JP5710113B2

JP5710113B2 - 自動車外装材用基材及び自動車外装材

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Publication number: JP5710113B2
Application number: JP2009211130A
Authority: JP
Inventors: 達彦津村; 貴常盤
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: JP2011057151A

Description

本発明は自動車外装材用基材及び自動車外装材に関する。特には、車体のホイールハウスに装着されるホイールハウスライナー材として好適に使用できる自動車外装材及びその基材に関する。

従来、ホイールハウスライナー材等の自動車外装材はタイヤが巻き上げる砂や小石から車体を保護する目的で使用されてきた。このような自動車外装材としては、ポリプロピレン樹脂や高密度ポリエチレン樹脂等からなる樹脂シートを成形したものが一般的であった。しかしながら、このような自動車外装材は樹脂製であるため、タイヤが巻き上げる砂や小石の打撃音が発生し、車室内の騒音が大きく、乗り心地が快適ではなかった。

このような従来の欠点を改善できる自動車外装材として、「硬質スチレン−ブタジエンゴムをバインダーとしてポリエステル繊維を結着した硬質繊維板からなるフェンダーライナ」（特許文献１）が提案されている。このフェンダーライナは打撃音抑制効果に優れているものの、剛性が不足しており、耐久性に問題があった。また、剛性を高めるために密度を高めると、従来の樹脂シートに近づき、打撃音抑制効果が低下するものであった。

特開２０００−２６４２５５号公報（特許請求の範囲、実施例など）

そのため、本発明者らは従来の樹脂シートと硬質繊維板等の繊維シートとを一体化すれば、打撃音抑制効果、剛性及び耐久性に優れると考えた。しかしながら、実際に樹脂シートと繊維シートとを一体化しても、繊維シートが脱落したり、破損し、耐久性の悪いものであった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、打撃音抑制効果、剛性及び耐久性に優れる自動車外装材、及びその基材を提供することを目的とする。

本発明の請求項１にかかる発明は、「Ｔダイから溶融押し出して形成した樹脂シートからなる樹脂基材の片面のみに不織布が一体化した自動車外装材用基材であり、前記不織布の樹脂基材との当接部を構成する繊維として、スパンボンド法により形成された、樹脂基材構成樹脂と同系統の繊維を含んでおり、しかも前記不織布は乾式ウエブに由来する、当接部以外の部分を有しており、前記樹脂シート構成樹脂及び前記スパンボンド法により形成された繊維の融着により一体化していることを特徴とする、自動車外装材用基材。」である。

本発明の請求項２にかかる発明は、「請求項１に記載の自動車外装材用基材を所望形状に成型した自動車外装材。」である。

本発明の請求項１にかかる発明は、樹脂基材と不織布とが一体化しているため、不織布による打撃音抑制効果に優れ、樹脂基材による剛性にも優れる自動車外装材を形成できる基材である。また、不織布の樹脂基材との当接部を構成する繊維として、樹脂基材構成樹脂と同系統の繊維を含んでいることによって、不織布と樹脂基材とが強固に一体化しているため、不織布が脱落したり、破損することのない、耐久性に優れる自動車外装材を形成できる基材である。

本発明の請求項２にかかる発明は、前記自動車外装材用基材を所望形状に成型した自動車外装材であるため、打撃音抑制効果、剛性及び耐久性に優れている。

打撃音抑制性能の評価に使用した試験装置の模式的斜視図及びＡ面に平行かつ供給部材及び集音マイクを通る平面で切断した断面図

本発明の自動車外装材用基材（以下、単に「外装基材」と表記することがある）は樹脂基材と不織布とが一体化しているため、樹脂基材による剛性、及び不織布による打撃音抑制効果に優れている。

この外装基材に剛性を付与する樹脂基材としては従来と同様の熱可塑性樹脂シートから構成することができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などの熱可塑性樹脂を単独で、又は２種類以上の熱可塑性樹脂を混合したシートを挙げることができる。

