説明

自動車内装材および自動車内装部品

【課題】 熱可塑性樹脂を基材とする発泡シートを用いた、ガラス繊維などを含まず、非常に軽量、低コストで安定した品質と環境適合性を兼ね備え、成形加熱時間を短縮化でき、生産性に優れた自動車内装材および自動車内装部品を得る。
【解決手段】 熱可塑性樹脂を押出発泡成形して得られた発泡層の両面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層した自動車内装材用積層発泡シートに対して、室内側非発泡層に、ラテックス接着剤を介して表皮材を、室外側非発泡層に、ラテックス接着剤を介して、異音防止材が積層してなる自動車内装材において、ラテックス接着剤に遠赤外線吸収剤を含有させることにより、加熱時間を短縮化でき、成形サイクルの短縮化が図れ、生産性に優れた、ガラス繊維を含まず、軽量、かつ低コストで、安定した品質、環境適合性を備えた自動車内装材および自動車内装部品が得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車内装材および自動車内装部品に関する。さらに詳しくは、遠赤外ヒータを用いて加熱成形により製造される自動車内装材であって、遠赤外線ヒータの熱を効率よく吸収し、加熱時間を短縮でき、生産性に優れ、軽量かつ環境適合性を兼ね備えた自動車内装材および自動車内装部品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車天井材などの自動車内装材として、ウレタンフォームにガラス繊維を積層したシートや、ポリプロピレン樹脂にガラス繊維を混合または積層した積層シートが広く用いられている。これらの内装材は、成形加工性、耐熱特性及び吸音特性に優れているという特徴がある。一方で、これらの内装材は、ガラス繊維を構成材料とするため、リサイクル性、特にマテリアルリサイクル性に劣り、また、軽量化が図れず、自動車の燃費が上昇することによりCO量が増加するという面から環境適合性に劣るものである。これに対し、ガラス繊維代替として、カーボン繊維や天然繊維として、サイザル繊維/ジュート繊維を混合または積層した積層シートが登場している。しかし、これらの積層シートは、価格面、品質安定性を確保するために、構成繊維の使用量を増加せざるを得ず、結果として、軽量化が図れず、自動車の燃費が上昇することによりCO量が増加するので、やはり環境適合性を十分満足するものではない。
【0003】
近年、自動車の更なる燃費向上要求に対し、より一段の自動車内装材の軽量化が求められている。さらに、自動車居室内の暑さ、寒さ等の車室内の温度に対する快適性は自動車内装材の断熱性能に影響され、従来の自動車内装材は、この特性の劣るものであった。
【0004】
上記の問題を解決するため、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂(以下、「変性PPE系樹脂」と記す)を基材樹脂とする発泡シートの両面もしくは片面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層した発泡積層シートからなる自動車内装材、さらにその表面に接着剤を介して表皮層を設けた自動車内装材が提案されている(特許文献1、2参照)。
【0005】
このような熱可塑性樹脂からなる発泡積層シートを熱風方式による加熱を行い、金型を用いてプレス成形を行うことにより自動車内装部品を作製する場合、発泡積層シートを構成する発泡層が断熱材となるため、発泡積層シートを構成する熱可塑性樹脂を軟化させるための加熱として、長い加熱時間を要してしまう側面がある。そこで、加熱時間を短縮し、加熱効率を向上するため、加熱方式として、遠赤外線ヒータを利用する方法が採られている(特許文献3参照)。
【0006】
遠赤外線ヒータによる加熱による成形方法により、加熱時間の短縮によって加熱効率の向上、つまり生産性の向上は認められているが、生産性をさらに向上すべく、加熱時間のさらに短縮できる方法、部材の出現が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平9−29875号公報
【特許文献2】特開平9−174729号公報
【特許文献3】特開平9−309183号公報
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明に係わる自動車内装材の要部拡大断面説明図である。
【図2】本発明に係わる箱型形状の成形品概略図である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、加熱効率を向上させ、生産性に優れ、かつ軽量で、しかも安定した品質と環境適合性を兼ね備えた自動車内装材および自動車内装部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、熱可塑性樹脂発泡積層シートの室内側面非発泡層に、ラテックス接着剤を介して表皮材が、室外側面非発泡層に、ラテックス接着剤を介して異音防止層が積層した自動車内装材を製造するにあたり、前記ラテックス接着剤に遠赤外線吸収剤を包含させることにより、発泡積層シートの加熱効率を向上させ、加熱時間を短縮し、成形サイクルを短縮でき、生産性を向上した自動車内装材および自動車内装部品が得られることを見出した。
【0011】
さらに、本発明者らは、熱可塑性樹脂として、耐熱性樹脂、特に、ポリフェニレンエーテル系樹脂(以下、「PPE系樹脂」と記す)およびポリスチレン系樹脂(以下、「PS系樹脂」と記す)との混合樹脂である変性PPE系樹脂を押出発泡成形して得られた発泡層の表面に、PPE系樹脂およびポリスチレン系樹脂との混合樹脂である変性PPE系樹脂や、耐熱PS系樹脂からなる非発泡層を形成した熱可塑性樹脂発泡積層シートの室内外両面の非発泡層に、遠赤外線吸収剤を含有するラテックス接着剤を介し、表皮材並びに異音防止層を積層してなる自動車内装材であれば、材料の加熱時間を短縮化でき、生産性に優れ、ガラス成分を含まず、軽量で、安定した品質、環境適合性を備えた自動車内装材および自動車内装部品が低コストで得られることを見出した。
【0012】
すなわち、本発明は、
[1] 熱可塑性樹脂を押出発泡成形して得られた発泡層の表面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層した熱可塑性樹脂発泡積層シートに、ラテックス接着剤を介して表皮材および異音防止材が積層された自動車内装材であって、平均粒子径が1〜70μmの遠赤外線吸収剤がラテックス接着剤100重量部に対して3〜20重量部含有されていることを特徴とする、自動車内装材、
[2] 前記遠赤外線吸収剤が、酸化鉄、酸化チタン、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭化珪素および黒鉛よりなる群から選ばれる少なくとも一種の微粉末であることを特徴とする、[1]に記載の自動車内装材、
[3] 前記ラテックス接着剤が、ポリスチレン系樹脂を構成樹脂とするラテックスであることを特徴とする、[1]または[2]に記載の自動車内装材、
[4] 前記ラテックス接着剤が、スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂またはカルボキシル化変性スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂を構成樹脂とするラテックスであることを特徴とする、[1]または[2]に記載の自動車内装材、
[5] 前記ラテックス接着剤が、カルボキシル化変性スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂を構成樹脂とするバインダーラテックスおよびカルボキシル化変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体樹脂を構成樹脂とするレジンラテックスからなるラテックス混合物であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の自動車内装材、
[6] 前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの発泡層を構成する熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂25〜70重量%およびポリスチレン系樹脂75〜30重量%からなる変性ポリフェニレンエーテル系樹脂であることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の自動車内装材、
[7] 前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの発泡層の厚さが1〜5mm、発泡倍率が3〜20倍および目付が100〜300g/mであることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載の自動車内装材、
[8] 前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの非発泡層を構成する熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂5〜70重量%およびポリスチレン系樹脂95〜30重量%からなる変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、および耐熱ポリスチレン系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載の自動車内装材、
