JP7177774B2 - 車両用内装材及び車両用内装材の製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1の場合、車両用内装材1を製造するためには、基材裏面12に接着剤の塗布等をしたうえで当該部分にフェルトを固定するため、製造時間が比較的長い。
また、本発明の他の態様は、基材にフェルトを接着する場合に比べて、製造時間が短い車両用内装材の製造方法の提供を目的とする。
まず、本実施形態について説明する。次いで、実施例について説明する。
以下、本実施形態について説明する。まず、本実施形態の内装材10の機能及び構成について、図1~図13を参照しつつ説明する。次いで、本実施形態の内装材10の製造方法について、図6A~図12Cを参照しつつ説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態の内装材10は、一例として、車両CBの後部座席RSの後ろに設けられたトランクルームTR(車両室の一例)の車両CBの幅方向両側(トランクサイド)の内装壁とされている(図1参照)。内装材10は、一例として、車両CBの幅方向両側に配置されている(図1では左側の内装壁を省略)。内装材10は、内装壁としての美感を奏する機能(意匠的機能)と、トランクルームTR内の温度を保つ機能(断熱機能)と、トランクルームTR内にトランクルームTR外(内装材10を挟んでトランクルームTRの反対側という意味)からの音を吸収する機能(吸音機能)と、内装材10の剛性を維持する機能(剛性維持機構)とを有する。
本実施形態の基材20は、図1に示されるように、一例として、3次元形状の板状の部材とされている。また、基材20は、図2~図5に示されるように、一例として、意匠層22と、染出防止層24と、接着層26とが、これらの記載順で重ねられた多層構造とされている。
本実施形態の意匠層22は、前述した内装材10の機能のうち主に意匠的機能を発揮するためのものとされ、一例としてポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維その他のシート材で構成される坪量100g/m2~500g/m2の部材とされている。
本実施形態の染出防止層24は、意匠層22への発泡層30の染み出しを防止(又は抑制)するためのものとされ、一例としてポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドその他のフィルムで構成される坪量50g/m2~500g/m2の部材とされている。ここで、染出防止層24の坪量としては300g/m2程度が好適である。
本実施形態の接着層26は、基材20に発泡層30を接着させる(固定させる)ためのものとされ、一例としてスパンボンド、スパンレース、ニードルパンチその他の不織布で構成される坪量15g/m2~200g/m2の部材とされている。接着層26は、その繊維間(繊維同士の隙間)に塗布された発泡層30の一部を入り込ませることで、基材20に発泡層30を接着(固定)するようになっている。すなわち、本実施形態では、基材20と、発泡層30とは、接着剤等により両者を固定するのではなく、基材20のうら面20Bを構成する接着層26に発泡層30の一部がいわゆるアンカー効果により固定されている。
本実施形態の発泡層30は、前述した内装材10の機能のうち断熱機能及び吸音機能を発揮するためのものとされ、一例として、発泡ウレタンFR製とされている。本明細書では、発泡ウレタンFRとは、発泡性樹脂の一例であり、気泡(セル)を含んで成形されているウレタンのことをいう(図7A、図8A、図11A等参照)。
ここで、発泡層30の厚みは、一例として1mm~100mmとされている。発泡層30の密度は、一例として10kg/m3~300kg/m3とされている。発泡層30に形成される気泡(セル)のセル径は、一例として50μm~300μmとされている。発泡層30の熱伝導率は、一例として0.02W/mk~0.05W/mkとされている。
また、発泡層30は、一例として、少なくとも基材20の面方向において、一の部分が他の部分よりも厚い構成(図3参照)、一の部分が他の部分よりもセル密度(気泡密度)が高い構成(図4参照)、又は、一の部分が他の部分よりも厚く且つセル密度が高い構成(図5参照)とされている。そして、一例として、前記一の部分は、前記他の部分よりも車両CBを構成する騒音源(一例として後輪(図示省略))の近くとなるように構成されている。
