自動車における吸音内装材及びその製造方法
【課題】機械的物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる自動車における吸音内装材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】自動車における吸音内装材としての吸音天井材１０は、吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面に、バインダー層１２を介して補強材としてのガラスマット１３が設けられ、該ガラスマット１３上に表皮材１４が積層され、加熱プレス成形されて構成されている。この場合、表皮材１４には、チオ硫酸塩水溶液の塗布、浸透によりチオ硫酸塩が含有されている。チオ硫酸塩としては、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム等のチオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましい。チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、２〜５質量％であることが好ましく、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが好ましい。
【解決手段】自動車における吸音内装材としての吸音天井材１０は、吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面に、バインダー層１２を介して補強材としてのガラスマット１３が設けられ、該ガラスマット１３上に表皮材１４が積層され、加熱プレス成形されて構成されている。この場合、表皮材１４には、チオ硫酸塩水溶液の塗布、浸透によりチオ硫酸塩が含有されている。チオ硫酸塩としては、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム等のチオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましい。チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、２〜５質量％であることが好ましく、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の吸音天井材等として用いられ、剛性等の機械的物性を維持しつつ、変色を抑制することができる自動車における吸音内装材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の吸音天井材は、ポリウレタン発泡体よりなる吸音天井材本体と、該吸音天井材本体の両面に配置されるガラスマット等からなる補強材と、該補強材上に配置される表皮材及び裏面材とから構成されている。この吸音天井材を製造する場合には、吸音材本体の両面にバインダーとしてイソシアネート成分を塗布した後水及び触媒を塗布し、その上に補強材を積層し、その表面にバインダー又は接着剤を塗布して表皮材又は裏面材を積層する。その後、ホットプレスを施すことにより、吸音天井材本体、補強材、表皮材及び裏面材が接着されて積層一体化される。
【０００３】
従来、バインダーとしてポリイソシアネートとポリオールとを反応させたポリマーを用い、吸音内装材を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、吸音材又は補強材に少なくともイソシアネートを含有するバインダーを付与し、該バインダーに水及び触媒を供給した後、吸音材又は補強材に表皮材を積層して加熱、加圧することにより吸音内装材を製造する方法である。この場合、吸音材又は補強材の表面にイソシアネート成分を層状に付与し、その上にポリオール成分と触媒とを付与し、加熱することにより、イソシアネート成分とポリオール成分とを反応させるようになっている。イソシアネート成分としては、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略称する）が用いられている。
【特許文献１】特開２００４−１４２１５７号公報（第２頁及び第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているイソシアネート成分はＭＤＩ（モノメリックＭＤＩ）であり、粘度が低いことから、吸音材又は補強材に塗工した後に毛細管現象により表面側に移行し、表皮材中に拡散するものと考えられる。表皮材中に拡散されたＭＤＩは空気に触れやすくなり、空気中に存在する酸素や窒素酸化物によって酸化され、着色物質が生成される。従って、この着色物質により吸音内装材は、黄変が生じやすかった。
【０００５】
一方、自動車における吸音天井材等の用途においては、黄変などの変色を極力抑えるように配慮されている。このため、そのような用途においては、機械的物性を損なうことなく、変色を極力抑制することが求められている。
【０００６】
そこで本発明の目的とするところは、機械的物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる自動車における吸音内装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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の自動車における吸音内装材は、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなる自動車における吸音内装材であって、前記表皮材には、チオ硫酸塩が含有されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の自動車における吸音内装材は、請求項１の発明において、前記チオ硫酸塩はチオ硫酸のアルカリ金属塩である。
請求項３の自動車における吸音内装材の製造方法は、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、該補強材上に表皮材を積層し、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形する自動車における吸音内装材の製造方法であって、前記加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布し、表皮材にチオ硫酸塩を含有させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の自動車における吸音内装材の製造方法は、請求項３の発明において、前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度は２〜５質量％であることを特徴とする。
請求項５の自動車における吸音内装材の製造方法は、請求項３又は請求項４の発明において、前記チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１の吸音内装材においては、表皮材にはチオ硫酸塩が含有されていることから、その性質により還元作用を発現することができる。このため、空気中の酸素や窒素酸化物によりＭＤＩが酸化されて着色物質を生ずることを抑えることができるものと考えられる。また、チオ硫酸塩の水溶液はほぼ中性を示し、安定性の良い物質であることから、吸音内装材の物性に悪影響を与えないものと考えられる。従って、吸音内装材の機械的物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の吸音内装材では、チオ硫酸塩がチオ硫酸のアルカリ金属塩であることから、請求項１の効果に加え、還元剤としての機能を向上させることができる。
請求項３における吸音内装材の製造方法では、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、その補強材上に表皮材を積層し、吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形することにより行われる。この場合、加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布することにより、表皮材にはチオ硫酸塩が含有される。このため、機械的物性が良好に維持されつつ、変色が抑制された吸音内装材をチオ硫酸塩水溶液の塗布により容易に製造することができる。
【００１２】
請求項４における吸音内装材の製造方法では、チオ硫酸塩の水溶液の濃度は２〜５質量％であることから、請求項３に係る発明の効果に加えて、低濃度で変色抑制効果を有効に発揮することができる。
【００１３】
