JP4424013B2

JP4424013B2 - 自動車内装用積層基材および製造方法

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Publication number: JP4424013B2
Application number: JP2004064903A
Authority: JP
Inventors: 賢司串田; 茂沖田; 篤信関
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005254455A

Description

本発明は、自動車内装用積層基材に関する。更に詳しくは不織布、発泡シート、表皮材などと張り合わせて使用する自動車内装材に適したポリエステル系積層基材に関し、不織布、発泡シート、表皮材などの基材と接着しやすく、かつ成形加工性、通気遮断性、耐熱性、断熱性、剛性、吸音性、外観に優れた積層基材に関する。

従来、自動車天井材に代表される自動車内装材としては、種々の構成を有する材料が提案されているが、一般には遮音性、耐熱性、断熱性、高強度、通気遮断性などの特性を有する基材と内装用の表皮材を積層したものが使用されている。

例えば特許文献１には、ポリエステル繊維製ニードルパンチ不織布にエチレン／塩化ビニルエマルジョンのバインダーを含浸させ、更に未延伸ポリプロピレン繊維を集積し、熱融着して得られる表皮材に、ポリプロピレンフィルム／ポリプロピレン発泡体／ポリプロピレンフィルムからなる基材を積層した内装材が提案されている。

また、特許文献２には、３層フィルム、すなわち直鎖状低密度ポリエチレン、ナイロン６／６６共重合体、直鎖状低密度ポリエチレンからなる積層フィルムの片面にポリエステル系不織布からなる表皮材、他の片面にガラス繊維と熱可塑性繊維をニードルパンチしたマット状物に高密度ポリエチレンを含浸したものを接着した内装材が提案されている。

しかしながら、これらの文献に記載されている自動車内装材は、最終的にこれらの材料を貼り付ける部品や部材の形に合わせようとすると形状追随性が不十分であったり、通気遮断性が悪く、塵埃や煙草の煙を含む空気が車室空間に移行して車室内が汚染されたり、該汚染空気により内装材表皮が汚染される等の問題があった。

一方、特許文献３にはポリエステルからなる延伸糸を経糸と緯糸に用いて交差させたネット状基布の少なくとも片面にポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートからなる組成物をラミネートしてなる積層シートおよび該シートを用いて得られるフレキシブルコンテナーが提案されている。しかしながらここで提案されている積層シートをそのまま自動車内装用基材として使用すると加工時の形状追随性や通気遮断性が不十分であり、積層シートの各層間接着性が不十分であった。
特開昭６３−２８６４０号公報特開平７−６８７２１号公報特開２００３−１７７３号公報

そこで本発明は、形状追随性、通気遮断性、層間密着性に優れる自動車内装用積層基材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ポリブチレンテレフタレートと、共重合単位がブチレンイソフタレートであり、融点が２０７〜２２０℃であるポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を積層してなる積層体を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、ポリブチレンテレフタレートと、共重合単位がブチレンイソフタレートであり、融点が２０７〜２２０℃であるポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を積層してなる自動車内装用積層基材を提供するものである。

本発明により、従来の自動車内装用フィルム基材より成形加工時の形状追随性、通気遮断性、密着性に優れる基材が得られる。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートとは、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体と１，４−ブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体との重縮合により得られる樹脂であるが、５モル％未満であれば他の成分を共重合していてもかまわない。共重合可能な酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。また共重合可能なジオール成分としては炭素数２〜２０の脂肪族グリコールすなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなど、あるいは分子量４００〜６０００の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリ−１，２−プロピレングリコール、ポリ−１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートの固有粘度に特に制限はないが、機械的特性、製膜性、加工時の形状追随性、密着性などの点から、ｏ−クロロフェノール溶液を２５℃で測定したときの固有粘度が０．３６〜１．８０ｄｌ／ｇであることが好ましく、特に０．８０〜１．６０ｄｌ／ｇの範囲にあるものが好ましい。

