JP2000117908A - 成形用部材および内装部品 - Google Patents
成形用部材および内装部品Info
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Abstract
く、プレス時の成形性に優れ、シワなどの不具合がな
く、成形後の製品の耐熱性や耐湿性、寸法安定性などの
特性に優れ、軽量で、加熱プレス工程が簡略化でき、使
用したあとも、同類のプラスチックに再生利用できる、
優れた成形用部材およびそれを用いた内装部品を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】プラスチックシート基材よりなり、加圧・
加熱、成形し、少なくともその一方の表面に表皮材を貼
合する成形用部材において、該プラスチツクシート基材
が雲母を混練したプラスチックシートである成形用部材
である。また、該プラスチツクシート基材が雲母を混練
したプラスチックシートに発泡プラスチックシートを貼
合した積層体である成形用部材である。さらに、該雲母
を混練したプラスチックシートが発泡プラスチックシー
トである成形用部材である。さらにまた、該成形用部材
の最大曲げ荷重が1〜5kgfである成形用部材であ
る。これらのいずれかに記載の成形用部材を用いた内装
部品である。
Description
航空機又は船舶の天井、側面などや各種建築物に用いら
れる内装材として、平面あるいは曲面形状に追従するよ
うに成形して使用する積層体に関するものであり、適度
の剛性を有し、プレス時の成形性がよく軽量である成形
用部材およびそれを用いた内装部品に関する。
の内装に使用されている基材には、開繊した天然繊維や
合成繊維に一定の熱硬化性繊維を加えて所定の繊維集積
体となし、これを一様に加圧して所定の曲面形状に成形
したもの、紙製の段ボールシートを熱圧プレスに挟み込
み強制的に曲面に成形したもの、ガラス繊維で剛性を補
強したポリプロピレンシートやウレタンシートからなる
プラスチックシート部材、などが知られている。
成形用部材は、成形作業性やコスト面で問題を内在して
いたり、成形後の製品の耐熱性や耐湿性、寸法安定性な
どの特性で一長一短があり改善を求められているのが実
態である。中でもガラス繊維で剛性を補強したポリプロ
ピレンシートやウレタンシートは、成形後の製品の耐熱
性や耐湿性、寸法安定性などの特性が優れ、発泡性を付
与したプラスチックとすることで軽量であり、予め加熱
した加熱オーブン中で加熱することによりシートが軟化
し、その後、冷却型でプレス加工成形することができる
ため、成形型が冷却型一つですむ特徴があり、成形工程
の設備費が少なく安価に製造できる利点がある。
材製造工程での作業環境に特段の改善をする必要があっ
たり、これら積層体を内装材として使用したのちに廃棄
するにしても再利用することもできず、焼却してもガラ
ス繊維が混入しているため埋め立て処分するしかないの
が現状である。
剛性が高く、取付時の作業性がよく、プレス時の成形性
に優れ、シワなどの不具合がなく、成形後の製品の耐熱
性や耐湿性、寸法安定性などの特性に優れ、軽量で、加
熱プレス工程が簡略化でき、使用したあとも、同類のプ
ラスチックに再生利用できる、優れた成形用部材および
それを用いた内装部品を提供することを目的とする。
る。 1.プラスチックシート基材よりなり、加圧・加熱、成
形し、少なくともその一方の表面に表皮材を貼合する成
形用部材において、該プラスチツクシート基材が雲母を
混練したプラスチックシートであることを特徴とする成
形用部材。 2.該プラスチツクシート基材が雲母を混練したプラス
チックシートに発泡プラスチックシートを貼合した積層
体であることを特徴とする上記1記載の成形用部材。 3.該雲母を混練したプラスチックシートが発泡プラス
チックシートであることを特徴とする上記1または2記
載の成形用部材。 4.該成形用部材の最大曲げ荷重が1〜5kgfであ
る、上記1、2または3記載の成形用部材。 5.上記1〜4のいずれか1項記載の成形用部材を用い
たことを特徴とする内装部品。
ボード状積層体として要求される剛性や伸縮性を満足さ
せる方法について鋭意検討した。成形性や寸法安定性な
どの基本的な物性を考えると、プラスチックシートが最
も好ましい。そこで素材について検討した。ポリエチレ
