JPH0698908B2

JPH0698908B2 - 自動車用内装材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0698908B2
Application number: JP1619086A
Authority: JP
Inventors: 寛原山; 豊吉野; 利喜蔵田中; 文正久野; 秀雄西村; 悟大村
Original assignee: Hayashi Telempu Corp; Sekisui Chemical Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Hayashi Telempu Corp; Sekisui Chemical Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS62175240A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば自動車の天井材、ドア内張材、トラ
ンクルームマットなどの自動車用内装材およびその製造
方法に関するものである。

（従来の技術）この種の内装材、例えば自動車の成形天井には、品質と
して、剛性、耐熱性、深絞り成形性、ハンドリング性お
よび断熱性、さらには内装材としての美感、ソフト感等
が要求される。そして、これらの要求品質を満たすた
め、従来は、基材として、レジンフェルト、プラスチッ
クハニカム、ダンボール等の比較的硬い材料が使用され
るとともに、表面材として、ポリウレタン発泡体、ポリ
エチレン発泡体等のパッド材と、ニット、塩ビレザー等
の表皮が使用されるのが一般であった。この種の成形天
井としては、例えば、非発泡のプロピレン系重合体シー
ト／ポリプロピレン発泡体／非発泡のプロピレン系重合
体シートが基材として使用されるとともに、ポリウレタ
ン発泡体／布、塩ビレザー等が表面材として使用され、
これらを積層して、５層の積層体とされたものが考案さ
れている（実開昭55−148926号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような成形天井では、構造が複雑
で、製造工程も複雑となり、製造コストの高騰を招いて
いた。

また、表面材として成形できないポリウレタン発泡体が
使用されているので、加熱成形によって深くてシヤープ
な造形的美感を得ることができず、所望の美感が得られ
ないという問題もあった。

（問題点を解決するための手段）本発明の内装材は、２層構造の積層発泡シートの両面
に、プロピレン系重合体からなる非発泡の表皮層がそれ
ぞれ積層されてなる構造とされ、積層発泡シートは、プ
ロピレン系重合体とエチレン系重合体からなる２枚の架
橋発泡シートが熱融着層を介して積層されてなる。

表皮層は実質的に発泡されていないポリプロピレンおよ
びプロピレンを主体とした他のモノマーとの共重合体シ
ートである。表皮層を構成するプロピレン系重合体とし
ては、例えばエチレン・プロピレンブロック共重合体、
エチレン・プロピレンランダム系重合体、エチレン・ブ
テン・プロピレン系重合体等のα−オレフィン・プロピ
レン共重合体などがあげられる。また、必要に応じて、
これらに、さらに顔料、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化
剤、増量剤など無機物や有機物を加えることもできる。
なお、表皮層の肉厚が薄くなると機械的強度が低下し、
逆に厚くなると重くなるので0.1mm〜1mmとされるのが好
ましい。

架橋発泡シートを構成するプロピレン系重合体として
は、例えば、エチレンとプロピレンのランダム共重合
体、ブロック共重合体、あるいはランダム・ブロック共
重合体、エチレン・ブテン・プロピレン共重合体等のα
−オレフィン・プロピレン共重合体などがあげられる。
この共重合されるα−オレフィンは共重合体の融点が13
0〜170℃の間になされるのが好ましい。プロピレン系重
合体のメルトフローレート（MFR）は0.1〜50が好まし
く、より好ましくは0.3〜30とされる。

架橋発泡シートを構成するエチレン系重合体としては、
低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体、無定型エチレン・プロピレン共重合体等
があげられ、これらは、単独あるいは二種以上混合して
使用することができる。これらのエチレン系重合体のMF
Rは0.1〜50が好ましく、より好ましくは0.2〜30とされ
る。

