浸入して固まったものであり、この充填基材３ａのアンカー効果によりフェルト５が基材３に強固に溶着されている。

スリット１３，１４，１５は、フェルト５を基材３に溶着する前に、並列に配置された３つのカッターをフェルト５に押し当てることで形成される。

なお、図４において各溶着部分１１を挟んでフェルト５に形成された２つの孔１９，１９は、溶着ホーンＨをフェルト５に押圧する際の押圧箇所（溶着対応部分１７）の目印とするものである。

以下、溶着対応部分１７に上記のようなスリット１３，１４，１５を形成する理由について説明する。

溶着ホーンＨを用いてフェルト５を基材３に溶着する際には、図３に示すように、治具Ｂにのせた基材３の上にフェルト５をおいて、フェルト５の溶着部分１１が所定の厚さになるまで溶着ホーンＨを押圧してこれを押し込み、この溶着ホーンＨの超音波振動エネルギにより基材３の接合面部を溶融する。このとき、フェルト５に対して溶着ホーンＨを押し込むことは容易ではないので、フェルト５の溶着対応部分１７の強度を低下させる必要がある。すなわち、溶着対応部分１７に３本のスリット１３，１４，１５を形成するのは、フェルト５の溶着対応部分１７の強度を低下させて、溶着ホーンＨをフェルト５に対して押圧し、溶着ホーンＨの先端面と基材３の接合面部との間の距離が容易に所定値になるように押し込むためである。

次に、３本のスリット１３，１４，１５を互いに略平行に配列して形成する理由について説明する。

例えば、各溶着部分１１の中心を交点として十文字にスリット１５，１５を形成すると交点近傍の強度は極端に低下するが、交点から離れるほどスリット間の距離が拡がることから強度が低下せず、溶着ホーンＨを押し込み難くなる。これに対し、スリット１３，１４，１５を互いに略平行に配列すれば、各溶着部分１１におけるいずれの箇所でも、スリット間の距離がほぼ等しいことから、各溶着部分１１の強度をほぼ均一に低下させて溶着ホーンＨを容易に押し込むことができる。

また、スリット１３，１４，１５を互いに略平行に配列すれば、各溶着部分１１におけるいずれの箇所でも、スリット間の距離がほぼ等しいことから、溶融した基材３の一部が各スリット１３，１４，１５に略均一に分かれて浸入するので、溶融した基材５を確実に充填することができる。

そして、３本のスリット１３，１４，１５のうち両外側のスリット１３，１５をスリット１３，１４，１５の配列方向において溶着ホーンＨの溶着範囲内に設定したのは、スリットの全長のうち一部分の長さすら溶着ホーンＨの溶着範囲内にないスリットがあると、このスリットには基材３が充填されず、このスリットではフェルト５が基材３に溶着されないことから、溶着完了後このスリットを起点としてフェルト５が破れるおそれがあるためである。したがって、いずれのスリット１３，１４，１５においてもスリットの全長のうち少なくとも一部分の長さでも溶着ホーンＨの溶着範囲内に含まれるように、両外側のスリット１３，１５と溶着範囲との位置関係を上記のように設定したのである。

なお、スリット１３，１４，１５は、その長さ方向において溶着部分１１の外側まで延びているが、上記と同様フェルト５が破れるのを防ぐため、溶着部分１１の外側のスリット長さは極端に長くないことが望ましい。

−製造方法−
次に、上記のように構成されたトランクサイドトリム１の製造方法について説明する。まず、フェルト５の溶着対応部分１７となる位置に、並列に配置された３つのカッターを押し当てて３本のスリット１３，１４，１５を形成したフェルト５を用意する。その後、図５（ａ）に示すように、基材３を治具Ｂに置き、基材３の上にフェルト５を載せる。

各溶着部分１１を挟むように形成された２つの孔１９，１９を目印として、図５（ｂ）に示すように、両外側のスリット１３，１５がスリット１３，１４，１５の配列方向において溶着ホーンＨの溶着範囲内に収まるように溶着ホーンＨをフェルト５に押し付ける。溶着ホーンＨを超音波振動させながらさらに押し込むと、溶着対応部分１７のフェルト５が容易に圧縮変形し円形皿状の窪みが形成されるとともに、溶着ホーンＨの先端部が基材３の上面に接近することにより、基材３の上面部が溶融して、その一部がスリット１３，１４，１５の中に浸入する。しかる後、溶着ホーンＨの振動を停止すると、スリット１３，１４，１５に入り込んだ溶融樹脂が固化し、フェルト５を基材３に強固に溶着する。