他方、本発明においては、打撃音抑制効果に優れるように不織布を含んでいるが、この不織布として、不織布の樹脂基材との当接部を構成する繊維として、樹脂基材構成樹脂と同系統の繊維（以下、「当接繊維」と表記することがある）を含んでいる点に特長がある。このような当接繊維を含んでいることによって、不織布と樹脂基材とが強固に一体化し、不織布が脱落したり、破損することのない、耐久性に優れる自動車外装材を形成できることを見出した。これは当接繊維と樹脂基材との相溶性が高いためであると考えられる。

この当接繊維は樹脂基材構成樹脂と同系統であれば前記効果を発揮できる。そのため、当接繊維は樹脂基材構成樹脂によって変化する。この「同系統」とは当接繊維を構成する樹脂の重合単位の種類と、樹脂基材構成樹脂の重合単位の種類とが同一又は一部重複していることを意味し、樹脂の重合度（分子量）や複数種の重合単位からなる場合の組成比は一致していなくても良い。例えば、樹脂基材構成樹脂がポリプロピレンである場合、当接繊維構成樹脂はポリプロピレン又はプロピレン共重合体から構成され、樹脂基材構成樹脂がポリエチレンである場合、当接繊維構成樹脂はポリエチレン又はエチレン共重合体から構成される。

このような当接繊維は不織布の樹脂基材との当接部に含まれているが、当接部における当接繊維の質量比率は、樹脂基材と強固に一体化するように、１０ｍａｓｓ％以上であるのが好ましく、３０ｍａｓｓ％以上であるのがより好ましく、１００ｍａｓｓ％当接繊維であるのが特に好ましい。なお、不織布を多層構造とすると、当接部における当接繊維の質量比率を高めやすいため好適である。また、当接繊維は長繊維からなるのが好ましく、このような長繊維からなる当接繊維は、例えば、スパンボンド法により形成することができる。なお、スパンボンド法により長繊維を形成する場合、スパンボンド長繊維の量が少な過ぎると樹脂基材との接着力が不足し、多過ぎるとスパンボンド長繊維層での層内剥離が生じる傾向があるため、スパンボンド長繊維量は１ｍ^２あたり１０〜１００ｇの質量であるのが好ましい。

本発明における「当接部」とは樹脂基材構成樹脂が不織布に浸透している部分をいう。

このような当接繊維を当接部に含む不織布は、例えば、（１）当接繊維を含む繊維を用いて繊維ウエブを形成し、繊維ウエブを結合する方法、（２）繊維ウエブを１枚以上と、当接繊維を含む繊維ウエブ１枚以上とを形成し、当接繊維を含む繊維ウエブが最外層に位置するように積層した後に、繊維ウエブを結合する方法などを挙げることができる。これらの中でも（２）の当接繊維を含む繊維ウエブを形成し、最外層に位置するように積層した後に結合する方法であると、当接繊維の当接部における存在比率を高めるのが容易であることに加えて、当接部を構成する繊維ウエブ以外の繊維ウエブに由来する部分の密度を比較的低くして打撃音抑制効果を高めることができるため、好適な態様である。

なお、当接繊維又は当接繊維以外の繊維として、例えば、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等）、ポリウレタン繊維などの合成繊維を１種類、又は２種類以上使用することができる。また、上記のような繊維構成樹脂を２種類以上含む、繊維横断面が芯鞘型、貼合わせ型、海島型、オレンジ型、多層積層型の複合繊維を使用することもできる。特に、ポリエステル原着繊維は変色しにくいため好適に使用することができ、繊維横断面が芯鞘型の熱融着性繊維は融着力に優れ、不織布の耐久性を高めることができるため好適に使用できる。

また、繊維ウエブの形成方法として、例えば、カード機やエアレイによる乾式法、湿式法、スパンボンド法などを挙げることができる。スパンボンド法は長繊維を形成できるため、不織布の当接部構成材料として好適である。また、乾式法による繊維ウエブは比較的密度の低い層を形成できるため、当接部以外の部分を構成する繊維ウエブとして好適である。

