(57)【要約】【課題】高い防音性能及び断熱性能を有するとともに、成形時における各層間の接着強度を高めることができ、しかも成形時に所望の形状と強度とを確保する。【解決手段】成形金型１１は、金型クリアランスＣ１が狭く設定された領域でスラブウレタン層７を第１加圧力Ｐ１で押圧して第２接着剤４ａを不織布層６を介してスラブウレタン層７に浸透させて硬化させて高加圧成形部９Ａを複数形成するとともに金型クリアランスＣ１の広く設定された領域でスラブウレタン層７を第１加圧力Ｐ１よりも小さい第２加圧力Ｐ２で押圧して第２接着剤４ａを不織布層６層の第２ガラス繊維補強層４側に浸透させて硬化させる一方、積層体１３の上型１１Ａ側は、基材層２を介して各突出部１２ａの押圧の影響を受けて全域に亘って第１加圧力Ｐ１に近い圧力が加わることで第１接着剤３ａを表皮層５の第１ガラス繊維補強層３側に浸透させて硬化させることにより天井材本体１ａを成形する。【選択図】図３
2019127259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両におけるルーフパネルの車室内側に配設されたパネル状をなす天井材本体を有する車両用成形天井材であって、
上記天井材本体は、硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、
塗布した第１接着剤を硬化させることにより形成され、上記基材層の上記車室内側に設けられた第１ガラス繊維補強層と、
塗布した第２接着剤を硬化させることにより形成され、上記基材層の上記ルーフパネル側に設けられた第２ガラス繊維補強層と、
上記第１ガラス繊維補強層の上記車室内側に上記第１接着剤を用いて接合され、上記車室内の内装面となる表皮層と、
上記第２ガラス繊維補強層の上記ルーフパネル側に上記第２接着剤を用いて接合された防音断熱増強層とを備え、
該防音断熱増強層は、上記第２ガラス繊維補強層の上記ルーフパネル側に設けられた不織布層と、
該不織布層の上記ルーフパネル側に設けられたスラブウレタン層と、
該スラブウレタン層の上記ルーフパネル側に設けられたフィルム層とを有し、
上記防音断熱増強層のルーフパネル対向面には、平面視で点状又は線状をなす複数の凹部と、隣り合う上記各凹部の間に位置し、且つ、上記ルーフパネル側に張り出す複数の凸部とが設けられていることを特徴とする車両用成形天井材。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用成形天井材において、
上記各凹部は、平面視で格子状となるように設けられていることを特徴とする車両用成形天井材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用成形天井材において、
上記フィルム層は、上記ルーフパネル側に設けられたアルミニウム薄膜層と、該アルミニウム薄膜層の上記ルーフパネル側に設けられた樹脂フィルム層とからなることを特徴とする車両用成形天井材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用成形天井材を製造する製造方法であって、
型閉じ時において上記スラブウレタン層の素材の厚みに対応する金型クリアランスに設定された互いに対向する上型及び下型を有し、当該下型の成形面に複数の点状又は線状の突出部が設けられることにより、上記金型クリアランスに狭い部分と広い部分とがそれぞれ複数個所発生する成形金型を用意し、
上記フィルム層、上記スラブウレタン層及び上記不織布層の各素材を順に重ねて予め一体に接合した状態の上記防音断熱増強層の素材を上記下型の成形面に上記フィルム層の素材側が下方となるようにセットし、
次いで、上記防音断熱増強層の素材の上に上記第２接着剤を塗布した上記第２ガラス繊維補強層の素材、上記基材層の素材、上記第１接着剤を塗布した上記第１ガラス繊維補強層の素材、及び、上記表皮層の素材を順に重ねて積層体を形成し、
しかる後、上記成形金型を型閉じして上型の成形面を上記積層体に押し当てることにより、上記積層体を上記上型の成形面と上記下型の成形面とに沿うように変形させながら、上記各突出部により上記金型クリアランスが狭く設定された領域で上記スラブウレタン層を上記不織布層側に第１加圧力で押圧して上記第２接着剤を上記不織布層を介して上記スラブウレタン層に浸透させて硬化させて高加圧成形部を得るとともに、上記下型における上記各突出部の無い部分により上記金型クリアランスの広く設定された領域で上記スラブウレタン層を上記不織布層側に上記第１加圧力よりも小さい第２加圧力で押圧して上記第２接着剤を上記不織布層の第２ガラス繊維補強層側に浸透させて硬化させて低加圧成形部を得る一方、上記積層体の上型側に上記基材を介して上記各突出部の押圧の影響を受けて全域に亘って上記第１加圧力に近い圧力が加わることで上記第１接着剤を上記表皮層の全域の上記第１ガラス繊維補強層側に浸透させて硬化させることにより上記各突出部に対応する位置に上記各凹部が形成され、且つ、上記下型における上記各突出部の無い部分に対応する位置に上記各凸部が形成された上記天井材本体を得ることを特徴とする車両用成形天井材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両におけるルーフパネルの車室内側に配設された車両用成形天井材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の成形天井材として、例えば、硬質ウレタン等を基材層とし、その両側にガラス繊維補強層を設けるとともに、当該各ガラス繊維補強層の外側に表皮層と裏面層とをそれぞれ設けたものが一般的に知られている。ガラス繊維補強層は、ガラスマット等で構成され、該ガラスマット等にウレタン系樹脂（例えば、イソシアネート系樹脂）からなる接着剤を塗布した状態で基材の両側にサンドイッチ状に配置することにより、基材層を補強し、且つ、成形後の形状を維持するだけでなく、各ガラス繊維補強層に塗布した接着剤を用いて表皮層とガラス繊維補強層との間、並びに、裏面層とガラス繊維補強層との間を接合して各層間に必要な接着強度が得られるようにしている。また、表皮層は、不織布、トリコット及びスラブウレタンのラミネート表皮、織布、編物、プラスチックシート等で構成されている。
