(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体よりなる板状のコア材の表面に、熱可塑性樹脂フィルムと、該熱可塑性樹脂フィルムの融点より高い所定温度で硬化又は軟化する接着樹脂と、繊維集積体とをこの順で積層し、次いで該所定温度以上で加熱加圧することで該熱可塑性樹脂フィルムを溶融するとともに該接着樹脂で該繊維集積体と該コア材とを一体的に接合することを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項２】
多孔質体よりなる板状のコア層と、該コア層の少なくとも一方の表面に形成された接着樹脂層と、該接着樹脂層により該コア層と一体的に接合された繊維補強層とよりなる積層構造体において、該コア層と該接着樹脂層の間には熱可塑性樹脂層をもつことを特徴とする積層構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の内装材の基材として有用な積層構造体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のサンシェードあるいはムーンルーフドアなどの内装材として、紙製のハニカム体あるいはウレタン発泡体などの多孔質体を芯材とし、その両表面に繊維補強層を接合したサンドイッチ構造の基材が知られている。そして、この基材の表面にＰＶＣなどから形成された表皮をさらに積層して、自動車用内装材が形成されている。
【０００３】
この内装材の基材のような積層構造体は、多孔質体を用いているため軽量である。また熱プレスにより容易に所定形状に賦形できるので、大量生産が可能であり安価とすることができる。
【０００４】
つまりこのような積層構造体を製造するには、予め形成された板状のコア材を用意し、コア材の両表面にフェノール樹脂あるいはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂板を積層し、さらに熱硬化性樹脂板の表面にガラス繊維などから形成された板状の繊維集積体を積層する。そして熱プレスすると、熱硬化性樹脂板は液状となって繊維集積体とコア材の両方に含浸し、その状態で熱硬化して繊維集積体とコア材を一体的に接合する。すると積層体は熱プレスによって所定形状に賦形され、サンドイッチ状の積層構造体が形成される。
【０００５】
得られた積層構造体では、繊維集積体とコア材との間に熱硬化性樹脂層が形成され、熱硬化性樹脂層が繊維集積体及びコア材に含浸して硬化することで両者を一体的に接合している。また熱硬化性樹脂層により、所定形状に賦形された形状が保持されるとともに、積層構造体の剛性が確保されている。
【０００６】
そして、別工程において真空成形などで所定形状にされた表皮材を、上記で得られた積層構造体の表面に接合すれば、所定形状の内装材を製造することができる。
【０００７】
なお特開昭６３−３１２１３６号公報にも、同様の積層構造体が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが熱硬化性樹脂は、加熱により一旦液状となり、その後反応が進行して硬化する。そのため上記した積層構造体の製造方法においては、熱プレス時に液状となった熱硬化性樹脂がコア材の内部深くまで含浸してしまう。このようにコア材の内部深くまで含浸した熱硬化性樹脂は、繊維集積体とコア材との接合には全く寄与しない。かといって熱硬化性樹脂の量を少なくすると、繊維集積体とコア材との接合強度が不足してしまうため、必要以上に過剰の熱硬化性樹脂が必要となり、その分内装材基材のコストが高いものとなっていた。また過剰の熱硬化性樹脂の分だけ重量も増大してしまう。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、接合強度を高く維持するとともに熱硬化性樹脂量を低減し、安価でより軽量の積層構造体とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の積層構造体の製造方法の特徴は、多孔質体よりなる板状のコア材の表面に、熱可塑性樹脂フィルムと、熱可塑性樹脂フィルムの融点より高い所定温度で硬化又は軟化する接着樹脂と、繊維集積体とをこの順で積層し、次いで所定温度以上で加熱加圧することで熱可塑性樹脂フィルムを溶融するとともに接着樹脂で繊維集積体とコア材とを一体的に接合することにある。
【００１１】
また上記製造方法によって製造される本発明の積層構造体の特徴は、多孔質体よりなる板状のコア層と、コア層の少なくとも一方の表面に形成された接着樹脂層と、接着樹脂層によりコア層と一体的に接合された繊維補強層とよりなる積層構造体において、コア層と接着樹脂層の間には熱可塑性樹脂層をもつことにある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の積層構造体の製造方法では、板状のコア材の表面に、熱可塑性樹脂フィルムと、接着樹脂と、繊維集積体とをこの順で積層し、次いで熱可塑性樹脂フィルムの融点より高い所定温度以上で加熱加圧して、熱可塑性樹脂フィルムを溶融するとともに接着樹脂で繊維集積体とコア材とを一体的に接合している。