請求項５における吸音内装材の製造方法では、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることから、請求項３又は請求項４に係る発明の効果に加えて、チオ硫酸塩水溶液の表皮材中への浸透性及び外観を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の自動車における吸音内装材では、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーが塗工され、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなるものである。上記補強材は吸音内装材本体の両面又は片面に設けられ、バインダーは吸音内装材本体と補強材の双方又はいずれか一方の上に塗工される。この場合、表皮材中にチオ硫酸塩が含有されている点に特徴を有している。
【００１５】
係る自動車の吸音内装材としては、広い面積を有する吸音天井材（成形天井材）がその代表例として挙げられる。例えば、図１に示すように、吸音天井材１０においては、一般に吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーが塗布されてバインダー層１２が形成され、表面側には補強材としてのガラスマット１３が接着され、そのガラスマット１３上に表皮材１４が積層される。ポリウレタン発泡体マット１１の裏面側には、前記バインダー層１２上にガラスマット１３が接着され、その上にホットメルト接着剤による接着剤層１５が形成され、その上に不織布よりなる裏面材１６が積層される。このようにして得られる積層材料を加熱プレス成形することにより、目的とする積層体として吸音天井材１０が製造される。各層の厚さは、例えばポリウレタン発泡体マット１１が４〜６ｍｍ、ガラスマット１３が０．２〜０．５ｍｍ及び表皮材１４が２〜３ｍｍである。この吸音天井材１０を製造するに際しては、剛性等の機械的物性を維持しつつ、バインダーに基づく黄変を抑制することが求められている。
【００１６】
前記吸音内装材本体は良好な吸音性を有し、吸音内装材の所要の剛性と弾力性とを保持するための主体となる材料で、ポリウレタン発泡体などのマットで構成される。係るポリウレタン発泡体としては、常法に従ってベルトコンベア上で大気圧下に反応及び発泡されるスラブ成形体又は金型を用いて型締めし、型内で反応及び発泡して成形されるモールド成形体のいずれも使用される。吸音内装材本体としては例えば、主として連続気泡構造を有する半硬質のポリウレタン発泡体が用いられる。補強材としては、ガラス繊維を接着剤によって接着して形成されるガラスマットが用いられる。
【００１７】
表皮材１４としては、目付量が１００〜１２０ｇ／ｍ２のポリエステル樹脂繊維などにより形成される不織布が用いられ、裏面材１６としても同様の不織布などが用いられる。前記接着剤層１５を形成する接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体等により形成されるホットメルト接着剤などが使用される。
【００１８】
次に、前記バインダーとしては、ＭＤＩ（モノメリックＭＤＩ、ピュアＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ等のポリイソシアネートが好適に用いられる。ポリメリックＭＤＩは、モノメリックＭＤＩの重合体である。このバインダーとして、モノメリックＭＤＩとポリメリックＭＤＩとの混合物は、バインダーの粘度を高めると共に、ポリメリックＭＤＩによりセル膜を強化して発泡を抑えることができる。ＭＤＩは速やかにウレタン化反応、ヌレート化反応し、さらには水と反応する。
【００１９】
このバインダーの塗布量は、不足するとバインダーの機能発現が不足して積層体の接着性や剛性の低下を招き、過剰になると表面に染み出すようになるため、４０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。バインダーの塗布量が４０ｇ／ｍ２より少ない場合には、バインダーの機能が不足して積層体の接着性や機械的物性が低下する傾向を示す。その一方、１００ｇ／ｍ２より多い場合には、過剰なバインダーが積層体の表面に染み出す傾向を示して好ましくない。
【００２０】
次に、バインダーを硬化させるための触媒としては、アミン系触媒、トリアジン系触媒等が使用される。この触媒は、通常水溶液として用いられる。トリアジン系触媒により、ヌレート化反応やＭＤＩと水との反応が促進され、ＭＤＩの３量体、尿素化合物などが生成される。
【００２１】
アミン系触媒として具体的には、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンとポリプロピレングリコールとの混合物、Ｎ,Ｎ−ジメチルエタノールアミン、６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノール、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチル−（３−アミノプロピル）エチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルグアニジン、１−メチルイミダゾール、１,２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−メチル−Ｎ´−（２−ジメチルアミノエチル）ピペラジン等が挙げられる。トリアジン系触媒として具体的には、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ―ｓ―トリアジン等が挙げられる。
【００２２】
触媒水溶液中における触媒の濃度は４〜６質量％であることが好ましい。この濃度が４質量％を下回る場合には、触媒の機能が十分に発現されず、吸音内装材の物性が低下して好ましくない。一方、６質量％を上回る場合には、過剰の触媒によって触媒作用が過度に働き、反応の進行が速く、副反応が生じたりして好ましくない。なお、触媒は水溶液として使用されるため、溶媒となる水がバインダー中のＭＤＩと反応するようになっている。触媒水溶液の塗布量は、１０〜４０ｇ／ｍ２であることが好ましい。この塗布量が１０ｇ／ｍ２より少ない場合、触媒の塗布量が不足し、十分な触媒機能を得ることができなくなる。一方、４０ｇ／ｍ２より多い場合、触媒水溶液が表皮材まで浸透したり、触媒機能が強く作用して反応が急激に進行したり、副反応が起きたりして好ましくない。バインダーの原料には上記各成分のほかに必要に応じて、安定剤、難燃剤、架橋剤、充填剤、整泡剤、可塑剤等が常法に従って配合される。
【００２３】
次に、加熱プレス成形は、例えばポリウレタン発泡体マット１１、ガラスマット１３及び表皮材１４の積層材料を一体化して積層体を得るために常法に従って行われる。すなわち、加熱プレス成形機を用い、例えば１００〜１５０℃で２０〜６０秒間加熱すると共に、圧縮率（元の厚さに対する圧縮量の割合）が２５〜７５％となるように圧縮することにより行われる。これらの条件は、バインダーの組成、ポリウレタン発泡体マット１１、ガラスマット１３及び表皮材１４の材質、目標とする吸音天井材１０の厚さなどによって適宜設定される。この加熱プレス成形により、ＭＤＩがヌレート化反応してＭＤＩの３量体が得られ、ＭＤＩが水と反応（泡化反応）して尿素化合物が得られ、さらにその尿素化合物がＭＤＩと反応して架橋生成物などが得られる。従って、加熱プレス成形後に得られる積層体は、硬度や剛性に優れると同時に、弾力性に優れ、かつ接着性にも優れている。このようにして、目的とする吸音天井材１０などの吸音内装材が製造される。
【００２４】
次に、加熱プレス成形の後（直後）には、吸音天井材１０の表皮材１４にチオ硫酸塩の水溶液が塗布され、表皮材１４中にチオ硫酸塩が分散され、含有される。このチオ硫酸塩は、その性質により還元性（酸化防止性）を有する化合物であり、ＭＤＩなどのバインダーが表皮材側へ染み出し、空気等に触れて酸化されるのを抑える役割を果たす。還元剤でも塩素系の還元剤は、塩素によってその水溶液が酸性になり、バインダーの黄変部が一層褐色に変色するため、不適当である。
【００２５】
チオ硫酸塩としては、例えばチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）、チオ硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ３）、チオ硫酸リチウム（Ｌｉ２Ｓ２Ｏ３）等のチオ硫酸のアルカリ金属塩、チオ硫酸マグネシウム（ＭｇＳ２Ｏ３）、チオ硫酸カルシウム（ＣａＳ２Ｏ３）、チオ硫酸ストロンチウム（ＳｒＳ２Ｏ３）、チオ硫酸バリウム（ＢａＳ２Ｏ３）等のチオ硫酸のアルカリ土類金属塩、チオ硫酸マンガン（ＭｎＳ２Ｏ３）、チオ硫酸コバルト（ＣｏＳ２Ｏ３）、チオ硫酸鉄（ＦｅＳ２Ｏ３）、チオ硫酸アンモニウム〔（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ３〕等が挙げられる。それらのうち、還元作用が良好で、水溶性が高く、水溶液のｐＨが中性を示す点から、チオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましい。また、チオ硫酸のアルカリ金属塩の中では、水溶性がより高く、水溶液のｐＨが中性を示すと共に、入手が容易である点から、チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムがより好ましい。
