JP5184073B2 - 車両内装材用積層シート,ルーフライニング及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、コスト面において優れた汎用樹脂から形成された連続気泡のポリプロピレン系樹脂発泡ボードを備えた自動車内装材用積層シートの開発が望まれている。特に、ポリプロピレンは、汎用樹脂の中でも熱的に安定で耐熱性,断熱性が高く、優れた機械的性質を有するため、ポリプロピレンから形成された連続気泡のポリプロピレン系樹脂発泡ボードをルーフライニング芯材として備えた車両ルーフライニングなどの車両内装材用積層シートの開発が望まれている。
しかし、ポリプロピレンから連続気泡の発泡体を得ることは技術的に難しいことが知られている。
特に、ルーフライニングの芯材に用いられる幅広なサイズに形成された、連続気泡を有するポリプロピレン製のポリプロピレン系樹脂発泡ボードを得ることは難しい状況であった。
本発明の他の目的は、ポリプロピレン系樹脂であるにも拘らず吸音性が高いと同時に、軽量でかつ充分な剛性を備えた車両内装材用積層シート,ルーフライニング及びその製造方法を提供することにある。
このように車両内装材用積層シートの芯材は、良好な吸音性を有する複数のポリプロピレン系樹脂発泡ボードを接合することで構成されているので、吸音性が高く且つ軽量なポリプロピレン系樹脂発泡ボードを用いた任意のサイズの車両内装材用積層シートを得ることができる。
その結果、汎用樹脂であるポリプロピレン系樹脂からなり吸音性,剛性が高く軽量な車ルーフライニングを得ることができる。
具体的には、前記芯材は、側面端部側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率が、中心側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率よりも低く構成されているとより好適である。
また、前記芯材に開口部が形成され、前記開口部の枠部分側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率が枠部分と他方側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率よりも低く構成されると好適である。
このように構成されることで、吸音性と剛性が高く且つ軽量なポリプロピレン系樹脂発泡ボードを用いた車両内装材用積層シートやこの車両内装材用積層シートから形成されたルーフライニングを得ることができる。
このように、相対する接合面の室内側の角部に凹部が形成されたポリプロピレン系樹脂発泡ボードを接合することで製造した車両内装材用積層シート、もしくはルーフライニングの意匠面に凸状の表面荒れが生じることを防止することができる。
このように構成されているので、汎用樹脂であるポリプロピレン系樹脂を用いて、吸音性,剛性が高くかつ軽量な車両内装材用積層シートを得ることができる。つまり、ポリプロピレン系樹脂であるにも拘らず、ポリプロピレン系樹脂発泡ボードが連続気泡であるため吸音性が高く、また高倍発泡であるため軽量化を図ることが可能である。
発泡倍率が50倍より大きくなると、車両用ルーフ材として使用するために必要な剛性が得られなくなり、発泡倍率が10倍より小さくなると、車両用ルーフ材として使用するために必要な軽量性が得られなくなる。また、連続気泡率が50%より小さくなると、十分な吸音性が得られなくなる。
また、発泡剤として揮発性ガスを用いるガス発泡成形によるため、化学分解型発泡剤を用いる化学発泡成形では不可能な高倍率発泡が可能となり、発泡倍率10倍〜50倍の高倍率ポリプロピレン系樹脂発泡ボードを得ることができ、軽量な車両内装材用積層シートを得ることができる。その結果、汎用樹脂であるポリプロピレン系樹脂からなり吸音性,剛性が高く軽量なルーフライニングを得ることができる。
さらに、取付け部や開口部など強度が必要な部分には、高強度な芯材として低発泡倍率のポリプロピレン系樹脂発泡ボードを配設することができる。
上記のように作製したルーフライニング芯材に、表皮材,補強材などを積層させて、軽量性と共に、高い吸音性と剛性を有した車両内装材用積層シートを得ることができる。
