JP6693366B2 - 内装部品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]請求項1に記載の内装部品は、基材層と、前記基材層の一面側に接合された表皮層と、を有する内装部品であって、
前記基材層は、補強繊維と、前記補強繊維同士を結着している熱可塑性樹脂と、を含み、
前記基材層の前記一面に対する対面と、前記表皮層の意匠面との間で縫製された糸によって前記意匠面に設けられた糸模様を有し、
前記基材層のうち前記縫製された領域は、その周囲に比べて肉厚であることを要旨とする。
[2]請求項2に記載の内装部品は、請求項1に記載の内装部品において、前記縫製された領域は、前記基材層の前記対面側へのみ肉厚に突出されていることを要旨とする。
[3]請求項3に記載の内装部品は、請求項1又は2に記載の内装部品において、前記糸模様が、ラインステッチであり、
前記縫製された領域が、前記ラインステッチに沿ってライン状に肉厚であることを要旨とする。
[4]請求項4に記載の内装部品は、請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の内装部品において、前記縫製された領域は、その周囲に対して5%以上肉厚であることを要旨とする。
[5]請求項5に記載の内装部品は、請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の内装部品において、前記糸の繊度は、500dtex以上1300dtex以下であることを要旨とする。
[6]請求項6に記載の内装部品の製造方法は、請求項1に記載の内装部品の製造方法であって、
前記補強繊維と前記熱可塑性樹脂とを含んで圧縮された繊維補強ボードを加熱し、前記熱可塑性樹脂を軟化させる加熱工程と、
前記熱可塑性樹脂が軟化された繊維補強ボードを賦形するとともに、圧縮を開放することにより周囲より肉厚な縫製用領域を形成する賦形工程と、
前記賦形工程とともに、又は、賦形工程後に、前記繊維補強ボードの一面側に表皮層を接合し、前記繊維補強ボードが賦形されてなる前記基材層と、その一面側に接合された前記表皮層とを有する積層体を得る積層体形成工程と、
前記縫製用領域を縫針が貫通するように、前記基材層の前記対面と、前記表皮層の前記意匠面との間で縫製を行い、前記糸模様を形成する糸模様形成工程と、を備えることを要旨とする。
[7]請求項7に記載の内装部品の製造方法は、請求項6に記載の内装部品の製造方法において、前記賦形工程では、前記縫製用領域が前記基材層の前記対面側へのみ肉厚に突出されるように、前記繊維補強ボードを賦形することを要旨とする。
[8]請求項8に記載の内装部品の製造方法は、請求項6又は7に記載の内装部品の製造方法において、ライン状に肉厚された前記縫製用領域を有することを要旨とする。
[9]請求項9に記載の内装部品の製造方法は、請求項6乃至8のうちのいずれかに記載の内装部品の製造方法において、前記縫製用領域は、その周囲に対して5%以上肉厚であることを要旨とする。
[10]請求項10に記載の内装部品の製造方法は、請求項6乃至9のうちのいずれかに記載の内装部品の製造方法において、前記糸模様を構成する糸の繊度が、500dtex以上1300dtex以下であることを要旨とする。
これにより、本内装部品1は、基材層11を貫通させた糸2によって形成された意匠性の高い糸模様13を有しながら、糸模様13の配置された縫製された領域111の機械的強度を周囲113よりも高く維持できる。即ち、補強繊維とこの補強繊維同士を結着する熱可塑性樹脂とを含んだ基材層11が、肉厚に形成された縫製用領域111は密度が低下される一方、肉厚化により周囲113よりも高い機械的強度を有することができる。従って、糸模様13を備えるにも関わらず、周囲113よりも高い機械強度を有することができる。
更に、肉厚化により縫製用領域111は、周囲113よりも低い密度となるため、縫針を貫通し易くなり、縫針の摩耗を抑制でき、基材層11に糸2を貫通させながらも、生産効率よく内装部品1を製造できる。このため、意匠性の高い糸模様13を有しながらコスト安な内装部品1となる。
