JP5619485B2 - 積層構造の車両用内装基材及びその製造法 - Google Patents
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Description
更には、発泡性熱硬化性樹脂132が繊維補強材130を通過してハニカム構造体120側に多く流入した状態で、加熱成形して発泡、硬化されると繊維補強材130内に微小な空洞状(泡状)のボイドが外表面に形成されてしまう。この欠肉及びボイドの発生した成形品は著しく見栄えを損ない、表面品質の低下を招くため、不良品として廃棄されてしまうという問題があった。ここで、欠肉及びボイドの発生を抑制する一案として、ハニカム構造体120側に流入する発泡性熱硬化性樹脂132を補うために、塗布量を大幅に増加して熱成形型にて成形することも考えられる。しかし、成形に必要とする以上の発泡性熱硬化性樹脂132を使用することは、余分な材料費がかかってコストの増大を招くと共に、質量増加となるため軽量化の阻害となり費用対効果が優れないという懸念が拭えない。
先ず、第1の発明は、シート状のハニカム構造体の両面にシート状の繊維補強材が重ね合わせられて配設された両外面から発泡性熱硬化性樹脂を塗布して含浸させ、加圧及び加熱成形により前記繊維補強材とハニカム構造体とを前記発泡性熱硬化性樹脂により接合形成してなる積層構造の車両用内装基材であって、前記外面が成形面となるシート状の繊維補強材とシート状のハニカム構造体との間には、前記加圧及び加熱成形の際に前記発泡性熱硬化性樹脂の浸入を必要とされるレベルに抑制する中間シート材が挟まれて配設されており、該中間シート材による発泡性熱硬化性樹脂の浸入の必要とされるレベルは前記加圧及び加熱成形の際における前記繊維補強材とハニカム構造体との接合のために必要十分な量であることを特徴とする。
なお、車両用内装基材10は、一般に外周全周を加圧成形(外周を潰す)してハニカム構造体20が隠れる状態にすることで強度を確保した構成とするものもあるが、車両用内装基材10の積層構造の構成を明確にするために、本実施例1においては外周が加圧成形されていない構成にして、図1はハニカム構造体20が外観上を見える簡素な構成のものについて図示しているが、これに限定はされず、外周全周を加圧成形(外周を潰す)するものでもよい。
図2に図示されるように、このハニカム構造体20は、積層構造の車両用内装基材10のコア材(芯材)として構成されるものである。このハニカム構造体20は、一定幅の板状の紙片が立設して空間部位20a(セル)を形成するように囲んで形成されており、この空間部位20a(セル)どうしが連続して隣接するように順次貼り合せてシート状に形成されている。このハニカム構造体20は、連続した複数の透孔が画成されていることから、中実の板部材より軽量であり、かつ、厚さ(上下)方向の圧縮応力に対して大きな強度を有している。このシート状のハニカム構造体20の板厚は、用途等によって適宜選択されるものであるが、3mm〜40mm程度の板厚が好ましい。また、実施例1のハニカム構造体20は、空間部位20a(セル)の形状が波状に形成された紙片を連続的に貼り重ねることで円柱状の空間部位20a(セル)を連続成型積層したロールコアが選択されており、質量は720g/m2とされている。このハニカム構造体20の空間部位20a(セル)の形状は、種々の形状を選択できるものであり、例えば、六角形の空間部位(セル)の集合体でもよいし、それ以外にも、OX、フレックス、バイセクト、フェザー等を選択できる。また、実施例1におけるハニカム構造体20の材質は、紙製ハニカム体を選択しているが、これに限定されず、紙、アルミニウム等の金属部材や、ガラス繊維や、植物繊維等とのマトリックス樹脂とからなる強化複合材料等、要求される強度その他の種々の条件に適合する様に選択し使用することが出来る。