図1乃至図9は本発明の一実施形態に係るものであり、図1は車両内装材用積層シートの縦断面図、図2は車両内装材用積層シートの製造工程のうち、押出発泡成形工程のフローを示す説明図、図3は車両内装材用積層シートの製造工程のうち、貼合せ工程のフローを示す説明図、図4は車両内装材用積層シートの製造工程のうち、発泡ボード積層工程のフローを示す説明図、図5は発泡ボードの連続気泡率測定のための試験片の切出し方法を示す説明図、図6は貼合せ工程における貼合せ面の形状の説明図、図7は車両内装材用積層シートの製造工程のうち、樹脂温度と成形安定性の関係を示すグラフ、図8は本発明の実施例2に係るルーフライニング芯材を構成する発泡ボードの貼合せ配置説明図、図9は本発明の実施例3,4に係るルーフライニング芯材を構成する発泡ボードの貼合せ配置説明図である。
ここで、芯材とは車両内装材用積層シート1の芯部材であり、発泡ボード2からなる。この発泡ボード2をルーフライニングの芯材として使用するために接合して大きなサイズに形成したものがルーフライニング芯材30である。また、車両内装材用積層シート1はルーフライニングを含む車両用内装材であり、芯材の表面に補強材3,4や表皮材を張り合わせて積層させたものである。
発泡ボード2は、無架橋のポリプロピレン系樹脂を基材として、核形成材及び揮発性ガ
ス発泡剤を用いたガス発泡法及び、押出機を用いたサイザー法により押出成形されてなる
略平板状発泡体である。発泡ボード2は、その両面に押出発泡時に形成されるスキン層を
備えた状態となっている。
なお、これらの物性は特開2006−45356号公報等に記載された公知の測定方法により測定される。
ここで、独立気泡とは、気泡壁によって全て囲まれて他の気泡と連通していない気泡のことをいう。連続気泡とは、独立気泡以外の気泡の全てをいい、具体的には、気泡壁に貫通孔が形成されており、この貫通孔を通じて他の気泡と連通状態にある気泡をいう。発泡ボード2の連続気泡率は、ASTM D2856−87に準拠して測定されたものをいう。
また、接着層5,6,表皮側接着層7は、オレフィン系熱可塑性樹脂のホットメルトフィルムでポリプロピレンに接着するもの等から形成されている。
更に、本実施形態の車両内装材用積層シート1は、例えば車両用ルーフに用いる場合には、表皮側接着層7の補強材4逆側の面に、不図示の不織布、織布、編布等からなる表皮材を積層し、この積層した状態で加熱し、その後、冷間プレスによって所望形状に成形されて車両用内装材の一例である車両用ルーフ材として用いられる。
冷却サイザー23は、ダイ22端部に連結固定されており、図2に示すように、内部に、一方の端部がダイ22のスリットに連続し他方の端部が開口となった、断面が長尺矩形のスリットが形成されている。
これにより、ダイ22で発泡する発泡ボード2を、スムーズに冷却サイザー23に誘導し、10〜50倍、好ましくは30〜35倍,発泡直後の厚み4〜20mm、好ましくは12〜16mm、更に好ましくは12〜14mmの板状に形成できる。
このように、樹脂混合物をダイ22のスリットに送って、樹脂混合物をダイ22より低圧下に押出し発泡させる。樹脂混合物はダイ22から出る瞬間に発泡する。その後、樹脂混合物を冷却固化させる冷却工程を行う。発泡した樹脂混合物は、冷却サイザー23へ進み、上下左右が冷却サイザー23のスリット内壁に接触することにより、板状体となって冷却固化され発泡ボード2が成形される。この発泡ボード2は、厚みが4〜20mmに押出発泡され、両面にスキン層が形成された状態となっている。なお、厚みは12〜16mmが好ましく,更に好ましくは12〜14mmである。幅は50〜450mmの範囲で成形可能であるが、400〜450mmの範囲が好ましい。ただし、ダイ22を交換することによってこれ以外の形動の発泡ボード2を形成することも可能である。
その後、発泡ボード2を引取機24により順次引取る。引取機24により引取られて冷却固化した発泡ボード2を、公知の手順により所定単位の長さに切断し、養生する(ステップS2)。
連続気泡率及び発泡倍率の測定に供した発泡ボードは、押出発泡成形工程S1による発泡直後の厚みを20mmとして作製したものである。
まず、ステップS3の貼合せ工程について説明する。
ステップS3の貼合せ工程は、所定単位の長さに調整した発泡ボード2を貼合せる工程であり、図3(a)乃至図3(c)に示すような接合法によって貼合せられる。ここで示した接合法は、加熱された金属板に接触させることで溶融させた発泡ボード2を突き合わせることで接合させる熱板溶着法である。ステップ1の押出発泡成形で作製した発泡ボード2のサイズよりも大きな基材が必要なときに、発泡ボード2を複数枚貼合せて大きなサイズの発泡ボード2を得る工程である。なお、必要とされる芯材のサイズが小さい場合には貼合せを要しない。