熱可塑性樹脂が軟化された繊維補強ボードを賦形するとともに、圧縮を開放することにより周囲より肉厚な縫製用領域111を形成する賦形工程と、
賦形工程とともに、又は、賦形工程後に、繊維補強ボードの一面側に表皮層12を接合し、繊維補強ボードが賦形されてなる基材層11と、その一面11a側に接合された表皮層12とを有する積層体を得る積層体形成工程と、
縫製用領域111を縫針が貫通するように、基材層11の対面11bと、表皮層12の意匠面12aとの間で縫製を行い、糸模様13を形成する糸模様形成工程と、を備える。
これにより、基材層11を貫通させた糸2によって形成された意匠性の高い糸模様13を有しながら、糸模様13の配置された縫製された領域111の機械的強度を周囲113よりも高く維持した本内装部品1を製造できる。即ち、補強繊維と熱可塑性樹脂とを含んで圧縮された繊維補強ボードを、圧縮を開放することにより周囲より肉厚な縫製用領域111を形成しながら賦形することにより、肉厚であるにも関わらず、周囲113よりも密度が低く、縫針が貫通し易い縫製用領域111を形成できる。これにより、縫針の摩耗を抑制して、製造効率よく、意匠性の高い糸模様13を有する内装部品1を製造できる。
更に、縫製用領域111は、肉厚化により周囲113よりも高い機械的強度を有することができるため、糸模様13を備えてもなお、周囲113よりも高い機械強度を有することができる。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の内装部品(1)(図1及び図2参照)は、基材層(11)と、基材層(11)の一面(11a)側に接合された表皮層(12)と、を有する内装部品であって、
基材層(11)は、補強繊維と、補強繊維同士を結着している熱可塑性樹脂と、を含み、
基材層(11)の一面(11a)に対する対面(11b)と、表皮層(12)の意匠面(12a)との間で縫製された糸(12)によって意匠面(12a)に設けられた糸模様(13)を有し、
基材層(11)のうち縫製された領域(111)は、その周囲に比べて肉厚であることを特徴とする。
一方、図2において、(a)図は、基材層11の対面11b側の平面図である。また、(b)図は、(a)図内のZ−Z’における断面図である。
この基材層11は、補強繊維と、補強繊維同士を結着している熱可塑性樹脂と、を含んでいる。基材層11は、補強繊維とそれを結着する熱可塑性樹脂とを含めばよく、それ以外の点については特に限定されないが、基材層11は、補強繊維及び熱可塑性樹脂繊維が一括圧縮されたプレボード(基材層の前駆体)中の熱可塑性樹脂を軟化させて賦形された層であることが好ましい。このような基材層11では、厚みの小さい箇所と厚みの大きい箇所とを比較すると、厚みの大きい箇所の密度が、厚みの小さい箇所の密度よりも確実に低いからである。
上述のプレボードは、補強繊維と、補強繊維同士を結着することとなる熱可塑性樹脂を繊維状に成形した熱可塑性樹脂繊維と、を混繊(繊維同士を混合)した後、板状に圧縮して得ることができ、通常、平板状である。基材層11は、このプレボードを加熱し、プレボード内に含まれる熱可塑性樹脂を軟化させた後、冷間プレスにより上述の凹凸形状を付与して得られる。こうして得られた基材層11は、補強繊維のスプリングバック作用により、プレボード内で固化されていた熱可塑性樹脂(熱可塑性樹脂繊維)による補強繊維に対する拘束が緩まり、プレボードの当初の厚みよりも全体としてより厚くなるように賦形されて、厚みの大きい箇所の密度が、厚みの小さい箇所の密度よりも低くなる。
密度X(g/cm3)及び密度Y(g/cm3)の各々具体的な範囲は特に限定されないが、例えば、密度Y(g/cm3)は、0.30≦Y≦0.90とすることができ、0.33≦Y≦0.86が好ましく、0.37≦Y≦0.83がより好ましく、0.40≦Y≦0.80が特に好ましい。