また、本発明で用いられるポリブチレンテレフタレート共重合体とは、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体および１，４−ブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主たる構成成分とし、テレフタル酸成分及び／または１，４−ブタンジオール成分の５モル％以上５０モル％未満をイソフタル酸成分に置き換えて共重合して得られる樹脂をいう。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレート共重合体の固有粘度に特に制限はないが、機械的特性、製膜性、加工時の形状追随性、密着性などの点から、ｏ−クロロフェノール溶液を２５℃で測定したときの固有粘度が０．３６〜１．８０ｄｌ／ｇであることが好ましく、特に０．８０〜１．６０ｄｌ／ｇの範囲にあるものが好ましい。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート共重合体は、本発明の効果を損なわない範囲でガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、硼酸アルミニウムウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石コウ繊維、金属繊維などの繊維状充填剤、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナシリケートなどの珪酸塩、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスフレーク、ガラスビーズ、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素およびシリカなどの非繊維状充填材などを含んでも良く、これらの充填剤は中空であってもよい。これら充填材を複数種類併用することも可能である。得られるフィルムの剛性、不織布との接着性、通気遮断性、成形加工時の形状追随性、滑り性等をバランス良く発現させる目的においてはシリカ粒子が好ましい。また、その添加量は、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂１００重量部に対して０．００５〜１重量部、好ましくは０．０１〜０．７５重量部、更に好ましくは０．０２〜０．５重量部である。使用するシリカ粒子径としては、通常０．１〜１０μｍであるが、好ましくは０．５〜７．５μｍ、更に好ましくは１〜５μｍである。

また、これら繊維状／非繊維状の無機充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、およびエポキシ化合物などのカップリング剤で同時にもしくは予備的に処理して使用することは、より優れた機械的特性や外観を得る意味において好ましい。

さらに、本発明で用いられるブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、要求される特性に応じて他のポリエステル樹脂や他のポリマー類、添加剤、結晶核剤、耐熱剤や紫外線吸収剤などの安定剤、難燃剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、およびカップリング剤などを添加することも可能である。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムを得る方法としては特に制限はないが、Ｔダイキャスト法、インフレーション法など公知の方法を用いることができる。

該フィルムは未延伸であっても延伸していてもかまわないが、加工時の形状追随性の点からは未延伸フィルムの方が好ましい。

また、該フィルムの厚みとしては特に制限はないが、加工時の良好な形状追随性や通気遮断性の点から５〜２００μｍであることが好ましく、特に１０〜１５０μｍであることが好ましい。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムの通気遮断性をさらに向上させるために、フィルムの片面に金属および／または金属化合物の蒸着を行っても良い。蒸着層を施す方法としては特に制限はないが、真空蒸着、ＥＢ蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ等の公知の方法を用いることができる。この中で生産性やコストの点から、真空蒸着法が最も好ましい。フィルムと蒸着金属および／または金属酸化物等の蒸着皮膜との密着性を向上させるために、フィルムの表面をあらかじめコロナ放電処理やアンカーコート剤を塗布するなどの方法により前処理しておくことが好ましい方法である。フィルムに蒸着させる金属および／または金属酸化物としては、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等が挙げられ、アルミニウムが最も好ましい。得られる蒸着層の膜厚としては１０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜９０ｎｍ、さらに好ましくは２０〜８０ｎｍである。膜厚が１０ｎｍ以上であると均一な蒸着膜厚が得られやすく、また１００ｎｍ以下であるとクラック等蒸着層に欠陥が発生しにくく、さらなる通気遮断性向上が望めるからである。

本発明で用いられるポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムの一部もしくは全面に、本発明の効果を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートしても良い。

本発明で使用されるポリエステル系不織布とは、ポリエステル系樹脂を用いて作られる不織布であり、ポリエステル系繊維をシート状に加工したものである。
ここで使用されるポリエステルとしては特に制限はなく、ジカルボン酸成分とジオール成分の縮合で得られるポリエステルが使用でき、共重合体であっても２種以上のポリエステルの混合物であってかまわない。ここで使用されるジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸などの脂肪族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。また、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなど、あるいは分子量４００〜６０００の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリ−１，２−プロピレングリコール、ポリ−１，３−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらのポリエステルの中でも特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、これらの共重合体、あるいはこれらの混合物が好ましい。

本発明で用いられるポリエステル系不織布の製造方法に特に制限はなく、接着剤を用いて繊維同士を結合させるケミカルボンド法、芯鞘複合繊維を用いて熱融着させるサーマルボンド法、繊維同士を物理的に絡ませるニードルパンチ法、溶融紡糸したフィラメント群を集積して繊維シートとし、ただちに熱ロールで接着させるスパンボンド法、溶融紡糸時に高温エアーで紡出させ捕集ネットで集積するメルトブロー法などを採用することができる。