ンシートを成形基材とすると、加熱成形時の温度を低く
することができる。この観点で考えればポリエチレンシ
ートは低温成形性に優れているが、使用時の温度が高い
条件に対して変形しゆがみ易いと言う欠点がある。
用する場合、90℃以上の温度に長時間さらされる環境
下にポリエチレンシートは耐えることができない。一
方、温度に対する変形を防止するため、硬質のポリエス
テルシートなどを使用すれば、温度による変形を防止す
ることは出来るが、成形加工時の温度を変形温度である
250℃以上に高くする必要があったり、材料が高価で
あるなどの問題があり、本発明のような内装部品に使用
するには適当でない。
れる温度範囲では実質的に変形しないポリプロピレンは
内装部品としては最も適当な素材であり、ポリプロピレ
ン樹脂を主成分とすることが好ましい。しかし、ポリプ
ロピレンシートは、かなりの厚みでなければ剛性は不足
し、大型の面積を有する内装部品としての強度を保持す
るには、重量が大きくなる。しかるに、厚みを薄くして
軽量にすると剛性が不足すると言う問題が発生した。
た。一般には変形しない無機物質を柔らかいポリプロピ
レン樹脂に混入するとそのプラスチックシート強度が向
上することは知られている。中でも、プラスチックにガ
ラス繊維を混入する方法は強度を飛躍的に向上させる方
法として既に知られているが、ガラス繊維を用いると、
その短繊維が浮遊しやすいなどの課題があり、成形用部
材など積層体製造工程での作業環境に特段の改善をする
必要があったり、これら積層体を内装材として使用した
のちに再利用するにしても、廃棄するにしても、ガラス
繊維が折れてしまうため強度を保持した状態で再利用す
ることもできず、さらに、投棄するために焼却してもガ
ラス繊維が混入しているため埋め立て処分するしかない
のが現状である。
クシートの強度を向上させ、変形しにくい方法をさらに
検討したところ、雲母などを混練したポリプロピレンシ
ートがガラス繊維に比べ、剛性が高く優れていること、
製造工程で発生するロス分などの再利用しやすいことな
どを見出した。ガラス繊維と同様にプラスチックと雲母
を混練したものが、飛躍的に剛性が付与されるのは、ガ
ラス繊維のように一次元の素材でなく雲母がその平板性
のゆえに二次元素材であり、少量の混練で、縦横いずれ
の方向でも剛性を保持することができるものであるから
と思われる。
ート単独であれば0.5kgf程度の最大曲げ荷重であ
るが、雲母を40重量%含むポリプロピレンシートであ
れば、最大曲げ荷重5kgf以上の値とすることがで
き、内装部品として充分な剛性を保持することができ
る。
としては、板状または薄片状であって明瞭な劈開性を有
す無機顔料が好ましく、例えばカオリナイト(カオリン
鉱物)、雲母族、脆雲母族、パイロフィライト、タル
ク、スメクタイト、バーミキュライト、緑泥石、セプテ
緑泥石、蛇紋石、スチルプノメレーン、モンモリロナイ
トがある。
の鉱物である。雲母族には、白雲母(マスコバイト)、
絹雲母(セリサイト)、金雲母(フロコパイト)、黒雲
母(バイオタイト)、フッ素金雲母(人造雲母)、紅マ
イカ、ソーダマイカ、バナジンマイカ、イライト、チン
マイカ、パラゴナイト、ブリトル雲母などが挙げられ
る。
雲母などが粒子径の大きさ、アスペクト比(平均直径を
厚さで除した数値)などの諸物性において平板性が大き
く単位厚みの中に数多くの平板を配置することが出来る
点から最も好適である。
が保持されている雲母であればよいが、雲母のうち、よ
り好ましい平均粒子径範囲としては3μm〜100μ
m、さらに好ましい平均粒子径範囲としては5μm〜5
0μmである。理論的には平均粒子径が3μm未満のも
のは成形用部材シートの中での雲母の配向が支持体に対
して平行になりにくく、100μmを超えて大きくなる
と雲母の一部がフイルム層から突き出たり、雲母の厚み
が数μm程度となるに伴い、配向した雲母が成形用部材
シート中における層数が少なくなってしまうために剛性
の向上効果が減少すると考えられる。
上であり、特に好ましくはアスペクト比が10以上の雲
母である。理論的にはアスペクト比が5未満のものは成
形用部材シートに対して平行に配向できなくなるため剛
性向上効果が劣る。アスペクト比は大きいほど雲母の成
形用部材シート中における層数が大きくなるため高い剛
性をしめすと考えられる。