【００２６】
チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、結晶の析出がなく、塗布を良好に行うことができる観点から、２〜５質量％であることが好ましい。この濃度が２質量％を下回る場合には、チオ硫酸塩が表皮材１４中に十分に浸透せず、チオ硫酸塩による還元作用が不足する傾向を示して好ましくない。その一方、５質量％を上回る場合には、チオ硫酸塩の水溶液からチオ硫酸塩の結晶が析出しやすくなる傾向を示し、その結晶が表皮材１４の表面に浮き出てくるおそれがあり好ましくない。
【００２７】
チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、４０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが好ましい。この塗布量が４０ｍｌ／ｍ２より少ない場合、表皮材１４中に含まれるチオ硫酸塩の量が少なくなり、チオ硫酸塩に基づく還元作用が不足して黄変抑制の効果が低下する傾向を示す。一方、塗布量が１００ｍｌ／ｍ２より多い場合、表皮材１４中のチオ硫酸塩の含有量が過剰になり、過剰量のチオ硫酸塩が表皮材１４の表面から析出し、白色の染みを生ずる傾向があって好ましくない。これらチオ硫酸塩の水溶液の濃度及びチオ硫酸塩の水溶液の塗布量から、表皮材１４に含まれるチオ硫酸塩の含有量が算出され、その含有量は１〜５ｇ／ｍ２程度となる。表皮材１４中におけるチオ硫酸塩の含有量が１ｇ／ｍ２未満の場合には、表皮材１４中に含まれるチオ硫酸塩の含有量が不足し、チオ硫酸塩に基づく還元作用が弱くなる傾向を示して好ましくない。一方、チオ硫酸塩の含有量が５ｇ／ｍ２を超える場合には、チオ硫酸塩の含有量が多く、チオ硫酸塩が結晶化して析出しやすくなり、表皮材１４の表面に現れて白色の染みが形成される傾向を示す。
【００２８】
チオ硫酸塩の水溶液を表皮材１４に塗布する方法としては、スプレーガンを用いるスプレー塗布法、ローラを用いるロールコート法等いずれの方法も採用される。スプレー塗布法を採用する場合には、スプレー塗布後に表皮材１４の表面を布などで押圧して表面のチオ硫酸塩を表皮材１４中へ浸透させることが望ましい。チオ硫酸塩の水溶液は、表皮材１４の厚さ方向の全域に浸透することが望ましいが、例えば厚さ２〜３ｍｍの表皮材１４の表面側に１ｍｍ程度浸透すれば、チオ硫酸塩に基づく還元作用を十分に発現でき、所望の黄変抑制効果を得ることができる。
【００２９】
さて、本実施形態の作用について説明すると、例えば吸音天井材１０を製造する場合には、吸音天井材本体であるポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーとしてのＭＤＩ及びアミン系触媒の水溶液を塗布する。続いて、その両面に補強材としてのガラスマット１３を重ね合せる。次いで、その表面側に表皮材１４を載せると共に、裏面側に不織布よりなる裏面材１６を接着剤層１５を介して載せ、積層材料を作製する。その後、積層材料を例えば１２０℃で３０秒間加熱プレス成形を行い、所定厚さまで圧縮する。この加熱プレス成形直後に、表皮材１４の上方からチオ硫酸塩の水溶液をスプレー塗布し、表皮材１４中に浸透させる。このようにして、積層構造を有する吸音天井材１０が製造される。
【００３０】
吸音天井材１０の表皮材１４中にはチオ硫酸塩が分散状態で含有されていることから、そのチオ硫酸塩の性質によって還元作用が発現され、バインダーとしてのＭＤＩが表皮材１４側へ染み出して空気中の酸素や窒素酸化物に触れ、酸化されて着色物質を生ずることが抑えられるものと推測される。さらに、チオ硫酸塩の水溶液はほぼ中性を示し、安定性の良い物質であることから、ポリウレタン発泡体マット１１やバインダーの劣化を抑えることができると共に、チオ硫酸塩からの副生成物（亜硫酸ガス等）の生成が抑えられるものと推測され、吸音天井材１０の機械的物性が保持される。
【００３１】
以上詳述した実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における吸音天井材１０では、表皮材１４にチオ硫酸塩が含有されていることから、還元作用を発現することができると共に、安定した状態で存在することができる。従って、係るチオ硫酸塩の作用に基づいて吸音天井材１０の変色を抑制することができると共に、吸音天井材１０の機械的物性を良好に維持することができる。
【００３２】
・ 上記のチオ硫酸塩がチオ硫酸のアルカリ金属塩であることにより、還元剤としての機能を向上させることができる。
・ 吸音天井材１０の製造は、ポリウレタン発泡体マット１１の少なくとも一方にガラスマット１３を設け、そのガラスマット１３上に表皮材１４を積層し、ポリウレタン発泡体マット１１及びガラスマット１３の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材１４を積層した後、加熱プレス成形することにより行われる。この場合、加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材１４の表面に塗布することにより、表皮材１４にはチオ硫酸塩が含有される。このため、機械的物性が良好に維持されつつ、変色が抑制された吸音天井材１０を、チオ硫酸塩の水溶液を塗布するという簡単な操作で容易に製造することができる。
【００３３】
・ 前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度を２〜５質量％に設定することにより、低濃度で変色抑制効果を有効に発揮することができる。
・ さらに、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量を５０〜１００ｍｌ／ｍ２に設定することにより、チオ硫酸塩水溶液の表皮材１４中への浸透性及び外観を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、参考例、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に限定されるものではない。
（参考例１〜９）
吸音内装材としての吸音天井材１０において、バインダーとしてのＭＤＩの酸化を抑えると共に、吸音天井材１０の外観を良好に保持するために、次のような観点で酸化防止剤を選定した。すなわち、そのような観点は、吸音天井材本体を構成するポリウレタン発泡体及びＭＤＩが劣化しないようにできるだけ水溶液が中性に近いこと、さらに塗布後に副生成物としてガスの発生などがなく、安定していることである。
【００３５】
そのため、各種酸化防止剤について、ｐＨ、性状などの観点に基づいて次の基準で使用適性を評価した。それらの結果を表１に示した。
○：使用適性が十分である。△：使用適性に若干の問題がある。×：使用適性がない。
【００３６】
【表１】
表１に示したように、酸化防止剤として参考例１のチオ硫酸ナトリウム及び参考例２のチオ硫酸カリウムは共に水溶液が中性で、ガスの発生もなく、使用適性が十分であった。参考例３の無水亜硫酸ナトリウム、参考例４の亜硫酸水素ナトリウム及び参考例７のピロ亜硫酸ナトリウムは、放置しておくと亜硫酸ガスを発生し、吸音内装材の劣化や結晶析出のおそれがあるため好ましくない。参考例５の次亜硫酸ナトリウムは、亜硫酸ガスを発生する上に、潮解性があるため使用適性のないものであった。参考例６のスルホキシル酸ナトリウムは、ホルマリンを生成するため、使用適性のないものであった。参考例８の二酸化チオ尿素及び参考例９のシュウ酸は、熱、アルカリ、酸などの処理が必要で、十分な洗浄を要するため、使用適性のないものであった。従って、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム等のチオ硫酸塩、特にチオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましいという結果であった。
（実施例１〜１４及び比較例１）
吸音内装材としての吸音天井材１０について試験を行った。吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーとしてのＭＤＩ（ポリメリックＭＤＩ）をロールコータで塗布してバインダー層１２を形成した。バインダーの塗布量は、ポリウレタン発泡体マット１１の表面側が４０〜６０ｇ／ｍ２、裏面側が４０〜１００ｇ／ｍ２となるように設定した。両バインダー層１２上に触媒として６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノールの５質量％水溶液を、スプレーにて塗布量２５ｇ／ｍ２で吹き付けた。次いで、ポリウレタン発泡体マット１１の表面側には、ガラス繊維より形成されたガラスマット１３を重ねた後、表皮材１４を積層した。一方、ポリウレタン発泡体マット１１の裏面側には、ガラス繊維より形成されたガラスマット１３を接着し、その上にホットメルト接着剤のフィルム（厚さ３０μｍ）よりなる接着剤層１５を形成し、さらにその上にポリエステル樹脂製の不織布よりなる裏面材１６を積層した。