[9] 前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの非発泡層の目付が50〜300g/mであることを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載の自動車内装材、
[10] 前記表皮材が、合成繊維を含む目付100〜300g/mである不織布からなるものであることを特徴とする、[1]〜[9]のいずれかに記載の自動車内装材、
[11] 前記異音防止材が、合成繊維を含む目付15〜100g/mである不織布からなるものであることを特徴とする、[1]〜[10]のいずれかに記載の自動車内装材、および
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の自動車内装材を、表皮材が室内側に、異音防止材が室外側なるように成形してなる自動車内装部品
に関する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の自動車内装材は、熱可塑性樹脂を押出発泡成形して得られる発泡シートの表面に熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層してなる熱可塑性樹脂発泡積層シートにおいて、非発泡層にラテックス接着剤を介して意匠面側には表皮材が、反意匠面側には異音防止材が積層されてなる自動車内装材であり、すべてプラスチック素材からなるので、ガラス繊維を含まず、非常に軽量であり、かつ環境適合性に優れる。さらに、本発明では、ラテックス接着剤に遠赤外線吸収剤を含有することから、遠赤外ヒータによる加熱方式における材料の加熱時間を大幅に短縮することができ、生産性に優れた自動車内装材を低コストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明に係る自動車内装材は、熱可塑性樹脂を押出発泡成形して得られる発泡層の表面に、好ましくは前記非発泡層の両面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層してなる熱可塑性樹脂発泡積層シートに、ラテックス接着剤を介して表皮材および異音防止材が積層されてなる自動車内装材であって、前記ラテックス接着剤に遠赤外線吸収剤が含有されることにより、遠赤外線ヒータの遠赤外線(電磁波)を効率的に吸収でき、加熱時間を短縮できるものである。
【0015】
以下、本発明の自動車内装材および自動車内装部品を、図面に基づいて説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態に係わる自動車内装材1の断面の構成を示している。なお、これを成形した自動車内装部品も同様の断面構造を有するので、以下、自動車内装材1の構造について説明する。自動車内装材1は、熱可塑性樹脂発泡積層シート50の室外側に異音防止層20が積層され、室内側に表皮材30が積層されている。熱可塑性樹脂発泡積層シート50は、熱可塑性樹脂を基材樹脂とする押出発泡シートである発泡層10の両面に、熱可塑性樹脂を基材樹脂とする非発泡層11(室内側)および13(室外側)が形成されている。異音防止層20は、熱可塑性樹脂発泡積層シート50の室外側非発泡層13の表面に、遠赤外線吸収剤40を含有する接着剤層18を介して積層され、表皮材30は、室内側非発泡層11の表面に、遠赤外線吸収剤40を含有する接着剤層18を介して積層されている。
【0017】
発泡シートである発泡層10の基材樹脂として使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−イタコン酸共重合体等の耐熱性ポリスチレン系樹脂;ポリスチレンあるいは耐熱性ポリスチレンとポリフェニレンエーテル(PPE)とのブレンド体、PPEへのスチレングラフト重合体等のスチレン・フェニレンエーテル共重合体等の変性PPE系樹脂;、ポリカーボネート樹脂;ポリブチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレートで例示されるポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのなかでも、耐熱性、剛性等の品質に優れ、加工性および製造が容易である点で、変性PPE系樹脂が好ましい。さらに、前記変性PPE系樹脂は、PPE系樹脂とPS系樹脂との混合樹脂が好ましい。
【0018】
変性PPE系樹脂中のPPE系樹脂の具体例としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチルフェニレン−4−エーテル)、ポリ(2,6−ジエチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジエチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−n−プロピルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−n−ブチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−クロルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−メチル−6−ブロムフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2−エチル−6−クロルフェニレン−1,4−エーテル)などがあげられ、これらは単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0019】
また、PPE系樹脂に重合、好ましくはグラフト重合させるスチレン系単量体の具体例としては、たとえばスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレン、p−メチルスチレン、エチルスチレンなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせてもよい。これらのなかでも、汎用性およびコストの点で、スチレンが好ましい。
【0020】
変性PPE系樹脂中においてPPE系樹脂と混合樹脂を形成するPS系樹脂としては、スチレンまたはその誘導体、例えばα−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレン、p−メチルスチレン、エチルスチレンなどを主成分とする樹脂があげられる。したがって、PS系樹脂はスチレンまたはスチレン誘導体だけからなる単独重合体に限らず、他の単量体と共重合することによって得られた共重合体であってもよい。
【0021】
発泡層10に使用される基材樹脂として、変性PPE系樹脂を使用する場合は、通常、PPE系樹脂25〜70重量%およびPS系樹脂75〜30重量%であることが好ましく、PPE系樹脂35〜60重量%およびPS系樹脂65〜40重量%であることがより好ましく、PPE系樹脂38〜58重量%およびPS系樹脂62〜42重量%であることがさらに好ましい。変性PPE系樹脂中のPPE系樹脂が25重量%より少ないと、耐熱性が劣る傾向にあり、PPE系樹脂が70重量%を超えると、加熱流動時の粘度が上昇して発泡成形が困難になる傾向がある。
【0022】
発泡層10としての発泡シートは、発泡剤として炭化水素系発泡剤を用いて押出発泡成形して得られるものが、基材樹脂との相溶性の点で好ましい。使用される炭化水素系発泡剤としては、基材樹脂の発泡性の点から揮発性発泡剤が好ましく、具体的には、例えば、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンなどがあげられる。なかでも、発泡剤の溶解度を示すカウリブタノール値(KB値)が20〜50である炭化水素系発泡剤が基材樹脂との相溶性と良好な発泡性及び発泡性の経時変化が小さい点から好ましい。KB値が20未満の場合、基材樹脂との相溶性が不足し、基材樹脂への発泡剤の含有量が少なくなる傾向にある。一方で、KB値が50を超える場合、基材樹脂へ包含された発泡剤の逸散性が大きくなる傾向にある。また、この範囲よりもKB値の高いものと低いものとを2種以上適宜混合して前記範囲としたものも使用することができる。さらに、前記発泡剤の具体例のなかでも、発泡剤の適度な溶解性および発泡剤の逸散性が小さく、発泡層の経時変化に伴う発泡性の変化が小さい点で、イソブタン、または、イソブタンおよびノルマルブタンの混合体であって、イソブタンの比率が高いもの、さらには、イソブタン含有量が50重量%以上の前記混合体が好ましい。前記混合体中のイソブタン含有量が50重量%より少ないと発泡剤の逸散性が大きく、発泡層の経時変化に伴う発泡性の変化が大きくなる傾向がある。
【0023】
発泡層10の発泡シートを押出発泡成形する時の炭化水素系発泡剤の添加量は、耐熱性樹脂100重量部に対し、2.0〜5.0重量部であることが好ましく、2.5〜4.5重量部であることがより好ましい。炭化水素系発泡剤の添加量が2.0重量部より少ないと、成形加熱時の二次発泡倍率が低くなりすぎることもあり、良好な成形性を得るのに悪影響を与える傾向があり、5.0重量部を超えると、押出発泡が不安定になったり、発泡シートの表面荒れが発生する傾向がある。
