JP6242635B2 - 車両用フロアスペーサとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表皮一体発泡により表皮材とウレタンフォームが一体成形された車両用フロアスペーサとその製造方法に関する。

車両の床面上には、乗員の脚に対する衝撃緩和や、遮音等のために車両用フロアスペーサと称される床材を配置することが行われている。
従来の車両用フロアスペーサとして、金型のキャビティ面にカーペット部材を配置し、該金型内にウレタンフォーム原料を注入して発泡させる表皮一体発泡により、前記カーペット部材がウレタンフォームの表面に接着したものがある。

しかしながら、従来の車両用フロアスペーサにあっては、表皮一体発泡時にウレタンフォーム原料がカーペット部材の表面に染み出して美観を損なうのを防ぐため、カーペット部材の裏面に無発泡のポリエチレン樹脂からなるバッキング材を設けてウレタンフォーム原料がカーペット部材に染みこまないようにしていた。そのため、車両用フロアスペーサは、無発泡のバッキング材の存在によって重くなる問題やコストが高くなる問題があった。

特開平３−４２２３７号公報 特開昭６１−２３７６３０号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、表皮材からウレタンフォーム原料が染み出すのを防ぎ、かつ軽量でコスト低減が可能な車両用フロアスペーサとその製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、表皮材と、前記表皮材の一方の面にウレタンフォーム原料が接しながら発泡し前記表皮材と接着して形成されたウレタンフォームとよりなる車両用フロアスペーサにおいて、前記表皮材は２層の不織布シートからなって、何れか一方の層が２〜４ｄ（デニール）の繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上であり、他方の層が目付１００ｇ／ｍ^２以上であり、何れかの層にアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記一方の層は前記ウレタンフォーム側であり、前記他方の層は５ｄ（デニール）以上の繊維径を有し、前記一方の層に前記アクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする。

請求項３の発明は、金型のキャビティ面に表皮材を配置し、該金型内にウレタンフォーム原料を注入して発泡させることにより、前記表皮材がウレタンフォームの表面に接着した車両用フロアスペーサを製造する方法において、前記表皮材は２層の不織布シートからなって、何れか一方の層が２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上であり、他方の層が目付１００ｇ／ｍ^２以上であり、何れかの層にアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３において、前記一方の層は前記ウレタンフォーム原料側であり、前記他方の層は５ｄ以上の繊維径を有し、前記一方の層に前記アクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、表皮材が２層の不織布シートからなって、何れか一方の層が２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上であるため、細い繊維が密になっており、さらに何れかの層にはアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸している。そのため、表皮材へのウレタンフォーム原料の染み込みをコントロールする。そして、他方の層が目付１００ｇ／ｍ^２以上であることにより、表皮材からウレタンフォーム原料の染み出すのを防ぐことができる。トータル目付が少ない表皮材で、ウレタフォーム原料の染み出すのを防ぐことができる。従って、無発泡のポリエチレン樹脂をバッキング材として使用する場合と比べて軽量でコストを低減することができる。無発泡のポリエチレン樹脂バッキング材は、ウレタンフォーム原料との接着性を持たせるために、コロナ放電等の処理を必要とするが、前記表皮材はウレタンフォーム原料の含浸を許容するので、表皮材とウレタンフォーム原料との接着に関しても特別な処理を必要としない。さらに、表皮材に含浸しているアクリル酸エステル系樹脂は、難燃性の向上効果もある。なお、前記表皮材における２〜４ｄの繊維径からなる層とは、繊維径が２〜４ｄの繊維を繊維全体の８０重量％以上含むものである。

請求項２の発明によれば、表皮材において細い繊維が密になっている一方の層はウレタンフォーム原料側であり、かつアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸しているため、ウレタンフォーム原料が表皮材に染み込み難くなり、表皮材の表面からウレタンフォーム原料が染み出すのを効果的に防ぐことができる。さらに、車両用フロアスペーサの外側となる表皮材の他方の層が５ｄ以上の繊維系を有する太い繊維からなるため、車両用フロアスペーサの表面の耐摩耗性が良好となる。なお、前記表皮材における５ｄ以上の繊維径を有する層とは、繊維径が５ｄ以上の繊維を繊維全体の８０重量％以上含むものである。

