JP7121242B2 - 車両用内装材、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主にシートやドアに使用される積層シート材にエンボス模様が形成された車両用内装材、及びその製造方法に関する。

車両用内装材として、繊維布帛の表面にエンボス模様を形成したものが広く知られている。例えば特許文献１には、織物、編物、不織布等の繊維布帛からなる表地と、ポリウレタンフォーム材等からなるクッション層とを積層一体化した複合シートを、エンボス模様を深くはっきりと形成させるために加熱温度を共に１００℃～２５０℃の範囲に加熱したエンボスロールとヒートロールとの間でエンボス加工する車両の座席用表皮材の製造方法が記載されている。

特許文献２には、エンボスロールの凸状の型部にスリットと段差を設けることで、表層布帛との接地面を減少させ、繊維布帛のテカリをおさえることが提案されているが、複雑な形状のエンボスロールが必要となる。また、エンボスロールの凸状の型部の突起は平滑であることから加熱押し圧した場合には繊維布帛のテカリを抑えることは十分とは言えない。

ところで、近年のデザインニーズにより深くやわらかいエンボス模様が求められている。すなわち、クッション層に凹凸形状を賦形することで繊維布帛の表面にはやわらかい意匠表現を実現するといった要望が高まっている。なお、本願において「やわらかい」と「マイルド」とは、「エンボス模様がはっきりとした」、「エンボス模様がシャープ」の反対の意味で用いる。

特開２００７－２７６２８５号公報 特開２０２０－１４２４０２号公報

しかしながら、上記従来のようにエンボスロールとヒートロールを共に１００℃～２５０℃の範囲に加熱したエンボスロールとヒートロールとの間でエンボス加工を施すと繊維布帛の表面にエンボス模様を深くはっきりと形成することはできるものの、深くやわらかいエンボス模様を形成することはできなかった。

一方、この問題を解決するためにエンボスロールとヒートロールをより低温に設定しても、エンボス模様が中途半端に弱くなるばかりで深くやわらかいエンボス模様を形成することはできないといった問題が生じる。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、繊維布帛層の表面にエンボス模様のやわらかい意匠表現を有する車両用内装材を提供すること、及びクッション層に凹凸形状を賦形することで繊維布帛層のダメージ（潰れ）を軽減し、繊維布帛層の表面にはやわらかい意匠表現を付与できる車両用内装材の製造方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］繊維布帛層とクッション層とが積層一体化された複合シートにエンボス模様が形成された車両用内装材であって、
前記エンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シートの厚み変化率が３０％以上であることを特徴とする車両用内装材。

［２］繊維布帛層とクッション層とが積層一体化された複合シートにエンボス模様を形成する車両用内装材の製造方法であって、
表面に型押凸部が突設されたエンボスロールと表面が金属製のバックアップロールとの間に前記複合シートの繊維布帛層側を前記エンボスロール側にして供給して、エンボスロールとバックアップロールとの間で前記複合シートを加熱押圧する加熱押圧工程を備え、
前記加熱押圧工程では、前記エンボスロールは４０℃から１０５℃の温度範囲であり、前記バックアップロールは２００℃から２３５℃の温度範囲であり、かつ
前記エンボスロールの温度が前記バックアップロールの温度より１００℃以上低いことを特徴とする車両用内装材の製造方法。

［３］前記加熱押圧工程において、前記エンボスロールに対する前記バックアップロールのロールの表面速度比が１．０～１．０５である前項２に記載の車両用内装材の製造方法。

［４］前記加熱押圧工程において、前記複合シートのエンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ
複合シートの厚み変化率が３０％以上である請求項２又は３に記載の車両用内装材の製造方法。

［１］の発明では、繊維布帛層とクッション層とが積層一体化された複合シートにエンボス模様が形成された車両用内装材において、エンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シートの厚み変化率が３０％以上であることから、繊維布帛層の表面にエンボスロールの凸形状を転写するというよりも、クッション層に凹凸形状が賦形されクッション層の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛には表面にやわらかい意匠表現を有する車両用内装材とすることができる。

［２］の発明では、繊維布帛の表面にエンボスロールの凸形状を転写するというよりも、クッション層に凹凸形状を賦形することでどちらかというとクッション層の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛には表面にやわらかい意匠表現を出現させることができる。

［３］の発明では、エンボスロールに対するバックアップロールのロールの表面速度比を１．０～１．０５の範囲にすることで、クッション層がバックアップロールの回転により同調または押し込まれるためにクッション層に凹凸形状を賦形することができる。