【００３７】
上記ポリウレタン発泡体マット１１は、主として連続気泡構造を有する半硬質のポリウレタン発泡体（見掛け密度３４ｋｇ／ｍ３、セル数４０〜７０個／２５ｍｍ、圧縮強度６〜１２Ｎ／ｃｍ２、伸び１０〜２０％、通気性１．１〜３ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ）である。ガラスマット１３は、ガラス繊維を束ねて接着剤で接着し、板状に形成したものである。表皮材１４は、ポリエステル樹脂繊維より形成された不織布で、目付量が１００ｇ／ｍ２のものである。ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をフィルム状に形成したものである。
【００３８】
このようにして得られたテストピース（積層材料）について、加熱プレス成形機を用い、１２０℃で３０秒間加熱、圧縮し、厚さ約８ｍｍの積層体として図１に示すような吸音天井材１０を得た。すなわち、各層の厚さは、ポリウレタン発泡体マット１１が約５ｍｍ、ガラスマット１３が約０．３ｍｍ、表皮材１４が約２．５ｍｍ及び裏面材が約０．２ｍｍであった。
【００３９】
続いて加熱プレス成形後に、チオ硫酸塩としてチオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの水溶液を約２５ｃｍの距離でスプレーガンにて直径２００ｍｍ程度の円状にスプレー塗布し、塗布部を布で押えつけてチオ硫酸塩の水溶液を表皮材中に浸透させた。そして、塗布後７日間放置し、浸透性評価、黄変性評価、塗布後の外観評価及び総合評価を以下に示す方法により測定した。
（浸透性評価）
表皮材１４中へのチオ硫酸塩水溶液の浸透度合いを目視により次の基準で評価した。
【００４０】
◎：表皮材１４の厚さ方向全域にわたって浸透した。○：表皮材１４の表面から１ｍｍ程度まで浸透した。×：表皮材１４の表面が不均一に濡れていた。
（黄変性評価）
得られた積層体を、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスが２０ｐｐｍの濃度で収容されている容器内に６時間放置し、次いで２時間空気を流通させた後、目視により黄変性を観察し、下記に示す判断基準で評価した。
【００４１】
○：黄変なし。△：照明下で確認可能な黄変が認められるが、許容できるものである。×：明らかな黄変あり。
（塗布後の外観評価）
吸音天井材１０の外観形状を目視により観察し、次に示す判断基準にて評価した。
【００４２】
○：非常に良好である。△：白色の染みが若干認められるが、ほぼ良好である。
（総合評価）
前記浸透性評価、黄変性評価及び塗布後の外観評価に基づき、次の判断基準にて総合評価を行った。
【００４３】
○：吸音天井材１０として優れたものである。△：吸音天井材１０として良好なものである。×：吸音天井材１０として不適当である。
以上の試験結果を表２に示した。
【００４４】
【表２】
表２に示したとおり、実施例１〜１４においては、チオ硫酸塩水溶液のスプレー塗布により表皮材１４にチオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムが含まれていることから、その還元作用によりＭＤＩの酸化による着色物質の生成が抑制されたものと考えられる。従って、いずれも吸音天井材１０として良好な結果が得られた。また、チオ硫酸塩水溶液の濃度と塗布量に関しては、チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの濃度が２．５質量％の場合には、塗布量が６０ｍｌ／ｍ２又は９０ｍｌ／ｍ２のとき最も良好な結果が得られた。チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの濃度が５．０質量％の場合には、塗布量が６０ｍｌ／ｍ２のとき最も良好な結果が得られた。塗布量が９０ｍｌ／ｍ２になると、チオ硫酸塩の結晶が表皮材１４の表面に析出して薄い白色の染みを生ずる傾向が見られた。従って、チオ硫酸塩水溶液の濃度は２〜５質量％であることが望ましく、チオ硫酸塩水溶液の塗布量は５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが望ましいことが判明した。
【００４５】
表皮材１４中へのチオ硫酸塩水溶液の浸透性に関して、チオ硫酸塩水溶液の塗布量が９０ｍｌ／ｍ２の場合には表皮材１４の厚さ方向の全域に浸透して黄変抑制効果が発現され、チオ硫酸塩水溶液の塗布量が６０ｍｌ／ｍ２の場合には表皮材１４の表面側１ｍｍ程度の浸透であったが、十分な黄変抑制効果が得られた。なお、実施例１〜１４で得られた吸音天井材１０は、いずれも硬さ、剛性などの機械的物性は従来のものと同等で、良好であった。その一方、表皮材１４にチオ硫酸塩が含まれていない比較例１においては、得られた積層体は黄変性が著しく、吸音天井材１０として使用できないものであった。
【００４６】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記補強材を吸音内装材本体の片面に設けたり、バインダー水溶液又は触媒水溶液を吸音内装材本体と補強材の双方に塗布したり、補強材のみに塗布したりすることもできる。
【００４７】
・ 前記実施例において、バインダーとしてモノメリックＭＤＩ又はモノメリックＭＤＩとポリメリックＭＤＩの混合物を使用することもできる。
・ 実施例において、バインダーを硬化させるための触媒として第３級アミンとトリアジン系触媒との混合触媒などを使用することもできる。
【００４８】
・ 吸音内装材の構成において、裏面側の補強材としてのガラスマットを省略したり、裏面材としての不織布を省略したりなどすることも可能である。また、各層の厚さを目的に応じて適宜変更することもできる。
【００４９】
・ バインダーとして、ＭＤＩ以外に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等を配合することもできる。
・ 自動車用の吸音内装材として、自動車の内装用のパネル、パッドなどに適用することができる。
【００５０】
・ ＭＤＩの硬化物はウレタン結合の連鎖中に芳香環を有する構造をもち、紫外線の照射を受けたときにキノイド化反応が起きてアゾ化合物やキノンイミド化合物が生成し、黄変するため、表皮材にチオ硫酸塩に加えて紫外線吸収剤を含ませることもできる。
【００５１】
・ 前記バインダーには、ポリオールとＭＤＩとを反応させてなるプレポリマーを含有させ、吸音内装材の剛性や弾性などを高めるように構成することも可能である。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
【００５２】
・ 前記自動車の吸音内装材は、吸音内装材本体の両面に補強材が設けられ、表面側の補強材上に表皮材が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車における吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を有効に発揮させることができる。
【００５３】
・ 前記自動車の吸音内装材は、吸音内装材本体の両面に補強材が設けられ、表面側の補強材上に表皮材が積層されると共に、裏面側の補強材上に裏面材が積層され、かつバインダーが吸音内装材本体の両面に塗工されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車における吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を十分に発揮させることができる。
【００５４】
・ 前記自動車の吸音内装材は、自動車の吸音天井材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を吸音天井材において最も有効に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態における吸音天井材を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０…吸音内装材としての吸音天井材、１１…吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット、１３…補強材としてのガラスマット、１４…表皮材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の吸音天井材等として用いられ、剛性等の機械的物性を維持しつつ、変色を抑制することができる自動車における吸音内装材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の吸音天井材は、ポリウレタン発泡体よりなる吸音天井材本体と、該吸音天井材本体の両面に配置されるガラスマット等からなる補強材と、該補強材上に配置される表皮材及び裏面材とから構成されている。この吸音天井材を製造する場合には、吸音材本体の両面にバインダーとしてイソシアネート成分を塗布した後水及び触媒を塗布し、その上に補強材を積層し、その表面にバインダー又は接着剤を塗布して表皮材又は裏面材を積層する。その後、ホットプレスを施すことにより、吸音天井材本体、補強材、表皮材及び裏面材が接着されて積層一体化される。