【0024】
本発明の自動車内装材1を成形して自動車内装部品を製造する際、成形時に熱がかかり、発泡層10(1次発泡シート)は、さらに発泡(2次発泡)する。発泡層10(1次発泡層)の厚さとしては、1.0〜5.0mmが好ましく、1.5〜3.5mmがより好ましい。発泡層10(1次発泡シート)の厚さが1.0mmより小さいと、強度および断熱性に劣り、自動車内装材用発泡積層シートとして適当でない場合がある。一方、5.0mmを超えると、成形時に熱がかかって発泡層10(1次発泡シート)がさらに発泡(2次発泡)する際に、発泡層10の厚み方向の中心部まで熱が伝わり難く、そのため充分な加熱が行えず、成形性が低下する傾向がある。また、充分な加熱を行うべく加熱時間を長くすると、発泡層10表面のセルに破泡などが生じ、製品として許容できるものが得られ難くなる傾向がある。
【0025】
発泡層10(1次発泡シート)の発泡倍率は3〜20倍が好ましく、5〜15倍がより好ましい。発泡層10(1次発泡シート)の発泡倍率が3倍より低いと、柔軟性に劣り、曲げなどによる破損が生じ易く、また、軽量化の効果が少なくなる傾向がある。発泡層10(1次発泡シート)の発泡倍率が20倍を超えると、強度が低下し、また、成形時に熱が伝わり難くなり中心部まで加熱し難いことにより、成形性が低下する傾向がある。
【0026】
発泡層10(1次発泡シート)を形成する1次発泡層のセルの厚み方向の大きさであるセル径は0.05〜0.9mmが好ましく、0.1〜0.7mmがより好ましい。セル径が0.05mmより小さいと、充分な強度が得られ難くい傾向があり、0.9mmを超えると、断熱性に劣る傾向がある。
【0027】
発泡層10(1次発泡シート)の目付は100〜300g/mが好ましく、120〜200g/mがより好ましい。目付が100g/mより低いと、内装材としての剛性が不足する傾向があり、目付が300g/mを超えると、重量増により軽量性の効果が低下する傾向がある。
【0028】
発泡層10(1次発泡シート)中の残存揮発成分の量は、発泡層10の全重量に対して1.0〜5.0重量%が好ましく、2.0〜4.0重量%がより好ましい。残存揮発成分が1.0重量%より少ないと、内装品を成形する際の2次発泡倍率が低くなりすぎることも有り得るため、良好な成形性を得るのに影響を与える傾向がある。また、残存揮発成分が5.0重量%を超えると、非発泡層11、13との間に空気溜まりが発生したり、経時により寸法安定性が低下する傾向がある。なお、発泡層10中の残存揮発成分の量は、ガスクロマトグラフィーにより測定しても良いが、通常、発泡層10の試験片を耐熱性樹脂が軟化をはじめる温度以上で分解温度以下の温度範囲で加熱して揮発成分を充分に揮発させ、加熱前後の重量差により測定することができる。
【0029】
一般に、発泡層10(1次発泡シート)においては、押出発泡成形時に延伸され扁平となっていたセルが、成形加熱時に扁平率を解消する方向にその形状を変化させることにより、加熱収縮が発現する。その加熱収縮が、結果的に自動車内装材の熱変形(以下、「耐熱変形」と記す)を起こす。
【0030】
耐熱変形とは、自動車内装材を加熱試験した場合に、加熱前後での発泡セルの加熱収縮による形状変形等により自動車内装材の寸法変化が発生することを意味し、例えば、自動車天井材の場合、加熱試験後の天井成形体の屈曲部において、加熱試験で変形が発生し、フロント及びリア部の端末部位が変形する現象をいう。
【0031】
耐熱変形等の形状変化は、発泡層10(1次発泡シート)の表裏面表層部のセルの密度を発泡層の中心層部のセルの密度より大きくすることにより抑制できる。具体的には、押出発泡成形シート化時に発泡層10の表裏面の表層部とも均一に冷却することにより、発泡層の表裏面の表層部をハードスキン層として形成することにより、発泡層の表層部を剛直化することで加熱収縮する量を抑制することができる。
【0032】
さらに、発泡層10のセル内圧の変化をなるべく小さくすることにより、加熱収縮量を小さくできる。例えば、発泡層10の押出発泡シート化後、非発泡層11、13を積層加工するまでの時間(養生時間)を30日以上確保することにより、セル内圧の変化をなるべく小さくすることができる。
【0033】
なお、発泡シートである発泡層10の基材樹脂には、必要に応じて気泡調整剤、耐衝撃性改良剤、滑剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、安定剤、臭気低減剤、タルクなどを添加してもよい。
【0034】
次に、非発泡層11および13について説明する。
【0035】
非発泡層11および13は、発泡層10への積層により、発泡層10の加熱による熱変形での動きが、非発泡層11、13で制御され、発泡積層シートの高温下での熱変形制御および成形時の成形体形状の安定性が図られ、さらに、曲げ剛性を向上させ、自動車内装材のハンドリング性が改善される。
【0036】
非発泡層11または13に用いられる熱可塑性樹脂としては、具体的には、例えば、PS系樹脂、耐熱PS系樹脂、変性PPE系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリアミド(ナイロン)系樹脂などが挙げられ、これらは単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。これらのうちでも、発泡層10との接着性の観点から、変性PPE系樹脂および耐熱PS系樹脂が好ましく使用される。
【0037】
非発泡層11または13として変性PPE系樹脂を使う場合は、非発泡層11または13として使用される変性PPE系樹脂は、上述の発泡層10の場合と同様に、PPE系樹脂に対しスチレン系化合物を主体とする単量体による重合またはその重合体との混合による変性を行ったものであり、例えば、PPE系樹脂とPS系樹脂との混合樹脂、PPE系樹脂にスチレン系単量体を重合させたPPE−スチレン共重合体、この共重合体とPS系樹脂またはPPE系樹脂との混合物、その共重合体とPPE系樹脂とPS系樹脂との混合物などが挙げられる。これらのうちでは、PPE系樹脂とPS系樹脂との混合樹脂が、製造が容易であるなどの点から好ましい。
【0038】
前記PPE系樹脂、PS系樹脂またはスチレン系単量体の具体例や好ましいものの例示や、PS系樹脂やスチレン単量体と重合可能な単量体の具体例、それを使用する理由などは、発泡層10において説明した場合と同様である。ただし、PS系樹脂の好ましい具体例として、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)で代表されるスチレン−ブタジエン共重合体が、非発泡層11、13の耐衝撃性改善効果が大きいという点から好ましい。
【0039】
ところで、本発明者らの研究により、自動車内装材の熱変形による寸法変化は、二次成形等の成形加工時に、非発泡層11、13に残留歪みが存在し、高温下等の使用条件において、その残留歪みが緩和することにより発生していることがわかっている。
【0040】
発泡積層シートを加熱成形により成形加工する場合、非発泡層11、13の残留歪みを除去する程度に発泡積層シートを過加熱した場合、発泡層10で破泡が生じ、表面荒れや非発泡層11、13の発泡層10からの剥離が発生し外観を損ねる。一方で、発泡層10の破泡を抑制する程度の低い温度で加熱した場合、非発泡層11、13の熱軟化が不足し、充分な伸び性を発現できず、結果、残留歪みとなり熱変形による寸法変化を引き起こすことになる。
【0041】
そこで、非発泡層11、13の熱軟化程度の1つの指標である非発泡層11、13を構成する熱可塑性樹脂のガラス移転温度(以下、「Tg」と記す)を、発泡層10を構成する熱可塑性樹脂のTg以下にすることで前記問題を解決することができるに至った。具体的には、非発泡層11または13を構成する熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンエーテル系樹脂5〜70重量%およびポリスチレン系樹脂95〜30重量%からなる変性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物であることが好ましく、発泡層を構成するポリフェニレンエーテル系樹脂のPPE比率以下にすることがより好ましい。
【0042】
一方で、発泡層11または13を構成する熱可塑性樹脂として、変性PPE系樹脂を使用する場合、耐熱性評価温度以上のビカット軟化温度以上を有するものが好ましい。その理由として、非発泡層11または13が耐熱性評価温度において軟化してしまうと、発泡層10のセルの動きを制御する働きを担えなくなるためである。
【0043】