【０００３】
近年では、軽量化を図るためにルーフパネルの厚みが薄くなってきており、さらには、車両内装部品のモジュール化を目的として成形天井材の裏面側にワイヤーハーネス等の多くの部品を取り付けるので、走行時においてルーフパネルが振動し易く、また雨音等が車室内に伝わり易くなっている。したがって、車室内の防音性能（吸音性能、遮音性能）を高めるために様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１の車両用成形天井材は、車室内に面する天井材本体を備え、該天井材本体は、硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、該基材層の車室内側に設けられた第１ガラス繊維補強層と、基材層のルーフパネル側に設けられた第２ガラス繊維補強層と、第１ガラス繊維補強層の車室内側に設けられ、車室内の内装面となる表皮層とを備えている。第２ガラス繊維補強層のルーフパネル側には、防音性を高めるために、高い吸音性能を有するスラブウレタン層、高い非通気性を有する樹脂フィルム層、及び、不織布からなる裏面層が第２ガラス繊維補強層側から順に設けられた構造になっている。
【０００４】
また、上述の如き車両用成形天井材では、防音性能の向上のみならず、太陽光等による車室内の温度上昇を抑制するといった断熱性能（遮熱性能）を高めることも高いレベルで要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２０３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、天井材本体のルーフパネル側の全面にスラブウレタン層が設けられているので、スラブウレタン層を設けていないものに比べて防音性能と断熱性能とが飛躍的に向上するものと予測していた。しかし、上述の如き構成では、予測に反して吸音性能と断熱性能とが従来品と比べて少し改善されるだけであり、期待する防音性能及び断熱性能が得られなかった。
【０００７】
そのために、研究者らは、成形天井材における防音性能と断熱性能とをそれぞれ向上させるために更に研究を重ねた。その対策の一つとして、特許文献１の成形天井材におけるスラブウレタン層の厚みを３ｍｍから倍の６ｍｍに変更して防音性能及び断熱性能の評価を行った。この時、成形天井材を成形する成形金型における上型の成形面と下型の成形面との間の間隔、所謂、成形金型のクリアランスを、従来の薄いスラブウレタン層で構成される成形天井材を成形するときと同様の設定のままで厚みを増したスラブウレタン層を有する成形天井材を成形すると、ガラス繊維補強層に塗布した接着剤がスラブウレタン層に多量に浸透してしまい、成形後にスラブウレタン層が元の厚みにまで復元されなくなることが分かった。したがって、成形金型における上型の成形面と下型の成形面との間の間隔を従来よりも広く設定することにより、成形時に接着剤がスラブウレタン層に浸透しても成形後にスラブウレタン層が元の厚みにまで復元できるように調整した状態で成形天井材を成形することにした。すると、成形天井材における防音性能及び断熱性能が大幅に向上したが、一方で新たな課題が発生した。すなわち、厚みを増したスラブウレタン層が成形後において元の厚みに復元できるように成形金型における上型の成形面と下型の成形面との間の間隔を従来よりも広い設定にすると、成形金型を型閉じしてスラブウレタン層を圧縮させた際に当該スラブウレタン層に加わる加圧力が不十分なものになってしまい、表皮層とガラス繊維補強層との間、並びに、裏面層とガラス繊維補強層との間において接着不足が生じる現象が起こった。したがって、成形後の成形天井材において表皮層が垂れ下がって製品として成り立たないばかりか、成形後の成形天井材を所望する形状や強度に維持できないことが分かった。
【０００８】
これを回避するために、ガラス繊維補強層に塗布した接着剤の量を増やすことも考えられるが、その場合、車両内部において乗員の視野に入る表皮層の表面には、接着剤が染み出すのを避ける必要があり、表皮層側のガラス繊維補強層に塗布する接着剤を増加させるのには限界がある。したがって、表皮層側のガラス繊維補強層には、塗布する接着剤の量を増加しないのが望ましく、もし仮に増加するにしても表皮層から接着剤が染み出ない程度の接着剤の量を塗布するに留めて、裏面層側のガラス繊維補強層に塗布する接着剤の量を増加させることを試みた。
【０００９】
この場合、単に裏面層側のガラス繊維補強層に塗布する接着剤の量を増やすと、成形天井材における裏面側の各層間の接着不足は解消するが、増やした接着剤が成形時においてガラス繊維補強層からスラブウレタン層に多量に浸透してしまい、成形後にスラブウレタン層が元の厚みに復元できなくなる不具合が発生してしまう。したがって、上述の対策として、ガラス繊維補強層とスラブウレタン層との間に不織布層を設けることを試みた。
【００１０】
ガラス繊維補強層とスラブウレタン層との間に不織布層を設けると、天井材本体における車体との取付面（基準面）を除く、所謂一般面と呼ばれる領域においては、ガラス繊維補強層に塗布した接着剤のスラブウレタン層への浸透が不織布層により遮られるので、成形後にスラブウレタン層を元の厚みに復元させることができる一方、成形時において圧縮量の多い領域である車体との取付面においては、スラブウレタン層が強く押し潰されてガラス繊維補強層に塗布された接着剤が不織布層を通過してスラブウレタン層にまで浸透することにより、スラブウレタン層が圧縮された状態の形状にて硬化することが分かった。しかし、この対策だけでは、成形天井材の一般面における強度と形状保持不足、さらには、各層間の接着不足を解決するには至らなかった。
【００１１】