このうち、葉脈系植物繊維としては、アバカ、サイザル、アガベ等が挙げられる。また、靭皮系植物繊維としては、フラックス、ジュート、ヘンプ、ケナフ、ラミー等が挙げられる。更に、木質系植物繊維としては、広葉樹及び針葉樹等から採取された植物繊維が挙げられる。その他の植物繊維としては、ココヤシ殻繊維、オイルパーム空果房繊維、稲わら繊維、麦わら繊維、タケ繊維、綿等が挙げられる。これらのなかでは、葉脈系植物繊維、靭皮系植物繊維及びその他の植物繊維が好ましい。
植物繊維の繊維径は特に限定されないが、平均繊維径が0.01〜2.5mmであることが好ましく、0.1〜2.0mmがより好ましく、0.3〜1.5mmが特に好ましい。
尚、上記平均繊維長は、JIS L1015に準拠し、直接法にて無作為に単繊維を1本ずつ取り出し、伸張させずに真っ直ぐに伸ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計200本について測定した値の平均値である。また、上記平均繊維径は、平均繊維長の測定に用いた合計200本の植物繊維を利用して測定される。即ち、各植物繊維の長さ方向の中央における繊維径を、光学顕微鏡を利用して測定した値の平均値である。
即ち、ポリオレフィン樹脂としては、エチレン単独重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・1−へキセン共重合体、エチレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体等のポリエチレン樹脂が挙げられる。これらのポリエチレン樹脂は、全構成単位数のうちの50%以上がエチレンに由来する単位の樹脂である。更に、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレン共重合体(プロピレン・エチレンランダム共重合体等)、プロピレン・1−ブテン共重合体等のポリプロピレン樹脂が挙げられる。これらのポリプロピレン樹脂は、全構成単位数のうちの50%以上がプロピレンに由来する単位の樹脂である。
また、上述の表層及びクッション層以外にも、他層を備えることができる。他層としては、表層及びクッション層等の層間を接合する各種の接合用層を介することができる。接合用層としては、接着剤や、接合用の熱可塑性樹脂層等が例示される。また、内装部品1の積層方向への通気を抑制する通気抑制層等も例示される。これらの層は、1層のみを用いてもよく2層以上を併用してもよい。
上記のうち、ラインステッチは、ライン状の糸条であり、直線状の糸条であってもよく、曲線状の糸条であってもよい。また、ラインステッチは、1本の糸条から形成されていてもよく、2本以上(複数本)の並列された糸条によって、全体としてライン状に視認されるように形成されてもよい。
クロスステッチは、複数本のラインステッチ同士が交差して配置されたステッチである。ラインステッチ同士の交差角度は限定されない。このようなクロスステッチによって、例えば、キルティング模様を形成できる。
刺繍は、意匠面12a上に表れた糸条の集合体であり、全体としてライン状よりも複雑な模様を形成する糸模様13である。即ち、マーク、ロゴ、文字、図形、絵柄等の糸模様13が例示される。
具体的には、例えば、自動車のドアトリムの各部、アームレスト、アッパートリム、加飾パネル、オーナメントパネル、ロアトリム、ポケット(ドアトリムポケット)、クォータートリム等の各種のトリム部品や、サイドガーニッシュ、バックドアトリム等に施したラインステッチや刺繍が挙げられる。
また、縫製用領域111は、周囲よりも密度が低いものの、厚みがより厚いために、周囲に比べてより高い曲げ弾性率を備えることができる。従って、縫製によって縫針が貫通したとしても、縫製された領域111の機械強度が、周囲よりも小さくなることが防止され、例えば、糸模様13としてラインステッチを施したとしても、機械強度が周囲よりも低いライン状の部位が形成されることがなく、耐衝撃性により優れた内装部品1を得ることができる。