非発泡層11、13として耐熱PS系樹脂を使う場合は、非発泡層11、13として使用される耐熱PS系樹脂としては、スチレンまたはその誘導体と他の単量体との共重合体である。耐熱性の改善効果を有し、スチレンまたはその誘導体と共重合可能な単量体としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸またはその誘導体およびその酸無水物、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのニトリル化合物またはその誘導体が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。また、スチレンまたはスチレン誘導体を重合させる際に、合成ゴムまたはゴムラテックスを添加して重合させたものと、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸またはその誘導体およびその酸無水物、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのニトリル化合物との共重合体であってもよい。このうちでは、スチレン−無水マレイン酸系共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、スチレン−メタアクリル酸系共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が、その耐熱性改善効果、汎用性およびコストの面から好ましい。
【0044】
非発泡層11または13の基材樹脂として、前記耐熱PS系樹脂を単独で用いても良く、または2種類以上組み合わせても良い。また、耐熱PS系樹脂は、他の熱可塑性樹脂とブレンドして用いてもよい。ブレンドする熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン、HIPS、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドやそれらの共重合体などがあげられる。これらのうちでは、汎用性、均一分散が可能であること、非発泡層の耐衝撃性改善効果が大きいこと、コストの面等からHIPSが好ましい。HIPSとしては公知のものが使用でき、ゴム成分の含有量は通常1〜15重量%である。
【0045】
発泡層11または13を構成する熱可塑性樹脂として、耐熱PS系樹脂を使用する場合、変性PPE系樹脂を使用する場合と同様に、耐熱性評価温度以上のビカット軟化温度以上を有するものが好ましい。
【0046】
非発泡層11および13の目付は50〜300g/mが好ましく、75〜200g/mがより好ましい。これら非発泡層の目付が50g/mより低い場合には、強度、剛性、耐熱性などが低下する傾向があり、300g/mより高い場合には、発泡積層シートの成形性が劣る傾向がある。
【0047】
非発泡層11、13を形成する熱可塑性樹脂には、必要に応じて、耐衝撃性改良剤、充填剤、滑剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、安定剤、臭気低減剤等を単独または2種以上組み合わせて添加してもよい。前記耐衝撃性改良剤は、非発泡層11および13を発泡層10に積層し、加熱成形時に2次発泡させた積層シートを自動車内装部品として成形する際のパンチング加工や、内装材(発泡積層シート)や内装部品(成形体)を輸送する際に、非発泡層11および13の割れなどを防止するのに有効である。使用される耐衝撃性改良剤としては、基材樹脂に混合することによってその効果を発揮するものであれば、特に限定なく使用し得る。耐衝撃性改良剤は、重合による変性で熱可塑性樹脂に導入した耐衝撃性改良効果を発揮し得る成分であってもよく、例えば、HIPSなどのように耐衝撃性改良成分を含むものを混合して非発泡層に使用する場合も、非発泡層11または13に耐衝撃性を付与することができる。
【0048】
本発明における自動車用内装材1は、図1に示すように、発泡層10の両面に積層される非発泡層11、13のうち、一方の室外側非発泡層13の表面に、接着剤層18を介して異音防止材20が積層されている。異音防止材20は、自動車用内装材1における室外側最外層に積層される部材であり、自動車の車体鋼板と接触する部分であり、自動車内装材1と自動車鋼板との接触による擦れ音を防止する機能が要求され、繊維素材が好適に用いられる。
【0049】
異音防止材20としては、不織布系、織布系の繊維素材であれば何れも用いることができる。異音防止材20に使用される不織布としては、原料繊維を接着剤、溶融繊維、あるいは機械的方法により接合させた布状物であれば、いずれの種類でもよい。原料繊維の種類も特に限定されず、合成繊維、半合成繊維、あるいは天然繊維のいずれをも用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリアクリロニトリル等の合成繊維や、羊毛、木綿、セルロース等の天然繊維を使用することができるが、中でもポリエステル繊維が好ましく、特に耐熱性の高いポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。不織布の種類として、その製造加工方法により、接合バインダー接着布、ニードルパンチ布、スパンポンド布、スプレファイバー布、ウォーターニードル布あるいはステッチボンド布等が挙げられ、いずれの不織布も用いることができる。
異音防止材として合成繊維を含む不織布が好ましい理由としては、製造が容易であり、安価かつ大量に製造することができ、比較的軽目付けで擦れ音を有効に防止できるためである。
【0050】
異音防止材20に使用される不織布は、品質およびコストを考慮すると、15〜100g/mの目付けを有していることが好ましく、20〜60g/mの目付けを有していることがより好ましい。不織布の目付が15g/m未満では、自動車車体鋼板との接触による擦れ音を防止する機能が低下する傾向がある。一方、不織布の目付が100g/mを超えると、いたずらに重量が増加し、コストアップする傾向にある。
本発明における自動車用内装材1は、図1に示すように、発泡層10の両面に積層される非発泡層11、13のうち、一方の室内側非発泡層11の表面に、接着剤層18を介して表皮材30が積層されている。表皮材30は、自動車用内装材1における室内側最外層に積層される部材であり、自動車室内から見え、触れられる部分に配置されるため、特に意匠性、耐傷つき性、触感等が要求される。
【0051】
表皮材30の構成としては、不織布、不織布とニットの積層体、不織布とパッド材とニットの積層体、パッド材とニットの積層体等、内装材に使用されているものであれば何れも使用することができる。
【0052】
表皮材30に使用される不織布としては、原料繊維を接着剤、溶融繊維、あるいは機械的方法により接合させた布状物であればいずれの種類でもよい。原料繊維の種類も特に限定されず、合成繊維、半合成繊維、あるいは天然繊維のいずれをも使用することができる。具体的には、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリアクリロニトリル等の合成繊維や、羊毛、木綿、セルロース等の天然繊維を使用することができるが、中でもポリエステル繊維が好ましく、特に耐熱性の高いポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。
【0053】
表皮材30に使用される不織布の種類としては、その製造加工方法により、接合バインダー接着布、ニードルパンチ布、スパンポンド布、スプレファイバー布、あるいはステッチボンド布等が挙げられ、いずれの不織布も使用することができる。
【0054】
表皮材として合成繊維を含む不織布が好ましい理由としては、製造が容易であり、安価かつ大量に製造することができ、加工性と意匠性を経済的に両立付与できる点である。
【0055】
表皮材30に使用される不織布は、品質およびコストを考慮すると、100〜300g/mの目付けを有していることが好ましく、120〜200g/mの目付けを有していることがより好ましい。不織布の目付が100g/m未満では、内装材としての充分な感触を得ることができない傾向がある。一方、不織布の目付が300g/mを超えると、表皮材の成形歪みが熱変形に影響を与える傾向がある。
【0056】
表皮材30に使用されるパッド材は、表皮材の触感(高級感)を向上させる目的に使用され、緩衝材としての性質を有するフォームが使用される。パッド材として使用されるフォームの種類としては、ポリウレタンフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリブタジエンフォーム等が使用可能である。
【0057】
表皮材30に使用されるニットは、トリコット、ダブルラッセル、ビロード等、内装材に使用されるものであれば、いずれも使用することができる。
次に、表皮材30および異音防止材20を熱可塑性樹脂発泡積層シートに接着する接着剤18について説明する。
【0058】
本発明において、接着剤層18の樹脂成分としては、非発泡層11または13を構成する樹脂に対して相溶性を有する熱可塑性樹脂(以下、「接着樹脂」と記す場合がある。)があげられる。相溶性を有する熱可塑性樹脂の具体例としては、非発泡層11または13が変性PPE系樹脂または耐熱PS系樹脂の場合、PS系樹脂、耐熱PS系樹脂、変性PPE系樹脂、スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂(以下、「SB系樹脂」と記す場合がある。)、カルボキシル化変性スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂(以下、「カルボキシル化変性SB系樹脂」と記す場合がある。)、カルボキシル化変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体樹脂(以下、「カルボキシル化変性AS系樹脂」と記す場合がある。)、等があげられる。これらの中でも、加工性、汎用性、コストの点より、PS系樹脂、SB系樹脂、カルボキシル化変性SB系樹脂およびカルボキシル化変性AS系樹脂が特に好ましい。