次に、本実施形態の内装材10の製造方法(以下、本実施形態の製造方法という。)について、図6A~図12Cを参照しつつ説明する。本実施形態の製造方法は、一例として、平板FP(図6A参照)を成形して基材20にする工程(以下、基材成形工程という。)と、基材成形工程の後に行われる工程であって、基材20のうら面20Bに発泡ウレタンFRを塗布して発泡層30を形成する工程(以下、発泡層形成工程という。)と、を含む。
基材成形工程は、図6A~図6Cに示されるように、固定型40Aと、可動型40Bとを含んで構成されるプレス加工装置40を用いて行われる。
まず、本工程では、意匠層22と、染出防止層24と、接着層26とがこれらの記載順で重ねられた多層構造の平板FPを用意する(図6A参照)。
次いで、本工程では、図6B及び図6Cに示されるように、プレス加工装置40により平板FPをプレスして3次元形状の基材20を成形する。
以上で、本工程は終了する。
次に、発泡層形成工程について、図7A~図12Cを参照しつつ説明する。ここで、図7A~図12Cは、それぞれ発泡層形成工程のうちの第1~第6パターンとされ、それぞれ異なる特徴を有する。以下の説明では、便宜上、発泡層形成工程を各パターンに分けて行うが、本実施形態の製造方法は、第1~第6パターンの何れか1パターン又は何れか2パターン以上を組み合せて行われる。なお、発泡層形成工程は、何れのパターンの場合であっても、スプレー50(図7A、図8A、図9A、図10A、図11A及び図12A参照)を用いて行われる。ここで、スプレー50は、ロボット(図示省略)に取り付けられ、定められた移動経路に沿って移動しながら、発泡ウレタンFRを噴射するように構成されている。
第1パターンでは、図7Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して同等の厚みで塗布される。そして、図7Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化すると(発泡層30が形成されると)、本工程は終了する。
以上より、第1パターンにより塗布された発泡層30は、全体のセル密度が同等のまま、基材20の面方向において全体の厚みが同等の構成となる。第1パターンにより塗布された発泡層30は、一例として第1構成(図2参照)となる。
第2パターンでは、図8Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して異なる厚みで塗布される。そして、図8Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化すると(発泡層30が形成されると)、本工程は終了する。なお、第2パターンは、発泡層30のうちの一の部分と他の部分とで塗布条件を異ならせて発泡層30を形成する工程といえる。
以上より、第2パターンにより塗布された発泡層30は、全体のセル密度が同等のまま、基材20の面方向において一の部分が他の部分よりも厚い構成となる。第2パターンにより塗布された発泡層30は、一例として第2構成(図3参照)となる。
第3パターンでは、図9Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して同等の厚みで塗布される。次いで、図9Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化する前に、基材20の3次元形状に沿った形状の可動型60(金型の一例)と基材20とで発泡ウレタンFRを挟んで加圧し、定められた層厚の発泡層30を形成する。次いで、発泡ウレタンFRが固化して発泡層30が形成された後に可動型60を発泡層30から離すと、本工程は終了する。
以上より、第3パターンにより塗布された発泡層30は、全体のセル密度が同等のまま、基材20の面方向において全体の厚みが同等の構成となる。また、第3パターンで形成された発泡層30は、第1パターンにより形成された発泡層30に比べて、可動型60によりプレスされた分、セル密度が低くなる。第3パターンにより塗布された発泡層30は、一例として第1構成(図2参照)となる。