例えば、糸模様13がラインステッチである場合、肉厚な領域として、ラインステッチに沿った凸条を備えることができる。即ち、基材層11が、その対面側へ突出された畝(凸条)を有し、この畝の凸頂に沿って糸2が縫製されてなる糸模様13としてのラインステッチを備えることができる。
また、例えば、糸模様13がクロスステッチである場合、肉厚な領域として、クロスステッチに沿った凸条を備えることができる。即ち、基材層11が、その対面側へ突出された格子条に配置された畝(凸条)を有し、この畝の凸頂に沿って糸模様13としてのクロスステッチを備えることができる。
更に、例えば、糸模様13が刺繍である場合、肉厚な領域として、刺繍を構成する各糸条に沿って対応した畝(凸条)を備えることもできるが、刺繍の全体が含まれるように、この領域に対応して凸領域を備えることができる。即ち、基材層11の所定領域に、基材層11の対面側へ突出された他部よりも肉厚に形成された肉厚領域を有し、この肉厚領域内に糸模様13としての刺繍を備えることができる。
尚、全てのラインステッチ、クロスステッチ及び刺繍に対応して肉厚な領域を有することが好ましいが、一部に対応する肉厚な領域を備えない形態であっても本発明の効果が十分に得られる場合も当然ある。
更に、糸模様13は、どのような形態であってもよい。例えば、ライン状の糸模様13(即ち、ラインステッチ)であってもよいし、ライン状の糸模様13が更に交差されたクロスステッチ状の糸模様13であってもよいし、ライン状の糸模様13の集合によって表現された描画(即ち、刺繍)であってもよい。
このラインステッチとしては、例えば、自動車のドアトリムの各部、具体的には、アームレスト、アッパートリム、加飾パネル、オーナメントパネル、ロアトリム、ポケット(ドアトリムポケット)、クォータートリム等の各種のトリム部品や、サイドガーニッシュ、バックドアトリム等に施したラインステッチが挙げられる。
また、上述のように、上糸21及び下糸22を用いて糸模様13を形成する場合であって、上糸21の繊度を下糸22の繊度よりも大きくする場合、上糸21の繊度は、850dtex以上1300dtex以下が好ましく、900dtex以上1250dtex以下がより好ましく、950dtex以上1200dtex以下が特に好ましい。一方、下糸22の繊度は、500dtex以上850dtex未満が好ましく、550dtex以上825dtex以下がより好ましく、600dtex以上800dtex以下が特に好ましい。
本発明の内装部品の製造方法は、前述の本発明の内装部品(1)の製造方法であって、
補強繊維と熱可塑性樹脂とを含んで圧縮された繊維補強ボード(11x)を加熱し、熱可塑性樹脂を軟化させる加熱工程(PR1)と、
熱可塑性樹脂が軟化された繊維補強ボード(11x)を賦形するとともに、圧縮を開放することにより周囲より肉厚な縫製用領域(111)を形成する賦形工程(PR2)と、
賦形工程(PR2)とともに、又は、賦形工程(PR2)後に、繊維補強ボード(11x)の一面側に表皮層(12x)を接合し、繊維補強ボード(11x)が賦形されてなる基材層(11)と、その一面(11a)側に接合された表皮層(12)とを有する積層体(1x)を得る積層体形成工程(PR3)と、
縫製用領域(111)を縫針が貫通するように、基材層(11)の対面(11b)と、表皮層(12)の意匠面(12a)との間で縫製を行い、糸模様13を形成する糸模様形成工程(PR4)と、を備える(図6〜図8参照)。
繊維補強ボード11xの加熱条件等は、その構成材料等により適宜設定できる。具体的には、例えば、含まれる熱可塑性樹脂がポリオレフィンである場合には、70℃以上(繊維補強ボード11xの内部の温度)にまで加熱することが好ましい。この加熱温度は、更に、80℃以上150℃以下とすることが好ましく、85℃以上130℃以下とすることがより好ましく、90℃以上120℃以下とすることが特に好ましい。