具体的には、ガラス繊維補強層に塗布する接着剤の量を増やすか、或いは、不織布層の密度を減少させると、各層間の接着力が増すとともに成形天井材の一般面における所望の強度を得ることができるが、スラブウレタン層の復元力が不足して所望の防音性能及び断熱性能を得ることができなくなる一方、ガラス繊維補強層に塗布する接着剤の量を減らすか、或いは、不織布層の密度を高めると、各層間の接着力が不足して成形天井材の一般面において所望の強度を得ることができなくなるとともに、形状保持が困難になるという課題に直面することになった。
【００１２】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い防音性能及び断熱性能を有するとともに、成形時における各層間の接着強度を高めることができ、しかも成形時に所望の形状と強度とを確保することができる車両用成形天井材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、成形天井材を成形する際に、天井材本体の厚み方向に異なる２つの加圧力が加わる領域をそれぞれ複数設けるようにして成形天井材を得るようにしたことを特徴とする。
【００１４】
具体的には、車両におけるルーフパネルの車室内側に配設されたパネル状をなす天井材本体を有する車両用成形天井材において、次のような解決手段を講じた。
【００１５】
すなわち、第１の発明では、上記天井材本体は、硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、塗布した第１接着剤を硬化させることにより形成され、上記基材層の上記車室内側に上記第１接着剤を用いて接合された第１ガラス繊維補強層と、塗布した第２接着剤を硬化させることにより形成され、上記基材層の上記ルーフパネル側に上記第２接着剤を用いて接合された第２ガラス繊維補強層と、上記第１ガラス繊維補強層の上記車室内側に上記第１接着剤を用いて接合され、上記車室内の内装面となる表皮層と、上記第２ガラス繊維補強層の上記ルーフパネル側に上記第２接着剤を用いて接合された防音断熱増強層とを備え、該防音断熱増強層は、上記第２ガラス繊維補強層の上記ルーフパネル側に設けられた不織布層と、該不織布層の上記ルーフパネル側に設けられたスラブウレタン層と、該スラブウレタン層の上記ルーフパネル側に設けられたフィルム層とを有し、上記防音断熱増強層のルーフパネル対向面には、平面視で点状又は線状をなす複数の凹部と、隣り合う上記各凹部の間に位置し、且つ、上記ルーフパネル側に張り出す複数の凸部とが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
第２の発明では、第１の発明において、上記各凹部は、平面視で格子状となるように設けられていることを特徴とする。
【００１７】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記フィルム層は、上記ルーフパネル側に設けられたアルミニウム薄膜層と、該アルミニウム薄膜層の上記ルーフパネル側に設けられた樹脂フィルム層とからなることを特徴とする。
【００１８】
第４の発明では、第１から第３のいずれか１つに記載の車両用成形天井材を製造する製造方法であって、型閉じ時において上記スラブウレタン層の素材の厚みに対応する金型クリアランスに設定された互いに対向する上型及び下型を有し、当該下型の成形面に複数の点状又は線状の突出部が設けられることにより、上記金型クリアランスに狭い部分と広い部分とがそれぞれ複数個所発生する成形金型を用意し、上記フィルム層、上記スラブウレタン層及び上記不織布層の各素材を順に重ねて予め一体に接合した状態の上記防音断熱増強層の素材を上記下型の成形面に上記フィルム層の素材側が下方となるようにセットし、次いで、上記防音断熱増強層の素材の上に上記第２接着剤を塗布した上記第２ガラス繊維補強層の素材、上記基材層の素材、上記第１接着剤を塗布した上記第１ガラス繊維補強層の素材、及び、上記表皮層の素材を順に重ねて積層体を形成し、しかる後、上記成形金型を型閉じして上型の成形面を上記積層体に押し当てることにより、上記積層体を上記上型の成形面と上記下型の成形面とに沿うように変形させながら、上記各突出部により上記金型クリアランスが狭く設定された領域で上記スラブウレタン層を上記不織布層側に第１加圧力で押圧して上記第２接着剤を上記不織布層を介して上記スラブウレタン層に浸透させて硬化させて高加圧成形部を得るとともに、上記下型における上記各突出部の無い部分により上記金型クリアランスの広く設定された領域で上記スラブウレタン層を上記不織布層側に上記第１加圧力よりも小さい第２加圧力で押圧して上記第２接着剤を上記不織布層の第２ガラス繊維補強層側に浸透させて硬化させて低加圧成形部を得る一方、上記積層体の上型側に上記基材を介して上記各突出部の押圧の影響を受けて全域に亘って上記第１加圧力に近い圧力が加わることで上記第１接着剤を上記表皮層の全域の上記第１ガラス繊維補強層側に浸透させて硬化させることにより上記各突出部に対応する位置に上記各凹部が形成され、且つ、上記下型における上記各突出部の無い部分に対応する位置に上記各凸部が形成された上記天井材本体を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明では、スラブウレタン層における各凸部に対応する領域は元の厚みか、或いは、それに近い厚みにまで復元した状態であるので、厚みを増したスラブウレタン層により車両用成形天井材の防音性能及び断熱性能を向上させることができる。また、ルーフパネル側に複数の凹部を有するとともに隣り合う凹部の間にルーフパネル側に張り出す複数の凸部を有するので、防音断熱増強層におけるルーフパネル対向面の表面積が平坦なものに比べて広くなる。したがって、樹脂フィルム層の膜振動によって吸収される音の量が増え、車両用成形天井材における防音性能を高めることができる。
【００２０】
第２の発明では、車両用成形天井材におけるルーフパネル側の略全域に亘って表面積が増えるので、車室内の防音性能を均一に高めることができる。
