JP4299684B2 - 内装材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、合成樹脂からなる芯材とこの芯材の合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる合成樹脂部材とを一体化した内装材の製造方法に関するものである。
車両や建築物の内装材は、内装材の形状を保持し剛性を備える合成樹脂の芯材と、芯材の表面に貼着したクッション性、装飾性を備えた合成樹脂の表皮とからなる積層成形体として構成されている。例えば、木質繊維とポリプロピレン樹脂繊維とからなるマットをプレスして成形した木質繊維板と、TPO（サーモプラスチックオレフィン）表皮層の裏面にポリエチレン樹脂フォームのクッション層が裏打ちされた表皮を用意し、この木質繊維板を加熱した後、その上にクッション層を下側にして表皮を載置し、冷間プレスして所定形状に一体成形した内装材がある（特許文献１参照。）。この内装材によれば、プレス一工程で芯材と表皮とを一体化することができる。
特開平１１−４８８７７号公報
最近、環境問題に対して、廃棄時の環境負荷低減を目的に生分解性を有する合成樹脂あるいは非石油系合成樹脂がよく使用されるようになり、特に非石油系であり、かつ生分解性を有するポリ乳酸樹脂が好ましく使用されている。しかし、上記技術で、ポリプロピレン樹脂繊維をポリ乳酸樹脂繊維に代えた木質繊維板とポリエチレン樹脂フォームが裏打ちされた表皮とで成形を行うと、ポリエステル系のポリ乳酸樹脂とポリオレフィン系のポリエチレン樹脂フォームとは相溶性が悪いため、木質繊維板から成形される芯材と表皮とが接着せず、一体化することができない。
本発明の目的は、かかる問題点に鑑み、合成樹脂からなる芯材とこの芯材の合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂部材とを、十分な接着強度を備えて一体化した内装材の製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の各発明は次の手段をとる。
先ず請求項１に係る発明は、表皮と一体化した内装材の製造方法であって、第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに当該第１合成樹脂とは相溶性の悪い第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および前記第２合成樹脂の繊維体を溶融させる加熱工程と、
加熱した前記繊維重合体の前記第２繊維マット側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂の層を有する表皮を当該第３合成樹脂の層が相対するように位置させた状態で、所定形状の型間でプレス成形するプレス工程とからなることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、被着体と一体化した内装材の製造方法であって、第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに第1合成樹脂とは相溶性の悪い前記第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および第２合成樹脂の繊維体を溶融させた後、当該繊維重合体をプレスして繊維重合体板を成形する工程と、
前記繊維重合体板の前記第２繊維マットから成形された表面層側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂からなる被着体を所定の位置に設置し、当該被着体と当該表面層を溶着する工程とからなることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする。
先ず請求項１に係る発明は、表皮と一体化した内装材の製造方法であって、第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに当該第１合成樹脂とは相溶性の悪い第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および前記第２合成樹脂の繊維体を溶融させる加熱工程と、
加熱した前記繊維重合体の前記第２繊維マット側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂の層を有する表皮を当該第３合成樹脂の層が相対するように位置させた状態で、所定形状の型間でプレス成形するプレス工程とからなることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、被着体と一体化した内装材の製造方法であって、第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに第1合成樹脂とは相溶性の悪い前記第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および第２合成樹脂の繊維体を溶融させた後、当該繊維重合体をプレスして繊維重合体板を成形する工程と、
