JP4299684B2 - 内装材の製造方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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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