第4パターンでは、図10Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して異なる厚みで塗布される。次いで、図10Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化する前に、基材20の3次元形状に沿っていない凹凸形状の可動型60A(金型の他の一例)と基材20とで発泡ウレタンFRを挟んで部分的に異なる加圧条件で(加圧条件を異ならせることで)加圧し、部分的に異なる層厚の発泡層30を形成する。次いで、発泡ウレタンFRが固化して発泡層30が形成された後に可動型60Aを発泡層30から離すと、本工程は終了する。
以上より、第4パターンにより塗布された発泡層30は、基材20の面方向において一の部分のセル密度が他の部分のセル密度よりも高く、且つ、基材20の面方向において一の部分が他の部分よりも厚い構成となる。別の見方をすると、第4パターンにより塗布された発泡層30は、基材20の面方向において一の部分のセル密度が他の部分のセル密度よりも低く、且つ、基材20の面方向において一の部分が他の部分よりも薄い構成となる。第4パターンにより塗布された発泡層30は、一例として第3構成(図4参照)及び第4構成(図5参照)を含む層となる。
第5パターンでは、図11Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して異なる厚みで塗布される。次いで、図11Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化する前に、基材20の3次元形状に沿った形状の可動型60と基材20とで発泡ウレタンFRを挟んでプレスする。次いで、発泡ウレタンFRが固化して発泡層30が形成された後に可動型60を発泡層30から離すと、本工程は終了する。なお、第5パターンは、発泡層30のうちの一の部分と他の部分とで塗布条件を異ならせて発泡層30を形成する工程といえる。
以上より、第5パターンにより塗布された発泡層30は、基材20の面方向において一の部分のセル密度が他の部分のセル密度よりも低く、且つ、基材20の面方向において全体の厚みが同等の構成となる。第5パターンにより塗布された発泡層30は、第3構成(図4参照)となる。
第6パターンでは、図12Aに示されるように、スプレー50により基材20のうら面20Bに向けて発泡ウレタンFRが噴射され、発泡ウレタンFRがうら面20Bの面方向に対して異なる厚みで塗布される。次いで、図12Bに示されるように、基材20に塗布された発泡ウレタンFRが固化する前に、基材20に塗布された発泡ウレタンFRの3次元形状に沿った形状の可動型60Bと基材20とで発泡ウレタンFRを挟んでプレスする。次いで、発泡ウレタンFRが固化して発泡層30が形成された後に可動型60Bを発泡層30から離すと、本工程は終了する。なお、第6パターンは、発泡層30のうちの一の部分と他の部分とで塗布条件を異ならせて発泡層30を形成する工程といえる。
以上より、第6パターンにより塗布された発泡層30は、全体のセル密度が同等のまま、基材20の面方向において一の部分が他の部分よりも厚い構成となる。第6パターンにより塗布された発泡層30は、一例として第2構成(図3参照)となる。
次に、本実施形態の効果(第1~第6の効果)について図面を参照しつつ説明する。
第1の効果は、内装材10が基材20のうら面20Bに塗布された発泡層30を備えていることの効果である。
これに対して、本実施形態の内装材10は、基材に接着剤等により接着されたフェルトではなく、基材20のうら面20Bに塗布された発泡層30を備えている(図2~図5参照)。
したがって、本実施形態の内装材10は、基材と、基材のうら面に接着されたフェルトとを備えた車両用内装材に比べて、同等の吸音性を維持しつつ軽量化される。これに伴い、本実施形態の内装材10を備えた車両は、基材と、基材のうら面に接着されたフェルトとを備えた車両用内装材を備えた車両に比べて、低燃費になる。
第2の効果は、発泡層30のうちの一の部分が他の部分よりも厚い構成、気泡密度が高い構成、又は、厚く且つ気泡密度が高い構成とされていることの効果である。
第3の効果は、本実施形態の製造方法において、基材20に発泡ウレタンFRを塗布して発泡層30を形成することの効果である。
これに対して、本実施形態の製造方法は、フェルトを基材に接着剤等で接着するのではなく、基材20のうら面20Bに発泡層30を塗布することで行う(図7A~図12C参照)。そして、本実施形態の場合、基材20に形成されている接着層26の繊維間(繊維同士の隙間)に塗布された発泡層30の一部を入り込ませることで、基材20に発泡層30を固定する。そのため、本実施形態の場合、そもそも前述の特許文献1に開示されている車両用内装材の製造方法のように、基材に接着剤の塗布等をする必要がない。
