JP6183652B2 - 繊維ボード及び車両用ドアトリム - Google Patents

Description

本発明は、繊維ボード及び車両用ドアトリムに関する。

従来、繊維と熱可塑性樹脂とを含む繊維ボードとして、下記特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１の繊維ボードにおいては、繊維中に熱膨張性カプセルが分散されている。熱膨張性カプセルは、製造時に加熱されることで膨張するものとされる。これにより、繊維ボードの軽量化を図ることができる。

特開２００９−１７９８９６号公報

上述の繊維ボードにおいては、一般的に熱膨張性カプセルの配合量が多い程、剛性が高くなる。これは、熱膨張性カプセルを構成する熱可塑性樹脂が溶融することで繊維同士を結着させるためであると考えられる。

また、熱膨張性カプセルは、一般的に繊維ボードの全体に亘って均一な割合で配合される。これに対して、繊維ボードの剛性は、ボード全体で均一ではなく、部分毎に異なる場合がある。例えば、繊維ボードにおいて形状が複雑な部分では、剛性が比較的高くなる。このため、熱膨張性カプセルを繊維ボードの全体に亘って均一な割合で配合すると、部分によっては、剛性が要求される値よりも過剰に高くなってしまう場合がある。このような過剰品質は、コストの増大に繋がるため、改善の余地があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、繊維ボードのコストを低減させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、繊維と、熱可塑性樹脂と、熱膨張性カプセルと、を含む繊維ボードであって、第１所定部と、前記第１所定部に比べて前記熱膨張性カプセルの配合量が少ない部分である第２所定部と、を備えることに特徴を有する。

本発明によれば、第２所定部における熱膨張性カプセルの配合量を、第１所定部における熱膨張性カプセルの配合量よりも少なくすることで、熱膨張性カプセルが第１所定部及び第２所定部に均一な割合で配合されている構成と比べて、熱膨張性カプセルの使用量を低減させることができ、製造に係るコストを低減させることができる。

上記構成において、前記第２所定部は、当該繊維ボードの主面を構成する主面部と、前記主面部の周端部から、前記主面部の板厚方向における一方に立ち上がる立壁部と、を備えるものとすることができる。

第２所定部は、立壁部を備えるため、主面部のみを備える構成と比べて剛性が高くなっている。このため、第２所定部の熱膨張性カプセルの配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保することができる。

また、前記第２所定部には、被取付部品が取り付けられているものとすることができる。

被取付部品が取り付けられることで、第２所定部の剛性は、より高くなる。このため、第２所定部の熱膨張性カプセルの配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保することができる。

また、当該繊維ボードは、車両用内装材とすることができる。

また、当該繊維ボードは、車両用ドアトリムを構成するトリムボードとされ、前記第１所定部は、前記トリムボードの上部を構成するものとされ、前記第２所定部は、前記トリムボードの下部を構成するものとすることができる。

トリムボードの下部は、一般的に複雑な形状をなしており、被取付部品が取り付けられることが多い。このため、トリムボードの下部は、その上部に比して剛性が高くなり易い。このため、トリムボードの下部である第２所定部の熱膨張性カプセルの配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保し易い。

本発明によれば、繊維ボードのコストを低減させることができる。

本発明の一実施形態に係るトリムボードを示す斜視図 図１のトリムボードを示す断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した図に対応） 供給工程を示す断面図 供給工程を示す断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した図に対応） 分散工程を示す断面図 溶融工程を示す断面図 膨張工程を示す断面図 成形工程を示す断面図 本実施形態の効果を示すグラフ

本発明の一実施形態を図１ないし図９によって説明する。本実施形態では、繊維ボードとして、車両用ドアトリム１０（車両用内装材）を構成するトリムボード１１を例示する。

図１は、車両用ドアトリム１０の斜視図である。車両用ドアトリム１０は、板状をなすトリムボード１１を備えている。また、車両用ドアトリム１０は、アームレスト１４、スピーカーグリル１５、オーナメント１６などを備えている。