更に、繊維ウエブの結合方法として、例えば、エマルジョン接着剤を繊維ウエブに付与し、乾燥して繊維の交点を接着するケミカルボンド法、繊維ウエブ構成繊維として熱融着性繊維を含ませておき、熱の作用により熱融着性繊維の融着力を発現させるサーマルボンド法、ニードルを突き刺して繊維を絡ませるニードルパンチ法、水流を噴射して繊維を絡ませる水流絡合法、などを挙げることができ、これらの方法を単独で、又は組み合わせて結合できる。特に、ニードル又は水流により絡合させた後に熱融着性繊維の融着力を発現させる方法によると、繊維同士の接点が多い状態で熱融着性繊維を融着することになるため、耐久性に優れた不織布とすることができる。

本発明の不織布の目付は特に限定するものではないが、打撃音の抑制効果や耐久性を得やすいように、５０〜８００ｇ／ｍ^２であるのが好ましく、２００〜５００ｇ／ｍ^２であるのがより好ましい。また、厚さは打撃音の抑制効果や耐久性を得やすいように、１〜８ｍｍであるのが好ましく、２〜６ｍｍであるのがより好ましい。なお、厚さは前田式圧縮弾性測定器を用い、圧接子５ｃｍ^２、圧接荷重２０ｇ／ｃｍ^２で測定した値をいう。

本発明の外装基材は前述のような樹脂基材と不織布とが一体化したものであるため、打撃音抑制効果、剛性及び耐久性に優れる自動車外装材を製造できるものである。この一体化状態としては、樹脂基材の融着力により一体化した状態、当接繊維の融着力により一体化した状態、或いは樹脂基材及び当接繊維の融着力により一体化した状態であることができるが、本発明においては、樹脂基材構成樹脂と同系統の当接繊維を含む不織布を使用しているため、樹脂基材及び当接繊維の融着力により一体化した状態にあるのが好ましい。なお、不織布は多孔性であることから、樹脂基材構成樹脂が不織布内に浸透し、アンカー効果を発揮しやすいため強固に一体化し、耐久性が向上するという効果も奏する。

このような本発明の外装基材は、例えば、樹脂基材構成樹脂を溶融状態で不織布の当接部上に供給する方法、樹脂基材に不織布の当接部が当接するように積層した後、樹脂基材及び／又は当接繊維が融着力を発揮する温度で加熱する方法、などにより製造することができる。特に、樹脂基材構成樹脂を溶融状態で不織布の当接部上に供給する際に、樹脂基材構成樹脂の温度を当接繊維の融点以上とすることにより、当接繊維の融着力も発揮させることができ、強固に一体化できるため好ましい態様である。

本発明の自動車外装材は前述のような外装基材を所望形状に成型したものであるため、打撃音抑制効果、剛性及び耐久性に優れている。なお、所望形状への成型は従来から公知の方法により実施することができ、例えば、外装基材を加熱した後に冷間プレスを行うことによって所望形状に成型することができる。

以下に、本発明の外装材の具体的態様について記載するが、本発明は以下の態様に限定されるものではない。

（実施例１）
黒原着ポリエステル繊維（繊度：６．６ｄｔｅｘ、繊維長：７６ｍｍ）７０ｍａｓｓ％と、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、共重合ポリエステルを鞘成分とするポリエステル系芯鞘型熱融着性繊維（４．４ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ）３０ｍａｓｓ％とを混綿し、カード機により開繊して繊維ウエブを形成した後、１０枚積層し、積層繊維ウエブを形成した。次いで、針密度１００本／ｃｍ^２でニードルパンチ処理を行い、絡合繊維ウエブ（目付：３５０ｇ／ｍ^２）を形成した。

次いで、別途用意したポリプロピレン長繊維（当接繊維、融点：１６０℃）からなるスパンボンド不織布（目付：７０ｇ／ｍ^２）を前記絡合繊維ウエブに積層した後、スパンボンド不織布側から針密度５０本／ｃｍ^２でニードルパンチ処理を行い、絡合繊維ウエブとスパンボンド不織布とを絡合一体化した。

そして、絡合繊維ウエブとスパンボンド不織布との絡合一体化シートを、箱型ドライヤーにより１４０℃で加熱を行い、二層構造不織布（目付：４２０ｇ／ｍ^２、厚さ：３ｍｍ、スパンボンド不織布側が当接部を構成）を製造した。