次に、加熱板10を発泡ボード2,2の下方へ移動させて取り除き、発泡ボード2,2の溶融状態の貼合せ面同士を突き合わせて圧着することで2枚の発泡ボード2,2が貼合せられる(図3(b)参照)。このとき、貼合せ部分は押さえ板12により上下方向から挟み込んでいる。この押さえ板12で挟み込むことによって貼合せ位置のズレをなくすことができる。
なお、熱溶着を利用して貼合せを行うことで接着剤を使用する場合のように揮発性有機物質(VOC)が生じる虞がなく、発泡ボード2を強固に接合することができる。
特にルーフライニングに使用する芯材(ルーフライニング芯材30)では1500mm以上の幅が必要となることから押出成形により成形された発泡ボードを複数幅方向に並べて接合する必要がある。本実施形態においては、幅400mmに形成された発泡ボード2では幅方向に4枚接合することによりルーフライニング芯材30を得ている。
発泡ボード2は発泡倍率を変化させた種類を作製しておき、これらを適宜組み合わせて貼合せることで吸音率や機械的強度を調整することができる。貼合せは横幅方向に限られず、長さ方向にも貼合せることができる。
例えば、ルーフライニング芯材30の場合は幅方向に4枚の発泡ボード2を貼合せているが、長さ方向に450mm毎に、幅方向へ横断する発泡倍率の低い発泡ボードを接合して芯材を作製することで吸音性を損なわずにルーフライニングの剛性を強化することができる。特に、ワンボックスタイプやワゴンタイプなどのミニバンに使用される大きなサイズのルーフライニング芯材30として好適である。
まず、図6(b)に示したように溶融面に傾斜面を形成すると、垂直にカットした溶融面(図6(a)参照)に比べて接合する面積が増すことからより強固に接合することができる。この場合、傾斜面を形成した加熱板10を使用するか、もしくは、加熱板10を傾斜させて使用する必要がある。ここで貼合せ面に形成される傾斜角は30から90°(90°が垂直にカットした面)とする。
図6(d)に示すように貼合せ面をクランク形状とすると、せり出し部16の先端部分のみが溶融するため、発泡ボードを縦に切断した場合に比べて溶融面積が半分になることから加熱板10による加熱時間が短くなる利点がある。また、貼合せ面が立体となるために接合強度も確保される。せり出し部の長さは1から15mmとすると好適である。
図6(e)に示すように発泡ボードの意匠面側の貼合せ面に欠け部を形成することで、図6(c)と同様に、積層工程で意匠面に凹凸が現れるのを防ぐことができる。
積層工程では、元々10〜20mm,好ましくは12〜14mmの厚みに形成されていた発泡ボード2を、2/3〜3/4の厚みになるように圧縮する。本実施形態では、12〜14mmの厚みの発泡ボード2を厚み8mmまで圧縮する。
積層工程では、発泡ボード2の両面にスキン層が形成されたものに副資材を積層するので、スライス工程を省くことができる。
次いで、スリッター及び定尺カット機で所定の寸法に切断し、車両内装材用積層シート1を得て、車両内装材用積層シート1の製造工程を終了する。なお、車両内装材用積層シート1の製造工程の後、表皮側接着層7の補強材4逆側の面に不図示の表皮材を積層し、公知の方法で所望の形状に熱成形することにより、車両用内装材が得られる。
(実施例1)
まず、発泡ボード2の貼合せを必要としない小さなサイズの車両内装材用積層シート1についての実施例について示す。
図2の押出発泡成形工程S1により、厚みが12〜14mm,発泡倍率が30〜35倍の両面スキン付の発泡ボード2を得た。
補強材3,4にスパンボンド(ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート,23g/m2)、接着層5,6にオレフィン系熱可塑性樹脂のホットメルトフィルム、表皮側接着層7にホットメルトフィルムを用い、図4の積層工程S4により、発泡ボード2を、その一般面の厚みが8mmになるように圧縮して、図1に示す車両内装材用積層シート1を得た。
この車両内装材用積層シート1では、発泡ボード2以外の副資材,即ち補強材3,4、接着層5,6、表皮側接着層7の層の目付の合計は136g/m2であった。
吸音性については、厚み12mm以上のものが基準を満足していた。剛性については、発泡倍率35倍以下のものが基準を満足していた。
以上より、発泡倍率30倍で厚み12mmのもの,及び発泡倍率35倍で厚み12〜14mmのものが、車両内装材用積層シート1の軽量性,吸音性,剛性のすべての面で基準を満足していた。
また、生産上の効率性については、車両内装材用積層シート1の品質として生産上の効率性も考慮すると、発泡倍率35倍で厚み12mmのものが車両内装材用積層シート1の軽量性,吸音性,剛性,生産上の効率性のすべての面で優れていた。