請求項３の発明によれば、ウレタンフォーム原料の表皮材からの染み出しを防ぎ、かつ軽量性と難燃性を有し、コスト低減が可能な車両用フロアスペーサを容易に製造することができる。

請求項４の発明によれば、ウレタンフォーム原料の表皮材からの染み出しを防ぎ、かつ軽量性で難燃性を有し、コスト低減が可能で、表面の耐摩耗性も良好な車両用フロアスペーサを容易に製造することができる。

車両用フロアスペーサの一実施形態の断面図である。 車両用フロアスペーサの製造方法の一実施形態における製造工程の一部を示す断面図である。 製造工程の製品脱型工程を示す断面図である。

図１に示す本発明の一実施形態に係る車両用フロアスペーサ１０は、車両の床面上に配置されるものであり、表皮材２０と、前記表皮材２０の一方の面にウレタンフォーム原料が接しながら発泡し前記表皮材２０と接着して形成されたウレタンフォーム３０とよりなる。

前記表皮材２０は上層２１と下層２３で構成される２層の不織布シートからなる。前記上層２１と下層２３の何れか一方の層は、２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上、好ましくは目付９０ｇ／ｍ^２以上５００ｇ／ｍ^２以下であり、他方の層は目付１００ｇ／ｍ^２以上、好ましくは目付１００ｇ／ｍ^２以上５００ｇ／ｍ^２以下である。このように表皮材２０を構成すると、一方の層が細い繊維が密になっているため、粘性のあるウレタンフォーム原料が表皮材２０から染み出し難くなる。前記２層のうち何れかの層にはアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上、好ましくは３５ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下含浸している。アクリル酸エステル系樹脂の含浸によって前記表面材２０の一層の繊維間がアクリル酸エステル系樹脂で充填され、ウレタンフォーム原料が前記表皮材２０を通りにくくなり、ウレタンフォーム原料が、さらに染み出し難くなる。なお、前記アクリル酸エステル系樹脂の表皮材２０への含浸は、アクリル酸エステル系樹脂のエマルジョンを前記表皮材２０の表面に塗布したり、アクリル酸エステル系樹脂のパウダーを前記表皮材２０の表面に散布して熱ローラーや熱風を当てることにより行うことができる。

前記表皮材２０のより好ましい態様は、前記ウレタンフォーム３０側となる下層２３を、２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上とし、かつアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させた態様である。この態様で表皮材２０を構成すると、ウレタンフォーム原料と接する下層２３が、細い繊維が密になっており、さらにアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸しているため、ウレタンフォーム原料が表皮材２０にしみ込み難くなる。そして、乗員等と接する前記上層２１の目付量を１００ｇ／ｍ^２以上とすることにより、前記表皮材２０の表面からウレタンフォーム原料の染み出しを効果的に防ぐことができる。さらに前記上層２１は、繊維径５ｄ以上にして耐摩耗性を向上させるのが好ましい。なお、前記上層２１と下層２３は接着またはニードルパンチにより一体となっている。

前記ウレタンフォーム３０は、前記表皮材２０の一方の面、図示の例では下層２３の表面にウレタンフォーム原料が接した状態で発泡し、前記表皮材２０と接着して一体に形成されたものであり、吸音性及び緩衝性向上等のために設けられている。前記ウレタンフォーム原料は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤及び触媒等を含み、ポリオールとポリイソシアネートの反応により発泡する公知のものであり、密度４０ｋｇ／ｍ^３〜９５ｋｇ／ｍ^３のウレタンフォームを形成するものが好ましい。また、前記ウレタンフォーム３０の厚みは３ｍｍ〜５０ｍｍ程度が好ましい。前記ウレタンフォーム３０は、ウレタンフォーム原料の発泡成形時に生じる含浸により、前記表皮材２０と接着一体化する。