本発明のポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を積層してなる自動車内装用積層基材を製造する方法としては特に制限はない。例えば、ポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を別々に作成しておき、両者を接着剤を介してあるいは介さずに接着させて積層しても良い。あるいはポリエステル系不織布の上にポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂を溶融押出してフィルム化すると同時に積層体としても良い。生産効率や接着性の点からは後者の方法が好ましい。

本発明のポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を積層してなる自動車内装用積層基材には、更に装飾用の表皮材や断熱用・遮音用の発泡材などを積層することにより、自動車内層材を作成することができる。このようにして得られる自動車内層材は、形状追随性、通気遮断性、層間密着性に優れている。

以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。

［固有粘度］
ｏ−クロロフェノール溶液を用い、２５℃で測定した。

［融点］
示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用い、２０℃／分で昇温した時に現れる吸熱ピークのピーク温度を融点とした。

[形状追随性]
１００ｍｍ×１００ｍｍ角の積層体を第１図に示す金型にセットし、８０℃でプレス成形し、破れ等のトラブルなく成形できるか否かを評価した。また、成形後、２３℃／５０％ＲＨの環境下で２４時間放置した後に、成形品における底面と側面のなす角度を測定した。

［通気遮断性］
ＪＩＳＫ７１２９に従い透湿度を測定し、通気遮断性とした。透湿度が１００ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下を○とし、１００ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上を×とした。

［密着性］
積層体を１５０×１５ｍｍのサイズに切り取り、長手方向の一端を７５ｍｍだけ剥がし、引張試験機を使用してそれぞれを上下方向に引張って積層体が剥離する強度を測定した。

（参考例１）
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製不織布の製造
０．３ｍｍのガス噴射間隙を有するメルトブロー装置を用いて３２０℃に加熱溶融したＰＥＴ（ｏ−クロロフェノール溶液を２５℃で測定したときの固有粘度が１．０）を口金幅１０ｍｍあたり８本のオリフィスと０．３１ｍｍの噴射間隙を有するメルトブロー装置を用い、口金幅１０ｍｍあたり約０．８ｇ／ｍｉｎの速度で押出し、噴射ユニットに約０．２ＭＰａ−Ｇで供給した３００℃の空気で牽引した。このようにして生成した平均径３μｍのメルトブロー繊維を、噴射装置から０．５ｍ離れた場所に設置したベルト上に補修して不織布を作成した。この不織布は厚み５ｍｍ、重量２５０ｇ／ｍ²であった。

（参考例２）
ＰＰ（ポリプロピレン）製不織布の製造
０．３ｍｍのガス噴射間隙を有するメルトブロー装置を用いて３００℃に加熱溶融したＰＰ（２３０℃で測定したメルトフローレートが３００）を口金幅１０ｍｍあたり８本のオリフィスと０．３１ｍｍの噴射間隙を有するメルトブロー装置を用い、口金幅１０ｍｍあたり約０．８ｇ／ｍｉｎの速度で押出し、噴射ユニットに約０．２ＭＰａ−Ｇで供給した２８０℃の空気で牽引した。このようにして生成した平均径３μｍのメルトブロー繊維を、噴射装置から０．５ｍ離れた場所に設置したベルト上に補修して不織布を作成した。この不織布は厚み５ｍｍ、重量１２０ｇ／ｍ²であった。

（実施例１）
参考例１で作成した不織布を用い、この不織布の上に押出ラミネート法により共重合ＰＢＴ樹脂（東レ（株）製“トレコン”１２００Ｅ（芳香族ジカルボン酸共重合体、固有粘度１．２、融点２０７℃）を下記の条件で溶融押出した。厚み３０μmのフィルムと参考例１で作成したＰＥＴ製不織布からなる積層体が得られた。得られた積層体の評価結果を表１に示す。

押出条件押出機：４０ｍｍ単軸押出機、Ｌ／Ｄ＝２６、
スクリュー：フルフライトコンスタントピッチ（３ゾーン型）、
圧縮比３．１
ダイズ：単層Ｔダイス、幅４００ｍｍ、リップ間距離１ｍｍ、
コートハンガー型
シリンダー温度：２３０〜２４５℃
キャストドラム温度：１５℃。