前記繊維重合体板の前記第２繊維マットから成形された表面層側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂からなる被着体を所定の位置に設置し、当該被着体と当該表面層を溶着する工程とからなることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法であって、前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、第1合成樹脂の繊維体と植物繊維とからなる第1繊維マットと第１合成樹脂と相溶性が悪い第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層し、それぞれの繊維マットの繊維を交絡させるため、第２合成樹脂の繊維体が第１繊維マット内に、第１合成樹脂の繊維体および植物繊維体が第２繊維マット内に入り込んだ繊維重合体が成形される。この繊維重合体を加熱し、第１合成樹脂の繊維体および第２合成樹脂の繊維体を溶融させ、この加熱された繊維重合体の第２繊維マット側に第２合成樹脂と相溶性がある第３合成樹脂の層を有する表皮のこの第３合成樹脂の層が相対するように位置させた状態でプレスすることにより第1繊維マットは基体層、第２繊維マットは表面層にそれぞれ成形され、互いの繊維マットの繊維体が交絡した状態で硬化するのでアンカー効果により、互いに相溶性が悪い合成樹脂からなる表面層と基体層とは強固に結合される。
次に、表皮の第３合成樹脂の層が、加熱された繊維重合体の表面層と当接することにより加熱されて軟化する。この軟化した第３合成樹脂の層と繊維重合体の表面層とが相溶し、この状態で硬化することで表皮と表面層が結合される。
これにより、基体層とこの基体層に用いられている合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる表皮とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材を製造することができる。
請求項２に係る発明によれば、上述した請求項１の発明において、第1合成樹脂をポリエステル系樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂をポリオレフィン系樹脂にするため、基体層は耐熱性、強度のある芯材となり、表皮は発泡、シボ転写等の加工が容易なクッション体または意匠シートとなり、クッション性または意匠性を備えた内装材を製造することができる。
請求項３に係る発明によれば、上述した請求項２の発明において、第1合成樹脂を非石油系であり生分解性を有するポリ乳酸樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂を汎用樹脂であるポリプロプレン樹脂にすることにより、非石油系材料を多く含む内装材を製造することができる。
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に交絡工程と加熱工程を経て第1繊維マットと第２繊維マットとからなる加熱された繊維重合体とする。この繊維重合体をプレスすることにより、請求項１と同様の作用で互いに相溶性が悪い合成樹脂からなる基体層と表面層とが強固に結合された繊維重合体板が成形される。
この繊維重合体板の表面層側に第２合成樹脂と相溶性がある第３合成樹脂からなる被着体を所定の位置に設置させ、被着体と表面層とを溶着することで被着体と表面層が結合される。
これにより、基体層とこの基体層に用いられている合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる被着体とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材を製造することができる。
請求項５に係る発明によれば、上述した請求項４の発明において、第1合成樹脂をポリエステル樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂をポリオレフィン樹脂にするため、基体層は耐熱性、強度のある芯材となり、被着体は発泡、射出成形等の成形が容易な樹脂部材となり、コスト低減された樹脂部材を部分的に取り付けた耐熱性、強度を備えた内装材を製造することができる。
請求項６に係る発明によれば、上述した請求項５の発明において、第1合成樹脂を非石油系であり生分解性を有するポリ乳酸樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂を汎用樹脂であるポリプロプレン樹脂にすることにより、非石油系材料を多く含む内装材を製造することができる。
次に、表皮の第３合成樹脂の層が、加熱された繊維重合体の表面層と当接することにより加熱されて軟化する。この軟化した第３合成樹脂の層と繊維重合体の表面層とが相溶し、この状態で硬化することで表皮と表面層が結合される。
これにより、基体層とこの基体層に用いられている合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる表皮とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材を製造することができる。
