(57)【要約】【課題】十分な剛性を有しており、しかも軽量性にも優れた表皮材付きの内装基材の製造方法およびその方法により製造された内装基材を提供すること。【解決手段】成形型１０ａ、１０ｂを最終製品の厚みよりも小さい厚みとなるように型締めして加圧圧縮する１次加圧工程と、成形型１０ａ、１０ｂを最終製品の厚みとなるように開いて熱可塑性樹脂を冷却固化する２次加圧工程の２段階の加圧処理を施す内装基材の製造方法。また、この方法によって製造され、前記繊維ウェブ層１は内部に多数の空洞部３が形成された低密度な層からなり、且つ、表皮材２は前記熱可塑性樹脂が溶出して固化した表面に一体的に貼着してある内装基材。【選択図】　　　図１
2004058303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のキャビティを有する一対の成形型間に、予備加熱して熱可塑性樹脂を溶融状態とした繊維ウェブ層と表皮材とをセットし、次いで、成形型を最終製品の厚みよりも小さい厚みとなるように型締めして加圧圧縮する１次加圧工程と、前記熱可塑性樹脂が固まる前に成形型を最終製品の厚みとなるように開いて熱可塑性樹脂を冷却固化する２次加圧工程の２段階の加圧処理を施すことを特徴とする内装基材の製造方法。
【請求項２】
１次加圧を熱可塑性樹脂が固化可能な温度範囲で、かつ表皮材にダメージを与えないように短時間で行う請求項１に記載の内装基材の製造方法。
【請求項３】
表皮材として、キャビティ意匠面の形状に予備成形したものを使用する請求項１または２に記載の内装基材の製造方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂を含浸させた繊維ウェブ層の表面に表皮材を一体に貼着した内装基材であって、前記繊維ウェブ層は各繊維間に熱可塑性樹脂が十分に含浸・固化されているとともに、内部に多数の空洞部が形成された低密度な層からなり、一方、表皮材は繊維ウェブ層の表面に溶出・固化した熱可塑性樹脂により一体的に貼着してあることを特徴とする請求項１または２または３の方法により製造された内装基材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は十分な剛性を有しており、しかも軽量性にも優れた表皮材付きの内装基材の製造方法およびその方法により製造された内装基材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等に用いられる内装基材として、図６に示されるように、麻等の長繊維と熱可塑性繊維とを混合した繊維ウェブ層３０を加熱後、冷間プレス成形したものや、熱可塑性樹脂が付着している長繊維からなる繊維ウェブ層３０を熱間プレス成形したものが知られている。
【０００３】
このような内装基材は、繊維どうしを熱可塑性繊維で融着した構造であり、内部に多数の空洞部があるため軽量化を図れるという利点を有しているものの、繊維どうしが点接触の状態で絡んだ状態であり、十分な剛性を得ることはできないものであった。従って、一定値以上の剛性を確保しようとすると、全体の繊維密度を高くする必要があり、重量的に重くなるという問題点があった。
一方、内装基材の表面には表皮材を貼り合わせるのが普通であるが、成形上、型クリアランスを小さくする必要性から結果的には基材厚さが薄くなって十分な剛性を確保することができないという問題点や、成形時の熱と圧力により表皮材が大きなダメージを受けてしまうという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、表皮材に大きなダメージ与えることなく繊維ウェブ層上に強固に貼り合わせることができる内装基材の製造方法を提供すること、また繊維ウェブ層全体が低密度で軽量性に優れており、しかも十分な剛性と厚みを有している内装基材を提供することを目的として完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、所定形状のキャビティを有する一対の成形型間に、予備加熱して熱可塑性樹脂を溶融状態とした繊維ウェブ層と表皮材とをセットし、次いで、成形型を最終製品の厚みよりも小さい厚みとなるように型締めして加圧圧縮する１次加圧工程と、前記熱可塑性樹脂が固まる前に成形型を最終製品の厚みとなるように開いて熱可塑性樹脂を冷却固化する２次加圧工程の２段階の加圧処理を施すことを特徴とする内装基材の製造方法と、この方法により製造され、熱可塑性樹脂を含浸させた繊維ウェブ層の表面に表皮材を一体に貼着した内装基材であって、前記繊維ウェブ層は各繊維間に熱可塑性樹脂が十分に含浸・固化されているとともに、内部に多数の空洞部が形成された低密度な層からなり、一方、表皮材は繊維ウェブ層の表面に溶出・固化した熱可塑性樹脂により一体的に貼着してあることを特徴とする内装基材である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図面は、本発明を自動車の内装基材に適用した場合を示すものであり、図１において、１は熱可塑性樹脂を含浸させた繊維ウェブ層、２はその表面に一体に貼着された表皮材である。