図2に図示されるように、このガラス繊維マット30(繊維補強材)は、無機繊維であるガラス繊維を50mm〜100mm長に切断したチヨツプドストランドを適宜バインダーで固めることによりシート状に成形したガラス繊維マットが選択されている。なお、ここで使用するガラス繊維は上記のようにチヨツプドストランドを固結したもののほか、ガラス繊維を切断することなくバインダーで固めたもの(コンテイニアスマツト)或いはガラス繊維不織布、ガラス繊維紙、ガラス繊維織布でもよい。また、実施例1におけるガラス繊維マット30(繊維補強材)は、目付量が、450g/m2として形成されているが、要求される強度その他の種々の条件に適合する様に目付量を選択し使用することが出来るものである。本発明における繊維補強材は、チヨツプドストランド等の無機繊維や、有機繊維であるジュート(黄麻)、ケナフ(洋麻)、ラミー、ヘンプ(麻)、サイザル麻、竹等の天然繊維等を適宜選択して、アクリル等のバインダー又はニードル加工によってシート状、マット状にしたものであればよい。
図2に図示されるように、この更紙40(中間シート材)は、加圧及び加熱成形の際に発泡性ポリウレタン樹脂32(発泡性熱硬化性樹脂)の浸入(発泡性熱硬化性樹脂がガラス繊維マット30を通過してハニカム構造体20側に流入)を必要とされるレベルに抑制するために、ガラス繊維マット30(繊維補強材)とハニカム構造体20との間に挟まれて配設されるものである。
この更紙40(中間シート材)による発泡性ポリウレタン樹脂32の浸入(発泡性熱硬化性樹脂がガラス繊維マット30を通過してハニカム構造体20側に流入)の必要とされるレベルは、加圧及び加熱成形の際におけるガラス繊維マット30とハニカム構造体20との接合のために必要十分な量である。すなわち、塗布工程によりガラス繊維マット30の外面から塗布した発泡性ポリウレタン樹脂32は、塗布工程においてはガラス繊維マット30に滞留された状態にあるが、成形工程時には加圧成形の圧縮力によって更紙40(中間シート材)を通過してハニカム構造体20側に流入されて加熱されることでガラス繊維マット30とハニカム構造体20と更紙40(中間シート材)が一体として接合される。
ここで本実施例1において選択される紙は、更紙40が選択されている。この更紙は、砕木パルプを主原料とし、化学パルプを配合して作ったものである。この更紙は、化学パルプの比が40%未満の洋紙とされている。
このほかに、中間シート材の紙類としては、種々の紙を適用できる。例えばクラフト紙も選択選択することができる。このクラフト紙は、クラフト法により製造されたパルプを原料とした洋紙のうち、強度を落とさないため漂白行程を行なわない紙である。また、木材を原料としない非木材として、竹やワラ等の草類繊維、ケナフ、コウゾ、ミツマタ、ガンピ等の靭皮繊維を使用した紙であってもよい。例えば、コウゾ、ミツマタ、ガンピ等の樹皮の内側の靭皮繊維を原料として抄いた和紙等であってもよい。また、常態時に発泡性ポリウレタン樹脂32(発泡性熱硬化性樹脂)が透過しない防水透湿シート材等も適宜選択することができる。
先ず、図4に図示されるように、ハニカム構造体20と、ハニカム構造体20の両面に配設されるガラス繊維マット30(繊維補強材)と、ハニカム構造体20とガラス繊維マット30の間に配設される更紙40(中間シート材)とからなる内装基材積層配設体12を得る。
次に、図5に図示されるように、プレス成形に先立って、内装基材積層配設体12の外表面となるガラス繊維マット30に発泡性ポリウレタン樹脂32(発泡性熱硬化性樹脂)が450g/m2(一体成形に必要充分な量)スプレーによって塗布する(成形面12a及び成形面12aと反対側の外面も共に塗布)。ここで、プレス成形機50の加圧成型前においては、更紙の配設される側のガラス繊維マット30は、更紙の構成によって発泡性ポリウレタン樹脂32がハニカム構造体20側に流入しないでガラス繊維マット30に滞留された状態とされている。