請求項２に係る発明によれば、上述した請求項１の発明において、第1合成樹脂をポリエステル系樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂をポリオレフィン系樹脂にするため、基体層は耐熱性、強度のある芯材となり、表皮は発泡、シボ転写等の加工が容易なクッション体または意匠シートとなり、クッション性または意匠性を備えた内装材を製造することができる。
請求項３に係る発明によれば、上述した請求項２の発明において、第1合成樹脂を非石油系であり生分解性を有するポリ乳酸樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂を汎用樹脂であるポリプロプレン樹脂にすることにより、非石油系材料を多く含む内装材を製造することができる。
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に交絡工程と加熱工程を経て第1繊維マットと第２繊維マットとからなる加熱された繊維重合体とする。この繊維重合体をプレスすることにより、請求項１と同様の作用で互いに相溶性が悪い合成樹脂からなる基体層と表面層とが強固に結合された繊維重合体板が成形される。
この繊維重合体板の表面層側に第２合成樹脂と相溶性がある第３合成樹脂からなる被着体を所定の位置に設置させ、被着体と表面層とを溶着することで被着体と表面層が結合される。
これにより、基体層とこの基体層に用いられている合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる被着体とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材を製造することができる。
請求項５に係る発明によれば、上述した請求項４の発明において、第1合成樹脂をポリエステル樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂をポリオレフィン樹脂にするため、基体層は耐熱性、強度のある芯材となり、被着体は発泡、射出成形等の成形が容易な樹脂部材となり、コスト低減された樹脂部材を部分的に取り付けた耐熱性、強度を備えた内装材を製造することができる。
請求項６に係る発明によれば、上述した請求項５の発明において、第1合成樹脂を非石油系であり生分解性を有するポリ乳酸樹脂、第２合成樹脂および第３合成樹脂を汎用樹脂であるポリプロプレン樹脂にすることにより、非石油系材料を多く含む内装材を製造することができる。
次に、本発明の実施するための最良の形態ついて詳細に説明する。
本発明の第一実施の形態について図１、図２を用いて説明する。図１は本発明により製造された第一実施形態の内装材断面図、図２（ａ）は交絡工程後の繊維重合体の断面図、図２（ｂ）は加熱工程後の繊維重合体の断面図、図２（ｃ）はプレス工程時の繊維重合体と表皮の断面図である。
本発明の第一実施の形態について図１、図２を用いて説明する。図１は本発明により製造された第一実施形態の内装材断面図、図２（ａ）は交絡工程後の繊維重合体の断面図、図２（ｂ）は加熱工程後の繊維重合体の断面図、図２（ｃ）はプレス工程時の繊維重合体と表皮の断面図である。
図１に示す第一実施形態に係る内装材１の製造方法は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）で示すように第１合成樹脂の繊維体１１ａと植物繊維１４ａとからなる第１繊維マット１１１の上に第２合成樹脂の繊維体１２ａからなる第２繊維マット１２２を積層させた積層繊維マットを交絡部材４にて交絡し、繊維重合体１７７とする交絡工程と、当該繊維重合体１７７を加熱し第１合成樹脂の繊維体１１ａおよび第２合成樹脂の繊維体１２ａを溶融させる加熱工程と、加熱された繊維重合体１７７の第２繊維マット１２２側に第３合成樹脂の層を有する表皮１３を第３合成樹脂の層が相対するように位置させてプレスするプレス工程とからなる。
（ａ．交絡工程）
まず、第1合成樹脂の繊維体１１ａと植物繊維１４ａとを混合し、公知のカード機、エアレイによる開繊方法により混合繊維からなる第1繊維マット１１１を作成する。同様に第２合成樹脂の繊維体を積層させ、第２繊維マット１２２を作成し、第1繊維マット１１１の上に第２繊維マット１２２を載置し、積層繊維マットとする。
この積層繊維マットは、第１繊維マット１１１と第２繊維マットを別々に作成した後、積層させているが、第１繊維マット１１１の上から第２合成樹脂の繊維体１２ａを堆積させる方法でもよい。
また、第1合成樹脂の繊維体１１ａの混率は第1繊維マット１１１重量の１０〜９０重量％が好ましい、また、混率を９０重量％以下にすることにより剛性、曲げ強さの強い内装材１となり好ましい。
次に、この積層繊維マットを上から積層繊維マット厚さ方向に複数の線条の突起４ｂが形成された交絡部材４で刺し込み、第２繊維マット１２２の第２合成樹脂繊維１２ａと第１繊維マット１１１の第１合成樹脂繊維１１ａおよび植物繊維１４ａとを交絡させた繊維重合体１７７を成形する。交絡部材４で刺し込みは、第1繊維マット１１１の側から行っても良い。
また、第１繊維マット１１１、第２繊維マット１２２は一方の繊維を他方の繊維マットに入れ込みやすくするために交絡されていないウェブであることが好ましい。
第１合成樹脂の繊維体１１ａは、植物繊維１４ａ同士を結合させることができる熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が使用できる。