車両用ドアトリム１０において、アームレスト１４の下方には、ドアポケット２０が設けられている。図２に示すように、ドアポケット２０は、トリムボード１１の一部を車室内側（図２の下側）へ膨出させてなる膨出部２１と、膨出部２１の開口を車室外側から塞ぐドアポケット基材２３と、を備えている。

膨出部２１は、図２に示すように、トリムボード１１の主面を構成する主面部２２Ａと、主面部２２Ａの側端部（周端部）から主面部２２Ａの裏側（板厚方向における一方）に立ち上がる一対の立壁部２２Ｂ，２２Ｂと、を備えている。

また、図２に示すように、ドアポケット２０における車室外側には、防音材（遮音材または吸音材）として機能するサイレンサーパッド２６（被取付部品）が貼り付けられている。サイレンサーパッド２６は、例えば、所定形状に成形加工された板状のフェルト材からなる。

トリムボード１１は、補強用の繊維と、熱可塑性樹脂と、熱膨張性カプセルと、を含んでいる。繊維は、例えば、ケナフ、ヘンプ、フラックス、サイザルなどの植物性繊維とされる。なお、繊維は、植物性繊維に限定されず、ガラス繊維やカーボン繊維などの無機繊維としてもよい。

トリムボード１１に含まれる熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂及びＡＢＳ樹脂などとされる。

熱膨張性カプセルは、熱可塑性樹脂からなる殻壁と、殻壁内に収容された発泡剤（膨張成分）とを有する。熱膨張性カプセルは、加熱されると発泡剤が所定の温度で膨張し始め、更に、殻壁が軟化されることにより、熱膨張性カプセル全体の体積が増加する構成となっている。

なお、熱膨張性カプセルを構成する殻壁としては、トリムボード１１を構成する熱可塑性樹脂と同じ材質であってもよく、異なる材質の熱可塑性樹脂であってもよい。具体的には、熱膨張性カプセルを構成する殻壁として、アクリルニトリル系樹脂、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、脂肪族ビニル化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン及び架橋性単量体などを例示することができる。

また、熱膨張性カプセルに含まれる発泡剤としては、炭化水素類を例示することができる。具体的には、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素等のハロゲン化炭化水素などを例示することができる。

なお、このような熱膨張性カプセルとしては、例えば、松本油脂製薬社製のマツモトマイクロスフェアなどを用いることができるが、これに限定されない。

本実施形態のトリムボード１１においては、熱膨張性カプセルの配合量が、部位によって異なる。具体的には、膨出部２１を含むトリムボード１１の下部Ｙ２（第２所定部、図１参照）における熱膨張性カプセルの配合量が、トリムボード１１の上部Ｙ１（第１所定部）における熱膨張性カプセルの配合量よりも少なく設定されている。

なお、本実施形態では、トリムボード１１の上下方向の中央部よりも上方の部分を上部Ｙ１とし、中央部よりも下方の部分を下部Ｙ２としてある。なお、本実施形態では、トリムボード１１の下部Ｙ２は、トリムボード１１において、例えば、アームレスト１４よりも下方となる部分とされるが、これに限定されない。

なお、本実施形態における熱膨張性カプセルの配合量とは、トリムボード１１を構成する繊維と熱可塑性樹脂の合計１００質量部に対する熱膨張性カプセルの配合量（質量部）のことである。

なお、トリムボード１１の上部Ｙ１には、例えば、熱膨張性カプセルが６質量部配合され、トリムボード１１の下部Ｙ２には、例えば、熱膨張性カプセルが４質量部配合されている。なお、トリムボード１１における熱膨張性カプセルの配合量は適宜変更可能である。