リプロピレン樹脂とこれら雲母の界面の接着性が高いほ
どシートの剛性を高くすることが出来る。このように界
面の接着が剛性を左右することから、界面に作用するカ
ップリング剤を適宜添加してシート成形するのが好まし
い。
は、親水基部分にSiを含むシランカップリング剤、親
水基部分にTiを含むチタネートカップリング剤、親水
基部分にAlを含むアルミニウムカップリング剤等が挙
げられる。カップリング剤の構造は、雲母のような無機
化合物と相互作用する親水基と、樹脂のような有機化合
物と相互作用する疎水基に大別され、特にその親水基部
分はTi、Al等の金属元素やSiに結合したアルコキ
シ基を加水分解して得られる。
疎水基部分が有機オリゴマーである場合、無機化合物表
面に高分子有機質の被膜を形成し、表面を完全に疎水化
して樹脂マトリックスとの接着性を高める効果がある。
また、疎水基部分がエポキシ基、ビニル基、アミノ基等
の反応性有機官能基を有する場合、その官能基と樹脂マ
トリックスの反応性官能基とが架橋し、より一層樹脂マ
トリックスとの接着性が高まる。したがって、カップリ
ング剤の疎水基部分の組成は親和相手である樹脂との相
溶性で決まる。
は、あらかじめ雲母表面をカップリング剤で処理する方
法、プラスチックのペレット作成時に雲母とともに添加
する方法がある。これらカップリング剤の添加量は雲母
100重量部(固形分)に対して0.1〜5重量部(固
形分または有効成分)、好ましくは0.5〜2重量部で
ある。添加量が0.1重量部未満の場合、カップリング
剤による雲母表面の被覆が不十分となるため好ましくな
く、5重量部を越える場合、カップリング剤の効果が頭
打ちとなるため不経済である。
母は表面の疎水性が高まるため、ポリプロピレン樹脂と
の接着性が高まり、高い剛性を得ることが出来る。
を自動車天井などの内装部品として単体で使用する場
合、その重量が重く適当でない場合が生ずる。この点に
ついてさらに検討したところ、雲母などを含むプラスチ
ックシートに発泡プラスチックシートの厚手の材料を貼
合したものであれば剛性を保持しながら雲母を含むプラ
スチックシートを薄くすることが出来、トータルとして
積層体の重量を軽量にすることが可能である。さらに、
これら発泡プラスチックシートを使用することなく、雲
母を含むプラスチックに発泡剤を混入して、そのまま発
泡させることができれば、さらに安価な有用な積層体を
得ることもできる。
トとしては、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、
発泡ポリカーボネイト、発泡PET、発泡ポリスチレ
ン、発泡ウレタン、半硬質ウレタン、などをあげること
ができる。発泡プラスチックシートはその発泡倍率が数
倍にとどまると剛性を有するシートとなるが、発泡倍率
が数十倍になると柔らかい柔軟なフイルム状の性状をし
めす。
ートの剛性不足を補うためには、低密度の発泡シートと
積層して使用する。その発泡倍率は20倍〜40倍、厚
みは0.5mm〜5mm程度である。軽量化するために
は、さらに高い発泡倍率を有するプラスチックシートを
使用することが好ましい。
各種の発泡剤を混練したペレットを作成し、指定の温度
に設定した押し出し機を用いて無延伸フイルムあるいは
シートにしたり、押し出し機の溶融部分に不活性ガスを
注入して気泡を作成し押し出したり、水分を含むような
ペレットを作成して押し出しフイルムあるいはシートに
することにより得ることができる。
ート化の際の溶融張力が不足して製膜が困難となる場合
があるが、電子線を照射してフイルム内の架橋を促進し
溶融張力を向上させて製造することもできる。
シートで本発明の目的に合うような剛性を求めると、約
3倍の発泡倍率であれば0.5〜2mmの厚みの発泡プ
ラスチックシートと約0.5mm厚の雲母含有プラスチ
ックシートを使用すればよい。しかし、さらなる軽量化
を要求さる場合、その厚みは1〜5mmの30倍程度の
発泡倍率をもつプラスチッシートと約0.5mm厚の雲
母含有プラスチックシートを組合せる。このように、雲
母含有プラスチックシートと発泡プラスチックシートの
2層構造、あるいは、要求される剛性に従って雲母含有
プラスチックシートで発泡プラスチックシートを挟み込
む型の3層構造とする。もちろん、さらに発泡シートを
重ね合せることを妨げるものではない。