【０００３】
従来、バインダーとしてポリイソシアネートとポリオールとを反応させたポリマーを用い、吸音内装材を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、吸音材又は補強材に少なくともイソシアネートを含有するバインダーを付与し、該バインダーに水及び触媒を供給した後、吸音材又は補強材に表皮材を積層して加熱、加圧することにより吸音内装材を製造する方法である。この場合、吸音材又は補強材の表面にイソシアネート成分を層状に付与し、その上にポリオール成分と触媒とを付与し、加熱することにより、イソシアネート成分とポリオール成分とを反応させるようになっている。イソシアネート成分としては、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略称する）が用いられている。
【特許文献１】特開２００４−１４２１５７号公報（第２頁及び第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているイソシアネート成分はＭＤＩ（モノメリックＭＤＩ）であり、粘度が低いことから、吸音材又は補強材に塗工した後に毛細管現象により表面側に移行し、表皮材中に拡散するものと考えられる。表皮材中に拡散されたＭＤＩは空気に触れやすくなり、空気中に存在する酸素や窒素酸化物によって酸化され、着色物質が生成される。従って、この着色物質により吸音内装材は、黄変が生じやすかった。
【０００５】
一方、自動車における吸音天井材等の用途においては、黄変などの変色を極力抑えるように配慮されている。このため、そのような用途においては、機械的物性を損なうことなく、変色を極力抑制することが求められている。
【０００６】
そこで本発明の目的とするところは、機械的物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる自動車における吸音内装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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の自動車における吸音内装材は、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなる自動車における吸音内装材であって、前記表皮材には、チオ硫酸塩が含有されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の自動車における吸音内装材は、請求項１の発明において、前記チオ硫酸塩はチオ硫酸のアルカリ金属塩である。
請求項３の自動車における吸音内装材の製造方法は、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、該補強材上に表皮材を積層し、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形する自動車における吸音内装材の製造方法であって、前記加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布し、表皮材にチオ硫酸塩を含有させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の自動車における吸音内装材の製造方法は、請求項３の発明において、前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度は２〜５質量％であることを特徴とする。
請求項５の自動車における吸音内装材の製造方法は、請求項３又は請求項４の発明において、前記チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１の吸音内装材においては、表皮材にはチオ硫酸塩が含有されていることから、その性質により還元作用を発現することができる。このため、空気中の酸素や窒素酸化物によりＭＤＩが酸化されて着色物質を生ずることを抑えることができるものと考えられる。また、チオ硫酸塩の水溶液はほぼ中性を示し、安定性の良い物質であることから、吸音内装材の物性に悪影響を与えないものと考えられる。従って、吸音内装材の機械的物性を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の吸音内装材では、チオ硫酸塩がチオ硫酸のアルカリ金属塩であることから、請求項１の効果に加え、還元剤としての機能を向上させることができる。
請求項３における吸音内装材の製造方法では、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、その補強材上に表皮材を積層し、吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形することにより行われる。この場合、加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布することにより、表皮材にはチオ硫酸塩が含有される。このため、機械的物性が良好に維持されつつ、変色が抑制された吸音内装材をチオ硫酸塩水溶液の塗布により容易に製造することができる。
【００１２】
請求項４における吸音内装材の製造方法では、チオ硫酸塩の水溶液の濃度は２〜５質量％であることから、請求項３に係る発明の効果に加えて、低濃度で変色抑制効果を有効に発揮することができる。
【００１３】
請求項５における吸音内装材の製造方法では、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることから、請求項３又は請求項４に係る発明の効果に加えて、チオ硫酸塩水溶液の表皮材中への浸透性及び外観を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の自動車における吸音内装材では、吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーが塗工され、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなるものである。上記補強材は吸音内装材本体の両面又は片面に設けられ、バインダーは吸音内装材本体と補強材の双方又はいずれか一方の上に塗工される。この場合、表皮材中にチオ硫酸塩が含有されている点に特徴を有している。
【００１５】
係る自動車の吸音内装材としては、広い面積を有する吸音天井材（成形天井材）がその代表例として挙げられる。例えば、図１に示すように、吸音天井材１０においては、一般に吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーが塗布されてバインダー層１２が形成され、表面側には補強材としてのガラスマット１３が接着され、そのガラスマット１３上に表皮材１４が積層される。ポリウレタン発泡体マット１１の裏面側には、前記バインダー層１２上にガラスマット１３が接着され、その上にホットメルト接着剤による接着剤層１５が形成され、その上に不織布よりなる裏面材１６が積層される。このようにして得られる積層材料を加熱プレス成形することにより、目的とする積層体として吸音天井材１０が製造される。各層の厚さは、例えばポリウレタン発泡体マット１１が４〜６ｍｍ、ガラスマット１３が０．２〜０．５ｍｍ及び表皮材１４が２〜３ｍｍである。この吸音天井材１０を製造するに際しては、剛性等の機械的物性を維持しつつ、バインダーに基づく黄変を抑制することが求められている。
【００１６】
前記吸音内装材本体は良好な吸音性を有し、吸音内装材の所要の剛性と弾力性とを保持するための主体となる材料で、ポリウレタン発泡体などのマットで構成される。係るポリウレタン発泡体としては、常法に従ってベルトコンベア上で大気圧下に反応及び発泡されるスラブ成形体又は金型を用いて型締めし、型内で反応及び発泡して成形されるモールド成形体のいずれも使用される。吸音内装材本体としては例えば、主として連続気泡構造を有する半硬質のポリウレタン発泡体が用いられる。補強材としては、ガラス繊維を接着剤によって接着して形成されるガラスマットが用いられる。
【００１７】
表皮材１４としては、目付量が１００〜１２０ｇ／ｍ２のポリエステル樹脂繊維などにより形成される不織布が用いられ、裏面材１６としても同様の不織布などが用いられる。前記接着剤層１５を形成する接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体等により形成されるホットメルト接着剤などが使用される。
【００１８】
