(57)【要約】【課題】軽量であり、かつ、成形性が良好な、成形体およびその成形方法を提供する。【解決手段】繊維集合体からなる芯材２０を、表側面材２１と裏側面材２２とで挟んで積層体２５を形成して、積層体２５の、成形後に折れ曲がる角部となる部分に、他の部分に比べて液状の発泡性熱硬化性樹脂４０を多く含浸させる。そして、発泡性熱硬化性樹脂４０が含浸した積層体２５を加圧成形することで、液状の発泡性熱硬化性樹脂４０を加熱発泡させて、発泡性熱硬化性樹脂４０を積層体２５の内部に充填させる。さらに、積層体２５を加熱することで発泡性熱硬化性樹脂４０を硬化させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維集合体からなる芯材と前記芯材を挟んで設けられた表側面材および裏側面材とで構成された積層体と、発泡して前記積層体内の空隙に充填された発泡性熱硬化性樹脂と、を有する、自動車の内装品用の成形体の成形方法であって、
前記芯材を、前記表側面材と前記裏側面材とで挟んで前記積層体を形成し、
前記積層体の、成形後に折れ曲がる角部となる部分に、他の部分に比べて液状の前記発泡性熱硬化性樹脂を多く含浸させ、
前記発泡性熱硬化性樹脂が含浸した前記積層体を加圧成形することで、液状の前記発泡性熱硬化性樹脂を加熱発泡させて、前記発泡性熱硬化性樹脂を前記積層体内の空隙に充填させて、
前記積層体を加熱することで前記発泡性熱硬化性樹脂を硬化させる、成形体の成形方法。
【請求項２】
前記角部以外の部分における前記発泡性熱硬化性樹脂の含浸量に対して前記角部における前記発泡性熱硬化性樹脂の含浸量を１５０重量％以上、３００重量％以下の範囲にする、請求項１に記載の成形体の成形方法。
【請求項３】
前記発泡性熱硬化性樹脂はウレタン樹脂である、請求項１または２に記載の成形体。
【請求項４】
前記加圧成形は、深絞り成形である、請求項１から３のいずれか１項に記載の成形体の成形方法。
【請求項５】
スプレーによって前記発泡性熱硬化性樹脂を前記積層体に含浸させる、請求項１から４のいずれか１項に記載の成形体の成形方法。
【請求項６】
繊維集合体からなる芯材と前記芯材を挟んで設けられた表側面材および裏側面材とで構成された積層体と、発泡して前記積層体の空隙に含浸され、成形時に発泡、充填された発泡性熱硬化性樹脂と、を有する自動車の内装品用の成形体であって、
前記成形体には折れ曲がった角部が設けられており、
前記角部は、他の部分に比べ前記発泡性熱硬化性樹脂の密度が高くなっている、成形体。
【請求項７】
前記成形体は、パッケージトレイである、請求項６に記載の成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形体、特に自動車の内装品に使用される成形体と、その成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の後部座席の後方に設けられた荷物室を区切るように、荷物積載用の内装品としてパッケージトレイが設けられている場合がある。パッケージトレイのような内装品には所要の剛性、耐荷重性、さらには耐熱性などが求められる。そのため、パッケージトレイは芯材に木質ボードが用いられ、木質ボードの裏面には補強用の板金製プレートが貼り付けられている。
【０００３】
このような構成の内装品では重量がかさむが、近年では自動車の低燃費化などの観点から内装品の軽量化が求められている。そこで特許文献１に記載されているように、所要の剛性の確保および軽量化を目的として、内部に区画された多数の小室（セル）を有するハニカム体が芯材として用いられ、ハニカム体のセル内に発泡性熱硬化性樹脂を充填させた構成の成形体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５に、従来技術のパッケージトレイの外周付近の断面の概略図を示す。なお、図の上方が表面で下方が裏面である。パッケージトレイ１００は、凹状をしており、底部１１１と底部１１１を囲む立壁１１２とで構成されている。底部１１１は、平坦な中央部１１３と、中央部１１３を囲む溝部１１４とで構成されている。つまり、溝部１１４の中央部１１３とは反対の壁部は立壁１１２の一部を構成している。