の材質は、剛性の向上という点ではポリカーボネートや
ポリエステルなどの高い剛性を有する高融点のプラスチ
ツクが好ましいが、熱成形時の成形型への追従性が劣る
ため加熱型を高温にしなければならず、エネルギーコス
トが高く、ポリプロピレンシートやポリエチレンシート
などの低融点プラスチックを使用するほうが好ましい。
従来から使用されてきた、表皮材やバック処理材などの
各種補助層をさらに付加して多層の積層体とすることに
より成形性を有する積層体とすることができる。また、
本積層体には、表皮材が積層されるのが普通であるが、
それ以外にも各種ラミ層を形成してその特性を高めるこ
とができる。たとえば、加工時の寸法安定性が要求され
る場合は、熱成形温度より高い融点をもつプラスチック
シート、フイルム、アルミニウム箔などをさらに付加し
た積層体としてもよい。
によつて積層体の積層構造は決定される。一例をあげれ
ば2mm厚の発泡プラスチックシートを使用する場合で
自動車天井材として使用する場合には、発泡プラスチッ
クシートを挟み込むような形で、雲母含有プラスチック
シート/発泡プラスチックシート/雲母含有プラスチッ
クシート三層構造が基本としてあげられる。もちろん要
求される伸縮性と剛性により、雲母含有プラスチックシ
ート/発泡プラスチックシートの二層構造体、雲母含有
プラスチックシート/発泡プラスチックシート/雲母含
有プラスチックシート/発泡プラスチックシート/雲母
含有プラスチックシートなど各種の多重積層された成形
用積層体を考えることができる。
化の目標により決定されるが通常、1〜5mmであり、
その最大曲げ荷重1〜5kgfとするのが良い。1mm
以下であると剛性を保持することが難しく、5mm以上
の厚みにしても特段の特性向上を期待することができな
い。また、最大曲げ荷重1kgf未満であれば一辺が1
m以上の大きさになると垂れ下がり大きくなり、取り付
ける際の作業性が劣る場合があり、5kgfを越えても
特段の特性向上が認められない。
されるため相互の接着は容易に達成されるが、長期の使
用状態や過酷な環境を考えると、あらたに接着層を設け
て信頼性を向上させることが好ましい。これに用いられ
る接着層としては、溶融ポリエチレン層、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、エチレンポリプ
ロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体もしく
はホットメルト接着材、エマルジョン接着材、などをあ
げることができる。
材を相互に重ね合せた積層体を用いると加熱成形時に融
点120℃のポリエチレンが溶融して強固な接着力を示
すし、成形時の変形に追従して各基材間にある溶融した
ポリエチレンが流動化し、わずかにズレが発生する余地
が生じるため良好な外観性を有する成形物を得ることが
できるため好ましい。
ツク処理材を形成したり、発泡プラスチックシートの層
のあいだに補助層を挿入して、外観の改善や、剛性、伸
縮性の改善をすることができる。これに用いる補助層と
しては、アルミニウム箔、ポリエステルフイルム、ポリ
エチレンテレナフタレートフイルム、ポリカーボネイト
フイルム、ポリスチレンフイルム、またはこれらの樹脂
を用いたスパンボンド不織布などをあげることができ
る。これら補助層の厚みは、アルミニュウム箔であれば
7〜20μm、ポリエステルフイルムであれば10〜2
0μmのものが用いられる。もちろんこれらのいくつか
を選び出して組み合せて補助層とすることもできる。
うための補助資材、表面の美粧性を保持するための表皮
材、振動に伴うこすれ音を防止する緩衝材などの役割を
持っており、成形用積層体のいずれかの層間あるいは表
面部分に形成することが好ましい。特に最外層に位置
し、人の目にふれる外装になる表皮材は、ポリエステル
不織布表皮、トリコット表皮、皮革、合成皮革などが用
いられる。バック処理材は各種製法で得られた不織布な
どが主に採用される。
する場合、加熱型への積層体の追従性などの観点からそ
の成形温度は130〜250℃、好ましくは160〜2
00℃程度とする。加熱成形方法としては、あらかじめ
160℃〜200℃で加温した加熱型で表皮材やバック
処理材以外のすべての素材を積層したものを加圧成形し