次に、トリムボード１１の製造方法について説明する。本実施形態におけるトリムボード１１の製造方法は、繊維と熱可塑性樹脂とを含むマット３０を製造するマット製造工程と、マット３０に熱膨張性カプセル３４を供給するカプセル供給工程と、マット３０内部に熱膨張性カプセル３４を分散させる分散工程と、マット３０内部の熱可塑性樹脂を溶融させる溶融工程と、熱膨張性カプセル３４を膨張させる膨張工程と、マット３０をプレス成形することでトリムボード１１とする成形工程と、を備えている。

（マット製造工程）
マット製造工程では、補強用の繊維と、繊維状の熱可塑性樹脂とをマット状に混綿することでマット３０を成形する。混綿法としては、例えば、エアレイ法やカード法などの乾式の混綿法を用いることができる。なお、混綿法として、湿式の混綿法を用いてもよいが、補強用の繊維が吸水性を有する場合には、乾式の混綿法が好ましい。

（供給工程）
次に、図３に示すように、マット３０をコンベヤ４０上に載置し、ホッパー４１からマット３０の上面に熱膨張性カプセル３４を供給する。ホッパー４１の供給口４２は、図４に示すように、方形状をなすマット３０の一辺方向（図４の上下方向）に延びている。

これにより、ホッパー４１の供給口４２から熱膨張性カプセル３４を落下させつつ、コンベヤ４０によってマット３０を他辺方向（図４の右方向）に搬送することで、マット３０の全面に熱膨張性カプセル３４を供給することができる。

また、ホッパー４１の供給口４２の開口幅は、図４に示すように、マット３０の一辺方向における一端部４２Ａ（トリムボード１１の上部Ｙ１に対応）に比して他端部４２Ｂ（トリムボード１１の下部Ｙ２に対応）が小さくなっている。

これにより、マット３０においてトリムボード１１の下部Ｙ２に対応する部分には、トリムボード１１の上部Ｙ１に対応する部分に比べて、熱膨張性カプセル３４の供給量が少なくなる。これにより、トリムボード１１の下部Ｙ２における熱膨張性カプセル３４の配合量を上部Ｙ１に比して少なくすることができる。つまり、本供給工程では、トリムボード１１に供給する熱膨張性カプセル３４の供給量をトリムボード１１の部位に応じて異なるものとしている。

また、ホッパー４１の供給口４２において、一端部４２Ａと他端部４２Ｂの境界部分の開口幅は、他端部４２Ｂに向かうにつれて次第に小さくなるように設定されている。

このため、トリムボード１１の上部Ｙ１と下部Ｙ２との境界部分において、熱膨張性カプセル３４の配合量が急激に変化する事態を抑制することができる。この結果、トリムボード１１における上部Ｙ１と下部Ｙ２の境界部分に応力が集中する事態を抑制できる。

（分散工程）
分散工程では、図５に示すように、熱膨張性カプセル３４が上面に供給された状態のマット３０をコンベヤ４３にて搬送しつつ、マット３０の上面をローラなどの押圧手段４５によって押圧する。これにより、マット３０上面の熱膨張性カプセル３４が、マット３０内部に分散される。また、押圧手段４５による押圧と同時に、加振手段４６によってマット３０を下面から加振してもよい。この場合、加振手段４６としては、例えば、電磁フィーダなどを用いることができる。

（溶融工程）
次に、図６に示すように、プレス型４８，４９を用いて、マット３０を加熱プレスすることで、マット３０に含まれる熱可塑性樹脂を溶融させるとともに、マット３０をボード状に成形する。熱可塑性樹脂が溶融されることで、マット３０に含まれる繊維同士が結着された状態となる。

なお、ボード状に成形されたマット３０は、プレボードと呼ばれることがある。マット３０をプレボードの状態にすることで搬送を容易に行うことができる。

（膨張工程）
次に、図７に示すように、マット３０を、例えば、一対の赤外線ヒーター５１，５２（加熱装置）によって加熱する。これにより、マット３０内部の熱膨張性カプセル３４が加熱されることで膨張する。また、加熱されたマット３０は軟化状態となる。なお、一対の赤外線ヒーター５１，５２の代わりに、熱風によってマット３０を加熱する加熱炉などを用いてもよい。