また、中央部１１３と溝部１１４の中央部１１３側の壁部とが繋がる部分には、略９０°に折れ曲がった角部１１５が形成されている。このようなシャープな角部１１５を有するパッケージトレイ１００を成形するためには、深絞り成形が必要となる。しかしながら、上述した特許文献１のようなハニカム体を芯材として用いた成形体では、深絞り成形時に、特に角部１１５となる部分に生じる伸びに対する追従性が悪く、成形体の角部１１５では割れやダレといった成形不良が生じ、シャープな形状出しが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、軽量であり、かつ、成形性が良好な、自動車の内装品用の成形体およびその成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
繊維集合体からなる芯材を、表側面材と裏側面材とで挟んで積層体を形成して、積層体の、成形後に折れ曲がる角部となる部分に、他の部分に比べて液状の発泡性熱硬化性樹脂を多く含浸させる。そして、発泡性熱硬化性樹脂が含浸した積層体を加圧成形することで、液状の発泡性熱硬化性樹脂を加熱発泡させて、発泡性熱硬化性樹脂を積層体内の空隙に充填させる。さらに、積層体を加熱することで発泡性熱硬化性樹脂を硬化させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成形体の角部における、割れやダレの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る成形体の一実施形態の概略斜視図である。
【図２】図１のＡＡ断面の概略図である。
【図３】成形体の構造を示す概略図である。
【図４】パッケージトレイの成形工程を示す概要図である。
【図５】従来技術のパッケージトレイの外周付近の断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１１】
図１は、本発明に係る成形体の一実施形態の概略斜視図、図２は図１のＡＡ断面の概略図、図３は成形体の構造を示す概略図である。なお、以降の説明では、本発明の成形体の一例としてパッケージトレイを用いて説明する。
【００１２】
本発明の成形体の一例であるパッケージトレイ１０は、自動車の後部座席の後方に設けられた荷物室を区切るように配置される。パッケージトレイ１０は、凹状をしており、底部１１と、底部１１を囲む立壁１２とで構成されている。底部１１は、平坦な中央部１３と、中央部１３を囲む溝部１４とで構成されている。つまり、溝部１４の中央部１３とは反対の壁部は、立壁１２の一部を構成している。そして中央部１３と溝部１４の中央部１３側の壁部とで略９０°に折れ曲がった角部１５が形成されている。
【００１３】
また、パッケージトレイ１０の構造は、図３に示すように、表面、つまり自動車の乗員室側から見て、表皮材３０、表側面材２１、芯材２０、および裏側面材２２の順に積層されて構成されている。なお、表皮材３０は、必要に応じて設けるようにしても構わない。そして、図示していないが、表側面材２１、芯材２０、および裏側面材２２の内部の空隙には、硬化した、後述する発泡性熱硬化性樹脂４０（図４参照）が充填されている。
【００１４】
表皮材３０は、自動車の内装品として好適な意匠性や手触り感を付与するために配設され、目付量が１００ｇ／ｍ2以上、３００ｇ／ｍ2以下のポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布が好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維などの各種熱可塑性樹脂繊維からなる不織布などを代わりに用いることができる。
【００１５】
芯材２０は、繊維集合体によって構成されており、成形時の型への追従性があれば良く、特に限定するものではないが、軽量化を図る観点から、有機繊維または有機繊維と無機繊維からなるウェブをニードルパンチ法等で処理したノーバインダーの繊維集合体、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フェルトを用いることが好ましい。繊維集合体の目付量としては、５０ｇ／ｍ2以上、８００ｇ／ｍ2以下の範囲のものが好ましい。上述した下限値以上であれば、自動車用のパッケージトレイ１０として必要とされる剛性および耐久性が確保され、上述した上限値以下であれば、従来技術のパッケージトレイ１００に比べて著しい軽量化の効果が得られる。