たのち、加熱型から取り出し次に別の加熱型を130℃
程度の低温にして、該表皮材やバツク処理材を重ね合せ
て加熱接着する2段加熱型をもちいる方法。
として室温で加熱成形する方法。あらかじめ200℃程
度の温風炉に積層体を軟化して保持した後、その際積層
体のもつ余熱で表皮材やバツク処理材を接着するため加
温した積層体に貼合して、通常の室温に置かれた冷却加
熱型に移し加圧する方法などがある。この際の加圧は
0.5〜10kgf/cm2程度の圧力であり、30秒
〜1分程度の加圧時間をとる。
に設けてある加熱管などの加熱装置に、加熱蒸気、その
他熱媒体を通じて行えるほか、型に熱風その他熱媒体を
導入する配熱孔を設け、該配熱孔を介して熱媒体を導入
し積層体を直接成形温度に加熱することもできる。図2
にはこれら加熱手段をもつ受け型と、押し型の間に、成
形用部材を挟み込んだ状態を示す。図3にはこれの後、
積層体をプレス加圧加熱して数十秒保持して熱圧成形し
ている状態を示す。
数値は、固型分あるいは有効成分の重量基準の数値であ
る。
0mmでその中心を50mm/minの速度で加圧、そ
の張力と歪みの関係した曲線を得た。そして、材料の破
壊した時の荷重を最大曲げ荷重とした。
を40%、アミノシランカップリング剤を1%となるよ
うヘンシルミキサーに投入し混合し、得られた混合物を
二軸押し出し機に投入して溶融混練し、金雲母含有ペレ
ットを得た。得られたペレットをTダイ押出し機で押出
し、金雲母を40%混練したポリプロピレンシート
(2.2mm厚)を得た。これを200℃に加熱した一
対の加熱成形ブロックに挟み込み、5kgf/m2で加
圧成形した。その後このシートに厚さ15μmのポリエ
チレンシートと表皮材として180g/m2トリコット
不織布を重ねあわせ、反対面には40g/m2のポリエ
ステルスパンポンド不織布をバック処理材として重ね合
せ、この積層体を130℃に加熱した一対の加熱型ブロ
ックの間に挟み込み圧力5kgfで加圧成形し目的の内
装部品をえた。その最大曲げ加重は3.1kgfであっ
た。
シート(1.2mm厚)のもの2枚で、2mm厚み25
倍発泡の発泡ポリプロピレン(東レ社製商品名ペフ)を挟
み込むようにサンドイッチして重ね合わせ、これを18
0℃のオーブンで加熱したのち、さらに実施例1と同じ
表皮材とスパンボンドを貼合しプレスした。最大曲げ加
重は3.2kgfであった。
商品名ペフ)の両面に実施例1で得た金雲母を40重量
%含むポリプロピレンペレットをTダイから溶融押出し
して100μmとなるようラミネートして発泡ポリプロ
ピレンシートを芯材とするサンドイツチ構造の積層体を
得た。これを180℃のオーブンで加熱したのち、さら
に実施例1と同じ表皮材とスパンボンドを貼合し冷間プ
レスした。最大曲げ加重は2.2kgfであった。
シート(1.2mm厚)で、同じ大きさの2mm厚み2
5倍発泡の発泡ポリプロピレン(東レ社製商品名ペフ)を
重ね合わせ、金雲母混練シート側に補助層としてPET
フイルム12μm、もう一方の発泡ポリプロピレンシー
トの側に厚さ15μmのポリエチレンシートを介して7
μmのアルミニウム箔を貼合し、これを加熱プレスした
のち、さらに実施例1と同じ表皮材(アルミニウム側に
厚さ15μmのポリエチレンシートを介して)とスパン
ボンド(PETフィルム側)を貼合し加熱プレスした。
最大曲げ加重は2.1kgfであった。
混合した樹脂混合物に金雲母を20%添加し、発泡剤と
してアゾジカルボンアミドを10%、架橋助剤としてジ
ビニルベンゼン3%を添加してヘンシルミキサーで均一
に混合した。これをベント式押出し機でTダイ法により
厚み2.5mmのシート状に成形した。得られた樹脂シ
ートに電離放射線を照射して樹脂を架橋させた。これを
230℃に過熱プレスして発泡剤を分解させ発泡体シー
トを得た。この積層体を180℃に加熱したオーブン炉
で40秒保持し軟化させた後、シートに厚さ15μmの
ポリエチレンシートと表皮材として180g/m2トリ
コット不織布を重ねあわせ、反対面には40g/m2の
ポリエステルスパンポンド不織布を重ね合せ、一対のブ
ロックの間に挟み込み圧力5kgfで加圧成形し目的の
成形体をえた。その最大曲げ加重は4.1kgfであっ
た。
い、実施例3と同様にして内装部品を作成した。最大曲
げ加重は1.8Kgfであった。
は、充分な剛性を有し、成形性も良好な特性を示すもの