【００２１】
第３の発明では、ルーフパネルを介して車室内に進入する熱が反射率の高いアルミニウム薄膜層によって反射するようになる。その際、車両用成形天井材の最外層に位置する樹脂フィルム層において遠赤外線による発熱が発生するが、アルミニウム薄膜層に連続して設けられた断熱性能の高いスラブウレタン層によって車室内に向かう熱を効率良く遮断するようになる。したがって、高い断熱性能を有する車両用成形天井材にすることができる。また、樹脂フィルム層が車両用成形天井材におけるルーフパネル側の最外層に位置するので、アルミニウム薄膜層がルーフパネルと車両用成形天井材との間の空間に剥き出しの状態で晒されないようになる。したがって、ルーフパネルと車両用成形天井材との間の空間が高温で、且つ、湿気が高い状態になってもアルミニウム薄膜層が白化するといったことが無くなり、経年劣化による断熱性の低下が発生し難い車両用成形天井材にすることができる。
【００２２】
第４の発明では、成形金型の下型に突出部を複数設けたことにより成形金型に金型クリアランスの狭い部分と広い部分とがそれぞれ設定されるので、スラブウレタン層の厚みを増加させても金型クリアランスの狭い部分における天井材本体の厚み方向に加わる第１加圧力によって、当該部分における防音断熱増強層と第２ガラス繊維補強層との間に浸透して硬化する第２接着剤の量が相対的に増えることになる。したがって、防音断熱増強層と第２ガラス繊維補強層との間がしっかりと繋がり、各層間の接着力を高めることができる。また、天井材本体の車室内側は、成形時において剛性を有する硬質ウレタンからなる基材を介して下型に形成された各突出部の押圧の影響を受けるので、金型クリアランスが全域に亘って狭くなって成形したのと同じ状態になり、全域に亘って第１加圧力に近い圧力が加えられて成形されたものになる。したがって、第１ガラス繊維補強層に塗布する第１接着剤を大幅に増加させることなく、表皮層の第１ガラス繊維補強層側に第１接着剤を浸透させて十分な接着力を得ることができる。このように、成形時において天井材本体の強度と形状保持がなされるだけでなく、表皮層の接着強度をも十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用成形天井材を備えた車両の斜視図である。
【図２】図１のII部拡大斜視図である。
【図３】図２のIII−III線における断面図である。
【図４】成形金型にて天井材本体を成形する直前の状態を示す概略断面図である。
【図５】図４のV矢視図である。
【図６】車両用成形天井材を構成する各層及び成形条件を変更して得た各サンプル材の剥離強度をそれぞれ調査した結果を示す表である。
【図７】不織布層の目付量とガラス繊維補強層に塗布する接着剤の量とを変更しながら成形した車両用成形天井材が製品として満足のいくものであるか否かを調査した結果を示すグラフである。
【図８】サンプル材α、βについて防音性能を評価したグラフである。
【図９】断熱性能を評価する際に使用した断熱性評価装置の概略正面図である。
【図１０】サンプル材α、βについて断熱性能を評価したグラフである。
【図１１】サンプル材α、γについて断熱性能を評価したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用成形天井材１を備えた車両１０を示す。車両用成形天井材１は、車両１０におけるルーフパネル１０ａの車室内側に配設され、パネル状をなす天井材本体１ａを備えている。
【００２６】
該天井材本体１ａは、平坦な形状をなす第１天井部１ｂと、該第１天井部１ｂの車幅方向両側に連続して設けられた第２天井部１ｃとを備えている。
【００２７】
該第２天井部１ｃは、第１天井部１ｂから離れるにつれて次第に下方に傾斜して延びる形状をなしていて、車体１０ｂへの取付面となっている。
【００２８】
天井材本体１ａは、図２及び図３に示すように、硬質ウレタン発泡体からなる基材層２と、該基材層２の車室内側に設けられた第１ガラス繊維補強層３と、基材層２のルーフパネル１０ａ側に設けられた第２ガラス繊維補強層４と、第１ガラス繊維補強層３の車室内側に設けられた不織布からなる表皮層５と、第２ガラス繊維補強層４のルーフパネル１０ａ側に設けられた防音断熱増強層９とを備えている。
【００２９】
基材層２の硬質ウレタン発泡体は、密度が０．０２２〜０．０３５ｇ／ｃｍ３で、且つ、厚みが６〜１５ｍｍに設定されている。
【００３０】
第１ガラス繊維補強層３は、塗布したウレタン系樹脂からなる第１接着剤３ａを硬化させることにより形成され、基材層２に第１接着剤３ａを浸透させて硬化させることにより、基材層２に接合されるようになっている。
【００３１】
第２ガラス繊維補強層４は、塗布したウレタン系樹脂からなる第２接着剤４ａを硬化させることにより形成され、基材層２に第２接着剤４ａを浸透させて硬化させることにより、基材層２に接合されるようになっている。
【００３２】
表皮層５は、車室内の内装面になっていて、第１ガラス繊維補強層３から表皮層５に浸透した第１接着剤３ａにより第１ガラス繊維補強層３に接合されるようになっている。
【００３３】
防音断熱増強層９は、第２ガラス繊維補強層４から防音断熱増強層９に浸透した第２接着剤４ａにより第２ガラス繊維補強層４に接合されるようになっている。
【００３４】
防音断熱増強層９は、第２ガラス繊維補強層４のルーフパネル１０ａ側に設けられた不織布層６と、該不織布層６のルーフパネル１０ａ側に設けられたスラブウレタン層７と、該スラブウレタン層７のルーフパネル１０ａ側に設けられたフィルム層８とを備えている。尚、図３では、便宜上、フィルム層８の厚みを誇張して記載している。
【００３５】
不織布層６は、目付量が６０〜１４０ｇ／ｍ２に設定されている。
【００３６】
スラブウレタン層７は、厚みが６〜１０ｍｍに、密度が０．０２０〜０．０４０ｇ／ｃｍ３に、通気度が１０〜５０ｃｃ／ｃｍ２・ｓにそれぞれ設定されている。
【００３７】