次に、前記バインダーとしては、ＭＤＩ（モノメリックＭＤＩ、ピュアＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ等のポリイソシアネートが好適に用いられる。ポリメリックＭＤＩは、モノメリックＭＤＩの重合体である。このバインダーとして、モノメリックＭＤＩとポリメリックＭＤＩとの混合物は、バインダーの粘度を高めると共に、ポリメリックＭＤＩによりセル膜を強化して発泡を抑えることができる。ＭＤＩは速やかにウレタン化反応、ヌレート化反応し、さらには水と反応する。
【００１９】
このバインダーの塗布量は、不足するとバインダーの機能発現が不足して積層体の接着性や剛性の低下を招き、過剰になると表面に染み出すようになるため、４０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。バインダーの塗布量が４０ｇ／ｍ２より少ない場合には、バインダーの機能が不足して積層体の接着性や機械的物性が低下する傾向を示す。その一方、１００ｇ／ｍ２より多い場合には、過剰なバインダーが積層体の表面に染み出す傾向を示して好ましくない。
【００２０】
次に、バインダーを硬化させるための触媒としては、アミン系触媒、トリアジン系触媒等が使用される。この触媒は、通常水溶液として用いられる。トリアジン系触媒により、ヌレート化反応やＭＤＩと水との反応が促進され、ＭＤＩの３量体、尿素化合物などが生成される。
【００２１】
アミン系触媒として具体的には、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンとポリプロピレングリコールとの混合物、Ｎ,Ｎ−ジメチルエタノールアミン、６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノール、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチル−（３−アミノプロピル）エチレンジアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ″,Ｎ″−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルグアニジン、１−メチルイミダゾール、１,２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、Ｎ,Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ−メチル−Ｎ´−（２−ジメチルアミノエチル）ピペラジン等が挙げられる。トリアジン系触媒として具体的には、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ―ｓ―トリアジン等が挙げられる。
【００２２】
触媒水溶液中における触媒の濃度は４〜６質量％であることが好ましい。この濃度が４質量％を下回る場合には、触媒の機能が十分に発現されず、吸音内装材の物性が低下して好ましくない。一方、６質量％を上回る場合には、過剰の触媒によって触媒作用が過度に働き、反応の進行が速く、副反応が生じたりして好ましくない。なお、触媒は水溶液として使用されるため、溶媒となる水がバインダー中のＭＤＩと反応するようになっている。触媒水溶液の塗布量は、１０〜４０ｇ／ｍ２であることが好ましい。この塗布量が１０ｇ／ｍ２より少ない場合、触媒の塗布量が不足し、十分な触媒機能を得ることができなくなる。一方、４０ｇ／ｍ２より多い場合、触媒水溶液が表皮材まで浸透したり、触媒機能が強く作用して反応が急激に進行したり、副反応が起きたりして好ましくない。バインダーの原料には上記各成分のほかに必要に応じて、安定剤、難燃剤、架橋剤、充填剤、整泡剤、可塑剤等が常法に従って配合される。
【００２３】
次に、加熱プレス成形は、例えばポリウレタン発泡体マット１１、ガラスマット１３及び表皮材１４の積層材料を一体化して積層体を得るために常法に従って行われる。すなわち、加熱プレス成形機を用い、例えば１００〜１５０℃で２０〜６０秒間加熱すると共に、圧縮率（元の厚さに対する圧縮量の割合）が２５〜７５％となるように圧縮することにより行われる。これらの条件は、バインダーの組成、ポリウレタン発泡体マット１１、ガラスマット１３及び表皮材１４の材質、目標とする吸音天井材１０の厚さなどによって適宜設定される。この加熱プレス成形により、ＭＤＩがヌレート化反応してＭＤＩの３量体が得られ、ＭＤＩが水と反応（泡化反応）して尿素化合物が得られ、さらにその尿素化合物がＭＤＩと反応して架橋生成物などが得られる。従って、加熱プレス成形後に得られる積層体は、硬度や剛性に優れると同時に、弾力性に優れ、かつ接着性にも優れている。このようにして、目的とする吸音天井材１０などの吸音内装材が製造される。
【００２４】
次に、加熱プレス成形の後（直後）には、吸音天井材１０の表皮材１４にチオ硫酸塩の水溶液が塗布され、表皮材１４中にチオ硫酸塩が分散され、含有される。このチオ硫酸塩は、その性質により還元性（酸化防止性）を有する化合物であり、ＭＤＩなどのバインダーが表皮材側へ染み出し、空気等に触れて酸化されるのを抑える役割を果たす。還元剤でも塩素系の還元剤は、塩素によってその水溶液が酸性になり、バインダーの黄変部が一層褐色に変色するため、不適当である。
【００２５】
チオ硫酸塩としては、例えばチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）、チオ硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ３）、チオ硫酸リチウム（Ｌｉ２Ｓ２Ｏ３）等のチオ硫酸のアルカリ金属塩、チオ硫酸マグネシウム（ＭｇＳ２Ｏ３）、チオ硫酸カルシウム（ＣａＳ２Ｏ３）、チオ硫酸ストロンチウム（ＳｒＳ２Ｏ３）、チオ硫酸バリウム（ＢａＳ２Ｏ３）等のチオ硫酸のアルカリ土類金属塩、チオ硫酸マンガン（ＭｎＳ２Ｏ３）、チオ硫酸コバルト（ＣｏＳ２Ｏ３）、チオ硫酸鉄（ＦｅＳ２Ｏ３）、チオ硫酸アンモニウム〔（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ３〕等が挙げられる。それらのうち、還元作用が良好で、水溶性が高く、水溶液のｐＨが中性を示す点から、チオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましい。また、チオ硫酸のアルカリ金属塩の中では、水溶性がより高く、水溶液のｐＨが中性を示すと共に、入手が容易である点から、チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムがより好ましい。
【００２６】
チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、結晶の析出がなく、塗布を良好に行うことができる観点から、２〜５質量％であることが好ましい。この濃度が２質量％を下回る場合には、チオ硫酸塩が表皮材１４中に十分に浸透せず、チオ硫酸塩による還元作用が不足する傾向を示して好ましくない。その一方、５質量％を上回る場合には、チオ硫酸塩の水溶液からチオ硫酸塩の結晶が析出しやすくなる傾向を示し、その結晶が表皮材１４の表面に浮き出てくるおそれがあり好ましくない。
【００２７】
チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、４０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが好ましい。この塗布量が４０ｍｌ／ｍ２より少ない場合、表皮材１４中に含まれるチオ硫酸塩の量が少なくなり、チオ硫酸塩に基づく還元作用が不足して黄変抑制の効果が低下する傾向を示す。一方、塗布量が１００ｍｌ／ｍ２より多い場合、表皮材１４中のチオ硫酸塩の含有量が過剰になり、過剰量のチオ硫酸塩が表皮材１４の表面から析出し、白色の染みを生ずる傾向があって好ましくない。これらチオ硫酸塩の水溶液の濃度及びチオ硫酸塩の水溶液の塗布量から、表皮材１４に含まれるチオ硫酸塩の含有量が算出され、その含有量は１〜５ｇ／ｍ２程度となる。表皮材１４中におけるチオ硫酸塩の含有量が１ｇ／ｍ２未満の場合には、表皮材１４中に含まれるチオ硫酸塩の含有量が不足し、チオ硫酸塩に基づく還元作用が弱くなる傾向を示して好ましくない。一方、チオ硫酸塩の含有量が５ｇ／ｍ２を超える場合には、チオ硫酸塩の含有量が多く、チオ硫酸塩が結晶化して析出しやすくなり、表皮材１４の表面に現れて白色の染みが形成される傾向を示す。
【００２８】
チオ硫酸塩の水溶液を表皮材１４に塗布する方法としては、スプレーガンを用いるスプレー塗布法、ローラを用いるロールコート法等いずれの方法も採用される。スプレー塗布法を採用する場合には、スプレー塗布後に表皮材１４の表面を布などで押圧して表面のチオ硫酸塩を表皮材１４中へ浸透させることが望ましい。チオ硫酸塩の水溶液は、表皮材１４の厚さ方向の全域に浸透することが望ましいが、例えば厚さ２〜３ｍｍの表皮材１４の表面側に１ｍｍ程度浸透すれば、チオ硫酸塩に基づく還元作用を十分に発現でき、所望の黄変抑制効果を得ることができる。
【００２９】