架橋発泡シートはポリプロピレン系重合体の量が増える
と、耐熱性があり、腰も強くなるが、反面割れ易くて、
特に低温の衝撃強度が低く、硬すぎてクッション性が悪
くなる。また、押出機等での熱成形が困難になり、架橋
剤および発泡剤の分解が起こって、良好な成形物、ひい
ては良好な発泡体が得られない。逆に、ポリプロピレン
系重合体の量が減ってエチレン系重合体の量が増える
と、耐熱性および機械的強度等の物性が低下する。した
がって、架橋発泡シート中のポリプロピレン系重合体の
量は、10〜80重量％が好ましく、より好ましくは20〜70
重量％とされる。

架橋発泡シートは高発泡体であって、発泡倍率は10〜50
倍が好ましく、より好ましくは20〜40倍とされる。

架橋発泡シートの肉厚は、薄くなると曲げ強度が低下
し、逆に厚くなると経済性がなくなるため、１〜5mmと
されるのが好ましい。

次に、内装材を構成する各層間の肉厚関係について説明
する。

（Ａ）架橋発泡シートの固体肉厚Tfと非発泡の表皮層の
肉厚Tsとの比Ts/Tfは１〜50に設定されている。ここに
固体肉厚Tfとは、架橋発泡シートから空気を抜き出した
ものの厚さをいう。

以下に、Ts/Tfの設定理由について説明する。

内装材の成形性を改良するためには、いわゆるネッキン
グ、つまり表皮層が成形時に局部的に肉薄となって裏側
がすけて見えたり、亀裂ができたりする現象を解消する
必要がある。そして、このネッキングの解消のために
は、積層発泡シートの加熱収縮をできるだけ少なくする
必要がある。

固体肉厚Tfと肉厚Tsとの比Ts/Tfが１以上であれば、内
装材における表皮層の占める割合が支配的となり、歪の
少ない表皮層が本来加熱収縮の大きな架橋発泡シートを
補強して、内装材の加熱収縮を最小限に抑えるができ
る。

一方、Ts/Tfが50よりも大きくなると、表皮層の割合が
内装材のほとんどを占めてしまい、内装材全体としての
断熱性、ソフト感などを得難くなってしまう。

また、Ts/Tfが１よりも小さいと、架橋発泡シートの歪
が内装材全体の加熱収縮を大きくするように働くため好
ましくない。

したがって、１≦Ts/Tf≦50とする必要がある。

（Ｂ）熱融着層６の肉厚T1は0.1〜0.5mmとされ、かつ架
橋発泡シートの肉厚の１〜25％に設定されている。

以下に、肉厚T1の設定理由について説明する。

架橋発泡シート同士の積層は、ガスによる火炎等により
熔融し圧着することによっておこなわれるが、架橋発泡
シートの表面同士を接合する際に、この接合部分に充分
な熱量を与えて0.2mm以上の低発泡または非発泡層であ
る熱融着層を形成すれば、架橋発泡シートの製造時に固
定された歪を除去できるとともに、融着時の熱が架橋発
泡シートの歪をアニールする効果をも発揮する。これに
より、成形性が良好なものとなる。なお、引取速度を大
きくして架橋発泡シート同士を接合すると、比熱の小さ
いポリオレフィン系発泡体では、架橋発泡シートの表面
のみが熔融されて、接合が可能である反面、熱融着層を
形成し難く、また、アニールは熱がある一定以上の時間
作用する必要があるため、アニール効果を期待すること
も難しい。したがって、引取速度はあまり大きくしない
ことが好ましい。

一方、肉厚T1が0.5mmよりも大きくなると、内装材とし
ての断熱性、ソフト感を得難い。

したがって、0.1mm≦T1≦0.5mmとする必要があり、この
関係を架橋発泡シートの発泡倍率、厚みとの関係から換
言すればT1≦（T1/架橋発泡シートの肉厚）≦25％とす
る必要がある。

次に、本発明に係る自動車用内装材の製造方法を第２
図，第３図を参照しながら説明する。

（１）あらかじめ製造されたプロピレン系重合体とエチ
レン系重合体からなる架橋発泡シート４（５）の片面4a
（5a）に、押出金型７および熱圧着ロール８によりプロ
ピレン系重合体の熔融樹脂シート９を押出ラミネートし
て、非発泡の表皮層２（３）を積層成形する。以上の工
程を２回行って、２枚のラミネート品Ａ、Ｂを形成す
る。なお、第２図において、10は架橋発泡シート４
（５）を巻装したフォーム、11はバックアップロール、
12は案内ロール、13は引取装置、14はラミネート品Ａ
（Ｂ）を巻装したフォームである。