植物繊維１４ａは、木質系や草本系のセルロース材料であり、具体的には、木材パルプ、バガス、木綿、ケナフ、ジュート、ヘンプ、サイザル等があげられるが、長繊維が得られやすく生産性のよい、ケナフの靭皮繊維が好ましい。
第２合成樹脂の繊維体１２ａは、第1合成樹脂と相溶性が悪い熱可塑性樹脂であり、第１合成樹脂がポリオレフィン系樹脂であれば、第２合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、第１合成樹脂がポリエステル系樹脂であれば、第２合成樹脂はポリオレフィン系樹脂である。
まず、第1合成樹脂の繊維体１１ａと植物繊維１４ａとを混合し、公知のカード機、エアレイによる開繊方法により混合繊維からなる第1繊維マット１１１を作成する。同様に第２合成樹脂の繊維体を積層させ、第２繊維マット１２２を作成し、第1繊維マット１１１の上に第２繊維マット１２２を載置し、積層繊維マットとする。
この積層繊維マットは、第１繊維マット１１１と第２繊維マットを別々に作成した後、積層させているが、第１繊維マット１１１の上から第２合成樹脂の繊維体１２ａを堆積させる方法でもよい。
また、第1合成樹脂の繊維体１１ａの混率は第1繊維マット１１１重量の１０〜９０重量％が好ましい、また、混率を９０重量％以下にすることにより剛性、曲げ強さの強い内装材１となり好ましい。
次に、この積層繊維マットを上から積層繊維マット厚さ方向に複数の線条の突起４ｂが形成された交絡部材４で刺し込み、第２繊維マット１２２の第２合成樹脂繊維１２ａと第１繊維マット１１１の第１合成樹脂繊維１１ａおよび植物繊維１４ａとを交絡させた繊維重合体１７７を成形する。交絡部材４で刺し込みは、第1繊維マット１１１の側から行っても良い。
また、第１繊維マット１１１、第２繊維マット１２２は一方の繊維を他方の繊維マットに入れ込みやすくするために交絡されていないウェブであることが好ましい。
第１合成樹脂の繊維体１１ａは、植物繊維１４ａ同士を結合させることができる熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が使用できる。
植物繊維１４ａは、木質系や草本系のセルロース材料であり、具体的には、木材パルプ、バガス、木綿、ケナフ、ジュート、ヘンプ、サイザル等があげられるが、長繊維が得られやすく生産性のよい、ケナフの靭皮繊維が好ましい。
第２合成樹脂の繊維体１２ａは、第1合成樹脂と相溶性が悪い熱可塑性樹脂であり、第１合成樹脂がポリオレフィン系樹脂であれば、第２合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、第１合成樹脂がポリエステル系樹脂であれば、第２合成樹脂はポリオレフィン系樹脂である。
（ｂ．加熱工程）
繊維重合体１７７を加熱する。
繊維重合体１７７は加熱プレス装置５により、第1合成樹脂の繊維体１１ａと第２合成樹脂の繊維体１２ａが溶融するように加熱プレスされ、密度が増加し、板厚の薄いものとなる。
加熱プレス装置５は加熱された上下型でプレスする公知の技術であり、型温度は第１合成樹脂の繊維体１１ａおよび第２合成樹脂の繊維体１２ａが溶融する温度に適宜設定される。ここで、繊維重合体１７７の加熱プレスは、ヒーターによる加熱だけでもよいが、ハンドリング性、植物繊維１４ａの炭化防止の点からプレスを行い繊維重合体１７７の密度を大きくすることが好ましい。
繊維重合体１７７を加熱する。
繊維重合体１７７は加熱プレス装置５により、第1合成樹脂の繊維体１１ａと第２合成樹脂の繊維体１２ａが溶融するように加熱プレスされ、密度が増加し、板厚の薄いものとなる。
加熱プレス装置５は加熱された上下型でプレスする公知の技術であり、型温度は第１合成樹脂の繊維体１１ａおよび第２合成樹脂の繊維体１２ａが溶融する温度に適宜設定される。ここで、繊維重合体１７７の加熱プレスは、ヒーターによる加熱だけでもよいが、ハンドリング性、植物繊維１４ａの炭化防止の点からプレスを行い繊維重合体１７７の密度を大きくすることが好ましい。
（ｃ．プレス工程）
繊維重合体１７７および表皮１３をプレスする。
まず、加熱された繊維重合体１７７を上下型７の下型７ａに載置し、第３合成樹脂の層である合成樹脂フォーム１３ｃを有する表皮１３を、合成樹脂フォーム１３ｃが下になるように上型７ｂに設置する。
表皮１３は、意匠となる意匠シート１３ｂの裏面に第３合成樹脂からなる第３合成樹脂層である合成樹脂フォーム１３ｃが貼着されたものである。
意匠シート１３bは、内装材の意匠となり、様々な模様が印刷され、またシボ等の凹凸模様が形成されている。材料としては、塩ビ、TPO（サーモプラスチックオレフィン）等の熱可塑性樹脂シート、織布、不織布等が使用される。
合成樹脂フォーム１３ｃの第３合成樹脂は、第1合成樹脂と相溶性が悪く、第２合成樹脂と相溶性があり、第２合成樹脂がポリオレフィン系樹脂であれば第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であり、第２合成樹脂がポリエステル系樹脂であれば第３合成樹脂はポリエステル系樹脂である。合成樹脂フォーム１３ｃは、第３合成樹脂を公知の発泡技術で発泡成形されたものであり、ポリエチレン樹脂フォーム、ポリプロピレン樹脂フォームがコスト面から好ましく使用される。
また、第３合成樹脂層として今回は合成樹脂フォームとしたが、シート状のものであってもよく、表皮１３は成形性を向上させるために事前に加熱されていてもよい。