フィルム層８は、スラブウレタン層７のルーフパネル１０ａ側に設けられたアルミニウム薄膜層８ａと、該アルミニウム薄膜層８ａのルーフパネル１０ａ側に設けられた樹脂フィルム層８ｂとを備えている。
【００３８】
アルミニウム薄膜層８ａは、樹脂フィルム層８ｂの車室内側全域にアルミニウム合金材を蒸着により付着させて形成したものである。つまり、アルミニウム薄膜層８ａは、アルミニウム合金材の蒸着層である。
【００３９】
樹脂フィルム層８ｂは、ポリエチレン樹脂で形成され、車両用成形天井材１におけるルーフパネル１０ａ側の最外層になっている。
【００４０】
天井材本体１ａの第１天井部１ｂは、後述する成形金型１１の下型１１Ｂに設けられた各突出部１２ａにより金型クリアランスＣ１が狭く設定された領域で成形時に天井材本体１ａの厚み方向に加えられた第１加圧力（以下、第１加圧力Ｐ１と呼ぶ）により、第２接着剤４ａを不織布層６を介してスラブウレタン層７に浸透させて硬化させて複数の高加圧成形部９Ａを得るとともに、後述する下型１１Ｂの各突出部１２ａの無い部分により金型クリアランスＣ１の広く設定された領域で成形時に天井材本体１ａの厚み方向に加えられた第１加圧力Ｐ１よりも小さい第２加圧力（以下、第２加圧力Ｐ２と呼ぶ）により、第２接着剤４ａを不織布層６の第２ガラス繊維補強層４側に浸透させて硬化させて複数の低加圧成形部９Ｂを得る一方、第１天井部１ｂの車室内側は、成形時において硬質ウレタンからなる基材層２を介して後述する成形金型１１の各突出部１２ａの押圧の影響を受けるので、略全域に亘って金型クリアランスＣ１を狭くして成形したのと同じ状態になり、全域に亘って第１加圧力に近い圧力が加わることで第１接着剤３ａを表皮層５の全域の第１ガラス繊維補強層３側に浸透させて硬化させることにより得られるようになっている。
【００４１】
すなわち、防音断熱増強層９のルーフパネル対向面９ａにおける各高加圧成形部９Ａに対応する位置には、車両前後方向及び車幅方向に線状に延びる多数の凹条溝９ｂ（凹部）が形成され、該各凹条溝９ｂは、平面視で格子状になっている。
【００４２】
また、ルーフパネル対向面９ａにおける各凹条溝９ｂに囲まれる部分、すなわち、ルーフパネル対向面９ａにおける各低加圧成形部９Ｂに対応する位置には、ルーフパネル１０ａ側に張り出すように緩やかに湾曲する凸面９ｃ（凸部）が形成されている。
【００４３】
天井材本体１ａの第２天井部１ｃは、成形時に当該天井材本体１ａの厚み方向に加わった第１加圧力Ｐ１より大きい第３加圧力（以下、第３加圧力Ｐ３と呼ぶ）により、スラブウレタン層７を不織布層６側に圧縮変形させた状態で第２接着剤４ａを不織布層６を介してスラブウレタン層７に浸透させて硬化させるとともに第１接着剤３ａを表皮層５の第１ガラス繊維補強層３側に浸透させて硬化させることにより形成された極薄肉形状になっている。
【００４４】
次に、本発明の実施形態における車両用成形天井材１の製造方法について詳述する。
【００４５】
車両用成形天井材１の天井材本体１ａは、図４及び図５に示すように、互いに対向する上型１１Ａ及び下型１１Ｂを有する成形金型１１を用いて成形されるようになっている。
【００４６】
成形金型１１は、型閉じ状態において、上型１１Ａの上側成形面１１ａと下型１１Ｂの下側成形面１１ｂとの間の隙間、所謂、成形金型１１のクリアランスＣ１が、スラブウレタン層７の素材の厚みに対応するように１０．５〜１２．５ｍｍに設定されている。
【００４７】
下側成形面１１ｂにおける天井材本体１ａの第１天井部１ｂを成形する部分には、高加圧加工部１２が設けられている。
【００４８】
該高加圧加工部１２は、上方に突出し、且つ、下側成形面１１ｂに沿って線状に延びる複数の突出部１２ａを備え、各突出部１２ａは、平面視で格子状に延びている。
【００４９】
すなわち、成形金型１１は、下型１１Ｂの下側成形面１１ｂに複数の線状の突出部１２ａが設けられることにより、金型クリアランスＣ１に狭い部分と広い部分とがそれぞれ複数個所発生している。
【００５０】
高加圧加工部１２の各突出部１２ａに囲まれる１つの区分け部分は、平面視で正方形状をなしている。
【００５１】
高加圧加工部１２の各突出部１２ａに囲まれる１つの区分け部分は、平面視で１辺が２０ｍｍ〜１００ｍｍの正方形状をなしている。尚、高加圧加工部１２の各突出部１２ａに囲まれる１つの区分け部分は、平面視で正方形状でなくてもよく、長方形状であってもよい。また、高加圧加工部１２の各突出部１２ａは、平面視で格子状に延びていることが必須ではなく、例えば、各突出部１２ａが平面視で円形に延びる形状をなしており、当該円形部分が複数並設されたような形状であってもよい。
【００５２】
そして、まず始めに、フィルム材を用意し、このフィルム材の一方の面にアルミニウム合金材を蒸着させることにより、アルミニウム薄膜層８ａと樹脂フィルム層８ｂとからなるフィルム層８の素材を作成する。
【００５３】
次に、スラブウレタン層７の素材と不織布層６の素材とを用意し、フィルム層８の素材におけるアルミニウム薄膜層８ａがスラブウレタン層７の素材側となるように、不織布層６の素材、スラブウレタン層７の素材及びフィルム層８の素材を順に重ね合わせながらフレームラミネート加工により３つのシート材を一体にして防音断熱増強層９の素材を予め作成する。
【００５４】
次いで、防音断熱増強層９の素材を下型１１Ｂの下側成形面１１ｂにフィルム層８の素材側が下方となるようにセットした後、防音断熱増強層９の素材の上に第２接着剤４ａを塗布した第２ガラス繊維補強層４の素材、基材層２の素材、第１接着剤３ａを塗布した第１ガラス繊維補強層３の素材、及び、表皮層５の素材を順に重ねて積層体１３を形成する。
【００５５】