であった。
る。 (a)実施例1、(b)実施例2、(c)実施例4の概
念図を示す。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】プラスチックシート基材よりなり、加圧・
加熱、成形し、少なくともその一方の表面に表皮材を貼
合する成形用部材において、該プラスチツクシート基材
が雲母を混練したプラスチックシートであることを特徴
とする成形用部材。 - 【請求項2】該プラスチツクシート基材が雲母を混練し
たプラスチックシートに発泡プラスチックシートを貼合
した積層体であることを特徴とする請求項1記載の成形
用部材。 - 【請求項3】該雲母を混練したプラスチックシートが発
泡プラスチックシートであることを特徴とする請求項1
または請求項2記載の成形用部材。 - 【請求項4】該成形用部材の最大曲げ荷重が1〜5kg
fである、請求項1、2または3記載の成形用部材。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれか1項記載の成形用
部材を用いたことを特徴とする内装部品。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10290897A JP2000117908A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 成形用部材および内装部品 |
US09/828,958 US6655730B2 (en) | 1998-10-13 | 2001-04-10 | Automobile interior headliner molding or forming member and an automobile interior headliner member using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10290897A JP2000117908A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 成形用部材および内装部品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000117908A true JP2000117908A (ja) | 2000-04-25 |
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---|---|---|---|
JP10290897A Pending JP2000117908A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 成形用部材および内装部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000117908A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1279490A1 (en) | 2001-07-25 | 2003-01-29 | OJI Interpack Co. Ltd. | Automobile interior headliner molding or forming member and automobile interior headliner member using the same |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10290897A patent/JP2000117908A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1279490A1 (en) | 2001-07-25 | 2003-01-29 | OJI Interpack Co. Ltd. | Automobile interior headliner molding or forming member and automobile interior headliner member using the same |
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