（成形工程）
次に、図８に示すように、軟化状態のマット３０を一対の成形型５３，５４によってプレスする。これにより、マット３０が成形型５３，５４の型面の形状に倣う形状に成形され、トリムボード１１が完成する。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、トリムボードの下部Ｙ２における熱膨張性カプセル３４の配合量を、トリムボードの上部Ｙ１における熱膨張性カプセル３４の配合量よりも少なくすることで、熱膨張性カプセル３４が上部Ｙ１及び下部Ｙ２に均一な割合で配合されている構成と比べて、熱膨張性カプセル３４の使用量を低減させることができ、製造に係るコストを低減させることができる。

上記構成において、トリムボード１１の下部Ｙ２は、トリムボード１１の主面を構成する主面部２２Ａと、主面部２２Ａの周端部から、裏側（主面部の板厚方向における一方）に立ち上がる立壁部２２Ｂと、を備えている。

トリムボード１１の下部Ｙ２は、立壁部２２Ｂを有しているため、例えば、立壁部を有していない平板形状と比べて、より剛性が高くなっている。このため、下部Ｙ２の熱膨張性カプセル３４の配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保することができる。

また、トリムボード１１の車室外側面には、サイレンサーパッド２６が取り付けられている。

サイレンサーパッド２６がトリムボード１１の車室外側面に沿って取り付けられるため、特に下部Ｙ２の剛性は高くなる。このため、下部Ｙ２の熱膨張性カプセル３４の配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保することができる。

上記効果について、図９を用いて詳しく説明する。図９は、本実施形態及び比較例のトリムボードにおいて、最大曲げ荷重を測定した結果を示すグラフである。

図９に示す最大曲げ荷重は、ＪＩＳ Ｋ７０１７に準拠した３点曲げ試験を行うことで測定したものである。また、図９に示す最大曲げ荷重は、トリムボードに必要とされる最大曲げ荷重（基準値）を１００％とした際の最大曲げ荷重を示したものである。

図９においては、以下の測定結果（Ａ）〜（Ｆ）を示している。なお、測定結果（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）が本実施形態の測定結果であり、測定結果（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）が比較例の測定結果である。また、最大曲げ荷重の測定箇所は、図１において点Ｐ１〜点Ｐ３で図示してある。

（Ａ）：熱膨張性カプセルの配合量を６質量部とした場合のトリムボード１１の上部Ｙ１（図１の点Ｐ１にて測定）における最大曲げ荷重
（Ｂ）：熱膨張性カプセルの配合量を６質量部とした場合のトリムボード１１の下部Ｙ２（図１の点Ｐ２にて測定）における最大曲げ荷重
（Ｃ）：熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした場合のトリムボード１１の下部Ｙ２（図１の点Ｐ２にて測定）における最大曲げ荷重
（Ｄ）：熱膨張性カプセルの配合量を６質量部とした場合のトリムボード１１の下部Ｙ２（図１の点Ｐ３にて測定）における最大曲げ荷重
（Ｅ）：熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした場合のトリムボード１１の下部Ｙ２（図１の点Ｐ３にて測定）における最大曲げ荷重
（Ｆ）：熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした場合のトリムボード１１の上部Ｙ１（図１の点Ｐ１にて測定）における最大曲げ荷重

図９の比較例（Ｂ）、（Ｄ）によれば、熱膨張性カプセルの配合量を６質量部とした場合のトリムボード１１の下部Ｙ２における最大曲げ荷重は、基準値の１３０％を超えており、トリムボードに必要とされる最大曲げ荷重を大幅に超えている。しかしながら、熱膨張性カプセルの配合量が多くなり、コストが高くなることが懸念される。