【００１６】
表側面材２１および裏側面材２２としては、ガラス繊維マットが軽量かつ断熱性に優れるといった理由で、好適に用いられる。なお、植物繊維マットなどの天然繊維マットが用いられてもよい。表側面材２１および裏側面材２２の目付量としては、７５ｇ／ｍ2以上、６００ｇ／ｍ2以下の範囲のものが好ましい。上述した下限値以上であれば、パッケージトレイ１０として必要とされる剛性および耐久性が確保され、上述した上限値以下であれば、従来技術のパッケージトレイ１００に比べて著しい軽量化の効果が得られる。
【００１７】
詳しくは後述するが、本発明のパッケージトレイ１０の成形時には、芯材２０、表側面材２１、裏側面材２２には、液状の発泡性の熱硬化性樹脂４０が塗布、含浸される。発泡性熱硬化性樹脂４０としては、ウレタン樹脂が、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生を伴わないという理由で好適に用いられるが、フェノール樹脂、メラミン樹脂、またはユリア樹脂など各種の発泡性熱硬化性樹脂でも代替可能である。発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸量は、芯材２０の目付量に対して、１００重量％以上、１０００重量％以下の範囲にすることが好ましい。発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸量が上述の下限値以上であれば、パッケージトレイ１０として必要とされる剛性および耐久性が確保され、発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸量が上述の上限値以下であれば、従来技術のパッケージトレイ１００に比べて著しい軽量化の効果が得られる。発泡性熱硬化性樹脂４０は発泡倍率が高いもの、具体的には２０倍程度のものが適している。
【００１８】
本発明のパッケージトレイ１０の特徴としては、成形時に芯材２０、表側面材２１、裏側面材２２に含浸させておく発泡性熱硬化性樹脂４０の単位面積当たりの含浸量が角部１５となる部分において多くなっていることである。これにより、本発明のパッケージトレイ１０を成形すると、角部１５は他の部分に比べて発泡性熱硬化性樹脂４０が厚く、高密度に充填される。そのため、深絞り成形をしたとしても、角部１５における割れやダレといった成形不良を確実に防止することができる。
【００１９】
次に、本発明の成形体であるパッケージトレイ１０の成形方法の一例を説明する。図４は、パッケージトレイ１０の成形工程を示す概要図である。まず芯材２０の、パッケージトレイ１０の表面となる方の面に表側面材２１を積層し、裏面となる方の面に裏側面材２２を積層して、積層体２５を形成する。
【００２０】
次に、積層体２５の両面から液状の発泡性熱硬化性樹脂４０をスプレー塗布し含浸させる。このとき、積層体２５の、成形後にパッケージトレイ１０の角部１５となる部分には、発泡性熱硬化性樹脂４０の単位面積当たりの含浸量を、他の部分の含浸量よりも多くなるようにする。具体的には、角部１５以外の部分における発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸量に対して角部１５における発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸量は１５０重量％以上、３００重量％以下の範囲にすることが好ましい。そのため、積層体２５の、成形後にパッケージトレイ１０の角部１５となる部分には、スプレーの塗布時間をその他の部分よりも所定量長くする。
【００２１】
次に、表皮材３０を表側面材２１の上に積層した状態で、所望の形状となるように、１対の成形型５０ａ、５０ｂによって表側面材２１ごと積層体２５を加圧成形する。このとき、積層体２５に含浸された発泡性熱硬化性樹脂４０は、加圧成形と同時に加熱発泡して積層体２５内の空隙全体にまで充填される。積層体２５内の空隙全体に充填された発泡性熱硬化性樹脂４０は、引き続き、成形型５０ａ、５０ｂによって加熱され続けることによって硬化する。また、表側面材２１の繊維の隙間から発泡性熱硬化性樹脂４０が露出する。これらによって、芯材２０、表側面材２１、裏側面材２２、表皮材３０はそれぞれ強固に接着固定される。以上のことより、軽量、かつ高剛性が実現されたパッケージトレイ１０が完成する。
