JP6221984B2 - 車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法及び車両用内装パネル - Google Patents

Description

本発明は、車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法及び車両用内装パネルに関する。

従来、自動車には助手席用のエアバッグ装置が搭載されている（例えば特許文献１参照）。このエアバッグ装置は、インストルメントパネルと、同インストルメントパネルの裏側に設けられ、インフレータからのガスの供給により膨張展開するエアバッグとを備えている。インストルメントパネルは、基材と、同基材の表面に貼着された表皮材とを有している。表皮材は、基布層、同基布層の表面に貼着された表皮層、及び同基布層の裏面に貼着されたクッション層を有している。また、基材の裏面には、エアバッグの膨張圧によって同基材が開裂される際の起点となる開裂溝が形成されている。なお、クッション層は例えばウレタンフォームによって形成されている。

こうしたインストルメントパネルによれば、エアバッグの膨張圧が基材の裏面に作用すると、同裏面の開裂溝を起点として基材が開裂されるとともに、同基材の表面に貼着された表皮材が前記開裂溝に沿って破断される。

また、インストルメントパネルの触感を本革の触感と同等にするために、例えばラッセル編物によりクッション層を形成したものがある。

特開２０００―７１９２６号公報

ところで、開裂溝に沿って表皮材を破断させるためには、エアバッグの膨張圧が作用した際にクッション層から基布層が剥がれにくくする必要がある。すなわち、クッション層から基布層が剥離される際に要する荷重である剥離強度が所定値以上になるように単位面積当たりの接着剤の塗布量（以下、単に接着剤の塗布量と称する。）を管理する必要がある。

そこで、従来、発明者は、クッション層としてウレタンフォームを用いる場合には、クッション層の表面に塗布された接着剤の厚さを計測し、同厚さに基づいて接着剤の塗布量を管理するようにしている。

ところが、クッション層として前記ラッセル編物により形成されたものを用いる場合には、クッション層の表面に塗布された接着剤の多くがクッション層を構成する糸と糸との間の空隙に染み込むこととなる。そのため、接着剤の厚さに基づいて接着剤の塗布量を正確に管理することが困難である。従って、この場合、接着剤の厚さを所望の剥離強度を得るための接着剤の塗布量の指標とすることができない。

本発明の目的は、所望の剥離強度を得ることができる接着剤の塗布量を容易に管理することができる車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、クッション層と基布層との接着部分において高く安定した剥離強度を得ることができる車両用内装パネルを提供することにある。

上記目的を達成するための車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法は、基布層、同基布層の表面に貼着される表皮層、及び編物又は織物により形成され、前記基布層の裏面に接着剤を介して貼着されるクッション層を有する表皮材と、前記表皮材の裏面に貼着された基材と、を有し、エアバッグの膨張圧によって前記基材が開裂される際の起点となる開裂溝が同基材の裏面に形成されている車両用の内装パネルに適用され、前記接着剤の単位面積当たりの塗布量を設定する方法であって、前記クッション層から前記基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占める前記クッション層の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように前記接着剤の単位面積当たりの塗布量を設定する。

基布層とクッション層との間に塗布される単位面積当たりの接着剤の量（以下、単に接着剤の塗布量と称する。）が少ない場合には、クッション層から基布層が剥離される際に要する荷重である剥離強度は小さい。これは、接着剤の塗布量が少ない場合には、塗布された接着剤がクッション層を構成する糸と糸との間の空隙に染み込むこととなり、基布層とクッション層との間で実質的に接着に寄与する接着剤の量が少ないためである。またこの場合、クッション層から基布層が剥離されるときにクッション層はほとんど破壊されない。

一方、接着剤の塗布量を多くするほど剥離強度が大きくなる。これは、接着剤の塗布量が多くなるほど基布層とクッション層との間で実質的に接着に寄与する接着剤の量が増大することで、接着剤を破壊するのに要する力が大きくなるとともにクッション層から基布層が剥離されるときにクッション層の破壊部分が増大するためである。