この工程は、例えば、コールドプレス機52(図6及び図7参照)を用いて行うことができる。そして、賦形厚さは、キャビティのクリアランスを変化させることで制御できる。具体的には、キャビティ内において、縫製用領域111となる領域は、基材層11の周囲113となる領域に比べて、クリアランスを大きく設定した凹部521をキャビティに設けてコールドプレスを行うことで、周囲113より肉厚な縫製用領域111を形成できる。即ち、クリアランスが大きい領域では、周囲113に比べて、熱可塑性樹脂による補強繊維に対する拘束がより多く解放されることで、圧縮開放され、周囲より肉厚な縫製用領域111を形成できる。この作用により、縫製用領域111は、縫針を貫通させ易い低密度な領域でありながら、機械的強度が周囲113よりも高い領域にすることができる。
尚、糸模様13を設ける以前の積層体1xにおける縫製用領域111と、糸模様13を設けた後の内装部品1における縫製された領域111とは、糸模様13の有無のみが異なり、形状、幅、厚さ等は、糸模様13の有無に係らず、通常、同じである。従って、縫製用領域111の形態として、前述の縫製された領域111の記載をそのまま適用できる。
また、積層体形成工程PR3は、図7に示すように、賦形工程PR2とは別の工程として行うことができる。即ち、賦形済みの繊維補強ボード11xを、吸引テーブル53上にセットし、賦形済みの繊維補強ボード11xの対面側から吸引しながら、前駆表皮層12xを賦形済みの繊維補強ボード11xの一面に吸着させ、加熱することにより、接合することができる。繊維補強ボード11xは、先に説明したように多孔性を有するために、上述のような吸引が可能である。
接合時には、繊維補強ボード11x及び前駆表皮層12xの各々に熱可塑性樹脂が含まれる場合には、これらの熱可塑性樹脂を軟化・溶融させることで、両者の熱可塑性樹脂を利用して接合できる。また、熱可塑性樹脂とは別に、接着剤を単独又は併用することができる。
この工程では、周囲113に比べて肉厚にされることで、密度が低くなった縫製用領域111に、縫針を貫通させて縫製を行うため、縫製のし易さと縫針の摩耗抑制とを得ながら、糸模様13の形成箇所の機械強度を低下させないようにすることができる。
また、本内装部品1では、糸模様13がラインステッチであり、縫製された領域111が、ラインステッチに沿ってライン状に肉厚である形態とすることができるが、このために、本製造方法では、ライン状に肉厚された縫製用領域111を形成することができる。
更に、本内装部品1では、縫製された領域111は、その周囲に対して5%以上肉厚にすることができるが、このために、本製造方法では、縫製用領域111を、その周囲113に対して5%以上肉厚に形成できる。
[1]試験片の作成
補強繊維と熱可塑性樹脂繊維とを質量比50:50で混繊した後、圧縮して得られた、厚さ2mmの繊維補強ボード11xを用意した{補強繊維は、平均繊維長70mmのケナフ繊維であり、熱可塑性樹脂繊維は、ポリプロピレン(非変性:変性=95質量%:5質量%の混合樹脂)を紡糸した合成繊維(6dtex、平均繊維長51mm)である}。
この際、縫製用領域111の肉厚部112の厚さを変化させた下記4種の積層体1xを得た。
積層体1x(1):周囲113の厚さ2.5mm、縫製用領域111の厚さ2.0mm
積層体1x(2):周囲113の厚さ2.5mm、縫製用領域111の厚さ2.5mm
積層体1x(3):周囲113の厚さ2.5mm、縫製用領域111の厚さ3.0mm
積層体1x(4):周囲113の厚さ2.5mm、縫製用領域111の厚さ3.5mm
尚、積層体1x(1)〜(4)の周囲113(厚さ2.5mm)の領域の密度は0.60g/cm3である。
この際、比較例2及び比較例3では、およそ2〜3cmの長さを縫製した時点で、縫針が過熱し、煙が発生したのに対し、実施例1及び実施例2では、終始問題無く縫製を行うことができた。
即ち、糸模様13を備えない比較例1の最大曲げ荷重が46Nであるのに対して、縫製を行って糸模様13を設けた比較例3の最大曲げ荷重は44Nに低下していることが分かる。同様に、縫製用領域111の厚さが周囲113よりも薄くされた比較例2においても、最大曲げ荷重は36Nへ大幅に低下していることが分かる。