【００１３】
加熱加圧時には、先ず熱可塑性樹脂フィルムが溶融してコア材に含浸するため、コア材に含浸している熱可塑性樹脂によって、液状となった接着樹脂のコア材への含浸が抑制される。また加熱加圧時間を従来と同様とすれば、熱可塑性樹脂の介在によって接着樹脂がコア材に含浸する時間が遅れ、含浸に要する時間が実質的に短縮されるため、この場合も接着樹脂のコア材への含浸が抑制される。
【００１４】
したがってコア材に含浸せず繊維集積体とコア材との間に介在する接着樹脂の量が多くなり、接着樹脂の使用量を低減しても従来と同等の接合強度を確保することが可能となる。そして熱硬化性樹脂などの接着樹脂より熱可塑性樹脂の方が格段に安価であるので、熱可塑性樹脂フィルムの分だけ原料コストが増大しても、全体としては大幅に安価とすることができる。また用いる熱可塑性樹脂フィルムの重量に比べて低減される接着樹脂の重量の方が多いので、その分軽量化を図ることができる。
【００１５】
コア材としては、紙製のハニカム体、ウレタン発泡体、高分子発泡体などから形成された板状の多孔質体が用いられ、従来と同様のものを用いることができる。ハニカム体の場合には、ハニカム通路が厚さ方向に延びるようにコア材が形成される。
【００１６】
熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ＰＶＣ、酢酸ビニル、ＡＳ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性樹脂から形成されたものを用いることができる。この熱可塑性樹脂フィルムは、コア材の表面に対して２０〜１００ｇ／ｍ2 となる厚さで用いることが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムの量がこの範囲より少ないと介在させた効果が得られず、この範囲より多くしても効果が飽和するとともにコスト及び重量が増大し、また接合強度が低下する場合もある。なお、この熱可塑性樹脂フィルムは、接着樹脂が硬化又は軟化する温度より融点が低いものを用いる必要がある。
【００１７】
接着樹脂としては、フェノール樹脂あるいはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ホットメルト接着剤など、加熱加圧によって繊維集積体とコア材とを接合可能であり、かつ積層構造体を所定形状に賦形した状態で保持できるものが用いられる。硬化後又は固化後にある程度の剛性を付与できる熱硬化性樹脂が望ましい。また発泡して硬化する熱硬化性発泡樹脂を用いることもできる。
【００１８】
接合前の接着樹脂の形状は熱可塑性樹脂フィルム上に配置可能であればよく、シート状、板状、粉末状、場合によっては液状などとすることができる。なお熱硬化性樹脂の場合には、加熱により硬化させるための硬化剤が含まれることはいうまでもない。熱硬化性樹脂の場合には、その硬化温度が熱可塑性樹脂フィルムの融点より高いことが必要である。またホットメルト接着剤の場合には、その融点が熱可塑性樹脂フィルムの融点より低いことが必要である。そしてホットメルト接着剤が十分に溶融した後に熱可塑性樹脂フィルムが溶融し、コア材側へホットメルト接着剤が少し流れるように構成することが望ましい。
【００１９】
いずれの場合も、接着樹脂の硬化温度又は融点が熱可塑性樹脂フィルムの融点より約５０℃以上高いことが望ましい。この温度差が約５０℃より小さいと、熱可塑性樹脂フィルムの溶融と接着樹脂のコア材への含浸との時間差が小さくなり、接着樹脂がコア材の深くまで含浸されてしまうようになる。
【００２０】
接着樹脂の使用量は、樹脂種によっても異なるが、一般にコア材の表面に対して５０〜５００ｇ／ｍ2 となるように用いることが好ましい。接着樹脂の量がこの範囲より少ないと繊維集積体とコア材との接合強度あるいは形状保持性が低下し、この範囲より多くなっても接合強度が飽和するとともにコスト及び重量が増大する。
【００２１】
繊維集積体としては、有機繊維、無機繊維あるいは金属繊維など各種繊維の短繊維あるいは長繊維からなる織布、不織布、編布、マット、紙などが例示される。この繊維集積体の使用量は、繊維種あるいはみかけ密度などによっても異なるが、一般にコア材の表面に対して５０〜５００ｇ／ｍ2 となるように用いることが好ましい。
【００２２】
そして本発明の製造方法では、コア材表面に熱可塑性樹脂フィルムを配置し、その上に接着樹脂を配置し、さらにその上に繊維集積体を配置する。コア材の片側表面のみにこのように積層してもよいし、両側表面にそれぞれこのように積層してもよい。そして所定の金型で挟持し、所定の温度で加熱加圧する。所定の温度とは、熱可塑性樹脂フィルムが溶融するとともに、接着樹脂が硬化又は溶融する温度である。また加圧の圧力は、場合に応じて種々選択できる。
【００２３】
加熱加圧により熱可塑性樹脂フィルムが溶融してコア材の細孔が表出し、そこへ液状となった接着樹脂が含浸する。また液状となった接着樹脂は繊維集積体にも含浸する。熱可塑性樹脂フィルムの溶融・含浸により接着樹脂のコア材への含浸が遅れ、またコア材への含浸量も低減される。金型温度と熱プレス時間を制御することで、接着樹脂の含浸量を制御することができる。そして接着樹脂が固化することで、繊維集積体とコア材とが一体的に接合され、所定形状に賦形された積層構造体が形成される。