そこで、本実施形態では、トリムボード１１の下部Ｙ２においては、例えば、熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした。図９の（Ｃ）、（Ｅ）によれば、熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした場合であっても、トリムボードに必要とされる最大曲げ荷重を超えている。つまり、トリムボードに要求される剛性を確保しつつも熱膨張性カプセルの使用量を低減させることができる。

また、図９の（Ｆ）によれば、トリムボード１１の上部Ｙ１において、熱膨張性カプセルの配合量を４質量部とした場合には、最大曲げ荷重が、トリムボード１１に必要とされる値よりも小さくなった。このため、トリムボード１１の上部Ｙ１においては、熱膨張性カプセルの配合量を６質量部とし、図９の（Ａ）に示すように、最大曲げ荷重がトリムボード１１に必要とされる値よりも大きくなるようにしている。

以上のように、本実施形態では、トリムボード１１において、形状や被取付部材に起因して剛性が高くなる部分（第２所定部）では、熱膨張性カプセルの配合量を少なくすることとしている。この結果、熱膨張性カプセルの使用量を低減させることができ、製造に係るコストを低減させることができる。

また、本実施形態において、第１所定部は、トリムボード１１の上部Ｙ１を構成するものとされ、第２所定部は、トリムボード１１の下部Ｙ２を構成するものとされる。

トリムボード１１の下部Ｙ２は、一般的に複雑な形状（例えば、膨出部２１など）をなしている場合が多い。また、トリムボード１１の下部Ｙ２には、ドアポケット２０、サイレンサーパッド２６、スピーカー（スピーカーグリル１５の裏側に取り付けられる、図示せず）などの被取付部品が取り付けられることが多い。

このため、トリムボード１１の下部Ｙ２は、上部Ｙ１に比して剛性が高くなり易い。このため、トリムボード１１の下部Ｙ２における熱膨張性カプセル３４の配合量を少なくした場合であっても、剛性を確保し易い。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、繊維ボードとしてトリムボード１１を例示したが、これに限定されない。繊維ボードとしてトリムボード以外の車両用内装材（デッキボード、パッケージトレイ、クォータートリム、デッキサイドトリム、トランクトリム、ピラーガーニッシュなど）を例示することができる。また、繊維ボードの用途は、車両用内装材に限定されない。

（２）上記実施形態では、トリムボード１１の上部Ｙ１を第１所定部とし、トリムボード１１の下部Ｙ２を第２所定部としたが、これに限定されない。トリムボード１１は、任意の所定部（第１所定部）と、この所定部に比して熱膨張性カプセルの配合量が少ない部分（第２所定部）とを備えていればよい。また、仮に、熱膨張性カプセルの配合量を第１所定部と第２所定部とで同じ値とした場合には、第１所定部の剛性（最大曲げ荷重）は、第２所定部の剛性よりも低くなる。

（３）上記実施形態では、膨出部２１がトリムボード１１の表側に膨出する構成を例示したが、これに限定されない。膨出部２１は、トリムボード１１の板厚方向のいずれか一方に膨出されていればよい。膨出部２１は、例えば、裏側に膨出されていてもよい。言い換えると、立壁部２２Ｂが主面部２２Ａの周端部から、主面部２２Ａの表側に立ち上がる構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、被取付部品として、サイレンサーパッド２６を例示したが、これに限定されない。被取付部品は、トリムボード１１に取り付けられることで、トリムボード１１の剛性を高くするものであればよい。

（５）上記実施形態では、供給工程にて、１種類のホッパー４１を用い、ホッパー４１の供給口４２の開口幅を部分的に変えることで、トリムボード１１における熱膨張性カプセルの配合量を部分的に変える方法を例示したが、これに限定されない。例えば、供給口の開口幅が異なる２種類のホッパーを用いることで、熱膨張性カプセルの配合量を部分的に変えてもよい。また、熱膨張性カプセルの供給方法は、ホッパー４１を用いたものに限定されない。例えば、静電塗布法や気流などを用いて熱膨張性カプセルをマット３０の表面に供給してもよい。