他方、接着剤の塗布量を所定量よりも多くすると、接着剤の塗布量を多くするほど剥離強度が小さくなる。これは、接着剤の塗布量が多くなりすぎると、基布層とクッション層との間に介在する接着剤が更に増大する結果、接着剤が破壊されるよりも先に接着剤よりも相対的に脆弱なクッション層の破壊が進むためである。なお、接着剤の塗布量と剥離強度の絶対値との関係は接着剤の種類によって異なる。

従って、クッション層から基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層の破壊部分の割合を上記の範囲内となるように接着剤の塗布量を設定すれば、所望の剥離強度を得ることができる接着剤の塗布量を容易に管理することができる。また、クッション層から基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層の破壊部分の割合と、剥離強度の推移態様との関係は接着剤の種類によらず同じである。

この場合、前記クッション層はラッセル編物により形成されたものである、といった態様が内装パネルの触感を本革の触感に近づける上では好ましい。
また、上記目的を達成するための車両用内装パネルは、基布層、同基布層の表面に貼着される表皮層、及び編物又は織物により形成され、前記基布層の裏面に接着剤を介して貼着されるクッション層を有する表皮材と、前記表皮材の裏面に貼着された基材と、を有し、エアバッグの膨張圧によって前記基材が開裂される際の起点となる開裂溝が同基材の裏面に形成されている車両用の内装パネルであって、前記クッション層から前記基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占める前記クッション層の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように前記接着剤の単位面積当たりの塗布量が設定されている。

従って、上記構成のように、クッション層から基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層の破壊部分の割合が上記所定の範囲内となるように接着剤の塗布量が設定されることから、クッション層と基布層との接着部分において高く安定した剥離強度を得ることができる。

本発明によれば、所望の剥離強度を得ることができる接着剤の塗布量を容易に管理することができる。
また、本発明によれば、クッション層と基布層との接着部分において高く安定した剥離強度を得ることができる。

一実施形態に係るインストルメントパネルの平面図。 図１の２−２線に沿った断面図。 図２のＸ部を拡大して示す断面図。 同実施形態における単位面積当たりの接着剤の塗布量と剥離強度との関係を示すグラフ。 （ａ）は、接着剤の塗布量が第１範囲内にある場合におけるクッション層から基布層を剥離させたときの同基布層の剥離面の写真、（ｂ）は、このときのクッション層の剥離面の写真。 （ａ）は、接着剤の塗布量が第２範囲内にある場合におけるクッション層から基布層を剥離させたときの同基布層の剥離面の写真、（ｂ）は、このときのクッション層の剥離面の写真。 （ａ）は、接着剤の塗布量が第３範囲内にある場合におけるクッション層から基布層を剥離させたときの同基布層の剥離面の写真、（ｂ）は、このときのクッション層の剥離面の写真。

以下、図１〜図７を参照して、車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法及び車両用内装パネルを具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両の助手席の前方にはインストルメントパネル１０が設けられている。

図２に示すように、インストルメントパネル１０の裏側には、例えばサーモプラスチックオレフィンからなり、射出成形法によって成形されたリテーナ４０が設けられている。
リテーナ４０は、互いに対向配置され、折り畳まれた状態のエアバッグ５１及び同エアバッグ５１を膨張させるためのガスを発生させるインフレータ５２を挟む一対の保持壁４６を備えている。なお、図示を省略するが、エアバッグ５１及びインフレータ５２を車幅方向において挟むようにして上記保持壁４６と同様な保持壁が設けられている。各保持壁４６の基端（図２の下端）は、図示しない車両の構造体に対して固設されている。これら保持壁４６によってエアバッグ５１及びインフレータ５２が保持されている。

エアバッグ５１及びインフレータ５２によって、車両に対して前方から衝撃が加わった際に、助手席の前方でエアバッグ５１を展開膨張させて乗員を衝撃から保護するためのエアバッグ装置５０が構成されている。

互いに対向する一対の保持壁４６の先端（図２の上端）には、互いに離間する方向に延びる延設部４１が形成されている。また、これら保持壁４６の先端には、それぞれヒンジ部４２ａ，４４ａを介して互いに近接する方向に延びる正面視台形状の上側ドア部４２及び下側ドア部４４（図１参照）が連結されている。上側ドア部４２と下側ドア部４４との間には、車幅方向に沿って延びる第１間隙４８ａが形成されている。