そして本発明で得られる内装基材では、前記繊維ウェブ層１は各繊維間に熱可塑性樹脂４が十分に含浸・固化されているとともに、内部に多数の空洞部３が形成された低密度な層からなり、一方、表皮材２は繊維ウェブ層１の表面に溶出・固化した熱可塑性樹脂４により一体的に貼着した構造となっている。
このような構成とすることにより、繊維ウェブ層１の内部に無数の空洞部３があって低密度で軽量性に優れているとともに、繊維ウェブ層１を構成する各繊維間に熱可塑性樹脂４が十分に含浸・固化して十分な剛性を確保し、更に表面には表皮材２が熱可塑性樹脂の固化により一体的に貼着された有用性の高い内装基材とすることができるのである。
【０００７】
前記繊維ウェブ層１を構成する繊維としては、麻、木質、木綿、竹、パルプ等の天然繊維や、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維や一般的な有機繊維を用いることができ、これらの一種または二種以上を任意に選択することができる。これらの天然繊維、無機繊維、有機繊維の合計は、重量％で３０〜７０％とし、残部を熱可塑性樹脂とするものが好ましい。特に、基材剛性の観点からは熱可塑性樹脂を重量％で４０〜６０％とするのが好ましい。
また、このような繊維を用いて繊維ウェブ層１を形成し、あるいは必要に応じてニードルパンチを行い繊維が絡合した繊維ウェブ層１を形成する。
【０００８】
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＡ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。この熱可塑性樹脂は、具体的には繊維状のものとして前記繊維ウェブ層１に混入させることができる。混入量としては、前述したように重量％で３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％の範囲である。
【０００９】
表皮材２としては、繊維編織物、不織布やこれらとポリウレタン発泡体、ポリプロピレン発泡体との積層品等を用いることができる。ただし、繊維編織物や不織布は前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い融点を有する繊維からなるものを用いる。
【００１０】
次に、このような内装基材の製造方法について説明する。
先ず、図２に示されるように、所定形状のキャビティを有する上下一対の雌雄型からなる成形型１０ａ、１０ｂ間に、予備加熱して熱可塑性樹脂を溶融状態とした繊維ウェブ層１と表皮材２とをセットする。なお、１１は表皮材２を固定するクランパーである。
この時、成形型１０ａ、１０ｂの型温度は、熱可塑性樹脂が固化可能な１０〜６０℃程度の温度に調節しておく。また、表皮材２として、キャビティ意匠面の形状に予備成形したものを使用することもできる。この予備成形は成形型１０ａ、１０ｂ内であっても、また外部の成形型によるものであってもよい。
【００１１】
次いで、図３に示されるように、成形型１０ａ、１０ｂを最終製品の厚みよりも小さい厚みとなるように型締めして加圧圧縮する１次加圧工程を施す。
この１次加圧工程は、熱可塑性樹脂の融点以上で分解温度以下の温度範囲で行うものであり、繊維ウェブ層１と表皮材２をキャビティに沿って所定形状とするとともに、繊維ウェブ層１を構成する天然繊維、無機繊維、有機繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて繊維どうしの接着力を高めるものである。そして、この加圧圧縮は１．５〜４ＭＰａの強い圧力で行われ、表皮材２にダメージを与えないように所定の圧力値に達したら直ちに終了して次工程へ移る。
【００１２】
次いで、図４に示されるように、前記熱可塑性樹脂が固まる前に成形型１０ａ、１０ｂを最終製品の厚みとなるように開いて熱可塑性樹脂を冷却固化する２次加圧工程を施す。
この２次加圧工程は、熱可塑性樹脂が凝固してしまう前に成形型１０ａ、１０ｂを最終製品の厚みとなるように開くことで、繊維の復元力により厚み方向に膨張させ基材の厚みを確保するものである。これにより、繊維ウェブ層１は内部に多数の空洞部３が形成されて低密度な層となり、しかも繊維ウェブ層を構成する各繊維間には熱可塑性樹脂が十分に含浸・固化して高剛性な層となる。この結果、簡易なハニカム構造体となって、十分な軽量化と剛性の確保ができることとなる。また、これと同時に表皮材２も熱可塑性樹脂の接着力でもって繊維ウェブ層１の表面に強固に貼着一体化されることとなる。
なお、この２次加圧工程は１次加圧工程に比べて熱および圧力とも低いため、表皮材２に与えるダメージが小さく表皮材２の損傷を極力抑えることが可能となり、また耐熱性の低い安価な表皮材の使用も可能となる。
【００１３】