［４］の発明では、前記複合シートのエンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シートの厚み変化率が３０％以上とすることから、維布帛層の表面にエンボスロールの凸形状を転写するというよりも、クッション層に凹凸形状が賦形されクッション層の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛には表面にやわらかい意匠表現を賦形することができる。

本発明に係る車両用内装材の一実施形態を示す模式的平面図である。 図１に示す車両用内装材の模式的Ａ－Ａ断面図である。 本発明に係る車両用内装材における厚み変化率の説明図である。 従来の車両用内装材の一例を示す模式図である。 本発明の車両用内装材の製造方法で用いるロールエンボス装置の一例を示す模式図である。 実施例１の車両用内装材の断面写真である。 比較例４の車両用内装材の断面写真である。

次に、本発明に係る車両用内装材の一実施形態について図１～図３を参照しつつ説明する。

本発明に係る車両用内装材１は、繊維布帛層２とクッション層３とが積層一体化された複合シート４にエンボス模様が形成された車両用内装材であって、前記エンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シート４の厚み変化率が３０％以上であることを特徴とする。

本発明の繊維布帛層２としては、特に限定されず、例えば織物、編物、不織布を挙げることができる。なお、繊維布帛層２を構成する繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の合成繊維、木綿、レーヨン繊維を挙げることができる。これらを適宜組み合せてもよい。

本発明のクッション層３としては、軟質ウレタンフォームが好ましく、軟質ウレタンフォームは、クッション性が良好な範囲で密度、硬さ、厚さを選ぶことができる。密度は１５Ｋｇ／ｍ^３～４５Ｋｇ／ｍ^３の範囲、硬さは６０Ｎ～１８０Ｎの範囲、厚さは１ｍｍ～１０ｍｍの範囲が好ましい。なお、良好な工程通過性と裁断縫製等の作業性が向上することから、軟質ウレタンフォームは裏基布として裏面に丸編地を積層されたものが好ましい。

本発明において、複合シート４は繊維布帛層２とクッション層３とが積層一体化されたものである。積層一体化する方法は特に限定されないが、接着剤を用いてもフレームラミネート法によって行っても良い。なかでも接着強度の点からフレームラミネート法により行うのが好ましく、エンボス模様が形成された状態での繊維布帛層２とクッション層３の一体化の強度を一段と向上させることができる。

本発明において、エンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シート４の厚み変化率が３０％以上である。ここで、図３に示すようにエンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率と複合シート４の厚み変化率は、エンボス模様の凸部６の繊維布帛層２の厚さをＴ_０、エンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚さをＴ_１、エンボス模様の凸部６の複合シート４の厚さをＨ_０、エンボス模様の凹部５の複合シート４の厚さをＨ_１とすると、それぞれ次の式で算出される。なお、厚みについては、各断面をマイクロスコープ（ＨＯＺＡＮ Ｌ－ＫＩＴ５８１）を用いて測定した。
エンボス模様の凹部５における繊維布帛層２の厚み変化率（％）＝１００×（Ｔ_０－Ｔ_１）／Ｔ_０
エンボス模様の凹部５における複合シート４の厚み変化率（％）＝１００×（Ｈ_０－Ｈ_１）／Ｈ_０

このような構成を採用することで、本発明の車両用内装材１は、繊維布帛層２の表面にエンボスロールにより凹凸形状が転写されたというよりも、むしろ凹凸形状が賦形されたクッション層３の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛層２の表面にやわらかい意匠表現を有する車両用内装材とすることができる。すなわち、本発明の車両用内装材１のエンボス模様は、クッション層３に賦形された凹凸形状に追従して繊維布帛層２にもエンボス模様として発現したもので、金型の凹凸がそのまま転写した様な深くはっきりと形成された従来のエンボス模様とは異なり、ふんわりとしたやわらかい意匠となる。

エンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率を２０％以上５０％以下、かつ複合シート４の厚み変化率を３０％以上とすることで、繊維布帛層２の厚み変化率よりも複合シート４の厚み変化率の方が一段と大きく、繊維布帛層２がクッション層３の凹凸形状によって確実に引っ張られたやわらかい意匠表現を有する車両用内装材１とすることができる。なお、より好ましくはエンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率は２０％～５０％の範囲、かつ複合シート４の厚み変化率は３０％～７０％の範囲である。