また、前記図示しない一対の保持壁の先端には、図１に示すように、車幅方向であって互いに離間する方向に延びる延設部４１と、ヒンジ部４３ａ，４５ａを介して互いに近接する方向に延びる三角形状の左側ドア部４３及び右側ドア部４５が連結されている。上下のドア部４２，４４と左側ドア部４３との間には、横Ｖ字状をなし、前記第１間隙４８ａに連なる第２間隙４８ｂが形成されている。また、上下のドア部４２，４４と右側ドア部４５との間には、横Ｖ字状をなし、前記第１間隙４８ａに連なる第２間隙４８ｂが形成されている。

上記第１間隙４８ａと第２間隙４８ｂとのなす角度Ａはいずれも鈍角とされている。ちなみに、本実施形態では、上記角度Ａはいずれも１３５度とされている。
各延設部４１、各ドア部４２，４３，４４，４５の表面には、複数の突起が形成されており、これら突起がインストルメントパネル１０の基材３０の裏面に対して振動溶着法により固着されている。

次に、インストルメントパネル１０の構成について説明する。
図２及び図３に示すように、インストルメントパネル１０は、芯材としての基材３０と、基材３０の表面に接着された表皮材２０とを有している。図３において基材３０と表皮材２０との間に位置する太線は接着剤を示している。

基材３０は、例えばサーモプラスチックオレフィンからなり、射出成形法によって成形されている。
図３に示すように、表皮材２０は、例えばポリエステルなどの合成樹脂繊維の編物により形成された基布層２２と、ポリウレタンからなり、同基布層２２の表面に接着された表皮層２１と、同基布層２２の裏面に接着されたクッション層２３とを有した三層構造を有している。具体的には、基布層２２の表面に予め表皮層２１が接着されたものを、クッション層２３の表面に接着することによって表皮材２０が形成されている。図３において基布層２２とクッション層２３との間に位置する太線は接着剤２５を示している。なお、本実施形態では、前記接着剤２５として、ウレタン系接着剤を用いている。この接着剤２５の主成分は、ポリエステル系ポリオールである。

基布層２２及び表皮層２１の全体の厚さは０．３ｍｍ以上であり且つ１．０ｍｍ以下の範囲内とされている。上記厚さが０．３ｍｍよりも小さいと、クッション層２３の表面に対して基布層２２及び表皮層２１を貼着する際にこれら基布層２２及び表皮層２１が破れてしまうおそれがあるためである。また、上記厚さが１．０ｍｍよりも大きいと、基布層２２及び表皮層２１の強度が大きくなりすぎてエアバッグ５１の膨張圧によってこれら基布層２２及び表皮層２１を好適に破断させることができないおそれがあるためである。

クッション層２３は、例えばポリエステルなどの合成樹脂繊維のラッセル編物により形成されている。クッション層２３の厚さは、好ましくは２．５ｍｍ〜３．０ｍｍである。また、０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲内の太さの糸を編むことによってクッション層２３を形成することが好ましい。また、糸の太さとしては、０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲内がより好ましい。ちなみに、本実施形態では、０．５０ｍｍの太さの糸が用いられている。糸の太さが１．００ｍｍよりも太いとクッション層２３の目が粗くなり過ぎて、クッション層２３を構成する糸と糸との間の空隙に接着剤が染み込みやすくなることで糸自体に接着剤が付着しにくくなるためである。また、糸の太さが０．０１ｍｍよりも細いと、クッション層２３の目が細かくなることでクッション層２３の強度が大きくなりすぎて、エアバッグ５１の膨張圧によってクッション層２３を好適に破断させることができないおそれがあるためである。

図３に示すように、基材３０の裏面には、エアバッグ５１の膨張圧によって同基材３０が開裂される際の起点となる断面台形状の開裂溝３１が形成されており、基材３０における開裂溝３１の形成部位は他の部位に比べて薄肉とされている。この開裂溝３１は、リテーナ４０の間隙４８（図１参照）に沿って延びている。なお、本実施形態では、開裂溝３１の先端の幅が約１．０ｍｍとされている。