次に、表皮１３を上型７ｂへ設置するが、図示されない吸引装置により上型７ｂの型表面に吸着させる方法、または、図示されないクランプ装置で固定する方法等、公知の技術で行われる。
繊維重合体１７７および表皮１３を上下型７に設置した後、図示しないプレス装置で上型７ｂを下型７ａに接近させる型締により冷間プレスする。ここで、第1繊維マット１１１は基体層１１、第２繊維マット１２２は表面層１２にそれぞれ成形され、互いの繊維マットの繊維体が交絡した状態で硬化し、表皮１３の合成樹脂フォーム１３ｃが、表面層１２と相溶し、硬化する。
これにより、基体層１１と表皮１３とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材が製造される。
繊維重合体１７７および表皮１３をプレスする。
まず、加熱された繊維重合体１７７を上下型７の下型７ａに載置し、第３合成樹脂の層である合成樹脂フォーム１３ｃを有する表皮１３を、合成樹脂フォーム１３ｃが下になるように上型７ｂに設置する。
表皮１３は、意匠となる意匠シート１３ｂの裏面に第３合成樹脂からなる第３合成樹脂層である合成樹脂フォーム１３ｃが貼着されたものである。
意匠シート１３bは、内装材の意匠となり、様々な模様が印刷され、またシボ等の凹凸模様が形成されている。材料としては、塩ビ、TPO（サーモプラスチックオレフィン）等の熱可塑性樹脂シート、織布、不織布等が使用される。
合成樹脂フォーム１３ｃの第３合成樹脂は、第1合成樹脂と相溶性が悪く、第２合成樹脂と相溶性があり、第２合成樹脂がポリオレフィン系樹脂であれば第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であり、第２合成樹脂がポリエステル系樹脂であれば第３合成樹脂はポリエステル系樹脂である。合成樹脂フォーム１３ｃは、第３合成樹脂を公知の発泡技術で発泡成形されたものであり、ポリエチレン樹脂フォーム、ポリプロピレン樹脂フォームがコスト面から好ましく使用される。
また、第３合成樹脂層として今回は合成樹脂フォームとしたが、シート状のものであってもよく、表皮１３は成形性を向上させるために事前に加熱されていてもよい。
次に、表皮１３を上型７ｂへ設置するが、図示されない吸引装置により上型７ｂの型表面に吸着させる方法、または、図示されないクランプ装置で固定する方法等、公知の技術で行われる。
繊維重合体１７７および表皮１３を上下型７に設置した後、図示しないプレス装置で上型７ｂを下型７ａに接近させる型締により冷間プレスする。ここで、第1繊維マット１１１は基体層１１、第２繊維マット１２２は表面層１２にそれぞれ成形され、互いの繊維マットの繊維体が交絡した状態で硬化し、表皮１３の合成樹脂フォーム１３ｃが、表面層１２と相溶し、硬化する。
これにより、基体層１１と表皮１３とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材が製造される。
本発明の第二実施の形態について図２、図３、図４を用いて説明する。図３は本発明により製造された第二の実施形態の内装材断面図、図４は溶着工程時の繊維重合体板の断面図である。尚、第一実施形態と同じ部分については同じ記号で示す。
図３に示す第二実施例に係る内装材１の製造方法は、図２（ａ）、図２（ｂ）で示す第一実施例の交絡工程および加熱工程と、繊維重合体１７７をプレスして繊維重合体板１７を成形する繊維重合体板成形工程と図４で示すように繊維重合体板１７の表面層１２と被着体１３とを溶着する溶着工程とからなる。
ｄ．繊維重合体板成形工程
繊維重合体１７７をプレスする。
プレスは、第一実施例と同様に交絡工程および加熱工程を経た繊維重合体１７７を、所定形状を備える上下型により行う。
プレスされた繊維重合体１７７は、繊維重合体１７７下層の第1繊維マット１１１が基体層１１に繊維重合体７上層の第２繊維マット１２２が表面層１２に成形された繊維重合体板１７となる。
繊維重合体１７７をプレスする。
プレスは、第一実施例と同様に交絡工程および加熱工程を経た繊維重合体１７７を、所定形状を備える上下型により行う。
プレスされた繊維重合体１７７は、繊維重合体１７７下層の第1繊維マット１１１が基体層１１に繊維重合体７上層の第２繊維マット１２２が表面層１２に成形された繊維重合体板１７となる。
ｅ．溶着工程
被着体である係止部材１３を繊維重合体板１７の表面層１２と溶着させる。
係止部材１３は、内装材１を図示しない他の物体に取り付けるためのものであり、先端に図示しない他の物体に形成された係止孔に係止する係止爪が形成された柱状の係止片１３ｄと、係止片１３ｄの係止爪のない末端に一体化された接合プレート１３ｅからなる。
接合プレート１３ｅは、第３合成樹脂からなるプレートであり、係止片１３ｄに繊維重合体板１７と平行になるように係止片１３ｄに形成されている。
まず、係止部材１３の接合プレート１３ｅを繊維重合体板１７の表面層１２上に当接するように設置する。
次に係止部材１３側から接合プレート１３ｅをコの字型のウェルダーバー９ｂで押し付けるとともに係止片１３ｄをウェルダーバー９ｂのコの字部分と嵌合させ、ウェルダーバー９ｂを左右に振動させる。この振動による摩擦熱で接合プレート１３ｅと表面層１２が接触する部分が溶融して溶着する。