一方、図４に示すように従来の車両用内装材ではエンボス模様がよりシャープであり、本願発明とは明らかに異なり、本発明の意匠表現を有しているとは言い難い。

次に、本発明の車両用内装材１の製造方法の一例について図１～２、図５を参照しつつ説明する。

本発明に係る車両用内装材１の製造方法は、繊維布帛層２とクッション層３とが積層一体化された複合シート４にエンボス模様を形成する車両用内装材１の製造方法であって、表面に型押凸部が突設されたエンボスロール８と表面が金属製のバックアップロール９との間に複合シート４の繊維布帛層２側をエンボスロール８側にして供給して、エンボスロール８とバックアップロール９との間で複合シート４を加熱押圧する加熱押圧工程を備え、前記加熱押圧工程では、エンボスロール８は４０℃から１０５℃の温度範囲であり、バックアップロール９は２００℃から２３５℃の温度範囲であり、かつエンボスロール８の温度がバックアップロール９の温度より１００℃以上低いことを特徴とする。

ロールエンボス装置の一例を図５に示す。ロールエンボス装置７を用いて複合シート４にエンボス模様を形成するには、回転可能に設けられたエンボスロール８と、エンボスロール８（表面に突設された型押凸部は図示していない。）に対向して回転可能に設けられたバックアップロール９との間に、複合シート４を供給し、繊維布帛層２をエンボスロール８の側にして通過させればよい。図５に示すように複合シート４がバックアップロール９に巻き付きながらエンボスロール８とバックアップロール９との間に供給されてもよい。こうすることで複合シート４の送り込みが安定するので好ましい。

図５には図示していないが、エンボスロール８とバックアップロール９にはそれぞれ加熱手段を備えている。そして、エンボスロール８は表面に型押凸部が突設され、バックアップロール９は表面が金属製である。熱伝導性が良好なことからエンボスロール８及びバックアップロール９の材質は炭素鋼でＳ２５ＣもしくはＳ４５Ｃが好ましい。なお、エンボスロール８の温度は、バックアップロール９の温度より１００℃以上低く設定され、供給された複合シート４はエンボスロール８とバックアップロール９との間で加熱押圧される。

前記加熱押圧工程では、エンボスロール８の温度をバックアップロール９の温度より１００℃以上低く設定する。１００℃以上低く設定することで、複合シート４の繊維布帛層２よりも裏面側のクッション層３が凹凸形状となりエンボスロール８とバックアップロール９による加熱押圧から解放されたのちクッション層３の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛層２の表面にやわらかい意匠表現を出現させることができる。また、複合シート４のエンボス模様の凹部５の繊維布帛層２の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シート４の厚み変化率が３０％以上とすることから、繊維布帛層２の表面にエンボスロール８の凸形状を転写するというよりも、クッション層３に凹凸形状が賦形されクッション層３の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛２には表面にやわらかい意匠表現を賦形することができる。

エンボスロール８には、突設された型押凸部の数は特に限定されないが、複数が好ましい。また、型押凸部の高さ、型押凸部同士の間隔、型押凸部大きさは特に限定されない。もちろん、突設された型押凸部はライン状の連続線の形状でもよい。また、形成するエンボス模様にもよるが、型押凸部の高さは複合シート４の総厚みよりも＋１．０ｍｍ～＋５．０ｍｍの範囲が好ましく、型押凸部同士の間隔は複合シート４の総厚みよりも＋１．０ｍｍ～＋５０．０ｍｍの範囲が好ましい。この範囲にすることで、エンボス模様をより明確にふっくらさせることができるので好ましい。

この製造方法によれば、繊維布帛２の表面にエンボスロール８により凸形状を転写するというよりも、クッション層３に凹凸形状を賦形することでどちらかというとクッション層３の凹凸形状に引っ張られた繊維布帛２には表面にやわらかい意匠表現を出現させることができる。すなわち、本発明の車両用内装材１のエンボス模様は、クッション層３に賦形された凹凸形状に追従して繊維布帛層２にもエンボス模様として発現したもので、金型の凹凸がそのまま付いた様な深くはっきりと形成された従来のエンボス模様とは異なり、ふんわりとしたやわらかい意匠である。

前記加熱押圧工程において、クッション層３がバックアップロール９の回転により同調または押し込まれるためにクッション層３に凹凸形状を賦形することができることから、エンボスロール８に対するバックアップロール９のロールの表面速度比が１．０～１．２５の範囲が好ましい。表面速度比が１．０より小さいと、やわらかな凹凸形状が弱まり、平坦になるおそれがあり、逆に表面速度比が１．２５を超えると、バックアップロール９から浮き上がり、複合シート４にシワが発生する恐れがあるので好ましくない。表面速度比が１．０～１．０５の範囲がさらに好ましい。