【0059】
接着樹脂としてのPS系樹脂は、スチレンまたはその誘導体、例えばα−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレン、p−メチルスチレン、エチルスチレン等を主成分とする樹脂である。従って、PS系樹脂はスチレンまたはスチレン誘導体だけからなる単独重合体に限らず、他の単量体と共重合することによって作られた共重合体であってもよい。
【0060】
接着樹脂としてのSB系樹脂は、スチレンまたはその誘導体(スチレン系単量体)とブタジエンの単量体との共重合体である。重合されるスチレン系単量体およびブタジエン単量体の比率は、耐熱性がスチレン系単量体の比率が高くなること、非発泡層11との相溶性がスチレン系単量体の比率が高くなるほど良好になることより、スチレン系単量体の比率が高くなるほど好ましく、具体的にはSB系樹脂中のスチレン系成分含有量が60重量%以上のものが好ましい。SB系樹脂中のスチレン系成分含有量が60重量%未満では、耐熱性の悪化により、高温下の使用時に表皮材の剥離が発生する可能性がある。
なお、SB系樹脂の物性は、単量体の比率による組成以外に、ブタジエンの二重構造に基づく分子構造(1,2付加構造、1,4付加構造(シスおよびトランス)、橋掛け構造)にも依存しており、ゴム的な性質は、1,4付加構造からもたらされている。そのため、橋掛け構造は多すぎるとゴム的な伸び特性を失い、少なすぎると耐溶剤性等の特性が発揮されないため、この橋掛け構造の量調整、分子量の設計により最終的な樹脂物性が設計される。
【0061】
接着樹脂としてのカルボキシル化変性SB系樹脂は、スチレンまたはその誘導体(スチレン系単量体)、ブタジエン系単量体および不飽和カルボン酸単量体からなる共重合体である。使用される不飽和カルボン酸の単量体としては、一塩基酸および二塩基酸のいずれを使用することも可能で、例えばマレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等があげられる。導入されるカルボキシル基含有単量体の組成比は、強度、熱および光安定性の点から、樹脂全体を100重量%とした場合、1〜10重量%が好ましい。また、カルボキシル化変性SB系樹脂中のスチレン系成分含有量は、SB系樹脂と同様な理由により、60重量%以上のものが好ましい。
【0062】
接着剤層18の接着樹脂としては、前記のようなPS系樹脂ラテックス、SB系樹脂ラテックス、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックス、カルボキシル化変性AS系樹脂ラテックスを単独で用いることも可能であるが、自動車内装材としての種々の要求特性を満たすためには、数種のラテックスを混合して使用することが好ましい。それらの中で、低温成膜性の良好なバインダーラテックスおよび耐熱性が高いレジンラテックスとの混合物を使用することにより、製造工程内の乾燥処理条件に依存しない安定で強固な初期接着強度とラテックス接着剤層18の耐熱性を両立することができ、また、接着剤18を熱可塑性樹脂発泡積層シートに塗布する場合の塗布時に接着剤樹脂にかかるせん断力などの機械的な力に対する安定性の向上により製造工程での取扱い性を改善することができることから、より好ましい。
【0063】
前記バインダーラテックスとしては、カルボキシル化変性SB系樹脂を構成樹脂とするラテックスが、機械安定性が良好な点および非発泡層11または13と相溶性を有する点から好ましい。前記カルボキシル化変性SB系樹脂を構成樹脂とするラテックスのなかでも、本発明においては、乾燥後、ラテックス粒子が融着し連続層を形成する温度である最低成膜温度が20℃以下のものが好ましく、0℃以下のものがより好ましい。SB系樹脂ラテックス等のバインダーラテックスの最低成膜温度が20℃を超える場合、乾燥工程で乾燥不良が発生した際、室温での乾燥によりフィルムの形成が起こらず接着不良が発生する可能性がある。ただし、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックスの最低成膜温度は、SB系樹脂ラテックスのスチレン成分とブタジエン成分の比率にほぼ依存し、最低成膜温度が低いほどブタジエン成分の比率が高くなる結果、スチレン系樹脂からなる非発泡層11または13との相溶性が悪化するため、最低成膜温度は、計算上[計算式:最低成膜温度=2.9×(スチレン成分(wt%))−175]、スチレン成分が50%以上となる−30℃以上が好ましい。
【0064】
前記レジンラテックスとしては、非発泡層11または13と相溶性を有するカルボキシル化変性AS系共重合体樹脂を構成樹脂とするラテックスが、機械安定性が良好な点および非発泡層11と相溶性を有する点から好ましい。前記カルボキシル化変性AS系樹脂は、スチレンまたはその誘導体(スチレン系単量体)、アクリロニトリル系単量体およびカルボキシル基含有単量体の共重合体である。導入されるアクリロニトリル系単量体およびカルボキシル基含有単量体の組成比は、強度、熱および光安定性の点から、樹脂全体を100重量%とした場合、1〜10重量%が好ましい。
【0065】
前記ラテックス混合物中でのレジンラテックスの混合割合は、20〜50重量%が好ましく、30〜50重量%がさらに好ましい。レジンラテックスの混合割合が20重量%未満では、接着剤層の耐熱性が低下し、内装材の実用特性として要求されるレベルに達しない場合があり、50重量%を超えると、バインダーラテックスが連続相とならず、ラテックス混合物の最低成膜温度が20℃以上となり、室温での乾燥によりフィルムの形成が起こらず接着不良が発生する可能性がある。
【0066】
また、前記ラテックス混合物などのラテックス接着剤の最低成膜温度は、20℃以下が好ましく、0℃以下がより好ましい。ラテックス混合物の最低成膜温度が20℃を超えると、室温での乾燥によりフィルムの形成が起こらず、接着不良が発生する場合がある。
【0067】
前記のようなラテックス接着剤からなる接着剤層18による非発泡層11(または13)と表皮材30(または異音防止材20)の接着方法としては、
(1)ラテックス接着剤を非発泡層11(または13)の表面に塗布し、未乾燥状態の塗布面に表皮材30(または異音防止材20)を積層した状態で乾燥し、仮接着させた後、加熱プレスすることで接着させる方法、
(2)表皮材30(または異音防止材20)に予めラテックス接着剤を塗布し、未乾燥状態の塗布面に非発泡層11(または13)が接するように熱可塑性樹脂発泡積層シート50を積層した状態で乾燥し、仮接着させた後、加熱プレスすることで接着させる方法、
(3)表皮材30(または異音防止材20)に、予めラテックス接着剤を塗布し乾燥させた後、溶融した非発泡層11(または13)の基材樹脂と接触させた後、溶融した非発泡層の基材樹脂を発泡層10と表皮材30(または異音防止材20)で挟み込み、圧着することで接着させる方法
のいずれかが好ましい。
【0068】
前記のようにラテックス接着剤を塗布し、未乾燥状態で非発泡層11(または13)と表皮材30(または異音防止材20)とを積層させることにより、変性PPE系樹脂発泡シート等を使用した場合、発泡シートの破泡が起こらない加熱温度での加熱成形(プレス)によっても、要求される接着性が安定的に発現される。
【0069】
本発明で接着剤として使用するラテックスとしては、カーペットバッキング用、塗工紙用、不織布繊維処理用として公知のいずれのラテックスを使用することが可能である。
【0070】
ラテックス原液中の固形分濃度としては、通常40重量%以上であるが、塗布量および塗布方法に応じて適当に水で希釈したうえで使用することが可能である。但し、ラテックス水希釈溶液の固形分濃度が低すぎると、工程内での乾燥が不十分となり、接着不良を引き起こす可能性があるため、その固形分濃度は20重量%以上であることが好ましい。
【0071】
本発明において使用するバインダーラテックスおよびレジンラテックスは、製造工程でポンプ輸送、配合の際の攪拌、コーティングの際のロールコーターによる剪断等間断なく機械的操作を受けるため機械安定性が良好なラテックスが好ましい。ラテックスの機械安定性を改善する方策としては、乳化剤の添加量を増加させる、pHをアルカリ側に調整する、ラテックスをカルボキシル化変性する等があげられるが、カルボキシル化変性が最も有効であるため、カルボキシル化変性のラテックスの使用が好ましい。
【0072】
本発明におけるラテックス接着剤の塗布方法としては、各種ロールコーター法、スプレー法、泡噴霧法等の方法が挙げられ、塗布量、塗布面の形状により適宜選択される。
【0073】
また、本発明に使用するラテックス接着剤には、配合添加剤として、必要に応じて、安定剤、老化防止剤、加硫促進剤、分散剤、充填剤、増粘剤、着色剤、消泡剤、ゲル化剤、凍結防止剤、軟化剤、増粘樹脂等を含有してもよい。
【0074】
接着剤層18を構成するラテックス樹脂の塗布量は、ラテックス接着剤として用いられる熱可塑性樹脂の種類、必要とされる表皮材30(または異音防止材20)との接着強度により適宜決定されるが、ラテックス中の構成樹脂(接着樹脂)の固形分として、1mあたり5〜50gが好ましく、10〜30gがより好ましい。ラテックス接着剤層18の構成樹脂塗布量が5g/m未満の場合は、必要な接着性が得られない場合が有り、50g/mを超える場合は、成形時に表皮材30(または異音防止材20)からラテックス接着剤層18が染み出して金型を汚染する可能性がある。