図6に図示されるように、この内装基材積層配設体12を、プレス成形機50における下型54の上に載置する。なおプレス成形機50は、内装基材積層配設体12の成形加工に先立って、上型60および下型54をあらかじめ所定温度(摂氏温度60℃〜170℃に)に加熱保持しておく。次に、図3及び図6に図示されるように、プレス成形機50の運転を開始し、スライダ58を下降させて上型60と下型54を相対的に近接させ、ハニカム構造体20およびガラス繊維マット30(繊維補強材)並びに更紙40(中間シート材)とからなる内装基材積層配設体12を両金型60、54により挟圧する。そうすると、プレス成形機50の面圧(圧縮力)によってガラス繊維マット30に滞留された発泡性ポリウレタン樹脂32(発泡性熱硬化性樹脂)のうち、ガラス繊維マット30とハニカム構造体20との接合のために必要十分な量だけが更紙を通過してハニカム構造体20側に流入する。そして、ガラス繊維マット30に熱伝導がなされ、ガラス繊維マット30に塗布されている発泡性ポリウレタン樹脂32の発泡を開始させる。上型60および下型54を所定時間に亘り型締めしたまま加圧および加熱保持することで、発泡性ポリウレタン樹脂32は発泡しながらガラス繊維マット30の内部隙間で膨張し、次いで硬化することによりハニカム構造体20とガラス繊維マット30と更紙40(中間シート材)の一体的な接着が達成される。発泡性ポリウレタン樹脂32はガラス繊維マット30に浸透することでガラス繊維の脱落を防ぎ表面が平滑に仕上がると共にガラス繊維特有のチクチクとした不快な肌ざわりがなくなる。
12 内装基材積層配設体
12a 成型面
20 ハニカム構造体
20a 空間部位
30 ガラス繊維マット(繊維補強材)
32 発泡性ポリウレタン樹脂(発泡性熱硬化性樹脂)
40 更紙(中間シート材)
50 プレス成形機
52 ベース
54 下型
56 支柱
58 スライダ
60 上型
60a 凸部
Claims (4)
- シート状のハニカム構造体の両面にシート状の繊維補強材が重ね合わせられて配設された両外面から発泡性熱硬化性樹脂を塗布して含浸させ、加圧及び加熱成形により前記繊維補強材とハニカム構造体とを前記発泡性熱硬化性樹脂により接合形成してなる積層構造の車両用内装基材であって、
前記外面が成形面となるシート状の繊維補強材とシート状のハニカム構造体との間には、前記加圧及び加熱成形の際に前記発泡性熱硬化性樹脂の浸入を必要とされるレベルに抑制する中間シート材が挟まれて配設されており、該中間シート材による発泡性熱硬化性樹脂の浸入の必要とされるレベルは前記加圧及び加熱成形の際における前記繊維補強材とハニカム構造体との接合のために必要十分な量であり、前記発泡性熱硬化性樹脂を塗布する工程により繊維補強材の外面から塗布した発泡性熱硬化性樹脂は、該塗布する工程においては前記繊維補強材に滞留された状態にあるが、前記加圧及び加熱成形による工程時には加圧成形の圧縮力によって中間シート材を通過してハニカム構造体側に流入されて加熱されることで前記繊維補強材とハニカム構造体と中間シート材が一体として接合される
ことを特徴とする積層構造の車両用内装基材。 - 請求項1に記載の積層構造の車両用内装基材の製造法であって、
前記シート状のハニカム構造体の両面にシート状の繊維補強材を配設するに際して、外面が成形面となる該シート状の繊維補強材とシート状のハニカム構造体との間には中間シート材を挟んで配設して内装基材積層配設体を形成する配設工程と、
前記配設工程により形成された内装基材積層配設体のシート状の繊維補強材の外面から発泡性熱硬化性樹脂を塗布して含浸させる塗布工程と、
前記発泡性熱硬化性樹脂が含浸した内装基材積層配設体を成形型内に投入して、成形型により投入された内装基材積層配設体を加圧及び加熱成形する成形工程と、からなり、
前記中間シート材は前記成形工程において前記繊維補強材とハニカム構造体との接合のために必要十分な量の発泡性熱硬化性樹脂を浸入させるものであることを特徴とする積層構造の車両用内装基材の製造法。 - 請求項1に記載の積層構造の車両用内装基材であって、
前記成形面は、外面に凹凸面形状の変化をもたせて形成する面を有することを特徴とする積層構造の車両用内装基材。 - 請求項2に記載の積層構造の車両用内装基材の製造法であって、
前記成形面は、外面に凹凸面形状の変化をもたせて形成する面を有することを特徴とする積層構造の車両用内装基材の製造法。
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