しかる後、成形金型１１を型閉じして上型１１Ａの上側成形面１１ａを積層体１３に押し当てる。すると、成形金型１１は、積層体１３を上型１１Ａの上側成形面１１ａと下型１１Ｂの下側成形面１１ｂとに沿うように変形させながら、第１天井部１ｂを成形する積層体１３の領域において、各突出部１２ａにより金型クリアランスＣ１が狭く設定された領域でスラブウレタン層７を不織布層６側に第１加圧力Ｐ１で押圧して第２接着剤４ａを不織布層６を介してスラブウレタン層７に浸透させて硬化させて高加圧成形部９Ａを複数形成する。このとき、スラブウレタン層７は不織布層６側に凹状形状となるように圧縮変形した状態のまま維持される。一方、成形金型１１は、第１天井部１ｂを成形する積層体１３の領域において、下型１１Ｂにおける各突出部１２ａの無い部分により金型クリアランスＣ１の広く設定された領域でスラブウレタン層７を不織布層６側に第２加圧力Ｐ２で押圧して第２接着剤４ａを不織布層６の第２ガラス繊維補強層４側に浸透させて硬化させて低加圧成形部９Ｂを複数形成する。このとき、スラブウレタン層７の低加圧成形部９Ｂは圧縮変形後に復元する。一方、第１天井部１ｂを成形する積層体１３の上型１１Ａ側は、基材層２を介して各突出部１２ａの押圧の影響を受けて全域に亘って第１加圧力に近い圧力が加わることで第１接着剤３ａを表皮層５の全域の第１ガラス繊維補強層３側に浸透させて硬化させる。そして、成形金型１１は、第２天井部１ｃを成形する積層体１３の領域において、上型１１Ａの上側成形面１１ａと下型１１Ｂの下側成形面１１ｂとに沿うように変形させながら、下型１１Ｂにおける各突出部１２ａの無い部分でさらに金型クリアランスＣ１の狭く設定された領域でスラブウレタン層７を不織布層６側に第１加圧力Ｐ１よりも大きい第３加圧力Ｐ３で押圧して第２接着剤４ａを不織布層６を介してスラブウレタン層７に浸透させて硬化させるとともに第１接着剤３ａを表皮層５の第１ガラス繊維補強層３側に浸透させて硬化させることにより極薄肉形状にして天井材本体１ａが得られる。
【００５６】
ここで、本発明の実施形態に係る車両用成形天井材１の製造条件についての検討結果について説明する。
【００５７】
（ａ）成形金型１１の構造について
ア．実験
図６は、天井材本体１ａの成形時に表皮層５の表面に第１接着剤３ａが染み出ない程度の量の第１接着剤３ａを第１ガラス繊維補強層３に塗布するとともに、スラブウレタン層７の厚みｔ、成形金型１１のクリアランスＣ１、突出部１２ａの突出高さｈ１、高加圧加工部１２の各突出部１２ａに囲まれる１つの区分け部分の形状Ｓ１及びその個数Ｎ１、第２ガラス繊維補強層４に塗布する第２接着剤４ａの塗布量をそれぞれ変更させながら天井材本体１ａのサンプル材Ａ〜Ｈを成形し、サンプル材Ａ〜Ｈにおける表皮層５と第１ガラス繊維補強層３との間、及び、第１ガラス繊維補強層３と基材層２との間の接着強度をそれぞれ測定して必要最低限の剥離強度が得られているか否かを確認した。尚、必要最低限の剥離強度とは、例えば、自動車メーカー等で基準値として用いられる値を参考として設定した。
【００５８】
サンプル材Ａは、スラブウレタン層７を有していない従来の車両用成形天井材と同様の構造をなすものであり、成形金型１１のクリアランスＣ１を７ｍｍに設定して成形されたものである。
【００５９】
一方、サンプル材Ｂは、ルーフパネル１０ａ側にスラブウレタン層７を有する車両用成形天井材１と同様の構造をなすものであるが、突出部１２ａを有しない成形金型１１で成形されたものである。すなわち、サンプル材Ｂのスラブウレタン層７には、成形時において突出部１２ａにより第１加圧力Ｐ１が加えられていない。
【００６０】
さらに、サンプル材Ｃ〜Ｈは、本願発明の車両用成形天井材１と同様の構造をなすものであり、突出部１２ａを有する成形金型１１で成形されたものである。すなわち、サンプル材Ｃ〜Ｈのスラブウレタン層７には、成形時において突出部１２ａによりスラブウレタン層７に第１加圧力Ｐ１が加えられている。
【００６１】
サンプル材Ａ、Ｂを比較すると、車両用成形天井材１にスラブウレタン層７を設ける場合、成形後において成形金型１１を型開きした際にスラブウレタン層７が元の形状に復元するように成形金型１１のクリアランスＣ１を単に広く設定して天井材本体１ａを成形しても、表皮層５と第１ガラス繊維補強層３との間、及び、第１ガラス繊維補強層３と基材層２との間において必要な剥離強度を得ることができないことが分かった。
【００６２】
一方、サンプル材Ｃ〜Ｈを見ると、車両用成形天井材１にスラブウレタン層７を設ける場合、成形後において成形金型１１を型開きした際にスラブウレタン層７が元の形状に復元するように成形金型１１のクリアランスＣ１を広く設定するとともに、成形金型１１に各突出部１２ａを設けて天井材本体１ａを成形すると、各条件を適切に設定すれば、表皮層５と第１ガラス繊維補強層３との間、及び、第１ガラス繊維補強層３と基材層２との間において必要な剥離強度を得ることができることが分かった。
【００６３】
イ．突出部１２ａについて
ア．の実験結果により、以下の条件にすると、表皮層５と第１ガラス繊維補強層３との間、及び、第１ガラス繊維補強層３と基材層２との間が必要最小限の接着強度以上になることが分かった。
・成形金型１１のクリアランスＣ１の増加量ｇ１＝（スラブウレタン層７の厚みｔ）×（５５±１０％）
・突出部１２ａの突出高さｈ１＝クリアランスＣ１の増加量ｇ１×（４５〜９５％）
・高加圧加工部１２の区分け部分の形状Ｓ１：平面視で正方形状、長方形状及び円形状等
・高加圧加工部１２の区分け部分の個数Ｎ１：第１天井部１ｂの５００ｍｍ×５００ｍｍの領域に２５〜６００個（例えば、区分け部分の形状Ｓ１が１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状や直径１００ｍｍの丸形状の場合、第１天井部１ｂの５００ｍｍ×５００ｍｍの領域に区分け部分が２５個設定され、区分け部分の形状Ｓ１が２０ｍｍ×２０ｍｍの正方形状や直径２０ｍｍの丸形状の場合、第１天井部１ｂの５００ｍｍ×５００ｍｍの領域に区分け部分が６００個設定される）
尚、突出部１２ａの幅ｄ１は、成形時において破損等が起きない剛性を有するようにするために、２ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００６４】
また、各突出部１２ａの幅ｄ１や突出高さｈ１は、第１天井部１ｂの設定部位によってそれぞれ変更した値のものを設定してもよい。