（２）続いて、第３図に示すように、これら両押出ラミ
ネート品Ａ、Ｂをそれぞれの架橋発泡シート４、５側の
表面を互いに相対させて配置し、この後、ガスによる火
炎もしくは強力赤外線ヒータなどの加熱熔融手段15によ
り、両架橋発泡シート４、５の表面を熔融しながら圧着
ロール16、16により圧着して、積層材Ｃを形成する。こ
のとき同時に圧着部分に熱融着層６が形成される。

（３）そして、積層材Ｃを切断装置17により所定の寸法
に切断して自動車用内装材とする。なお、第３図におい
て、18は引取装置、19は運搬台車である。

また、本発明の製造方法においては、押出ラミネート法
により架橋発泡シート４、５と表皮層２、３とをそれぞ
れ積層しているが、これは以下の理由による。

架橋発泡シート４、５と表皮層２、３との熱ラミネート
による積層方法としては、押出ラミネート法のほか、熱
ロールラミネート法（後述）および三層同時押出ラミネ
ート法（後述）などが考えられる。

しかしながら、熱ロールラミネート法では、成形性が悪
く、成形品の反りやしわ、接着性にも若干問題がある。
三層同時押出ラミネート法では、成形品のしわ、接着性
については良好であるが、成形性や成形品の反りに若干
問題がある。しかも、３層同時押出ラミネート法は装置
が複雑かつ大型になる欠点を有する。

これに対して、押出ラミネート法では、成形性および成
形品の反りやしわ、接着性のすべてにおいて良好であ
る。

（作用）上記自動車用内装材について：基材としての積層発泡シートは、プロピレン系重合体と
エチレン系重合体からなる２枚の架橋発泡シートを積層
してなり、自動車用内装材自体の軽量化を図るととも
に、充分な耐衝撃性、剛性、耐熱性、成形性、ハンドリ
ング性、断熱性、防音性等を備えている。また、構造が
簡単で、製造工程の単純化ひいては製造コストの低減化
を図る。

積層発泡シートの両面に積層されているプロピレン系重
合体からなる非発泡の表皮層は、成形性がよく、深くシ
ャープな造形的美感など所望の美感を熱成形により得
て、内装材としての充分な美感、ソフト感等を得る。

架橋発泡シートの固体肉厚Tfと非発泡の表皮層の肉厚Ts
との比Ts/Tfが１〜50に設定されており、内装材におけ
る表皮層の占める割合を支配的として、内装材の加熱収
縮が最小限に抑えられる。これにより、いわゆるネッキ
ングが解消されて、内装材の良好な成形性が確保され
る。また上記表皮層の肉厚Tsは必要最小限として、内装
材全体としての断熱性、ソフト感も充分に確保する。

また、熱融着層の肉厚T1が0.1mm〜0.5mmとされ、かつ上
記架橋発泡シートの肉厚の１〜25％に設定されており、
架橋発泡シートの製造時に固定された歪が抑制されて、
架橋発泡シート同士の積層の際の良好な成形性が確保さ
れる。また、上記熱融着層の肉厚T1は必要最小限とし
て、内装材としての断熱性、ソフト感も充分に確保す
る。

上記自動車用内装材の製造方法について：押出ラミネート法によって、架橋発泡シートの表面に
ほとんど歪のない表皮層を形成すること、架橋発泡シ
ートの表面に表皮層を積層する際の加熱によりアニール
効果を得ること、２枚の架橋発泡シートを重ね合わせ
て積層することにより、積層発泡シートの加熱収縮を全
体として平均化すること、および架橋発泡シートの境
界部分に熱融着層を形成して、架橋発泡シートの製造時
に固定された歪を抑制すること、などにより加熱成形時
の加熱収縮率を可及的に減少して、安定確実な成形性を
得る。