第4の効果は、本実施形態の製造方法において、スプレー50及び可動型60、60Bを用いて、上記の一の部分と上記の他の部分とでスプレー50による塗布条件を異ならせることで基材20のうら面20Bに発泡ウレタンFRを塗布し、且つ、可動型60、60Bにより加圧して定められた層厚の発泡層30を形成することの効果である。具体的には、前述の第5パターン(図11A~図11C参照)の発泡層形成工程の効果である。
第5の効果は、本実施形態の製造方法において、スプレー50及び可動型60Aを用いて、前記一の部分と前記他の部分とでスプレー50による塗布条件を異ならせることで基材20のうら面20Bに発泡ウレタンFRを塗布し、且つ、可動型60Aによる加圧条件を異ならせることで異なる層厚の発泡層30を形成することの効果である。具体的には、前述の第4パターン(図10A~図10C参照)の発泡層形成工程の効果である。
第6の効果は、本実施形態の製造方法において、基材成形工程の後に発泡層形成工程を行うことの効果である。
これに対して、本実施形態の製造方法の場合、基材成形工程(図6A~図6C参照)の後に発泡層形成工程を行う(図7A~図12C参照)。
そのため、本実施形態の場合、そもそも基材成形工程時のプレス加工により発泡層30の剥がれ、変形等が発生することがない。
また、発泡層形成工程後に基材成形工程を行う場合、最初に平板FPが基材20に成形されることに伴い、発泡層30に内部応力が発生する。しかしながら、本実施形態の場合、そもそも平板FPの基材20への変形に伴う発泡層30の内部応力の発生はない。
また、本実施形態の場合、基材成形工程後にスプレー50を用いた発泡層形成工程を行うことから、基材20のうら面20Bにおいて発泡層30が塗布されている部分と塗布されていない部分とを簡単に分けて形成することができる。
以下、実施例について説明する。まず、吸音性評価試験について図13を参照しつつ説明する。次いで、曲げ試験(剛性評価試験)について図14を参照しつつ説明する。次いで、断熱性評価試験について図15を参照しつつ説明する。
本吸音性評価試験では、図13の表に示される条件の比較例1と、実施例1とについて、垂直入射吸音率%を測定した。
これに対して、実施例1の内装材10は、全うら面20Bのうちプレス10tなる発泡層30が塗布された部分の面積の割合を20%、プレス30tなる発泡層30が塗布された部分の面積の割合を30%、フリー50tなる発泡層30が塗布された部分の面積の割合を50%とした。ここで、プレス10t(30t)とは、発泡層30の厚み(mm)、すなわち、スプレー50により基材20のうら面20Bに発泡ウレタンFRを塗布してから可動型60により発泡ウレタンFRをプレスして厚み10mm(厚み30mm)の発泡層30とした場合を意味する。また、フリー50tとは、スプレー50により基材20のうら面20Bに発泡ウレタンFRを塗布してから可動型60によりプレスすることなく発泡ウレタンFRを自然に固化させて厚み50mmの発泡層30とした場合を意味する。
以上より、実施例1を含む本実施形態は、従来技術に比べて、少なくとも同等以上の吸音性能を有することが分かった。
次に、曲げ試験について説明する。本曲げ試験(本剛性評価試験)では、後述する比較例2と、実施例2とについて、それぞれ、弾性勾配N/50mm/cmを測定した。
これに対して、実施例2の内装材10は、基材20の厚みを2.8mm、発泡層30厚み30mm、目付け量を1739g/m2、最大荷重112.6gfとした。
なお、比較例2及び実施例2は、プレスする金型の温度を25℃、製造時の雰囲気温度を10℃、プレス時間を30秒間とした。
以上より、実施例2を含む本実施形態は、従来技術に比べて、剛性が高い。また、別の見方をすると、本実施形態は、従来技術の場合と同等の剛性を有する場合に、軽量化することができるといえる。
次に、断熱性評価試験について説明する。前述した比較例2と、実施例2とについて、熱貫流率W/(m2K)を測定した。
以上より、実施例2を含む本実施形態は、従来技術に比べて、断熱性が高い。
なお、基材20を構成する、意匠層22、染出防止層24及び接着層26について例示した物性値についても各層の機能を発揮すれば、この限りでない。