これにより、基体層１１と係止部材１３とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材が製造される。また、溶着は上下振動による超音波溶着によって行ってもよい。
被着体である係止部材１３を繊維重合体板１７の表面層１２と溶着させる。
係止部材１３は、内装材１を図示しない他の物体に取り付けるためのものであり、先端に図示しない他の物体に形成された係止孔に係止する係止爪が形成された柱状の係止片１３ｄと、係止片１３ｄの係止爪のない末端に一体化された接合プレート１３ｅからなる。
接合プレート１３ｅは、第３合成樹脂からなるプレートであり、係止片１３ｄに繊維重合体板１７と平行になるように係止片１３ｄに形成されている。
まず、係止部材１３の接合プレート１３ｅを繊維重合体板１７の表面層１２上に当接するように設置する。
次に係止部材１３側から接合プレート１３ｅをコの字型のウェルダーバー９ｂで押し付けるとともに係止片１３ｄをウェルダーバー９ｂのコの字部分と嵌合させ、ウェルダーバー９ｂを左右に振動させる。この振動による摩擦熱で接合プレート１３ｅと表面層１２が接触する部分が溶融して溶着する。
これにより、基体層１１と係止部材１３とを十分な接着強度を備えて一体化した内装材が製造される。また、溶着は上下振動による超音波溶着によって行ってもよい。
今回は、一体化される合成樹脂部品の実施例として、表皮、係止部材を例にあげたが、これらに限定されず、その他ポケット、緩衝材等の内装材に取り付けられるものであってもよい。
（実施例１）
ポリ乳酸樹脂繊維とケナフの靭皮からなるケナフ繊維とをエアレイにより開繊して積層させ、ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維の重量比が３０：７０である目付け１5００ｇ／ｍ２のポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。また、ポリプロピレン樹脂繊維を同じくエアレイにより開繊して積層させ、目付け１００ｇ／ｍ２のポリプロピレン樹脂繊維のマットを作成する。
次に、ポリプロピレン樹脂繊維のマットをポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットの上に載置し、ポリプロピレン繊維のマット側からニードルパンチをかけ、ポリプロピレン樹脂繊維をポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマット内に、ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維をポリプロピレン樹脂繊維のマット内に入れ込み、板厚１０ｍｍの繊維重合体を作成する。この繊維重合体を加熱プレス装置により、型温２３０℃、プレス時間４０秒間で加熱プレスし、ポリ乳酸樹脂繊維とポリプロピレン樹脂繊維を溶融させ、板厚２．５ｍｍの繊維重合体を成形する。
表皮は０．３５ｍｍのＴＰＯシートに厚さ１ｍｍのポリプロピレン樹脂フォームが裏打ちされたものを使用した。この表皮をヒーターにより１３０℃で４０秒間加熱し、軟化させる。
次に、内装材表面形状を備える上型と内装材裏面形状を備える下型の上下型により冷間プレスを行う。型開きした下型の上に加熱プレスされた繊維重合体を載置し、吸引装置を備える上型に加熱された表皮をポリプロプレン樹脂フォームが下側になるように吸着させ、板厚３．１ｍｍになるように上型を下型に接近させ型締めを行った。型締めを６０秒間行った後、型を開き、繊維重合体から成形された芯材と表皮の積層成形体である内装材を取り出した。
ポリ乳酸樹脂繊維とケナフの靭皮からなるケナフ繊維とをエアレイにより開繊して積層させ、ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維の重量比が３０：７０である目付け１5００ｇ／ｍ２のポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。また、ポリプロピレン樹脂繊維を同じくエアレイにより開繊して積層させ、目付け１００ｇ／ｍ２のポリプロピレン樹脂繊維のマットを作成する。
次に、ポリプロピレン樹脂繊維のマットをポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットの上に載置し、ポリプロピレン繊維のマット側からニードルパンチをかけ、ポリプロピレン樹脂繊維をポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマット内に、ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維をポリプロピレン樹脂繊維のマット内に入れ込み、板厚１０ｍｍの繊維重合体を作成する。この繊維重合体を加熱プレス装置により、型温２３０℃、プレス時間４０秒間で加熱プレスし、ポリ乳酸樹脂繊維とポリプロピレン樹脂繊維を溶融させ、板厚２．５ｍｍの繊維重合体を成形する。
表皮は０．３５ｍｍのＴＰＯシートに厚さ１ｍｍのポリプロピレン樹脂フォームが裏打ちされたものを使用した。この表皮をヒーターにより１３０℃で４０秒間加熱し、軟化させる。