なお図示のものでは、図２〜４に示されるように、成形型１０ｂ側の基台１２上に高さの異なるエンドブロック１２ａ、１２ｂが設けられており、該エンドブロック１２ａ、１２ｂの上端面のいずれかを、成形型１０ａ側の基盤１３に設けられたガイド柱１３ａの下端面に当接させることにより前記１次加圧工程と２次加圧工程の位置決めを行うように構成されている。即ち、１次加圧工程の場合はエンドブロック１２ａの上端面とガイド柱１３ａの下端面を当接させ、一方、２次加圧工程の場合はエンドブロックを矢印方向へスライドさせてエンドブロック１２ｂの上端面とガイド柱１３ａの下端面を当接させるのである。ただし、成形型１０ａ側のプレス機構に位置決め手段を設ければ、上記のようなエンドブロックを必要としないことは勿論である。
【００１４】
このようにして得られた内装基材は、熱可塑性樹脂を含浸させた繊維ウェブ層１の表面に表皮材２を一体に貼着した内装基材であって、前記繊維ウェブ層１は各繊維間に熱可塑性樹脂４が十分に含浸・固化されているとともに、内部に多数の空洞部３が形成された低密度な層からなり、一方、表皮材２は繊維ウェブ層１の表面に溶出・固化した熱可塑性樹脂４により一体的に貼着した構造である。従って、繊維ウェブ層１は十分な剛性を確保しているうえに、多数の空洞部３を有して密度が低く内装材全体の軽量化を大幅に改善することができるものである。また、熱可塑性樹脂が浸透固化して形成された構造であり層間剥離を起こしにくく、更には表皮材２も一体化しているので剥がれにくいものとなる。
また、１次加圧工程と２次加圧工程の２段階の加圧処理を施すようにしたので、表皮材への熱および圧力のダメージが小さくなり、表皮材の損傷を極力抑えることが可能となるとともに、耐熱性の低い安価な表皮材の使用も可能となるという利点もある。
【００１５】
なお、前記繊維ウェブ層１の構造について説明すると、図５（ａ）の拡大断面図に示されるように、例えば天然繊維（ケナフ）１ａと無機繊維（カーボン繊維）１ｂとが絡合されていて、熱可塑性樹脂（ポリプロピレン）４が各繊維１ａ、１ｂ間に十分に含浸した状態となっており、また所々には空洞部３が形成された構造となっている。この結果、繊維ウェブ層１は十分な剛性と軽量性を満足できることとなる。
これに対し、同一の繊維と熱可塑性樹脂からなるが、本発明のような１次加圧工程と２次加圧工程の２段階の加圧処理を施さない場合には、図５（ｂ）の拡大断面図に示されるように、各繊維１ａ、１ｂは点状に分散した熱可塑性樹脂４により連結された構造となっており、剛性の確保ができないものとなる。
【００１６】
【実施例】
麻繊維２５重量％、カーボン繊維２５重量％、ポリプロピレン繊維５０重量％を混合した繊維ウェブ層（目付量：１２００ｇ／ｍ２）と、ポリプロピレン繊維からなる織物とポリプロピレン発泡体からなるクッションとを積層し予備成形するとともに表皮材を、２５℃に温度調整した成形型内にセットした。次いで、２．５ＭＰａの圧力で型締めして加圧成形した後、成形型を直ちに型クリアランスを最終製品の厚みである４．２ｍｍまで開き、型温度を２５℃としてその状態で２５秒間加圧・冷却処理を施した。
その後、成形品を成形型より取り出し内装基材とした。得られた内装基材は、多数の空洞部が形成された低密度な層からなり、表面に表皮材が一体的に貼着されたもので、従来に比べて十分な軽量化を達成するものであった。
なお、同様の繊維ウェブ層と表皮材を用いて、２段階の加圧処理を施さず最初から型クリアランスを最終製品の厚みである４．２ｍｍとして成形したものと強度の比較を測定した結果、本発明のものは１．５倍以上の強度が得られていることが確認できた。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は表皮材に大きなダメージ与えることなく繊維ウェブ層上に強固に貼り合わせることができる内装基材の製造方法を提供すること、また繊維ウェブ層全体が低密度で軽量性に優れており、しかも十分な剛性と厚みを有している内装基材を提供することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した内装基材の製造方法およびその方法により製造された内装基材として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって得られる内装基材を示す断面図である。
【図２】本発明の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の１次加圧工程を示す断面図である。
【図４】本発明の２次加圧工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の繊維ウェブ層を示す拡大説明図、（ｂ）は比較例の繊維ウェブ層を示す拡大説明図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　繊維ウェブ層
２　　　表皮材
３　　　空洞部
４　　　熱可塑性樹脂
１０ａ　成形型
１０ｂ　成形型
【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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