その後、Ｔダイから温度２００℃で溶融押出し、表面温度１９０〜１６５℃のポリプロピレン樹脂シート（目付：約９５０ｇ／ｍ^２、厚さ：１ｍｍ）を、二層構造不織布のスパンボンド不織布側に供給した後、２本のロール間にて加圧しながら貼り合せるラミネート加工を行い、外装基材を形成した。この外装基材においては、樹脂シート構成樹脂及びスパンボンド不織布構成ポリプロピレン長繊維の融着により一体化していた。

そして、この外装基材を遠赤外線加熱装置により１７０℃で加熱した後、冷間プレスを行い、ホイールハウス形状に成型した。

（実施例２）
絡合繊維ウエブの目付を４００ｇ／ｍ^２としたこと、及び目付２０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン長繊維（当接繊維、融点：１６０℃）からなるスパンボンド不織布を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、外装基材を形成した。

そして、この外装基材を実施例１と同様に、ホイールハウス形状に成型した。

（比較例１）
Ｔダイから溶融押出された（温度２００℃で溶融押出し、表面温度１９０〜１６５℃のポリプロピレン樹脂シート（目付：約１２００ｇ／ｍ^２、厚さ：１．２ｍｍ）を２本のロールで加圧してシート化し、更に遠赤外線加熱装置により１７０℃で加熱した後、冷間プレスを行い、ホイールハウス形状に成型した。

（比較例２）
黒原着ポリエステル繊維（繊度：６．６ｄｔｅｘ、繊維長：７６ｍｍ）７０ｍａｓｓ％と、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、共重合ポリエステルを鞘成分とするポリエステル系芯鞘型熱融着性繊維（４．４ｄｔｅｘ、繊維長：５１ｍｍ）３０ｍａｓｓ％とを混綿し、カード機により開繊して繊維ウエブを形成した後に１０枚積層し、積層繊維ウエブを形成した。次いで、針密度１５０本／ｃｍ^２でニードルパンチ処理を行い、絡合繊維ウエブを形成した。

次いで、絡合繊維ウエブを箱型ドライヤーにより１４０℃で加熱を行い、不織布（目付：４００ｇ／ｍ^２、厚さ：３ｍｍ）を製造した。

その後、Ｔダイから溶融押出された表面温度１９０〜１６５℃のポリプロピレン樹脂シート（目付：約９５０ｇ／ｍ^２、厚さ：１ｍｍ）を前記不織布に供給し、２本のロール間にて加圧しながら貼り合せるラミネート加工を行い、外装基材を形成した。この外装基材においては、樹脂シート構成樹脂の融着により一体化していた。

（比較例３）
黒原着ポリエステル繊維（繊度：６．６ｄｔｅｘ、繊維長：７６ｍｍ）をカード機により開繊して繊維ウエブを形成した後に２０枚積層し、積層繊維ウエブを形成した。次いで、針密度１５０本／ｃｍ^２でニードルパンチ処理を行い、目付６００ｇ／ｍ^２の絡合繊維ウエブを形成した。

次いで、絡合繊維ウエブをスチレン−ブタジエンゴムラテックス浴中に浸漬した後、ロールプレスによって余剰のラテックスを除去した後、乾燥し、不織布（目付：１０００ｇ／ｍ^２、厚さ：６ｍｍ）を製造した。

そして、この不織布を温度１８０℃、３分の加熱プレスによって、ホイールハウス形状に成型した。

（性能評価）
試料は何れの評価においても成型前の外装基材、ポリプロピレン樹脂シート、又は不織布から採取して評価した。

１．打撃音抑制性能の評価；
図１に模式的斜視図及びＡ面に平行かつ供給部材及び集音マイクを通る平面で切断した断面図を示すような試験装置を用いて、無響室にて打撃音抑制性能を評価した。つまり、２５ｃｍ角の試料１を角度３０°で傾斜させて枠体２に固定するとともに、試料１の上方に、鉄球を供給できる漏斗形状を有する供給部材３を、試料１の中心部と供給部材３の吐出口３ａとの距離が２０ｃｍとなるように配置し、更に、試料１の中心部から下方１００ｃｍの位置に集音マイク４を配置した試験装置を用いて、無響室にて打撃音抑制性能を評価した。