【００６５】
（ｂ）第２接着剤４ａの塗布量と不織布層６の目付量について
図７は、天井材本体１ａの成形後において、第１天井部１ｂのスラブウレタン層７を元の厚みか、又は、元の厚みに近い状態にまで復元させることができ、さらには、スラブウレタン層７を圧縮変形させた状態で硬化させることにより第２天井部１ｃを薄肉形状にすることができる第２接着剤４ａの塗布量と不織布層６の目付量との関係を調べた結果を示す。
【００６６】
スラブウレタン層７の密度ρが０．０２ｇ／ｍ３、０．０３ｇ／ｍ３、０．０４ｇ／ｍ３、厚みｔが６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍのものをそれぞれ用いるとともに、成形金型１１のクリアランスＣ１を各スラブウレタン層７の厚みｔに合わせて当該スラブウレタン層７の厚みｔの約４５〜６５％の間で変化させ、さらには、突出部１２ａを所定の形状及び突出高さ等に設定した状態で第２接着剤４ａの塗布量と不織布層６の目付量とを種々変更しながら成形した天井材本体１ａの状態を観察した。
【００６７】
尚、図７の〇印は、車両用成形天井材１を所望の形状と強度とに維持できるとともに、成形後における第１天井部１ｂ及び第２天井部１ｃの両方の状態に満足できる製品であるものを、△印は、車両用成形天井材１の形状や強度、並びに、成形後における第１天井部１ｂ及び第２天井部１ｃの両方の状態において十分に満足できるものではないが製品として成り立つものを、×印は、製品として成り立たないものをそれぞれ示している。
【００６８】
図７の結果より、第２接着剤４ａの塗布量を２５〜５０ｇ／ｍ２とし、不織布層６の目付量を６０〜１４０ｇ／ｍ２に設定すればよいことが分かった。
【００６９】
ここで、本発明の実施形態に係る車両用成形天井材１の防音性能の評価結果について説明する。
【００７０】
図８は、横軸を周波数、縦軸を吸音率としたグラフであり、各周波数において吸音率が高いほど吸音性能が高いことを示している。データＢは、不織布からなる表皮層５及び厚みが６．５ｍｍの硬質ウレタン発泡体からなる基材層２とで構成された一般的な車両用成形天井材と同様のサンプル材αを用いて取得したものであり、データＤ１は、本発明の実施形態の車両用成形天井材１と同様のサンプル材βを用いて取得したものである。尚、サンプル材βは、サンプル材αに、第２接着剤４ａを３５ｇ／ｍ２塗布した第２ガラス繊維補強層４、目付量が１００ｇ／ｍ２の不織布層６、密度ρが０．０２４ｇ／ｍ３で厚みｔが８ｍｍのスラブウレタン層７、及び、樹脂フィルム層８ｂを順に積層したものであり、成形金型１１のクリアランスＣ１を１１．５ｍｍに設定し、且つ、下側成形面１１ｂに設ける高加圧加工部１２の区分け部分の形状Ｓ１を２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形状が４００個並ぶものにするとともに、各突出部１２ａの突出高さを３．２ｍｍに設定して成形した。
【００７１】
図８に示すように、サンプル材βは、０．５〜６．３ｋＨｚにおける低周波から高周波のほぼ全領域に亘って従来の一般的な車両用成形天井材に比べて高い防音性能を有することが分かった。より具体的には、サンプル材βの吸音率は、サンプル材αに比べて、１ｋＨｚにおいて約６０％向上しており、２ｋＨｚにおいて約３５％向上しており、４ｋＨｚにおいて約２５％向上していた。
【００７２】
このように、本発明の実施形態の車両用成形天井材１は、従来の車両用成形天井材と比べてほとんどの周波数の領域において防音性能が高くなることがわかった。これは、天井材本体１ａの各低加圧成形部９Ｂにおけるスラブウレタン層７が元の厚みか、或いは、それに近い厚みにまで復元した状態になっているので、厚みを増したスラブウレタン層７により車両用成形天井材１の防音性能が向上したからだと考えられる。また、各高加圧成形部９Ａは、スラブウレタン層７が第１加圧力Ｐ１により圧縮変形した状態で維持されてルーフパネル１０ａ側に凹状形状をなすようになるとともに各低加圧成形部９Ｂがルーフパネル１０ａ側に張り出すように緩やかに湾曲する凸面９ｃを有するので、防音断熱増強層９におけるルーフパネル１０ａ対向面の表面積が平坦なものに比べて広くなることから、樹脂フィルム層８ｂの膜振動によって吸収される音の量が増え、車両用成形天井材１の防音性能が向上したからだと考えられる。このように、本発明の実施形態によると、各高加圧成形部９Ａ及び各低加圧成形部９Ｂによって車両用成形天井材１における防音性能を高めることができる。
【００７３】
また、各高加圧成形部９Ａは、平面視で格子状となるように車両用成形天井材１に形成されているので、ルーフパネル１０ａ側の略全域に亘って表面積が増えるようになり、車室内を均一に静かにすることができる。
【００７４】
次に、本発明の実施形態に係る車両用成形天井材１の断熱性能についての評価結果について説明する。
【００７５】
まず、断熱性能の評価に際し、図９に示すような、断熱性能評価装置１５を用意した。該断熱性能評価装置１５は、車室外が高温になったときの車室内の温度の上昇度合いを評価するためのものであり、上方に開口する凹部１６ａを有する発砲スチロール製の支持体１６と、当該支持体１６の上部開口周縁との間に車両用成形天井材１のサンプル材１４をその表皮層５側が下方になるように挟持可能な石膏製の環状体１７とを備えている。該環状体１７の上部には、金属製の熱源プレート１８が載置され、該熱源プレート１８は、図示しない赤外線ランプを用いて昇温されるようになっている。
【００７６】
そして、断熱性能評価装置１５にサンプル材１４をそれぞれセットするとともに、熱源プレート１８を約９０℃にした状態で図９のＣ点における上昇温度を５分刻みに測定した。
【００７７】
図１０は、横軸を評価開始からの経過時間、縦軸を経過時間におけるＣ点の温度としたグラフであり、時間が経過してもＣ点における温度が低いほど断熱性が高いことを示している。データＢは、サンプル材αを断熱性能評価装置１５にセットして取得したものであり、データＤ２は、サンプル材βを断熱性能評価装置１５にセットして取得したものである。