−効果−
本実施形態によれば、フェルト５の溶着対応部分１７に３本のスリット１３，１４，１５が形成されていることから、フェルト５の溶着対応部分１７におけるスリット間のフェルト５の強度が低下するので、この部分が容易に押し潰され、溶着ホーンＨをフェルト５に対して押圧して容易に押し込むことができる。これにより、溶着ホーンＨの先端と基材３の接合面部との間隔が小さくなり、つまり、溶着ホーンＨの先端が基材３の接合面部に接近するため、基材３の接合面部とフェルト５とが材質の異なる熱可塑性樹脂からなっていても、溶着ホーンＨにより基材３の接合面部が溶融し、この溶融樹脂がフェルト５のスリット１３，１４，１５に浸入して両者を容易かつ強固に溶着することができる。したがって、溶着に要する時間が短縮されるので、トランクサイドトリム１の生産性が向上する。

また、フェルト５が、基材３を構成するポリプロピレン樹脂よりも溶融温度の高いポリエチレンテレフタレート樹脂からなっていても、３本のスリット１３，１４，１５を形成することにより溶着対応部分１７の強度を低下させてフェルト５を薄く押し潰すので、両者を溶着したトランクサイドトリム１を容易に得ることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、積層体１は車両７のトランクサイドトリム１に用いられているが、これに限らず、車両７の、ドアトリム、インストルメントパネル、天井材等に用いてもよい。

上記実施形態では、ポリプロピレン樹脂からなる基材３とポリエチレンテレフタレート樹脂からなるフェルト５とを用いたが、基材３とフェルト５とが材質の異なる熱可塑性樹脂であれば、どのような材質を組み合わせてもよい。

上記実施形態では、ポリプロピレン樹脂からなる単層の基材３としたが、少なくともフェルト５が溶着される一側面部が熱可塑性樹脂からなるものであれば、複数層からなる基材を用いてもよい。

上記実施形態では、スリット１３，１４，１５を３本形成したが、溶着ホーンＨの径の大きさに合わせて２本又は４本以上としてもよい。

上記実施形態では、３本のスリット１３，１４，１５は略同じ長さを有しているが、各スリット１３，１４，１５の長さを異なる長さとしてもよい。例えば、溶着ホーンの円の形状に合わせて円の中心部近傍のスリット１４を長くし、外側のスリット１３，１５ほど短くなるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、基材を構成する熱可塑性樹脂と材質の異なる熱可塑性樹脂からなるフェルトを溶着した積層体等について有用である。

本実施形態に係るトランクサイドトリムを備えた車両の車体後部荷室を示す斜視図である。 図１に係るトランクサイドトリムをその裏面側から見た図である。 溶着ホーンを用いた溶着方法を説明する積層体の断面図である。 溶着対応部分の平面図である。 積層体の製造方法を説明する断面図である。

１ トランクサイドトリム（積層体）
３ 基材
５ フェルト
１３ 外側のスリット
１４ 内側のスリット
１５ 外側のスリット
１７ 溶着対応部
Ｈ 溶着ホーン

Claims (2)

1. 少なくとも一側面部が熱可塑性樹脂からなる基材(3)の該一側面に、該基材(3)の熱可塑性樹脂と材質の異なる熱可塑性樹脂からなるフェルト(5)を溶着した積層体(1)であって、
   上記フェルト(5)の溶着対応部分(17)には、該フェルト(5)をその厚み方向に貫通する複数本のスリット(13,14,15)が互いに略平行に配列して形成されているとともに、該フェルト(5)が溶着ホーン(H)で押圧されることにより圧縮変形して底面に溶着部分(11)を有する皿状の窪みが形成されており、
   上記スリット(13,14,15)のうち両外側のスリット(13,15)がスリットの配列方向において上記溶着ホーン(H)の溶着範囲内に形成され、
   上記各スリット(13,14,15)は、長さ方向において上記溶着部分(11)の外側まで延びるとともに上記溶着対応部分(17)の外側に達しないように貫通形成され、
   上記溶着部分(11)は、上記溶着ホーン(H)により溶融された上記基材(3)の溶融樹脂が、上記スリット(13,14,15)に浸入した状態で固化していることを特徴とする積層体。
2. 請求項１記載の積層体において、
   上記基材(3)はポリプロピレン樹脂からなり、上記フェルト(5)はポリエチレンテレフタレート樹脂からなることを特徴とする積層体。

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