【0075】
本発明に係る自動車内装材1においては、非発泡層11(または13)と表皮材30(または異音防止材20)とを接着してなる接着剤層18のラテックス接着剤に、遠赤外線吸収剤40を含有することにより、遠赤外線ヒータによる材料加熱時に、赤外線(電磁波)エネルギーを有効に吸収し、摩擦熱を発生し易くでき、結果 短時間で有効に非発泡層11(または13)を加熱することができ、自動車内装材を成形加工する成形サイクルの短縮化が図られ、結果として生産性の向上に繋げることができる。
【0076】
前記遠赤外線吸収剤40としては、例えば、酸化鉄、酸化チタン、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭化珪素、および黒鉛等があげられる。これらは、単独または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらに、遠赤外線吸収剤40としては、上記物質を少なくとも1種含むセラミック系微粉末を用いてもよく、遠赤外線の吸収が効果的に得られ、経済性の点から、灰アルミナ、チタニアが好ましい。
【0077】
本発明における遠赤外線吸収剤40の平均粒子径は、小さいほど、つまり比表面積が大きいほど、吸収作用の効果が大きく、1μm〜70μmが好ましく、5μm〜40μmがより好ましい。平均粒子径が70μmを超えると、ラテックス接着剤中の分散性が低下する傾向があり、1μm未満の平均粒子径とすることは技術的に製造することが困難となり、コスト的な点より好ましくない。なお、本発明において、遠赤外線吸収剤40の平均粒子径は、一般にX線粒径と呼ばれるものであって、通常、粉末X線回折法により得られるX線回折図において、半値幅をβとしたときに、以下のScherrerの式にて計算されるものである。
Lc=0.9λ/βcosθ
ここで、LcはX線粒径(Å)であり、λはX線波長(Å)であり、θはピーク位置角度である。
【0078】
本発明におけるラテックス接着剤18中の遠赤外線吸収剤40の含有量は、ラテックス接着剤100重量部に対して、3〜20重量部であることが好ましい。ラテックス接着剤18への遠赤外線吸収剤40の含有量が20重量部を超えると、ラテックス接着剤への分散性の保持、とりわけ溶液状のラテックス接着剤中へ固形状態にある遠赤外線吸収剤が均一に分散できず、液中で沈降し、均一な分散状態を保持することが困難となり、ラテックス接着剤18中で局部的に固形状態化(塊状)した遠赤外線吸収剤が塗布加工された非発泡層11(または13)上で塊状となり、その部位を起点として有効な接着能が発現できなくなり、結果として接着性が悪化する傾向にある。
【0079】
一方で、ラテックス接着剤18への遠赤外線吸収剤の含有量が3重量部未満であると、電磁波エネルギーの吸収効果が薄れる傾向がある。遠赤外線吸収の効果発現と、ラテックス接着剤18中への良好な分散状態を保持する点から、遠赤外線吸収剤40の含有量は、5〜10重量部であることがより好ましい。
【0080】
次に、本発明の自動車内装材1および自動車内装部品を製造する方法について説明する。
【0081】
本発明における発泡層10(1次発泡シート)は、例えば、以下のように製造することができる。すなわち、基材樹脂である耐熱性樹脂に対し、必要に応じて各種添加剤をブレンドしたものを、押出機を用いて樹脂温度150〜400℃にて溶融・混練する。次いで、高温高圧(樹脂温度150〜400℃および樹脂圧3〜50MPa)下にある押出機内へ、耐熱性樹脂100重量部に対して炭化水素系発泡剤2.0〜5.0重量部を圧入し、さらに、樹脂温度を発泡最適温度域(150〜300℃)に調節した後、サーキュラーダイなどを用い、低圧帯(通常は大気中)に押出し発泡させて円筒状発泡体を得る。その後、例えば0.5〜40m/分の速度でマンドレル(円筒状冷却筒)などに接触させて延伸、冷却した後、切り開いてシート状にして巻き取る などの方法により製造することができる。
【0082】
前記発泡層10に非発泡層11および13を形成して熱可塑性樹脂発泡積層シート1を製造する方法や、さらにこれに異音防止層20を積層する方法は、特に限定されるものではないが、予め発泡成形して巻き取られた発泡層10を繰り出しながら、押出機から供給される溶融状態の非発泡層11および13の基材樹脂を、発泡層10とラテックス接着剤18が塗布された異音防止材20で挟み込む形で層状に積層した後、冷却ローラーなどによって圧着する方法が好ましい。なかでも、発泡層10の押出発泡シート成形と非発泡層11および13の押出とをインラインで行って積層する方法が、製造工程の簡略化という点で好ましい。
【0083】
表皮材30と熱可塑性樹脂発泡積層シート50との接着方法としては、接着剤層18を熱可塑性樹脂発泡積層シート50に塗布した後、表皮材30を当該面に積層し、ロール等を用いて圧着後、乾燥する方法、接着剤層18を表皮材30に塗布した後、熱可塑性樹脂発泡積層シート50と、ロール等を用いて圧着後、乾燥する方法が挙げられる。
【0084】
上記のように得られた自動車内装材1(1次発泡積層シート)から賦型により自動車内装部品(2次発泡積層成形体)を得る成形方法としては、上下にヒータを備えた加熱炉の中央に自動車内装材1をクランプして導き、成形に適した温度(例えば、発泡積層シートの表面温度を135〜155℃)になるように加熱させた後、表皮材30が室内側となるようにして、温度調節した金型にてプレス冷却し、賦形する方法が挙げられる。
【0085】
成形方法の例としては、具体的には、例えば、プラグ成形、フリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、リッジ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、リバースドロー成形、エアスリップ成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバースドロー成形などの方法があげられる。
【0086】
自動車内装材1中の発泡層10(1次発泡シート)を、自動車内装部品を成形する際の加熱により2次発泡させる場合には、1次発泡シートに対して、通常1.2〜4倍に2次発泡させるのが好ましく、さらには1.5〜3倍に2次発泡させるのが好ましい。従って、2次発泡後の発泡層(2次発泡シート)の発泡倍率は、3.6〜80倍が好ましく、7.5〜45倍がより好ましく、10〜40倍がさらに好ましい。2次発泡倍率が1.2倍未満では、柔軟性に劣り、曲げ等による破損が生じ易い傾向がある。2次発泡倍率が4倍を超えると、強度が低下する傾向がある。また、2次発泡後の発泡層(2次発泡シート)の厚さは、1.2〜20.0mmが好ましく、2.25〜10.5mmがより好ましく、3.0〜7.0mmがさらに好ましい。2次発泡後の発泡層の厚さが1.2mmより小さいと、強度および断熱性に劣り、自動車内装部品として適当でない場合がある。厚さが20mmを超えると、成形賦型時の形状発現性が劣ったり、必要以上に嵩高くなり車室内が狭くなる傾向がある。
【0087】
自動車内装材1の全体の目付けは、200〜850g/mが好ましく、240〜600g/mがさらに好ましい。自動車内装材1の全体の目付けが200g/m未満では、強度が劣り、曲げ等による破損が生じ易い傾向がある。850g/mを超えると、重量増に伴う取扱い性(内装作業者のハンドリング性)が低下し、本発明の課題である軽量性に反する傾向がある。
【0088】
以上、本発明に係わる自動車内装材および自動車内装部品の実施態様を種々説明したが、本発明は前記の態様に限定されるものではない。例えば、自動車内装材は用途として電車、航空機、建築物の室内など、自動車以外の内装材としても使用することができ、広義に解釈されるべきものである。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき、種々なる改良、変更、修正を加えた態様で実施し得るものである。
【実施例】
【0089】
以下に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら制限を受けるものではない。
【0090】
なお、実施例または比較例に用いた樹脂を表1に、接着剤層および表皮層の材料を表2に、遠赤外線吸収剤の材料を表3に、に示す。
【0091】
【表1】

【0092】
【表2】

【0093】
【表3】

【0094】
なお、表1〜表3に示した各略号に関する記載は次の通りである。
PPE :ポリフェニレンエーテル樹脂
PS :ポリスチレン樹脂
SMAA:スチレン−メタクリル酸共重合体(耐熱ポリスチレン樹脂)
HIPS:ハイインパクトポリスチレン樹脂
【0095】
実施例または比較例にて実施した評価方法を、以下に示す。
【0096】
(発泡層および成形体の厚さ)
得られた1次発泡シートおよび成形体(自動車天井材)について、幅方向に20ヵ所の厚さを測定し、その測定値の平均値を算出した。
【0097】
(発泡倍率)
得られた1次発泡シートの密度dfをJIS K7222に準じて測定し、別途、変性PPE系樹脂の密度dpをJIS K7112に準じて測定し、発泡倍率=dp/dfの式により算出した。
【0098】
(セル径)
得られた1次発泡シートの発泡層の断面を光学顕微鏡で観察して20個のセル径を測定し、その測定値の平均値を算出した。
【0099】
(目付)
用いた材料の任意の5ヵ所より、100mm×100mmの大きさの試験片を切り出し、それらの重量を測定した後、平均値を算出し、1平方メートル当たりに換算した。