次に、発泡ボード2の貼合せを必要とするルーフライニング用積層シートについての実施例を説明する。特に、ルーフライニング用積層シートの芯材であるルーフライニング芯材35について説明する。
400mmの幅を有する発泡ボード2を幅方向に4枚貼合せてルーフライニングに使用可能な幅(1500mm以上)を有する芯材を貼合せ工程S3により作製した。貼合せは熱板溶着(図3参照)によって行った。
作製したルーフライニング芯材35を構成する発泡ボードの貼合せ配置説明図を図8に示す。低発泡率の発泡ボード2bと高発泡率の発泡ボード2aを2枚ずつの計4枚を貼合せることでルーフライニング芯材35を構成している。このルーフライニング芯材35の両縁部には低発泡率で機械的強度の高い低発泡率の発泡ボード2bを貼合せ、中央部の2枚は高い発泡率と吸音率を有する高発泡率の発泡ボード2aを使用した。
上記のように作製したルーフライニング芯材35に、表皮材,補強材などを積層させて構成したルーフライニングは軽量性,吸音性,生産上の効率性の低下を伴わずに剛性を向上させることができた。
図9(a)に、低発泡率の発泡ボード2bと高発泡率の発泡ボード2aを貼付け工程により組み合わせて構成したルーフライニング芯材30の他の実施例を示す。
400mmの幅を有する2種類の発泡ボード2(2a,2b)を幅方向に4枚貼合せると共に、長さ方向にも2種類の発泡ボード2を貼合わせている。幅方向の貼合せ方は上述した実施例1に示したルーフライニング芯材35と同様であるが、長さ方向にもルーフライニング芯材40を横断する低発泡率の発泡ボード2bが3カ所に貼合せてある。すなわち、ルーフ前端部と後端部への取付け部分と、ルーフライニング芯材40の中央部である。このような構成とすることにより、取付け部の剛性を強化することができると共に、ルーフライニング芯材40自体の剛性と耐久性の向上を図ることができる。低発泡率の発泡ボード2bとして発泡倍率10〜25倍、好ましくは25倍、高発泡率の発泡ボード2aとして発泡倍率35倍としたものが使用されている。
図9(b)に、低発泡率の発泡ボード2bと高発泡率の発泡ボード2aを貼付け工程(図3参照)により組み合わせて構成したサンルーフ用の開口部18が形成されたルーフライニング芯材45の実施例を示す。
本実施例では、貼合せる発泡ボード2は300mmの幅のものであり6枚幅方向に貼合せることでルーフライニング芯材45を得ている。車両ルーフに取付けられる両サイドの発泡ボード2は低発泡率の発泡ボード2b,2bである。また、ルーフライニング芯材45にはサンルーフ用の開口部18が形成されており、このサンルーフ用の開口部18の周囲の発泡ボード2も低発泡率の発泡ボード2bによって構成されている。このような構成とすることにより、両サイドの取付け部と共にサンルーフ部分への取付け部の剛性を強化することができ、ルーフライニング自体の剛性と耐久性の向上を図ることができる。ここでは、低発泡率の発泡ボード2bとして発泡倍率10〜25倍、好ましくは15倍、高発泡率の発泡ボード2aとして発泡倍率35倍としたものが使用されている。
サンルーフ用の開口部18は型抜きの際に同時に形成されるが、それ以外の製造方法については実施例3のルーフライニング芯材35と同様であるため省略する。
実施例4においては、サンルーフ用の開口部18の周囲を低発泡率の発泡ボード2bで形成しているが、車内照明ランプやスイッチや液晶モニターなどを実装したパネル類を取り付ける開口部18の周囲においても、実施例4と同様に、低発泡率の発泡ボード2bで構成することができる。この場合、型抜き後に開口部18にパネルを嵌め込み、直接、本実施例に係る車両内装材用積層シート1に固着することで、より独立性の高いモジュールを形成することができる。また、一体感と美観を高めた内装材を構成できると共に、内装材車両への取付け工程での工数低減を図れる。
低発泡率の発泡ボード2bとして発泡倍率10〜25倍、好ましくは15倍、高発泡率の発泡ボード2aとして発泡倍率35倍としたものが使用されている。
また、型抜きのための位置決め方法としては他の公知の方法を任意に用いることができる。例えば、貼付工程もしくは積層工程で、特定の位置に凸部を形成して、この凸部を距離センサーなどで検知して位置を検出する方法を使用してもよい。
2 発泡ボード
2a 高発泡率の発泡ボード
2b 低発泡率の発泡ボード
3,4 補強材
5,6 接着層
7 表皮側接着層
10 加熱板
12 押さえ板