（比較例１）
共重合ＰＢＴの代わりにＰＢＴ樹脂（東レ（株）製“トレコン”１２００Ｓ）を使用する以外は実施例１と同様にして積層体を作成した。得られた積層体の評価結果を表２に示す。

（比較例２）
共重合ＰＢＴの代わりにＰＥＴ樹脂（三井化学製Ｊ１２５）を使用する以外は実施例１と同様にして積層体を作成した。得られた積層体の評価結果を表２に示す。

（比較例３）
５層ダイを有する多層押出機を用い、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）（三井化学製、ウルトゼクッス１０２０Ｌ）、変性線状低密度ポリエチレン（変性ＬＬＤＰＥ）（三井化学製、アドマーＮＦ３００）、ナイロン６樹脂（Ｎ６）（東レ（株）製、アミランＣＭ１０２１ＴＣ）をＬＬＤＰＥ／変性ＬＬＤＰＥ／Ｎ６／変性ＬＬＤＰＥ／ＬＬＤＰＥ＝２１／４／１０／４／２１μｍからなる多層フィルムを得た。

このようにして得られたフィルムを共重合ＰＢＴの代わりに上記多層フィルムを使用する以外は実施例１と同様にして積層体を作成した。得られた積層体の評価結果を表２に示す。

なお、各種材料の押出条件は以下のとおりである。
押出条件押出機：４０ｍｍ単軸押出機、Ｌ／Ｄ＝２６、
スクリュー：フルフライトコンスタントピッチ（３ゾーン型）、
圧縮比３．１
ダイズ：単層Ｔダイス、幅４００ｍｍ、リップ間距離１ｍｍ、
コートハンガー型
シリンダー温度：ＬＬＤＰＥ１９０〜２００℃
変性ＬＬＤＰＥ１９０〜２００℃
Ｎ６２３０〜２４５℃
キャストドラム温度：１５℃。

（比較例４）
参考例１で作成したＰＥＴ不織布を使用する代わりに参考例２で作成したＰＰ不織布を使用する以外は実施例１と同様にして積層体を作成した。得られた積層体の評価結果を表２に示す。

実施例１より、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする共重合樹脂からなるフィルムとポリエステル系不織布からなる積層体基材は、形状追随性、通気遮断性、密着性に優れることがわかる。

比較例１より、ＰＢＴ樹脂からなるフィルムとポリエステル系不織布からなる積層体基材は、密着性に劣ることがわかる。

比較例２より、ＰＥ／Ｎ６／ＰＥからなる多層フィルムとポリエステル系不織布からなる積層体基材は、形状追随性および密着性に劣ることがわかる。

比較例３より、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする共重合樹脂からなるフィルムとポリエチレン系不織布からなる積層体基材は、形状追随性および密着性に劣ることがわかる。

Claims

ポリブチレンテレフタレートと、共重合単位がブチレンイソフタレートであり、融点が２０７〜２２０℃であるポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の重量比率で配合してなる樹脂から得られるフィルムとポリエステル系不織布を積層してなる自動車内装用積層基材。
ポリブチレンテレフタレート共重合体が、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体および１，４−ブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主たる構成成分とし、テレフタル酸成分の５モル％以上５０モル％未満をイソフタル酸成分に置き換えて共重合して得られる樹脂である請求項１記載の自動車内装用積層基材。
前記ポリエステル系不織布を形成するポリエステルが、エチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位とする樹脂およびこれらの樹脂の混合物から選ばれる１種以上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用積層基材。
ポリブチレンテレフタレートと、共重合単位がブチレンイソフタレートであり、融点が２０７〜２２０℃であるポリブチレンテレフタレート共重合体を０／１００重量部〜９０／１０重量部の比率で配合してなる樹脂を溶融押出してフィルム化すると同時にポリエステル系不織布に積層することを特徴とする自動車内装用積層基材の製造方法。
ポリブチレンテレフタレート共重合体が、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体および１，４−ブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主たる構成成分とし、テレフタル酸成分の５モル％以上５０モル％未満をイソフタル酸成分に置き換えて共重合して得られる樹脂である請求項４記載の自動車内装用積層基材の製造方法。