【0100】
(二次発泡性の評価)
得られた熱可塑性樹脂発泡積層シート50に接着剤層18を介して表皮材30を積層した表皮積層シート(サイズ:400mm角)を、単発成形機[浅野研究所社製]を用い、遠赤外線ヒータ[Elstein製、Infrared Elements million proved T−HFS]にて、遠赤外線ヒータの設定温度として、表皮材30側の平均温度370℃、熱可塑性樹脂発泡積層シート50の異音防止材20積層側が平均温度330℃の条件で、30秒加熱した後の発泡積層シート50中央部4点の厚さを測定し、その測定値の平均値を算出した。
【0101】
(熱履歴付与条件下での表皮接着性評価)
成形加工にて得られた成形体(箱型形状;図2)から、150mm×25mmの大きさの試験片を切出し、室温23℃、湿度50RH%の環境下の常態時における表皮材と熱可塑性樹脂発泡積層シートとの接着強度を、以下の方法で測定した。
一方、成形体から150mm×25mmの大きさの試験片を切出し、温度80℃の条件下で24時間静置した試験片を、室温23℃、湿度50RH%の条件下で、表皮材と熱可塑性樹脂発泡積層シートとの接着強度も、以下の方法で測定した。
取得したサイズの試験片を、積層された表皮材を短辺に平行に適当量引き剥がし、引き剥がされた表皮材および熱可塑性樹脂発泡積層シートを引張試験機[島津製作所(株)製、オートグラフDSS−2000]のつかみ冶具に取り付け、180°方向に引張速度200mm/minで引き剥がし、剥離強さを求めた。
【0102】
(実施例1)
[発泡シートの作製]
PPE樹脂成分40重量%およびPS樹脂成分60重量%となるようにPPE樹脂(A)57.1重量部およびPS樹脂(B)42.9重量部とを混合した混合樹脂100重量部に対して、イソブタンを主成分とする炭化水素系発泡剤(イソブタン/ノルマルブタン=85/15重量%)3.5重量部およびタルク0.32重量部を押出機により樹脂温度270℃にて混練し、樹脂温度を196℃まで冷却し、圧力10MPaでサーキュラーダイスにより押出し、引き取りロールを介して巻取りロールにロール状に巻取り、厚さ2.3mm、発泡倍率13.8倍、独立気泡率88%、セル径0.16mm、目付150g/mの発泡シート(1次発泡シート)の巻物を得た。
[非発泡層13の積層]
次いで、前記発泡シートをロールより繰り出しながら、スチレン−メタクリル酸共重合体(C)50.0重量部およびHIPS(D)50.0重量部を混合した混合樹脂を、押出機を用い樹脂温度250℃にて溶融・混練し、Tダイを用いてフィルム状に押出し、前記発泡シート(発泡層10)に溶融状態でフィルム状の室外側非発泡層を積層し、目付150g/mの耐熱PS系樹脂非発泡層(13)を形成した。
耐熱PS系樹脂非発泡層(13)の積層時に、異音防止層(20)としてのスパンレース不織布[(株)ユウホウ社製、セレスWAI−R8020、目付20g/m]に、下記混合ラテックス接着剤を面目付15g/m(固形分量)になるよう塗布し積層した。
混合ラテックス接着剤は、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックス(E)80重量%およびカルボキシル化変性AS系樹脂ラテックス(F)20重量%を混合したもので、遠赤外線吸収剤として粒子径5μmの灰アルミナ微粉末(I)を、ラテックス混合物100重量部に対して8重量部含有したものである。
[非発泡層11の積層]
次いで、得られた耐熱PS系樹脂非発泡層(13)を形成され、異音防止層(20)を積層されたシートをロールから繰り出しながら、PPE系樹脂成分が20重量%となるようPPE樹脂(A)28.6重量部、PS樹脂(B)66.4重量部およびHIPS樹脂(D)5.0重量部を混合した混合樹脂を、樹脂温度が250℃となるようフィルム状に押し出し、耐熱PS系樹脂室外側非発泡層(13)を形成したシートの反対面に、目付120g/mの変性PPE系樹脂室内側非発泡層(11)を形成した。
その後、変性PPE系樹脂室内側非発泡層(11)に、上記混合ラテックス接着剤を面目付30g/m(固形分量)になるよう塗布し、目付140g/mのポリエステル系樹脂からなる繊維を主成分とした不織布表皮(G)を表皮材(30)として積層して、自動車内装材(1)を得た[自動車内装材の全体目付:625g/m、そのうち、表皮材の目付:140g/m]。
[自動車内装材の加熱成形]
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、遠赤外線ヒータ[Elstein製、Infrared Elements million proved T−HFS]にて、遠赤外線ヒータの設定温度として、表皮材30側の平均温度370℃、熱可塑性樹脂発泡積層シート50の異音防止材20側が平均温度330℃の条件で、30秒加熱した。
なお、自動車内装材の表面温度は、予め、非発泡層11および13を発泡層10に積層した時点で、非発泡層11および13上にサーモラベル(西山商事製、品番;T5H−125、T5H−150)を貼付すると共に、積層した表皮材30にサーモラベル(西山商事製、品番;T5H−160)を貼付して測定した。加熱した材料について、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層11で145℃、室外側非発泡層13の表面で145℃、二次発泡板厚は5.9mmであった。
その条件にて、箱型形状の金型を用い、型クリアランス4.5mmでプラグ成形を行い、トリミング、パンチング加工を施し、箱型形状の成形品を得た。取得した成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0103】
(実施例2)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤種をチタニア(J)に変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材(1)を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で145℃、室外側非発泡層の表面で145℃、二次発泡板厚は5.8mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0104】
(実施例3)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤種をジルコン酸カルシウム(K)に変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材(1)の表面温度を測定したところ、表皮材(30)で180℃、自動車内装材(1)の室内側非発泡層の表面で145℃、室外側非発泡層の表面で145℃、二次発泡板厚は6.1mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0105】
(実施例4)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤である灰アルミナ微粉末(I)の含有量を4重量部に変更した以外は実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で140℃、室外側非発泡層の表面で140℃、二次発泡板厚は5.6mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0106】
(実施例5)
混合ラテックス接着剤として、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックス(E)60重量%およびカルボキシル化変性AS系樹脂ラテックス(F)40重量%を混合したラテックス混合物に変更した以外は、実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で145℃、室外側非発泡層の表面で145℃、二次発泡板厚は5.9mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0107】
(実施例6)
混合ラテックス接着剤として、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックス(E)80重量%およびカルボキシル化変性PS系樹脂ラテックス(G)20重量%を混合したラテックス混合物に変更した以外は、実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で145℃、室外側非発泡層の表面で145℃、二次発泡板厚は5.8mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0108】
(実施例7)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤種および含有量を、粒子径70μmの灰アルミナ(L)8重量部に変更した以外は、実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で140℃、室外側非発泡層の表面で140℃、二次発泡板厚は5.5mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0109】