（６）上記実施形態の分散工程においては、押圧手段４５を用いて、熱膨張性カプセル３４をマット３０内部に分散させる方法を例示したが、これに限定されない。例えば、２層のマットの間に熱膨張性カプセル３４を配置した後、２層のマットを交絡させることで、熱膨張性カプセル３４を分散させてもよい。

（７）上記実施形態においては、溶融工程と膨張工程とを別の工程としたが、溶融工程及び膨張工程は、同一の工程で行ってもよい。つまり、溶融工程において、マット３０を加熱プレスする際に、熱膨張性カプセル３４を膨張させてもよい。また、膨張工程を溶融工程の前に行ってもよい。

１０…車両用ドアトリム（車両用内装材）、１１…トリムボード（繊維ボード）、２２Ａ…主面部、２２Ｂ…立壁部、２６…サイレンサーパッド（被取付部品）、３４…熱膨張性カプセル、Ｙ１…トリムボードの上部（第１所定部）、Ｙ２…トリムボードの下部（第２所定部）

Claims (5)

1. 繊維と、熱可塑性樹脂と、熱膨張性カプセルと、を含む繊維ボードであって、
   第１所定部と、
   前記第１所定部に比べて前記熱膨張性カプセルの配合量が少ない部分である第２所定部と、を備え、
   前記第１所定部と前記第２所定部は、当該繊維ボードの板面方向に沿って並んでおり、
   前記第１所定部及び前記第２所定部には、前記熱膨張性カプセルがそれぞれ含まれており、
   前記第１所定部は、平板状の部分を有しており、
   前記第２所定部は、
   当該繊維ボードの主面を構成する主面部と、
   前記主面部の周端部から、前記主面部の板厚方向における一方に立ち上がる立壁部と、を備え、
   当該繊維ボードは、車両用内装材とされ、
   前記熱膨張性カプセルの前記配合量とは、前記繊維と前記熱可塑性樹脂の合計１００質量部に対する前記熱膨張性カプセルの配合量である繊維ボード。
2. 前記第２所定部には、被取付部品が取り付けられている請求項１に記載の繊維ボード。
3. 当該繊維ボードは、車両用ドアトリムを構成するトリムボードとされ、
   前記第１所定部は、前記トリムボードの上部を構成するものとされ、
   前記第２所定部は、前記トリムボードの下部を構成するものとされる請求項１又は請求項２に記載の繊維ボード。
4. トリムボードを備える車両用ドアトリムであって、
   前記トリムボードは、繊維と、熱可塑性樹脂と、熱膨張性カプセルと、を含む繊維ボードによって構成され、当該トリムボードの上部を構成する第１所定部と、前記第１所定部よりも下側に位置し、当該トリムボードの下部を構成する第２所定部と、を有しており、
   前記第２所定部は、前記トリムボードの一部を車室内側へ膨出させてなる膨出部を備えたドアポケットを有し、
   前記膨出部は、前記トリムボードの主面を構成する主面部と、前記主面部の側端部から前記主面部の裏側に立ち上がる一対の立壁部と、を備えるものであり、
   前記第１所定部及び前記第２所定部には、前記熱膨張性カプセルがそれぞれ含まれており、
   前記第２所定部は、前記第１所定部に比べて前記熱膨張性カプセルの配合量が少なくされており、
   前記第１所定部と前記第２所定部の境界部分では、前記熱膨張性カプセルの配合量が前記第１所定部から前記第２所定部に向かうにつれて次第に少なくなっている、車両用ドアトリム。
5. 前記第１所定部には、車両前後方向に長い形状をなすアームレストが設けられ、
   前記ドアポケットは、車両前後方向に長い形状をなしており、
   前記境界部分は、前記アームレストと前記ドアポケットの間に配されている、請求項４に記載の車両用ドアトリム。

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