（実施例）次に本発明の実施例を説明する。

実施例、比較例１、２図中１は積層発泡シートであり、積層発泡シート１は架
橋発泡シート４、５が積層されて形成されている。架橋
発泡シート４、５は、高密度ポリエチレン（密度0.95
5、MFR6.0）40重量部、エチレン・ブテン・ポリプロピ
レン共重合体（密度0.90、MFR8.0、融点142℃）40重量
部、エチレン・プロピレン・ブロック共重合体（密度0.
90、MFR5.0、融点165℃）20重量部からなる独立気泡の
電子線架橋発泡シートで、その発泡倍率が30倍とされる
とともに、厚さが2.5mm、固体肉厚Tfが0.083mmとされて
いる。

架橋発泡シート４、５には非発泡の表皮層２、３がラミ
ネートされてラミネート品Ａ、Ｂが構成されており、非
発泡の表皮層２、３は、MFR2.0、融点163℃のポリプロ
ピレンホモポリマーを成分とし、肉厚Tsが0.2mmとさ
れ、ラミネート品Ａ、Ｂの圧着時に形成された熱融着層
６は肉厚T1が0.2mmである。

次に、内装材の製造方法について説明する。

（１）第２図において、表皮層２（３）用混合原料を直
径90mmの単軸押出機に供給し、これを押出金型７から樹
脂温度240℃で押し出してシート状にする。そして、こ
れを直ちに、あらかじめ製造された架橋発泡シート４
（５）の片面4a（5a）に添わせながら、鏡面ロール８と
ゴム製バックアップロール11により圧着して非発泡の表
皮層２（３）を積層し、ラミネート品Ａ（Ｂ）を形成す
る。なお、このときの押出ラミネート速度は8m/min、引
取装置13によるラミネート品Ａ（Ｂ）の引取速度は8m/m
inであった。

（２）続いて、第３図において、非発泡の表皮層２、３
を片面に有する２枚のラミネート品Ａ、Ｂを、互いに架
橋発泡シート４、５の表面が相対するように配置する。
この後、プロパンガス炎15で両架橋発泡シート４、５の
表面を熔融し、直ちに圧着ロール16、16で圧着すると同
時に熱融着層６を形成して冷却し、積層材Ｃを形成し
た。なお、熔融時の架橋発泡シート４、５の表面温度は
約160℃、積層材Ｃの引取速度は6m/minであった。

（３）そして、積層材Ｃを切断装置17により長辺：短辺
＝1.4:1の割合で切断して、面積を約2.2m²とし、自動車
用大型品成形用積層材（内装材）を得た。なお、このラ
ミネート条件で形成された熱融着層６の厚みT1は約0.2m
m、積層材Ｃの厚みは架橋発泡シート４、５の２次発泡
もあって5.5mm、重量は502g/m²であり、非常に軽量なも
のであった。

続いて、本実施例の特性を調べるために行った試験結果
について説明する。

（Ａ）試料試料1:押出ラミネート品（実施例）試料2:熱ロールラミネート品（比較例１）試料3:三層同時押出ラミネート品（比較例２）（ａ）比較例１及び２の積層構造第４図に示すように、発泡シートａの両側に非発泡の表
皮層ｂ、ｂが積層されてなるもの。

発泡シートａは、高密度ポリエチレン（密度0.955、MFR
6.0）40重量部、エチレン・ブテン・ポリプロピレン共
重合体（密度0.90、MFR8.0、融点142℃）40重量部、エ
チレン・プロピレン・ブロック共重合体（密度0.90、MF
R5.0、融点165℃）20重量部からなる独立気泡の電子線
架橋発泡シートで、発泡倍率が30倍とされるとともに、
厚さが5.0mmとされている。