さて、本実施形態の作用について説明すると、例えば吸音天井材１０を製造する場合には、吸音天井材本体であるポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーとしてのＭＤＩ及びアミン系触媒の水溶液を塗布する。続いて、その両面に補強材としてのガラスマット１３を重ね合せる。次いで、その表面側に表皮材１４を載せると共に、裏面側に不織布よりなる裏面材１６を接着剤層１５を介して載せ、積層材料を作製する。その後、積層材料を例えば１２０℃で３０秒間加熱プレス成形を行い、所定厚さまで圧縮する。この加熱プレス成形直後に、表皮材１４の上方からチオ硫酸塩の水溶液をスプレー塗布し、表皮材１４中に浸透させる。このようにして、積層構造を有する吸音天井材１０が製造される。
【００３０】
吸音天井材１０の表皮材１４中にはチオ硫酸塩が分散状態で含有されていることから、そのチオ硫酸塩の性質によって還元作用が発現され、バインダーとしてのＭＤＩが表皮材１４側へ染み出して空気中の酸素や窒素酸化物に触れ、酸化されて着色物質を生ずることが抑えられるものと推測される。さらに、チオ硫酸塩の水溶液はほぼ中性を示し、安定性の良い物質であることから、ポリウレタン発泡体マット１１やバインダーの劣化を抑えることができると共に、チオ硫酸塩からの副生成物（亜硫酸ガス等）の生成が抑えられるものと推測され、吸音天井材１０の機械的物性が保持される。
【００３１】
以上詳述した実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における吸音天井材１０では、表皮材１４にチオ硫酸塩が含有されていることから、還元作用を発現することができると共に、安定した状態で存在することができる。従って、係るチオ硫酸塩の作用に基づいて吸音天井材１０の変色を抑制することができると共に、吸音天井材１０の機械的物性を良好に維持することができる。
【００３２】
・ 上記のチオ硫酸塩がチオ硫酸のアルカリ金属塩であることにより、還元剤としての機能を向上させることができる。
・ 吸音天井材１０の製造は、ポリウレタン発泡体マット１１の少なくとも一方にガラスマット１３を設け、そのガラスマット１３上に表皮材１４を積層し、ポリウレタン発泡体マット１１及びガラスマット１３の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材１４を積層した後、加熱プレス成形することにより行われる。この場合、加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材１４の表面に塗布することにより、表皮材１４にはチオ硫酸塩が含有される。このため、機械的物性が良好に維持されつつ、変色が抑制された吸音天井材１０を、チオ硫酸塩の水溶液を塗布するという簡単な操作で容易に製造することができる。
【００３３】
・ 前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度を２〜５質量％に設定することにより、低濃度で変色抑制効果を有効に発揮することができる。
・ さらに、チオ硫酸塩の水溶液の塗布量を５０〜１００ｍｌ／ｍ２に設定することにより、チオ硫酸塩水溶液の表皮材１４中への浸透性及び外観を良好に維持しつつ、変色を抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、参考例、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に限定されるものではない。
（参考例１〜９）
吸音内装材としての吸音天井材１０において、バインダーとしてのＭＤＩの酸化を抑えると共に、吸音天井材１０の外観を良好に保持するために、次のような観点で酸化防止剤を選定した。すなわち、そのような観点は、吸音天井材本体を構成するポリウレタン発泡体及びＭＤＩが劣化しないようにできるだけ水溶液が中性に近いこと、さらに塗布後に副生成物としてガスの発生などがなく、安定していることである。
【００３５】
そのため、各種酸化防止剤について、ｐＨ、性状などの観点に基づいて次の基準で使用適性を評価した。それらの結果を表１に示した。
○：使用適性が十分である。△：使用適性に若干の問題がある。×：使用適性がない。
【００３６】
【表１】
表１に示したように、酸化防止剤として参考例１のチオ硫酸ナトリウム及び参考例２のチオ硫酸カリウムは共に水溶液が中性で、ガスの発生もなく、使用適性が十分であった。参考例３の無水亜硫酸ナトリウム、参考例４の亜硫酸水素ナトリウム及び参考例７のピロ亜硫酸ナトリウムは、放置しておくと亜硫酸ガスを発生し、吸音内装材の劣化や結晶析出のおそれがあるため好ましくない。参考例５の次亜硫酸ナトリウムは、亜硫酸ガスを発生する上に、潮解性があるため使用適性のないものであった。参考例６のスルホキシル酸ナトリウムは、ホルマリンを生成するため、使用適性のないものであった。参考例８の二酸化チオ尿素及び参考例９のシュウ酸は、熱、アルカリ、酸などの処理が必要で、十分な洗浄を要するため、使用適性のないものであった。従って、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム等のチオ硫酸塩、特にチオ硫酸のアルカリ金属塩が好ましいという結果であった。
（実施例１〜１４及び比較例１）
吸音内装材としての吸音天井材１０について試験を行った。吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット１１の両面にバインダーとしてのＭＤＩ（ポリメリックＭＤＩ）をロールコータで塗布してバインダー層１２を形成した。バインダーの塗布量は、ポリウレタン発泡体マット１１の表面側が４０〜６０ｇ／ｍ２、裏面側が４０〜１００ｇ／ｍ２となるように設定した。両バインダー層１２上に触媒として６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノールの５質量％水溶液を、スプレーにて塗布量２５ｇ／ｍ２で吹き付けた。次いで、ポリウレタン発泡体マット１１の表面側には、ガラス繊維より形成されたガラスマット１３を重ねた後、表皮材１４を積層した。一方、ポリウレタン発泡体マット１１の裏面側には、ガラス繊維より形成されたガラスマット１３を接着し、その上にホットメルト接着剤のフィルム（厚さ３０μｍ）よりなる接着剤層１５を形成し、さらにその上にポリエステル樹脂製の不織布よりなる裏面材１６を積層した。
【００３７】
上記ポリウレタン発泡体マット１１は、主として連続気泡構造を有する半硬質のポリウレタン発泡体（見掛け密度３４ｋｇ／ｍ３、セル数４０〜７０個／２５ｍｍ、圧縮強度６〜１２Ｎ／ｃｍ２、伸び１０〜２０％、通気性１．１〜３ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ）である。ガラスマット１３は、ガラス繊維を束ねて接着剤で接着し、板状に形成したものである。表皮材１４は、ポリエステル樹脂繊維より形成された不織布で、目付量が１００ｇ／ｍ２のものである。ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をフィルム状に形成したものである。
【００３８】
このようにして得られたテストピース（積層材料）について、加熱プレス成形機を用い、１２０℃で３０秒間加熱、圧縮し、厚さ約８ｍｍの積層体として図１に示すような吸音天井材１０を得た。すなわち、各層の厚さは、ポリウレタン発泡体マット１１が約５ｍｍ、ガラスマット１３が約０．３ｍｍ、表皮材１４が約２．５ｍｍ及び裏面材が約０．２ｍｍであった。
【００３９】
続いて加熱プレス成形後に、チオ硫酸塩としてチオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの水溶液を約２５ｃｍの距離でスプレーガンにて直径２００ｍｍ程度の円状にスプレー塗布し、塗布部を布で押えつけてチオ硫酸塩の水溶液を表皮材中に浸透させた。そして、塗布後７日間放置し、浸透性評価、黄変性評価、塗布後の外観評価及び総合評価を以下に示す方法により測定した。
（浸透性評価）
表皮材１４中へのチオ硫酸塩水溶液の浸透度合いを目視により次の基準で評価した。
【００４０】
◎：表皮材１４の厚さ方向全域にわたって浸透した。○：表皮材１４の表面から１ｍｍ程度まで浸透した。×：表皮材１４の表面が不均一に濡れていた。
（黄変性評価）
得られた積層体を、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスが２０ｐｐｍの濃度で収容されている容器内に６時間放置し、次いで２時間空気を流通させた後、目視により黄変性を観察し、下記に示す判断基準で評価した。
【００４１】
○：黄変なし。△：照明下で確認可能な黄変が認められるが、許容できるものである。×：明らかな黄変あり。
（塗布後の外観評価）
吸音天井材１０の外観形状を目視により観察し、次に示す判断基準にて評価した。
【００４２】
○：非常に良好である。△：白色の染みが若干認められるが、ほぼ良好である。
（総合評価）
前記浸透性評価、黄変性評価及び塗布後の外観評価に基づき、次の判断基準にて総合評価を行った。
【００４３】