評価条件は、５ｍｍ径の鉄球を供給部材３から６０ｇ／秒の量で供給落下させることを８秒間行った際の、周波数１０００Ｈｚでの音圧レベルを集音マイク４により測定し、この平均音圧レベルが７５ｄＢ未満である場合を○、７５〜８０ｄＢである場合を△、８０ｄＢを超える場合を×と評価した。この結果は表１に示す通りであった。

２．剛性の評価；
ＪＩＳＫ７１７１のプラスチック曲げ特性の求め方に記載されている測定器を使用し、５０ｍｍ巾×１００ｍｍの寸法で採取した試料を、支点間距離５０ｍｍの条件で設置し、その支点間の中心に対して、先端半径５ｍｍの圧子を５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を加えた。この時の荷重及びたわみから最大点荷重を曲げ剛性値として求めた。その曲げ剛性値が３０Ｎ／５０ｍｍ以上を○、２０Ｎ／５０ｍｍ以上、３０Ｎ／５０ｍｍ未満を△、２０Ｎ／５０ｍｍ未満を×と評価した。この結果は表１に示す通りであった。

３．耐久性の評価；
ＪＩＳＫ６４０４−５のゴム引布・プラスチック引布試験方法の接着試験方法Ａに準じ、不織布と樹脂基材間の接着力を測定した。なお、試料寸法は２５ｍｍ幅×１５０ｍｍ長とし、予め不織布と基材樹脂の層間を剥がし、間隔７５ｍｍのつかみ具に固定した後、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥がし、３０ｍｍ剥離するまでの最大値を接着力として求めた。その接着力が１０Ｎ／２５ｍｍ以上を合格とした。なお、単層構造の比較例１及び３については合格とした。

次に、ＪＩＳＬ１０９６の８．１７．３に記載されているテーバ形摩耗試験機を使用し、磨耗輪Ｎｏ．Ｈ−１８、荷重１ｋｇｆ、２０００回の条件にて磨耗試験を行い、試料に穴の発生が無い場合を合格とした。

以上の結果をもとに、接着力及び磨耗性の両方で合格した場合に○、いずれか一方が合格しない場合に△、双方で合格しない場合は×と評価した。この結果は表１に示す通りであった。

＃：○・・全て○の場合、△・・１つ△の場合、×・・２つ以上△がある場合、又は１つでも×がある場合

表１の実施例１、２と比較例２との比較から、当接繊維として樹脂基材構成樹脂と同系統の繊維を含んでいる不織布を樹脂基材と一体化した自動車外装材は打撃音抑制効果、剛性及び耐久性のいずれにも優れるものであることがわかった。

また、実施例１、２と比較例１との比較から、不織布を一体化することによって打撃音抑制性能が向上すること、及び実施例１、２と比較例３との比較から、不織布と樹脂基材を一体化することによって耐久性と打撃音抑制性能の両方が向上することがわかった。

本発明の自動車外装材は、例えば、車体のホイールハウスに装着されるホイールハウスライナー材、エンジンアンダーライナー材、ボディーアンダーライナー材として好適に使用できる。

１試料
２枠体
３供給部材
３ａ吐出口
４集音マイク

Claims

Ｔダイから溶融押し出して形成した樹脂シートからなる樹脂基材の片面のみに不織布が一体化した自動車外装材用基材であり、前記不織布の樹脂基材との当接部を構成する繊維として、スパンボンド法により形成された、樹脂基材構成樹脂と同系統の繊維を含んでおり、しかも前記不織布は乾式ウエブに由来する、当接部以外の部分を有しており、前記樹脂シート構成樹脂及び前記スパンボンド法により形成された繊維の融着により一体化していることを特徴とする、自動車外装材用基材。
請求項１に記載の自動車外装材用基材を所望形状に成型した自動車外装材。