次に、内装材表面形状を備える上型と内装材裏面形状を備える下型の上下型により冷間プレスを行う。型開きした下型の上に加熱プレスされた繊維重合体を載置し、吸引装置を備える上型に加熱された表皮をポリプロプレン樹脂フォームが下側になるように吸着させ、板厚３．１ｍｍになるように上型を下型に接近させ型締めを行った。型締めを６０秒間行った後、型を開き、繊維重合体から成形された芯材と表皮の積層成形体である内装材を取り出した。
（実施例２）
実施例１と同様の加熱プレスされた繊維重合体を作成し、この加熱された繊維重合体を冷間プレスすることで上層がポリプロピレン樹脂層、下層がケナフ繊維を含むポリ乳酸樹脂層である板厚２．５ｍｍの芯材を成形した。
次に、係止片の末端に接合プレートが一体化されているポリプロピレン樹脂からなる係止部材を用意した。この係止部材の接合プレートは４５ｍｍ×４０ｍｍ×１．５ｍｍのプレートであり、係止片は、３０ｍｍ×２０ｍｍ×２５ｍｍの柱状形状をしている。
まず、係止部材の接合プレートを芯材のポリプロピレン樹脂側の上層に当接するように設置する。
次に、コの字型ウェルダ−バーで係止部材側から接合プレートを荷重３３９ｄａＮで圧接させるとともに係止片と嵌合させ、ウェルダーバーを振幅０．６ｍｍ、周波数２４０Ｈｚで３秒間振動させ、接合プレートの２．５ｍｍ×３ｍｍの範囲で芯材と溶着させた。
実施例１と同様の加熱プレスされた繊維重合体を作成し、この加熱された繊維重合体を冷間プレスすることで上層がポリプロピレン樹脂層、下層がケナフ繊維を含むポリ乳酸樹脂層である板厚２．５ｍｍの芯材を成形した。
次に、係止片の末端に接合プレートが一体化されているポリプロピレン樹脂からなる係止部材を用意した。この係止部材の接合プレートは４５ｍｍ×４０ｍｍ×１．５ｍｍのプレートであり、係止片は、３０ｍｍ×２０ｍｍ×２５ｍｍの柱状形状をしている。
まず、係止部材の接合プレートを芯材のポリプロピレン樹脂側の上層に当接するように設置する。
次に、コの字型ウェルダ−バーで係止部材側から接合プレートを荷重３３９ｄａＮで圧接させるとともに係止片と嵌合させ、ウェルダーバーを振幅０．６ｍｍ、周波数２４０Ｈｚで３秒間振動させ、接合プレートの２．５ｍｍ×３ｍｍの範囲で芯材と溶着させた。
（比較例１）
実施例１と同様にして目付け１5００ｇ／ｍ２のポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを加熱プレス装置により型温２３０℃、プレス時間４０秒間で加熱する。また、実施例１と同じ表皮を用意し、同じ条件で表皮を加熱する。
次に実施例１と同様に上下型による冷間プレス装置により表皮材とポリ乳酸樹脂繊維マットを冷間プレスし、板厚３．１ｍｍの積層成形体である内装材を成形した。
実施例１と同様にして目付け１5００ｇ／ｍ２のポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。ポリ乳酸樹脂繊維とケナフ繊維のマットを加熱プレス装置により型温２３０℃、プレス時間４０秒間で加熱する。また、実施例１と同じ表皮を用意し、同じ条件で表皮を加熱する。
次に実施例１と同様に上下型による冷間プレス装置により表皮材とポリ乳酸樹脂繊維マットを冷間プレスし、板厚３．１ｍｍの積層成形体である内装材を成形した。
（比較例２）
実施例１のポリ乳酸樹脂繊維に変えてポリプロピレン樹脂繊維にし、ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維の重量比が３０：７０である目付１5００ｇ／ｍ２のポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維のマットを実施例１と同様に加熱プレス装置により、型温２３０℃、４０秒間で加熱し、ポリプロピレン樹脂繊維を溶融させる。また、実施例１と同じ表皮で同じ条件で表皮を加熱する。
次に実施例１と同様に上下型により表皮材とポリ乳酸樹脂繊維マットを冷間プレスし、板厚３．１ｍｍの積層成形体である内装材を成形した。
実施例１のポリ乳酸樹脂繊維に変えてポリプロピレン樹脂繊維にし、ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維の重量比が３０：７０である目付１5００ｇ／ｍ２のポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維のマットを作成する。ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維のマットを実施例１と同様に加熱プレス装置により、型温２３０℃、４０秒間で加熱し、ポリプロピレン樹脂繊維を溶融させる。また、実施例１と同じ表皮で同じ条件で表皮を加熱する。
次に実施例１と同様に上下型により表皮材とポリ乳酸樹脂繊維マットを冷間プレスし、板厚３．１ｍｍの積層成形体である内装材を成形した。
（比較例３）実施例１のポリ乳酸樹脂繊維マットを加熱プレスおよび冷却し、厚さ２．５ｍｍの芯材を作成する。この芯材の上に実施例２と同じ係止部材を設置し、実施例２と同じようにウェルダーバーを振動させ係止部材を芯材に溶着した。
得られた実施例および比較例について、表皮と芯材の剥離強度と係止部材と芯材の引張強度を測定した。
（測定１）
実施例１、比較例１、２については、成形した内装材から幅２５ｍｍの試験片を採取し、この試験片の一端を固定し、試験片の他端で芯材と表皮を剥がし、引張り試験機より表皮のみを芯材と表皮との成す角が１８０°となる方向に引張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、このとき測定される最大荷重を測定する。