図３に示すように、表皮材２０を構成する表皮層２１、基布層２２、及びクッション層２３のうちクッション層２３の裏面のみに、基材３０の開裂溝３１に対応して断面台形状の開裂溝２４が形成されている。開裂溝２４は、同クッション層２３の裏面からその厚さ方向の一部に形成されており、同クッション層２３を貫通していない。この開裂溝２４は、リテーナ４０の間隙４８（図１参照）に沿って延びている。ただし、この開裂溝２４はミシン目状、すなわちその延びる方向において非連続的に形成されている。なお、本実施形態では、開裂溝２４の先端の幅が約１．０ｍｍとされている。

さて、本実施形態では、前述したように、開裂溝３１に沿って表皮材２０を破断させるためには、エアバッグ５１の膨張圧が作用した際にクッション層２３から基布層２２が剥がれにくくする必要がある。すなわち、クッション層２３から基布層２２が剥離される際に要する荷重である剥離強度が所定値Ａ１以上になるように単位面積当たりの接着剤２５の塗布量（以下、単に接着剤２５の塗布量と称する。）を管理する必要がある。

そこで、本実施形態では、クッション層２３から基布層２２が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように接着剤２５の塗布量を設定することにより、クッション層２３と基布層２２との接着部分において高く安定した剥離強度が得られるようにしている。

図４に、表皮材２０を用いた剥離強度の試験結果を示す。
図４に示すように、接着剤２５の塗布量が０ｇ／ｍ２よりも多く、約３３ｇ／ｍ２以下の第１範囲内にある場合には、クッション層２３から基布層２２が剥離される際に要する荷重である剥離強度は前記所定値Ａ１よりも小さい。これは、接着剤２５の塗布量が少ない場合には、塗布された接着剤２５がクッション層２３の空隙に染み込むこととなり、基布層２２とクッション層２３との間で実質的に接着に寄与する接着剤２５の量が少ないためである。

図５（ａ）に、接着剤２５の塗布量が第１範囲内にある場合におけるクッション層２３から基布層２２を剥離させたときの同基布層２２の剥離面の写真の一例を示す。また、図５（ｂ）に、このときのクッション層２３の剥離面の写真を示す。

図５（ａ）に示すように、クッション層２３から基布層２２が剥離されるときにクッション層２３はほとんど破壊されない。
一方、接着剤２５の塗布量が約１１０ｇ／ｍ２以下の範囲内にある場合には、接着剤２５の塗布量を多くするほど剥離強度が大きくなり、接着剤２５の塗布量が約３３ｇ／ｍ２よりも多い第２範囲内にある場合には剥離強度が所定値Ａ１以上となる。これは、接着剤２５の塗布量が多くなるほど基布層２２とクッション層２３との間で実質的に接着に寄与する接着剤２５の量が増大することで、接着剤２５を破壊するのに要する力が大きくなるとともにクッション層２３から基布層２２が剥離されるときにクッション層２３の破壊部分が増大するためである。

図６（ａ）に、接着剤２５の塗布量が第２範囲内にある場合におけるクッション層２３から基布層２２を剥離させたときの同基布層２２の写真の一例を示す。また、図６（ｂ）に、このときのクッション層２３の写真を示す。

図６（ａ）に白色にて示す部分が接着剤２５が破壊された部分であり、黒色にて示す部分がクッション層２３が破壊された部分である。
他方、接着剤２５の塗布量が約１１０ｇ／ｍ２よりも多い第３範囲内にある場合には、接着剤２５の塗布量が多くするほど剥離強度が小さくなる。これは、接着剤２５の塗布量が多くなりすぎると、基布層２２とクッション層２３との間に介在する接着剤が更に増大する結果、接着剤２５が破壊されるよりも先に接着剤２５よりも相対的に脆弱なクッション層２３の破壊が進むためである。なお、接着剤２５の塗布量を約１５０ｇ／ｍ２よりも多くすると、液だれが生じることとなり、接着剤２５の塗布量と剥離強度との正確な関係を把握することができなかった。

図７（ａ）に、接着剤２５の塗布量が第３範囲内にある場合におけるクッション層２３から基布層２２を剥離させたときの同基布層２２の剥離面の写真の一例を示す。また、図７（ｂ）に、このときの同クッション層２３の剥離面の写真を示す。