12a 上側の押さえ板
12b 下側の押さえ板
15 溶融層
16 せり出し部
18 開口部
21 タンデム押出機
22 ダイ
23 冷却サイザー
24 引取機
25 積層装置
30,35,40,45 ルーフライニング芯材
Claims (8)
- ポリプロピレン系樹脂発泡ボードからなる芯材を備えた車両内装材用積層シートにおいて、
前記芯材は、複数の発泡倍率の異なる、所定厚さの板体からなる前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの厚さ側の端部同士を接合してなることを特徴とする車両内装材用積層シート。 - 前記芯材は、前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの厚さ側の端部同士を溶着したものであり、
該溶着は加熱された金属板に接触させることで溶融させた前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードを突き合わせることで接合させることを特徴とする請求項1に記載の車両内装材用積層シート。 - 前記芯材は、側面端部側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率が、中心側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率よりも低いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両内装材用積層シート。
- 前記芯材に開口部が形成され、
前記開口部の枠部分側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率が枠部分と他方側に配設される前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの発泡倍率よりも低いことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両内装材用積層シート。 - 前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの相対する接合面において、
室内側に配設される貼合せ面の角部に凹部が形成された前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードを接合させて構成された前記芯材からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両内装材用積層シート。 - 前記芯材は、板状に押出成形され、連続気泡率が50%以上で、且つ発泡倍率が10倍〜50倍の前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードを用いてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両内装材用積層シート。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両内装材用積層シートを用いたルーフライニング。
- ポリプロピレン系樹脂発泡ボードを備えた車両内装材用積層シートの製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂,核形成剤及び揮発性ガス発泡剤を押出機に供給し、該押出機内で溶融した樹脂混合物を高圧高温下で混練する混練工程と、
前記樹脂混合物を、前記押出機出口に設けられた断面略矩形のスリットを有するダイより低圧下に押出し、略板状に押出発泡させる押出工程と、
押出発泡された前記樹脂混合物を、前記ダイに連結され、断面が前記ダイの前記スリットより大きい略矩形に形成されたスリットを有する冷却サイザーに接触させ、引取りながら冷却固化させて、略板状の前記発泡ボードを得る冷却工程と、
前記発泡ボードを貼合せる接合工程と、
前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードにシート状の補強材を積層して車両内装材用積層シートを得る積層工程と、を備え、
前記接合工程は、加熱された金属板に接触させることで溶融させた複数の前記ポリプロピレン系樹脂発泡ボードの側面端部同士を突き合わせて溶着させることを特徴とする車両内装材用積層シートの製造方法。
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