実施例１、比較例１、２については、成形した内装材から幅２５ｍｍの試験片を採取し、この試験片の一端を固定し、試験片の他端で芯材と表皮を剥がし、引張り試験機より表皮のみを芯材と表皮との成す角が１８０°となる方向に引張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、このとき測定される最大荷重を測定する。
（測定２）
実施例２、比較例３については、係止部材と芯材の剥離強度を測定した。
係止部材の接合プレートの中点であり、接合プレートから係止部材高さ方向に１０ｍｍの部分を、引張り試験機により係止部材と芯材との接触面垂直方向に引張り速度５００ｍｍ／minで引張り、この時計測される最大荷重を測定する。
実施例２、比較例３については、係止部材と芯材の剥離強度を測定した。
係止部材の接合プレートの中点であり、接合プレートから係止部材高さ方向に１０ｍｍの部分を、引張り試験機により係止部材と芯材との接触面垂直方向に引張り速度５００ｍｍ／minで引張り、この時計測される最大荷重を測定する。
結果を図５に示す。
実施例１は比較例２と同様の剥離強度であり、実施例２は比較例３に比べ２倍以上の引張強度を示している。これにより合成樹脂からなる芯材と芯材の合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる表皮または係止部材とを十分な剥離強度、引張強度を備えて一体化することができることが判明した。
実施例１は比較例２と同様の剥離強度であり、実施例２は比較例３に比べ２倍以上の引張強度を示している。これにより合成樹脂からなる芯材と芯材の合成樹脂と相溶性が悪い合成樹脂からなる表皮または係止部材とを十分な剥離強度、引張強度を備えて一体化することができることが判明した。
１ 内装材
４ 交絡部材
４ａ 突起
５ 加熱プレス装置
７ 上下型
７ａ 下型
７ｂ 上型
９ ウェルダー装置
９ｂ ウェルダーバー
１１ 基体層
１１ａ 第１合成樹脂の繊維体
１２ 表面層
１２ａ 第２合成樹脂の繊維体
１３ 表皮、被着体
１３ｂ 意匠シート
１３ｃ 合成樹脂フォーム
１３ｄ 係止片
１３ｅ 接合プレート
１４ａ 植物繊維
１７ 繊維重合体板
１１１ 第１繊維マット
１２２ 第２繊維マット
１７７ 繊維重合体
４ 交絡部材
４ａ 突起
５ 加熱プレス装置
７ 上下型
７ａ 下型
７ｂ 上型
９ ウェルダー装置
９ｂ ウェルダーバー
１１ 基体層
１１ａ 第１合成樹脂の繊維体
１２ 表面層
１２ａ 第２合成樹脂の繊維体
１３ 表皮、被着体
１３ｂ 意匠シート
１３ｃ 合成樹脂フォーム
１３ｄ 係止片
１３ｅ 接合プレート
１４ａ 植物繊維
１７ 繊維重合体板
１１１ 第１繊維マット
１２２ 第２繊維マット
１７７ 繊維重合体
Claims (6)
- 第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに当該第１合成樹脂とは相溶性の悪い第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および前記第２合成樹脂の繊維体を溶融させる加熱工程と、
加熱した前記繊維重合体の前記第２繊維マット側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂の層を有する表皮を当該第３合成樹脂の層が相対するように位置させた状態で、所定形状の型間でプレス成形するプレス工程とからなることを特徴とする表皮と一体化した内装材の製造方法。 - 前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法。
- 前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする請求項２に記載された表皮と一体化した内装材の製造方法。
- 第１合成樹脂の繊維体と植物繊維体とからなる第1繊維マットに第1合成樹脂とは相溶性の悪い第２合成樹脂の繊維体からなる第２繊維マットを積層した状態で、それぞれの繊維を交絡させて繊維重合体とする交絡工程と、
前記繊維重合体を加熱して、前記第１合成樹脂の繊維体および前記第２合成樹脂の繊維体を溶融させた後、当該繊維重合体をプレスして繊維重合体板を成形する工程と、
前記繊維重合体板の前記第２繊維マットから成形された表面層側に前記第２合成樹脂と相溶性のある第３合成樹脂からなる被着体を所定の位置に設置し、当該被着体と当該表面層を溶着する工程とからなることを特徴とする被着体と一体化した内装材の製造方法。 - 前記第１合成樹脂はポリエステル系樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項４に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法。
- 前記第１合成樹脂はポリ乳酸樹脂であり、前記第２合成樹脂および第３合成樹脂はポリプロピレン樹脂であることを特徴とする請求項５に記載された被着体と一体化した内装材の製造方法。
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