○：吸音天井材１０として優れたものである。△：吸音天井材１０として良好なものである。×：吸音天井材１０として不適当である。
以上の試験結果を表２に示した。
【００４４】
【表２】
表２に示したとおり、実施例１〜１４においては、チオ硫酸塩水溶液のスプレー塗布により表皮材１４にチオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムが含まれていることから、その還元作用によりＭＤＩの酸化による着色物質の生成が抑制されたものと考えられる。従って、いずれも吸音天井材１０として良好な結果が得られた。また、チオ硫酸塩水溶液の濃度と塗布量に関しては、チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの濃度が２．５質量％の場合には、塗布量が６０ｍｌ／ｍ２又は９０ｍｌ／ｍ２のとき最も良好な結果が得られた。チオ硫酸ナトリウム又はチオ硫酸カリウムの濃度が５．０質量％の場合には、塗布量が６０ｍｌ／ｍ２のとき最も良好な結果が得られた。塗布量が９０ｍｌ／ｍ２になると、チオ硫酸塩の結晶が表皮材１４の表面に析出して薄い白色の染みを生ずる傾向が見られた。従って、チオ硫酸塩水溶液の濃度は２〜５質量％であることが望ましく、チオ硫酸塩水溶液の塗布量は５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることが望ましいことが判明した。
【００４５】
表皮材１４中へのチオ硫酸塩水溶液の浸透性に関して、チオ硫酸塩水溶液の塗布量が９０ｍｌ／ｍ２の場合には表皮材１４の厚さ方向の全域に浸透して黄変抑制効果が発現され、チオ硫酸塩水溶液の塗布量が６０ｍｌ／ｍ２の場合には表皮材１４の表面側１ｍｍ程度の浸透であったが、十分な黄変抑制効果が得られた。なお、実施例１〜１４で得られた吸音天井材１０は、いずれも硬さ、剛性などの機械的物性は従来のものと同等で、良好であった。その一方、表皮材１４にチオ硫酸塩が含まれていない比較例１においては、得られた積層体は黄変性が著しく、吸音天井材１０として使用できないものであった。
【００４６】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記補強材を吸音内装材本体の片面に設けたり、バインダー水溶液又は触媒水溶液を吸音内装材本体と補強材の双方に塗布したり、補強材のみに塗布したりすることもできる。
【００４７】
・ 前記実施例において、バインダーとしてモノメリックＭＤＩ又はモノメリックＭＤＩとポリメリックＭＤＩの混合物を使用することもできる。
・ 実施例において、バインダーを硬化させるための触媒として第３級アミンとトリアジン系触媒との混合触媒などを使用することもできる。
【００４８】
・ 吸音内装材の構成において、裏面側の補強材としてのガラスマットを省略したり、裏面材としての不織布を省略したりなどすることも可能である。また、各層の厚さを目的に応じて適宜変更することもできる。
【００４９】
・ バインダーとして、ＭＤＩ以外に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等を配合することもできる。
・ 自動車用の吸音内装材として、自動車の内装用のパネル、パッドなどに適用することができる。
【００５０】
・ ＭＤＩの硬化物はウレタン結合の連鎖中に芳香環を有する構造をもち、紫外線の照射を受けたときにキノイド化反応が起きてアゾ化合物やキノンイミド化合物が生成し、黄変するため、表皮材にチオ硫酸塩に加えて紫外線吸収剤を含ませることもできる。
【００５１】
・ 前記バインダーには、ポリオールとＭＤＩとを反応させてなるプレポリマーを含有させ、吸音内装材の剛性や弾性などを高めるように構成することも可能である。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
【００５２】
・ 前記自動車の吸音内装材は、吸音内装材本体の両面に補強材が設けられ、表面側の補強材上に表皮材が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車における吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を有効に発揮させることができる。
【００５３】
・ 前記自動車の吸音内装材は、吸音内装材本体の両面に補強材が設けられ、表面側の補強材上に表皮材が積層されると共に、裏面側の補強材上に裏面材が積層され、かつバインダーが吸音内装材本体の両面に塗工されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車における吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を十分に発揮させることができる。
【００５４】
・ 前記自動車の吸音内装材は、自動車の吸音天井材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸音内装材。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を吸音天井材において最も有効に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態における吸音天井材を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０…吸音内装材としての吸音天井材、１１…吸音天井材本体としてのポリウレタン発泡体マット、１３…補強材としてのガラスマット、１４…表皮材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなる自動車における吸音内装材であって、
前記表皮材には、チオ硫酸塩が含有されていることを特徴とする自動車における吸音内装材。
【請求項２】
前記チオ硫酸塩は、チオ硫酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の自動車における吸音内装材。
【請求項３】
吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、該補強材上に表皮材を積層し、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形する自動車における吸音内装材の製造方法であって、
前記加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布し、表皮材にチオ硫酸塩を含有させることを特徴とする自動車における吸音内装材の製造方法。
【請求項４】
前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、２〜５質量％であることを特徴とする請求項３に記載の自動車における吸音内装材の製造方法。
【請求項５】
前記チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の自動車における吸音内装材の製造方法。
【請求項１】
吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材が設けられ、該補強材上に表皮材が積層されて構成され、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形してなる自動車における吸音内装材であって、
前記表皮材には、チオ硫酸塩が含有されていることを特徴とする自動車における吸音内装材。
【請求項２】
前記チオ硫酸塩は、チオ硫酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の自動車における吸音内装材。
【請求項３】
吸音内装材本体の少なくとも一方に補強材を設け、該補強材上に表皮材を積層し、前記吸音内装材本体及び補強材の少なくとも一方の上にバインダーを塗工し、表皮材を積層した後、加熱プレス成形する自動車における吸音内装材の製造方法であって、
前記加熱プレス成形後にチオ硫酸塩の水溶液を表皮材の表面に塗布し、表皮材にチオ硫酸塩を含有させることを特徴とする自動車における吸音内装材の製造方法。
【請求項４】
前記チオ硫酸塩の水溶液の濃度は、２〜５質量％であることを特徴とする請求項３に記載の自動車における吸音内装材の製造方法。
【請求項５】
前記チオ硫酸塩の水溶液の塗布量は、５０〜１００ｍｌ／ｍ２であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の自動車における吸音内装材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１７９３１５（Ｐ２００８−１７９３１５Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５８７１（Ｐ２００７−１５８７１）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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