【００７８】
すると、図１０に示すように、データＢ及びデータＤ２は、テスト開始直後から上昇温度に差が出始め、６０分経過後には約２．５℃の上昇温度の差が見られた。これは、高い断熱性能を有するスラブウレタン層７が厚みを有しているので、ルーフパネル１０ａを介して車室内に進入する熱を効率良く遮断しているものと考えられる。
【００７９】
次に、サンプル材βのスラブウレタン層７と樹脂フィルム層８ｂとの間にアルミニウム薄膜層８ａを加えたサンプル材γを用意するとともに、断熱性能評価装置１５にサンプル材γをセットして断熱性能の評価を行った。
【００８０】
図１１に示すように、データＢは、サンプル材αを断熱性能評価装置１５にセットして取得したものであり、データＤ３は、サンプル材γを断熱性能評価装置１５にセットして取得したものである。データＢ及びデータＤ３は、テスト開始直後から温度に差が出始め、６０分経過後には約５．２℃の温度の差が見られた。これは、ルーフパネル１０ａを介して車室内に進入する熱が反射率の高いアルミニウム薄膜層８ａによって反射するからだと考えられる。その際、車両用成形天井材１の最外層に位置する樹脂フィルム層８ｂにおいて遠赤外線による発熱が発生すると考えられるが、アルミニウム薄膜層８ａに連続して設けられた断熱性の高いスラブウレタン層７が車室内に向かう熱を効率良く遮断しているものと考えられる。したがって、本発明の実施形態の車両用成形天井材１は、従来の一般的な車両用成形天井材に比べて高い断熱性能が得られることが分かった。
【００８１】
このように、本発明の実施形態によると、防音断熱増強層９をルーフパネル１０ａ側に設けることによって断熱性能の高い車両用成形天井材１にすることができる。
【００８２】
また、樹脂フィルム層８ｂが車両用成形天井材１におけるルーフパネル１０ａ側の最外層に位置するので、アルミニウム薄膜層８ａがルーフパネル１０ａと車両用成形天井材１との間の空間に剥き出しの状態で晒されないようになる。したがって、ルーフパネル１０ａと車両用成形天井材１との間の空間が高温で、且つ、湿気が高い状態になってもアルミニウム薄膜層８ａが白化するといったことが無くなり、経年劣化による断熱性の低下が発生し難い車両用成形天井材１にすることができる。
【００８３】
以上より、本発明の実施形態によると、成形金型１１の下型１１Ｂに突出部１２ａを複数設けたことにより成形金型１１に金型クリアランスＣ１の狭い部分と広い部分とがそれぞれ設定されるので、スラブウレタン層７の厚みを増加させても金型クリアランスＣ１の狭い部分における天井材本体１ａの厚み方向に加わる第１加圧力Ｐ１によって、当該部分における防音断熱増強層９と第２ガラス繊維補強層４との間に浸透して硬化する第２接着剤４ａの量が相対的に増えることになる。したがって、防音断熱増強層９と第２ガラス繊維補強層４との間がしっかりと繋がり、各層間の接着力を高めることができる。
【００８４】
また、天井材本体１ａの車室内側は、剛性を有する硬質ウレタンからなる基材層２を介して下型１１Ｂに形成された各突出部１２ａの押圧の影響を受けるので、金型クリアランスＣ１が全域に亘って狭くなって成形したのと同じ状態になり、全域に亘って第１加圧力Ｐ１に近い圧力が加えられて成形されたものになる。したがって、第１ガラス繊維補強層３に塗布する第１接着剤３ａを大幅に増加させることなく、表皮層５の第１ガラス繊維補強層３側に第１接着剤３ａを浸透させて十分な接着力を得ることができる。このように、成形時において天井材本体１ａの強度と形状保持がなされるだけでなく、表皮層５の接着強度をも十分に確保することができる。
【００８５】
尚、本発明の実施形態では、各高加圧成形部９Ａ（又は、凹条溝９ｂ）が平面視で格子状に形成されているが、これに限らず、例えば、平面視で直線状に形成されていてもよいし、点状に形成されていてもよい。
【００８６】
また、本発明の実施形態では、成形時に天井材本体１ａのスラブウレタン層７に第１加圧力Ｐ１を加えるための高加圧加工部１２を下型１１Ｂの下側成形面１１ｂに一体に形成しているが、高加圧加工部１２は、下型１１Ｂとは別に、例えば、金網のような網目状部材を形成した後、当該部材を下型１１Ｂに溶接で取り付けるようにしてもよい。この場合、突出部１２ａの突出高さｈ１は、ｈ１＝クリアランスＣ１の増加量ｇ１×（４５〜９５％）の条件を満たすことが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、車両におけるルーフパネルの車室内側に設けられた車両用成形天井材に適している。
【符号の説明】
【００８８】
１        車両用成形天井材
１ａ        天井材本体
２        基材層
３        第１ガラス繊維補強層
３ａ        第１接着剤
４        第２ガラス繊維補強層
４ａ        第２接着剤
５        表皮層
６        不織布層
７        スラブウレタン層
８        フィルム層
８ａ        アルミニウム薄膜層
８ｂ        樹脂フィルム層
９        防音断熱増強層
９Ａ        高加圧成形部
９Ｂ        低加圧成形部
９ａ        ルーフパネル対向面
９ｂ        凹条溝（凹部）
９ｃ        凸面（凸部）
１０        車両
１０ａ        ルーフパネル
１１        成形金型
１１Ａ        上型
１１Ｂ        下型
１１ａ        上側成形面
１１ｂ        下側成形面
１２ａ        突出部
１３        積層体
Ｃ１        金型クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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