図７（ａ）に白色にて示す部分が接着剤２５が破壊された部分であり、黒色にて示す部分がクッション層２３が破壊された部分である。このように、接着剤２５の塗布量が第３領域内にある場合には、第２領域内にある場合（図６（ａ）参照）に比べて、クッション層２３から基布層２２が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層２３が破壊された部分の割合が多くなっている。

そして、接着剤２５の塗布量が第２範囲内にある場合には、前記剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となる。また、前記剥離面の全体に占める接着剤２５の破壊部分の割合が４５％以上であって９０％以下の範囲内となる。また、前記剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合と、剥離強度の絶対値との関係は接着剤の種類によって異なるが、前記剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合と、剥離強度の推移態様との関係は接着剤の種類によらず同じである。

従って、クッション層２３から基布層２２が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合を上記の範囲内となるように接着剤２５の塗布量を設定すれば、所定値Ａ１以上の剥離強度を得ることができる接着剤２５の塗布量を容易に管理することができる。

以上説明した本実施形態に係る車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法及び車両用内装パネルによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）クッション層２３から基布層２２が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように接着剤の単位面積当たりの塗布量を設定するようにした。

こうした方法によれば、所望の剥離強度を得ることができる接着剤２５の塗布量を容易に管理することができる。
（２）クッション層２３から基布層２２が剥離されたときの剥離面の全体に占めるクッション層２３の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように接着剤２５の単位面積当たりの塗布量が設定されている。

こうした構成によれば、クッション層２３と基布層２２との接着部分において高く安定した剥離強度を得ることができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。

・開裂溝３１の形状をＨ字状とするなど適宜変更することもできる。
・例えばポリプロピレン等、サーモプラスチックオレフィン以外の樹脂材料によって基材３０やリテーナ４０を形成するようにしてもよい。

・例えばナイロン等、ポリエステル以外の合成樹脂繊維によって基布層２２を形成するようにしてもよい。また、織物によって基布層２２を形成することもできる。
・例えばナイロン等、ポリエステル以外の合成樹脂繊維によってクッション層２３を形成するようにしてもよい。また、トリコット編物などの他の編物や、織物によってクッション層２３を形成することもできる。

１０…インストルメントパネル（内装パネル）、２０…表皮材、２１…表皮層、２２…基布層、２３…クッション層、２４…開裂溝、２５…接着剤、３０…基材、３１…開裂溝、４０…リテーナ、４１…延設部、４２…上側ドア部、４２ａ…ヒンジ部、４３…左側ドア部、４３ａ…ヒンジ部、４４…下側ドア部、４４ａ…ヒンジ部、４５…右側ドア部、４５ａ…ヒンジ部、４６…保持壁、４８…間隙、４８ａ…第１間隙、４８ｂ…第２間隙、５０…エアバッグ装置、５１…エアバッグ、５２…インフレータ。

Claims (3)

1. 基布層、同基布層の表面に貼着される表皮層、及び編物又は織物により形成され、前記基布層の裏面に接着剤を介して貼着されるクッション層を有する表皮材と、前記表皮材の裏面に貼着された基材と、を有し、エアバッグの膨張圧によって前記基材が開裂される際の起点となる開裂溝が同基材の裏面に形成されている車両用の内装パネルに適用され、前記接着剤の単位面積当たりの塗布量を設定する方法であって、
   前記クッション層から前記基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占める前記クッション層の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように前記接着剤の単位面積当たりの塗布量を設定する、
   車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法。
2. 前記クッション層はラッセル編物により形成されている、
   請求項１に記載の車両用内装パネルにおける接着剤の塗布量設定方法。
3. 基布層、同基布層の表面に貼着される表皮層、及び編物又は織物により形成され、前記基布層の裏面に接着剤を介して貼着されるクッション層を有する表皮材と、前記表皮材の裏面に貼着された基材と、を有し、エアバッグの膨張圧によって前記基材が開裂される際の起点となる開裂溝が同基材の裏面に形成されている車両用の内装パネルであって、
   前記クッション層から前記基布層が剥離されたときの剥離面の全体に占める前記クッション層の破壊部分の割合が１０％以上であって５５％以下の範囲内となるように前記接着剤の単位面積当たりの塗布量が設定されている、
   車両用内装パネル。