【００２２】
なお、上記の説明では、表皮材３０が表側面材２１上に積層された状態で積層体２５の加圧成形を行っているが、表皮材３０を表側面材２１上に積層する前に、積層体２５と表皮材３０をそれぞれ加圧成形してから、表皮材３０を表側面材２１上に貼り付けてもよい。
【００２３】
本発明のパッケージトレイ１０の特徴としては、成形時に、発泡性熱硬化性樹脂４０を積層体２５に含浸させる単位面積当たりの含浸量が、成形後に角部１５となる部分では他の部分に比べて多くなるようにすることである。これにより、本発明のパッケージトレイ１０を成形すると、角部１５は他の部分に比べて発泡性熱硬化性樹脂４０が厚く高密度に形成されるため、深絞り成形をしたとしても、発泡性熱硬化性樹脂４０は角部１５の形状に追従して変形できる。そのため、角部１５におけるシャープな形状出しを行うことが可能になり、角部１５における割れやダレといった成形不良を防止することができる。
【００２４】
また、積層体２５の、成形後に割れやダレが生じる可能性のある部分だけに、発泡性熱硬化性樹脂４０を多く含浸させるため、パッケージトレイ１０が重くなることを防止できる。
【００２５】
なお、発泡性熱硬化性樹脂４０の含浸方法としては、積層体２５への含浸量を部分的に変えることができればよく、スプレー塗布以外にも各種公知の含浸方法を用いることもできる。また、成形後に、角部１５以外の部分で割れやダレが生じる可能性がある場合は、予め積層体２５の該当する部分にも発泡性熱硬化性樹脂４０を多く含浸させてから成形すれば、成形後の割れやダレを防止することができる。
【００２６】
次に、本発明の成形体を成形し、表面観察を行った後に曲げ強さを測定した。成形体の成形条件を以下の実施例に示す。なお、本発明の成形体と比較するために、従来技術の成形体を成形し、表面観察を行った。成形体の成形条件を以下の比較例に示す。
【００２７】
＜実施例＞
芯材としてＰＥＴフェルトを用い、目付量を２００ｇ／ｍ2とした。また、表側面材および裏側面材としてそれぞれガラス繊維マットを用い、目付量を１００ｇ／ｍ2とした。さらに、発泡性熱硬化性樹脂として発泡倍率２０倍のウレタン樹脂を用い、表側面材および裏側面材にそれぞれ含浸量が３００ｇ／ｍ2となるように、スプレー塗布した。なお、発泡性熱硬化性樹脂の含浸量が角部となる部分において多くなるようにした。
【００２８】
＜比較例１＞
芯材としてハニカム体を用い、目付量を２００ｇ／ｍ2とした。それ以外は実施例の条件と同じである。
【００２９】
＜比較例２＞
表側面材および裏側面材への発泡性熱硬化性樹脂の含浸をスプレー塗布ではなく浸漬によりおこない、発泡性熱硬化性樹脂の含浸量が均一となるようにした。それ以外は実施例の条件と同じである。
【００３０】
上記の条件で成形した成形体の表面観察をそれぞれ行ったところ、実施例の成形体は、深絞り成形を行っても、角部に割れやダレが生じなかった。一方、比較例１や比較例２の成形体では、角部に割れやダレが生じていた。
【００３１】
また、実施例の成形体については曲げ強さを測定した。その結果、合計の目付量が１０００／ｍ2という軽量でありながら、曲げ強さは２２０Ｎ／ｃｍという高い剛性を示した。
【００３２】
上述の説明では、本発明の成形体の一例としてパッケージトレイ１０を説明したが、本発明の成形体はこれに限定されず、本発明の成形体とその成形方法を利用できるものであれば、いずれであっても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１０  パッケージトレイ
１１  底部
１２  立壁
１３  中央部
１４  溝部
１５  角部
２０  芯材
２１  表側面材
２２  裏側面材
２５  熱硬化性樹脂
３０  表皮材
４０  発泡性熱硬化性樹脂
【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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