【００２４】
したがって本発明の製造方法によれば、従来より少量の接着樹脂量で従来と同様の接合強度を確保でき、かつ安価で軽量な積層構造体を製造することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２６】
図１に本実施例の製造方法により製造された自動車内装材の基材の概略断面図を示す。この基材は、紙製のハニカム形状のコア材１と、コア材１の両表面に積層され一部がコア材１の細孔に含浸した熱可塑性樹脂層２と、熱可塑性樹脂層２の表面に積層され一部がコア材１の細孔に含浸して硬化したエポキシ樹脂層３と、エポキシ樹脂層３の表面に積層されエポキシ樹脂層３の一部が含浸して硬化したガラス繊維マットからなる繊維補強層４とから構成されている。
【００２７】
なお、実際の断面では、熱可塑性樹脂層２はコア材のハニカム通路に対応する複数の開口をもち、一部はコア材１内部に含浸している。またエポキシ樹脂層３も大部分がコア材１と繊維補強層４に含浸しているので、図１のように境界がはっきりしているわけではない。
【００２８】
以下、図２〜図４を参照しながらこの基材の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。
【００２９】
先ず、別に予め形成された紙製のハニカム形状のコア材１を用意する。このコア材１は断面正方形状で一辺が約５ｍｍのハニカム通路が格子状に列設されてなり、ハニカム通路の延びる方向を厚さ方向とする厚さ約５ｍｍの板状をなしている。
【００３０】
次に厚さ約５０μｍのポリエチレン（ＰＥ）フィルム２’を用意し、コア材１の両表面にそれぞれ配置する。ＰＥ量は、コア材１の表面に対して５０ｇ／ｍ2 である。
【００３１】
さらにＰＥフィルム２’の表面に、それぞれフェノールエポキシ樹脂３’とガラス繊維マット４’をこの順に積層する。フェノールエポキシ樹脂３’は粉末状をなし、予めガラス短繊維からなるガラス繊維マット４’の表面に層状に付着されている。図２では模式的にガラス繊維マット４’と分離して記載している。このフェノールエポキシ樹脂３’は、コア材１の表面に対して両側で５００ｇ／ｍ2 の量とされている。またガラス繊維マット４’は、コア材１の表面に対して両側で５００ｇ／ｍ2 の量となる厚さとされている。
【００３２】
この積層体１０は、図３に示すように、オイルにて温度調節されている所定形状の金型５内に配置され、図４に示すように、１９０〜２１０℃の温度、２０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力にて６０秒間熱プレス成形を行った。その後型開きし、図１に示す断面構造の基材が得られた。
【００３３】
得られた内装材用の基材は、金型５の型面形状に賦形され、コア材１及び繊維補強層４にエポキシ樹脂層３の一部が含浸して硬化することでその形状が保持されるとともに、コア材１と繊維補強層４とは一体的に強固に接合されている。また主としてエポキシ樹脂層３によって剛性が確保されている。
【００３４】
そして、熱可塑性樹脂フィルム２’が介在しない従来の製造方法の場合には、フェノールエポキシ樹脂３’の量はコア材１の表面に対して両側で６００ｇ／ｍ2 以上としなければ所定の接合強度が確保できなかったが、本実施例ではコア材１の表面に対して両側で５００ｇ／ｍ2 の量で所定の接着強度が確保でき、フェノールエポキシ樹脂３’の量をコア材１の表面に対して１００ｇ／ｍ2 低減することができた。したがって本実施例の製造方法によれば、従来の製造方法に比べて安価かつ軽量の基材を製造することができた。
【００３５】
【発明の効果】
すなわち本発明の製造方法によれば、従来より少量の接着樹脂量で従来と同様の接合強度を確保でき、かつ安価で軽量な積層構造体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の製造方法により得られた積層構造体の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例の製造方法において各層の積層構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例の製造方法において積層体を金型内に配置する様子を示す説明断面図である。
【図４】本発明の一実施例の製造方法において積層体を金型内で熱プレスしている様子を示す説明断面図である。
【符号の説明】
１：コア材            ２：熱可塑性樹脂樹脂層      ２’：ＰＥフィルム
３：エポキシ樹脂層  ３’：フェノールエポキシ樹脂    ４：繊維補強層
４’：ガラス繊維マット  ５：金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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