前記加熱押圧工程において、クッション層３により確実に凹凸形状を賦形することができることから、エンボスロール８は４０℃から１０５℃の温度範囲で、バックアップロール９は２００℃から２３５℃の温度範囲が好ましい。エンボスロール８の温度が４０℃よりも低いとエンボス模様が明確にならないおそれがあり、エンボスロール８の温度が１０５℃よりも高いと繊維布帛層２に鋭い凹部が発生するおそれがあるので好ましくない。バックアップロール９の温度が２００℃よりも低いと十分にクッション層３を賦形することが困難になるおそれがあり、バックアップロール９の温度が２３５℃よりも高いとクッション層３の裏面が熔融し、バックアップロール９に融着するおそれがあるので好ましくない。

また、エンボスロール８とバックアップロール９との間の圧力は２～６０ｋｇ／ｃｍ^２の条件の範囲で、複合シート４の通過速度は０．１～５ｍ／分の範囲で行うのが好ましい。この圧力と通過速度の範囲にすることで、やわらかい明瞭なエンボス模様の形成がより安定するので好ましい。

次に、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。

＜使用材料他＞
繊維布帛層：織物（厚さ１．０ｍｍ）
クッション層：軟質ウレタンフォーム（密度２０Ｋｇ／ｍ^３、厚さ５ｍｍ、株式会社イノアックコーポレーション製 商品名ＥＬ６７）
クッション層の裏基布：丸編地（目付４０ｇ／ｍ^２）
複合シート：上記繊維布帛層にクッション層をフレームラミネーション法により積層一体化（総厚６．０ｍｍ）

図５に示すようなロールエンボス装置７を用いて、あらかじめ用意した上述の複合シートにエンボス模様を形成した。すなわち、エンボスロール８に対するバックアップロール９のロールの表面速度比を１．０、複合シートの通過速度を２ｍ／分に設定し、表面温度が１００℃のエンボスロール８と表面温度が２３０℃のバックアップロール９との間で複合シートを５０Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で加熱押圧して複合シートにエンボス模様を形成し、車両用内装材を得た。得られた車両用内装材のエンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は２５％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は３８％であった。なお、図６は得られた車両用内装材の断面写真である。車両用内装材のエンボス模様の評価は「○」、凹部の評価は「◎」であった。

実施例１において、エンボスロール８に対するバックアップロール９のロールの表面速度比を１．０５とした以外は実施例１と同様にして車両用内装材を得た。車両用内装材のエンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は３０％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は４５％であった。バックアアップロール９を送り込むことで、やわらかな凹凸感が向上し、得られた車両用内装材のエンボス模様の評価は「◎」、凹部の評価は「◎」であった。

実施例１において、エンボスロール８に対するバックアップロール９のロールの表面速度比を１．１０とした以外は実施例１と同様にして車両用内装材を得た。車両用内装材のエンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は３０％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は５２％であった。バックアアップロール９を送り込むことで、やわらかな凹凸感が向上し、得られた車両用内装材のエンボス模様の評価は「◎」、凹部の評価は「◎」であった。

実施例１において、エンボスロール８に対するバックアップロール９のロールの表面速度比を１．２０とした以外は実施例１と同様にして車両用内装材を得た。車両用内装材のエンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は３４％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は６５％であった。バックアアップロール９を送り込むことで、やわらかな凹凸感が向上し、得られた車両用内装材のエンボス模様の評価は「◎」、凹部の評価は「◎」であった。

実施例１において、エンボスロール８の表面温度を６０℃にした以外は実施例１と同様にして車両用内装材を得た。車両用内装材のエンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は２２％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は３２％であった。繊維布帛層の厚み変化率は実施例１のものより減少した。すなわち、やわらかい凹凸感は減少したが、得られたエンボス模様の評価は「○」、凹部の評価は「◎」であった。

＜比較例１＞
実施例１において、エンボスロール８の表面温度を１９０℃、バックアップロール９の表面温度を１００℃にした以外は実施例１と同様にした。エンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は８２％、エンボス模様の凹部における複合シート材の厚み変化率は１５％であった。エンボス模様の評価は、「××」、凹部の評価は「×」であった。

＜比較例２＞
実施例１において、エンボスロール８の表面温度を１２０℃にした以外は実施例１と同様にした。エンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は５６％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は３８％であった。エンボス模様の評価は「×」、凹部の評価は「△」であった。

＜比較例３＞
実施例１において、エンボスロール８の表面温度を１２０℃にし、エンボスロール８に対するバックアップロール９の表面速度比を１．１０にした以外は実施例１と同様にした。エンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は６３％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は５４％であった。エンボス模様の評価は「×」、凹部の評価は「△」であった。