しかしながら、縫製を行って糸模様13を設けながら、基材層11のうち縫製された領域111が、その周囲113に比べて肉厚にされた実施例1〜2では、最大曲げ荷重が51.0〜58.5Nであり、縫製前に比べて寧ろ向上されていることが分かる。
具体的には、自動車のドアトリム、アームレスト、アッパートリム、加飾パネル、オーナメントパネル、ロアトリム、ポケット(ドアトリムポケット)、クォータートリム等のトリム系部品;ピラーガーニッシュ;カウルサイドガーニッシュ(カウルサイドトリム);サイドエアバッグ周辺部品等のシート系部品;センタークラスター、レジスター、センターボックス(ドア)、グラブドア、エアバッグ周辺部品等のインストルメントパネル系部品;センターコンソール;オーバヘッドコンソール;サンバイザー;デッキボード(ラゲージボード)、アンダートレイ;パッケージトレイ;CRSカバー;シートサイドガーニッシュ;アシストグリップ;パッシングライトレバー等が挙げられる。
11;基材層、11a;基材層の一面、11b;基材層の対面、
111;縫製された領域(肉厚な領域)、縫製用領域、112;肉厚部、
113;周囲、
12;表皮層、12a;表皮層の意匠面、
13;糸模様(ラインステッチ)、
2;糸(縫製糸)、21;上糸、22;下糸、
1x;積層体、
11x;繊維補強ボード、
12x;表皮層(表皮層12の前駆体である前駆表皮層12x)、
PR1;加熱工程、
PR2;賦形工程、
PR3;積層体形成工程、
PR4;糸模様形成工程。
Claims (10)
- 基材層と、前記基材層の一面側に接合された表皮層と、を有する内装部品であって、
前記基材層は、補強繊維と、前記補強繊維同士を結着している熱可塑性樹脂と、を含み、
前記基材層の前記一面に対する対面と、前記表皮層の意匠面との間で縫製された糸によって前記意匠面に設けられた糸模様を有し、
前記基材層のうち前記縫製された領域は、その周囲に比べて肉厚であることを特徴とする内装部品。 - 前記縫製された領域は、前記基材層の前記対面側へのみ肉厚に突出されている請求項1に記載の内装部品。
- 前記糸模様が、ラインステッチであり、
前記縫製された領域が、前記ラインステッチに沿ってライン状に肉厚である請求項1又は2に記載の内装部品。 - 前記縫製された領域は、その周囲に対して5%以上肉厚である請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の内装部品。
- 前記糸の繊度は、500dtex以上1300dtex以下である請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の内装部品。
- 請求項1に記載の内装部品の製造方法であって、
前記補強繊維と前記熱可塑性樹脂とを含んで圧縮された繊維補強ボードを加熱し、前記熱可塑性樹脂を軟化させる加熱工程と、
前記熱可塑性樹脂が軟化された繊維補強ボードを賦形するとともに、圧縮を開放することにより周囲より肉厚な縫製用領域を形成する賦形工程と、
前記賦形工程とともに、又は、賦形工程後に、前記繊維補強ボードの一面側に表皮層を接合し、前記繊維補強ボードが賦形されてなる前記基材層と、その一面側に接合された前記表皮層とを有する積層体を得る積層体形成工程と、
前記縫製用領域を縫針が貫通するように、前記基材層の前記対面と、前記表皮層の前記意匠面との間で縫製を行い、前記糸模様を形成する糸模様形成工程と、を備えることを特徴とする内装部品の製造方法。 - 前記賦形工程では、前記縫製用領域が前記基材層の前記対面側へのみ肉厚に突出されるように、前記繊維補強ボードを賦形する請求項6に記載の内装部品の製造方法。
- ライン状に肉厚された前記縫製用領域を有する請求項6又は7に記載の内装部品の製造方法。
- 前記縫製用領域は、その周囲に対して5%以上肉厚である請求項6乃至8のうちのいずれかに記載の内装部品の製造方法。
- 前記糸模様を構成する糸の繊度が、500dtex以上1300dtex以下である請求項6乃至9のうちのいずれかに記載の内装部品の製造方法。
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