非発泡の表皮層ｂ、ｂはMFR2.0、融点163℃のポリプロ
ピレンホモポリマーを成分とし、肉厚が0.2mmとされて
いる。

（ｂ）比較例１及び２の製造方法比較例1:熱ロールラミネート法あらかじめ作られた発泡シートａおよび表皮層ｂ、ｂを
熱圧着ロールで圧着ラミネートする。

熱圧着ロールの温度は150℃、引取速度は5.5m/minであ
った。

比較例2:三層同時押出ラミネート法発泡シートａの両面に表皮層ｂ、ｂを同時に押出ラミネ
ートする。

押出ラミネートの樹脂温度は240℃、引取速度は6m/min
であった。

（Ｂ）特性試験（ａ）成形性試験熱プレス成形機により、2.2m²の面積を有する試料１〜
３を加熱成形して成形天井を得たときの、加熱時におけ
る試料の状況と成形後の不良率とを調べた。なお、この
ときの加熱条件は、試料の表面温度がヒートラベル表示
で140〜145℃、加熱時間が40秒であった。試験結果を第
１表に示す。

（ｂ）加熱収縮率試験試料１〜３に常温にて所定寸法の基準線を記入する。こ
れらの試料を所定温度に設定したギヤ式老化試験機に入
れて、一定時間加熱した後に放冷し、再び上記基準線の
寸法を測定する。そして、この測定結果から、次式によ
って試料の加熱収縮率を算出した。試験結果を第２表に
示す。

試料１は、第１表に示すとおり、加熱成形時に波打ち現
象はなく、よってプレス時における材料の金型への接触
はほぼ均一であり、成形後のネッキング不良が全くなか
った。また、第２表に示すとおり、成形用加熱条件に近
似した温度条件での加熱収縮率は、MD、TDとも均一でか
つわずかに収縮するのみであった。

これに対して、試料２は、第１表に示すとおり、加熱成
形時の波打ち現象が多く、成形後のネッキング不良は70
％ときわめて高かった。すなわち、波打ち現象により材
料の波打の山の上側と谷の下側がプレス時に金型に早く
接触して、この部分の固化が早く起こる一方、未接触部
分が伸ばされて、これがネッキング不良の原因となって
いくと推定される。また、第２表に示すとおり、成形用
加熱条件に近似した温度条件での加熱収縮率はMDが収縮
で、TDがわずかに膨張であり、MDとTDの加熱収縮率が不
均一であった。

また、試料３は、第１表に示すとおり、加熱成形時に試
料２ほどではないが波打ち現象があり、成形後のネッキ
ング不良は30％とかなり高かった。これは上記試料２と
同様の理由によるものと推定される。また、第２表に示
すとおり、加熱収縮率は前記２者の中間に位置した。

以上のとおり、試料１は試料２、３に比較して、成形性
および加熱収縮率ともに優れていることが判明した。特
に、試料の加熱収縮率が非常に小さいのは、以下の理由
によるものである。

加熱発泡シート４、５は一般に加熱収縮率が大きなも
のであるが、非発泡の表皮層２、３の肉厚Tsが架橋発泡
シート４、５の固体肉厚Tf以上で、上記表皮層２、３が
支配的であり、かつ押出ラミネート法により、ほとんど
歪のない表皮層２、３が形成されている。

架橋発泡シート４、５の表面に表皮層２、３を積層す
る時、加熱がアニール効果になっている。

積層発泡シート１が架橋発泡シート４、５を重ね合わ
せて形成されるため、その加熱収縮率が平均化されて、
該加熱収縮率の最大値は単板の架橋発泡シートの場合よ
り小さくなる。

架橋発泡シート４、５の境界部分に0.1mm以上の熱融
着層６を形成している。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明の自動車用内装材によれば
以下に列挙するような種々の優れた効果が得られる。

（１）プロピレン系重合体とエチレン系重合体からなる
２枚の架橋発泡シートを積層して積層発泡シートが形成
され、該積層発泡シートの両面にプロピレン系重合体か
らなる非発泡の表皮層が積層されているから、構造が簡
単で、製造工程も単純となり、これにより製造コストの
低減化が図れて、安価な自動車用内装材を提供すること
ができる。

（２）軽量であって、耐衝撃性、剛性、耐熱性、絞り成
形性、ハンドリング性、断熱性、防音性等にも優れる。

（３）成形性がよいので、深くシャープな造形的美感を
熱成形によって容易に得ることができ、これにより所望
の美感が得られて、内装材としての美感、ソフト感等を
充分に満足させることができる。