また、基材20のうら面20Bの一部に発泡層30が塗布されつつ残りの部分の全部又は一部に発泡層30以外の層が固定されている形態も、本発明の技術的範囲に含まれるといえる。この変形例の場合であっても、前述の第1~第6の効果のうちの少なくとも1つ以上を奏するためである。
以上より、発泡層30がうら面20Bの全範囲のうちの一部に塗布されている内装材10は、本発明の技術的範囲に含まれる。なお、この場合(発泡層30がうら面20Bの全範囲のうちの一部に塗布されている場合)、例えば、剛性や吸音性が必要な(基材20の)部位に発泡層30を塗布し、不要な部位に塗布しないようにすることで、内装材10を全体として軽量化できるという効果を奏する。
20 基材
20A おもて面(意匠面の一例)
20B うら面
30 発泡層
50 スプレー
60 可動型(金型の一例)
60A 可動型(金型の一例)
60B 可動型(金型の一例)
CB 車両
FR 発泡ウレタン(発泡性樹脂の一例)
TR トランクルーム(車両室の一例)
Claims (5)
- 車両内に配置され、板状とされ、おもて面が車両室内側を向く面とされる基材と、
前記基材のうら面に塗布された発泡層と、
を備えた車両用内装材の製造方法であって、
前記発泡層は、少なくとも一の部分が他の部分よりも厚い構成、気泡密度が高い構成、又は、厚く且つ気泡密度が高い構成とされ、
スプレー及び金型を用いて、前記一の部分と他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記金型により加圧して定められた層厚の前記発泡層を形成する工程、又は、
前記スプレー及び前記金型を用いて、前記一の部分と前記他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記一の部分と前記他の部分とで前記金型による加圧条件を異ならせることで前記一の部分と前記他の部分とに異なる層厚の前記発泡層を形成する工程、
を含む車両用内装材の製造方法。 - 車両内に配置され、板状とされ、おもて面が意匠面とされる基材と、
前記基材のうら面に塗布された発泡層と、
を備えた車両用内装材の製造方法であって、
前記発泡層は、少なくとも一の部分が他の部分よりも厚い構成、気泡密度が高い構成、又は、厚く且つ気泡密度が高い構成とされ、
スプレー及び金型を用いて、前記一の部分と前記他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記金型により加圧して定められた層厚の前記発泡層を形成する工程、又は、
前記スプレー及び前記金型を用いて、前記一の部分と前記他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記一の部分と前記他の部分とで前記金型による加圧条件を異ならせることで前記一の部分と前記他の部分とに異なる層厚の前記発泡層を形成する工程、
を含む車両用内装材の製造方法。 - 車両内に配置され、板状とされ、おもて面が車両室内側を向く意匠面とされる基材と、
前記基材のうら面に塗布された発泡層と、
を備えた車両用内装材の製造方法であって、
前記発泡層は、少なくとも一の部分が他の部分よりも厚い構成、気泡密度が高い構成、又は、厚く且つ気泡密度が高い構成とされ、
スプレー及び金型を用いて、前記一の部分と前記他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記金型により加圧して定められた層厚の前記発泡層を形成する工程、又は、
前記スプレー及び前記金型を用いて、前記一の部分と前記他の部分とで前記スプレーによる塗布条件を異ならせることで前記うら面に発泡性樹脂を塗布し且つ前記一の部分と前記他の部分とで前記金型による加圧条件を異ならせることで前記一の部分と前記他の部分とに異なる層厚の前記発泡層を形成する工程、
を含む車両用内装材の製造方法。 - 前記発泡層は、前記うら面の全範囲のうちの一部に塗布されている、
請求項1~3の何れか1項に記載の車両用内装材の製造方法。 - 前記発泡層は、前記一の部分が前記他の部分よりも車両を構成する騒音源の近くとなるように構成されている、
請求項1~4の何れか1項に記載の車両用内装材の製造方法。
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