＜比較例４＞
実施例１において、エンボスロール８の表面温度を１５０℃にし、エンボスロール８に対するバックアップロール９の表面速度比を１．１０にした以外は実施例１と同様にした。エンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は７０％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は５６％であった。なお、図７は比較例４の断面写真である。エンボス模様の評価は「×」、凹部の評価は「×」であった。

＜比較例５＞
実施例１において、エンボスロール８の表面温度を１８０℃にし、エンボスロール８に対するバックアップロール９の表面速度比を１．１０にした以外は実施例１と同様にした。エンボス模様の凹部における繊維布帛層の厚み変化率は７５％、エンボス模様の凹部における複合シートの厚み変化率は６８％であった。エンボス模様の評価は「×」、凹部の評価は「×」であった。

表１から明らかなように、実施例１～５の車両用内装材は、繊維布帛層の表面が過度に圧縮されておらず、クッション層に凹凸形状が賦形されたものなので、やわらかいエンボス模様の意匠表現を有していた。しかも、実施例２～４の車両用内装材はバックアップロール９を送り込み凹凸形状が賦形されたものなので、さらに大きく明瞭なやわらかなエンボス模様を有していた。

一方、比較例１～４では、繊維布帛層も加熱圧縮されたうえ、繊維布帛層に凹凸形状が賦形されたもので、従来通りのエンボス模様が深くはっきりした凹凸形状であり、やわらかなエンボス模様ではなかった。

＜外観評価法（エンボス模様）＞
エンボス模様を上にして机に並べた後、エンボス模様の真上からと斜め４５度の方向から、凹凸形状を比較例１と比べて目視観察し、次の基準で評価した。判定の「○」以上を合格とした。
（判定基準）
「◎」：凹凸形状がマイルドで、複合シート全体は凹凸形状が大きく明瞭である。
「○」：凹凸形状がマイルドで、複合シート全体は凹凸形状もある。
「△」：凹凸形状がマイルドで、複合シート全体は凹凸形状が小さい。
「×」：凹凸形状がシャープで、複合シート全体は凹凸形状もある。
「××」：凹凸形状がシャープで、複合シート全体は凹凸形状が小さい。

＜外観評価法（凹部）＞
エンボス模様の凹部における繊維布帛層の繊維のダメージ（潰れ）の有無を比較例１と比べて目視観察し、次の基準で評価した。判定の「○」以上を合格とした。
（判定基準）
「◎」：繊維に潰れが認められない。
「○」：繊維に潰れはほとんど認められない。
「△」：繊維に潰れが認められる。
「×」：繊維に潰れが明らかに認められる。

本発明に係る車両用内装材は、主にシートやドアに好適に使用できる。また、複合シート材にエンボス模様を形成する製造方法として好適である。

１・・・車両用内装材
２・・・繊維布帛層
３・・・クッション層
４・・・複合シート
５・・・エンボス模様の凹部
６・・・エンボス模様の凸部
７・・・ロールエンボス装置
８・・・エンボスロール
９・・・バックアップロール
Ｔ_０・・・エンボス模様の凸部の繊維布帛層２の厚さ
Ｔ_１・・・エンボス模様の凹部の繊維布帛層２の厚さ
Ｈ_０・・・エンボス模様の凸部の複合シート４の厚さ
Ｈ_１・・・エンボス模様の凹部の複合シート４の厚さ

Claims (4)

1. 繊維布帛層とクッション層とが積層一体化された複合シートにエンボス模様が形成された車両用内装材であって、
   前記エンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ複合シートの厚み変化率が３０％以上であることを特徴とする車両用内装材。
2. 繊維布帛層とクッション層とが積層一体化された複合シートにエンボス模様を形成する車両用内装材の製造方法であって、
   表面に型押凸部が突設されたエンボスロールと表面が金属製のバックアップロールとの間に前記複合シートの繊維布帛層側を前記エンボスロール側にして供給して、エンボスロールとバックアップロールとの間で前記複合シートを加熱押圧する加熱押圧工程を備え、
   前記加熱押圧工程では、前記エンボスロールは４０℃から１０５℃の温度範囲であり、前記バックアップロールは２００℃から２３５℃の温度範囲であり、かつ
   前記エンボスロールの温度が前記バックアップロールの温度より１００℃以上低いことを特徴とする車両用内装材の製造方法。
3. 前記加熱押圧工程において、前記エンボスロールに対する前記バックアップロールのロールの表面速度比が１．０～１．０５である請求項２に記載の車両用内装材の製造方法。
4. 前記加熱押圧工程において、前記複合シートのエンボス模様の凹部の繊維布帛層の厚み変化率が２０％以上５０％以下であり、かつ
   複合シートの厚み変化率が３０％以上である請求項２又は３に記載の車両用内装材の製造方法。

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