すなわち、架橋発泡シートの固体肉厚Tfと非発泡の表
皮層の肉厚Tsとの比Ts/Tfが１〜50に設定されているか
ら、内装材における表皮層の占める割合が支配的であ
り、本来加熱収縮の大きな架橋発泡シートが歪の少ない
表皮層により補強されて、内装材の加熱収縮が最小限に
抑えられる。これにより、いわゆるネッキングが解消さ
れて、内装材の良好な成形性が確保される。しかも、上
記表皮層の肉厚は必要最小限とされて、内装材全体とし
ての断熱性、ソフト感なども充分に確保される。

また、熱融着層の肉厚T1が0.1〜0.5mmとされ、かつ上
記架橋発泡シートの肉厚の１％〜25％に設定されている
から、架橋発泡シートの製造時に固定された歪が抑制さ
れて、架橋発泡シート同士の積層の際の良好な成形性が
確保される。しかも、上記熱融着層の肉厚は必要最小限
とされて、内装材としての断熱性、ソフト感も充分に確
保される。

また、本発明の自動車用内装材の製造方法によれば、特
に自動車天井材、ドア内装材、トランクルームマットな
ど大型品で加熱成形を必要とする場合に、安定した成形
性が確保できる。

すなわち、成形性および成形品の反りやしわ、接着性
に優れる押出ラミネート法によって、架橋発泡シートの
表面にほとんど歪のない表皮層が形成されること、架
橋発泡シートの表面に表皮層を積層する際の加熱がアニ
ール効果になっていること、２枚の架橋発泡シートを
重ね合わせて積層にすることにより、貼り合わせた積層
発泡シートの加熱収縮が全体として平均化されているこ
と、および架橋発泡シートの境界部分に熱融着層を形
成して、架橋発泡シートの製造時に固定された歪が抑制
されていること、などにより加熱成形時の加熱収縮率が
非常に小さく、安定確実な成形性が得られる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例である自動車用内装材の構造
を示す断面図、第２図および第３図は同内装材の製造方
法を説明するための概略工程図であって、第２図は押出
ラミネート工程図、第３図は最終ラミネート工程図、第
４図は同内装材の特性試験に用いる比較試料の構造を示
す断面図である。１……積層発泡シート、2,3……非発泡の表皮層、4,5…
…架橋発泡シート、６……熱融着層、A,B……ラミネー
ト品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中利喜蔵滋賀県大津市大平１丁目12番12号 (72)発明者久野文正埼玉県蓮田市西新宿４丁目３番16号 (72)発明者西村秀雄愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者大村悟愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロピレン系重合体とエチレン系重合体か
らなる２枚の架橋発泡シートが熱融着層を介して積層さ
れた積層発泡シートの両面にプロピレン系重合体からな
る非発泡の表皮層がそれぞれ積層されてなり、前記架橋
発泡シートの固体肉厚Tfと前記非発泡の表皮層の肉厚Ts
との比Ts/Tfが１〜50とされ、前記熱融着層の肉厚T1が
0.1〜0.5mmとされ、かつ該肉厚T1が前記架橋発泡シート
の肉厚の１％〜25％とされていることを特徴とする自動
車用内装材。
【請求項２】プロピレン系重合体とエチレン系重合体か
らなる２枚の架橋発泡シートのそれぞれの片面に、プロ
ピレン系重合体からなる非発泡の表皮層がそれぞれ押出
ラミネートして、２枚のラミネート品を形成し、該両ラ
ミネート品をそれぞれの架橋発泡シート側の表面を互い
に相対させ、架橋発泡シートの表面を熔融して圧着し、
前記架橋発泡シートの固体肉厚Tfと前記非発泡の表皮層
の肉厚Tsとの比Ts/Tfを１〜50とし、前記熱融着層の肉
厚T1を0.1〜0.5mmとし、該肉厚T1を前記架橋発泡シート
の肉厚の１〜25％としたことを特徴とする自動車用内装
材の製造方法。