(実施例8)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤種および含有量を、粒子径5μmの灰アルミナ(I)18重量部に変更した以外は、実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で150℃、室外側非発泡層の表面で150℃、二次発泡板厚は6.2mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。
【0110】
(実施例9)
成形時の加熱時間を23秒に変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得、箱型形状の成形品を得た。
ここで、成形加熱時、自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で165℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で135℃、室外側非発泡層の表面で135℃、二次発泡板厚は5.4mmであった。
上記実施例1〜9で得られた箱型形状成形品から試験片を切り出し、各種評価項目について評価試験を実施したところ、表4に示すように、非常に良好な結果を得た。
【0111】
【表4】

【0112】
(比較例1)
混合ラテックス接着剤として、カルボキシル化変性SB系樹脂ラテックス(E)80重量%およびカルボキシル化変性AS系樹脂ラテックス(F)20重量%を混合したものであるが、遠赤外線吸収剤を添加しないものに変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で170℃、自動車内装材1の室内側非発泡層で125℃、室外側非発泡層に積層した異音防止層20の表面で125℃、二次発泡板厚は4.7mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、深絞り部にて伸び不良である割れ等の外観異常が認められた。
得られた自動車内装材1から試験片を切り出し、各種評価項目について評価試験を実施したところ、表4に示したように、実施例に比べて著しく加熱成形性に劣るものであった。
【0113】
(比較例2)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤である灰アルミナ(I)の含有量を2重量部に変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で130℃、室外側非発泡層の表面で130℃、二次発泡板厚は5.2mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、深絞り部にて微小な裂け等の外観異常が認められた。
【0114】
(比較例3)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤として、粒子径5μmの灰アルミナ(I)の含有量を25重量部に変更した以外は、実施例1と同様な方法で自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層で155℃、室外側非発泡層に積層した異音防止層20の表面で155℃、二次発泡板厚は6.3mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかった。しかし、得られた成形品から試験片を切り出し、各種評価項目について評価試験を実施したところ、表4に示したように、表皮材、異音防止材の接着性に著しい低下が観察された。
【0115】
(比較例4)
混合ラテックス接着剤中の遠赤外線吸収剤種および含有量を、粒子径100μmの灰アルミナ(M)8重量部に変更した以外は、実施例1と同様な方法で、自動車内装材を得た。
得られた自動車内装材1を、その巾方向2方をクランプして加熱炉に入れ、加熱時間を30秒として加熱した。自動車内装材1の表面温度を測定したところ、表皮材30で180℃、自動車内装材1の室内側非発泡層の表面で145℃、室外側非発泡層の表面で145℃、二次発泡板厚は5.7mmであった。
得られた自動車内装材1を用い、実施例1と同様に成形を行い、箱型形状の成形品を得た。得られた成形品の外観を観察したところ、割れ等外観異常は観察されなかったが、80℃×24時間経過後の成形品のコーナー部に表皮材の一部剥離が観察された。
【符号の説明】
【0116】
1 自動車内装材
10 発泡層
11 室内側非発泡層
13 室外側非発泡層
18 接着剤層
20 異音防止材
30 表皮材
40 遠赤外線吸収剤
50 熱可塑性樹脂発泡積層シート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂を押出発泡成形して得られてなる発泡層の表面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を積層してなる熱可塑性樹脂発泡積層シートに、ラテックス接着剤を介して表皮材および異音防止材が積層されてなる自動車内装材であって、平均粒子径が1〜70μmの遠赤外線吸収剤がラテックス接着剤100重量部に対し3〜20重量部含有されていることを特徴とする、自動車内装材。
【請求項2】
前記遠赤外線吸収剤が、酸化鉄、酸化チタン、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭化珪素および黒鉛より選ばれる群から選ばれる少なくとも一種の微粉末であることを特徴とする、請求項1に記載の自動車内装材。
【請求項3】
前記ラテックス接着剤が、ポリスチレン系樹脂を構成樹脂とするラテックスであることを特徴とする、請求項1または2に記載の自動車内装材。
【請求項4】
前記ラテックス接着剤が、スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂またはカルボキシル化変性スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂を構成樹脂とするラテックスであることを特徴とする、請求項1または2に記載の自動車内装材。
【請求項5】
前記ラテックス接着剤が、カルボキシル化変性スチレン・ブタジエン系共重合体樹脂を構成樹脂とするバインダーラテックスおよびカルボキシル化変性アクリロニトリル・スチレン系共重合体樹脂を構成樹脂とするレジンラテックスからなるラテックス混合物であることを特徴とする、請求項1または2に記載の自動車内装材。
【請求項6】
前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの発泡層を構成する熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂25〜70重量%およびポリスチレン系樹脂75〜30重量%からなる変性ポリフェニレンエーテル系樹脂であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項7】
前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの発泡層の厚さが1〜5mm、発泡倍率が3〜20倍および目付が100〜300g/mであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項8】
前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの非発泡層を構成する熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂5〜70重量%およびポリスチレン系樹脂95〜30重量%からなる変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、および耐熱ポリスチレン系樹脂、の少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項9】
前記熱可塑性樹脂発泡積層シートの非発泡層の目付が50〜300g/mであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項10】
前記表皮材が、合成繊維を含む目付100〜300g/mである不織布からなるものであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項11】
前記異音防止材が、合成繊維を含む目付15〜100g/mである不織布からなるものであることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の自動車内装材。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれかに記載の自動車内装材を、表皮材が室内側に、異音防止材が室外側なるように成形してなることを特徴とする、自動車内装部品。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−269473(P2010−269473A)
【公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−121428(P2009−121428)
【出願日】平成21年5月19日(2009.5.19)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】