前記車両用フロアスペーサ１０の製造方法の実施形態を説明する。前記車両用フロアスペーサ１０の製造方法は、表皮材配置工程、ウレタンフォーム原料注入工程、発泡工程、脱型工程よりなる。
表皮材配置工程では、図２の（２−１）に示すように、金型４０の上型４３のキャビティ面に前記表皮材２０を配置する。その際、前記表皮材２０は、２〜４ｄ（デニール）の繊維径で目付９０ｇ／ｍ^２以上からなり、前記アクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸している層、図示の例では前記下層２３を下向きにして上型のキャビティ面に配置するのが好ましい。なお、前記キャビティ面は、前記車両用フロアスペーサ１０の形状に応じた凹凸面となっている。

ウレタンフォーム原料注入工程では、図２の（２−２）に示すように、前記表皮材２０が上型４３に配置された金型４０内に前記ウレタンフォーム原料３０ａを所要量注入する。前記ウレタンフォーム原料３０ａの注入量は、発泡により形成するウレタンフォームの密度が４０ｋｇ／ｍ^３〜９５ｋｇ／ｍ^３となる量とするのが好ましい。前記金型４０を開けた状態でウレタンフォーム原料３０ａを金型４０内に注入した後、前記下型４１と上型４３を閉型する。また、原料注入口（図示せず）が前記金型４０に形成されている場合、前記表皮材２０を金型に配置後、金型を閉じた状態で原料注入口からウレタンフォーム原料を金型内に注入することで成形できる。注入されたウレタンフォーム原料３０ａは、前記表皮材２０の一方の層、図示の例では前記下層２３が２〜４ｄ（デニール）の繊維径で目付９０ｇ／ｍ^２以上からなり、かつ前記アクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸しているため、ウレタンフォーム原料３０ａが表皮材２０に染み込み難くなる。

発泡工程では、図２の（２−３）に示すように、前記金型４０内で前記ウレタンフォーム原料３０ａを反応の進行により発泡させてウレタンフォーム３０を形成し、前記発泡成形時の前記表皮材２０への含浸により前記表皮材２０とウレタンフォーム３０を接着一体化する。
脱型工程では、図３のように、前記金型４０を開け、前記表皮材２０とウレタンフォーム３０が一体化した前記車両用フロアスペーサ１０を取り出す。

このようにして得られた前記車両用フロアスペーサ１０は、前記表皮材２０の表面にウレタンフォーム原料３０ａの染み出しが無く、外観の良好なものである。また無発泡のバッキング材が存在しないため、軽量であり、コストを低減させることができる。さらに、前記車両用フロアスペーサ１０は、難燃性があり、前記上層２１を、繊維径５ｄ以上、目付量を１００ｇ／ｍ^２以上とすることにより、耐摩耗性をより向上させることができる。

ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維からなる表１及び表２に示す表皮材を用いて、実施例１〜実施例８及び比較例１〜比較例５の車両用フロアスペーサを、図２及び図３に示した金型を用いる前記製造方法によって製造した。なお、表皮材の繊維の構成は、表示繊維径（ｄ）の繊維が全体の８０重量％以上含まれている。また、製造した車両用フロアスペーサは、１ｍ×１ｍでウレタン部分の厚さは２０ｍｍとした。ウレタンフォームの密度は５０ｋｇ／ｍ^３である。

各実施例及び各比較例の車両用フロアスペーサについて、燃焼性、耐摩耗性、耐染み出し、全体重量を測定した。
燃焼性は、ＦＭＶＳＳ−３０２（自動車内装材料の難燃性）の規格に準拠して行った。燃焼性の評価は、試験片を水平に保持して、その一端にバーナーの火炎を１５秒間当てた後、火炎を除いてからの燃焼性を水平試験手法に従って評価し、火炎を除いた後に試験片が直ちに自己消火又は燃焼速度が１００ｍｍ／ｍｉｎ以下の場合に合格とし、１００ｍｍ／ｍｉｎを超える場合を不合格とした。
耐摩耗性は、ＡＳＴＭ Ｄ３８８４に準拠して行い、表面材の表面と摩耗輪を接触させて、荷重５００ｇｆ（４．９Ｎ）、回転数２００回／ｍｉｎで回転させ、その後に表面材の表面に著しい毛羽立ちがある場合に不合格、毛羽立ちが目立たない場合を合格とした。
耐染み出し性は、試験片を３個とし、３個の全てについて、表皮材の表面にウレタンの染み出しが目視で確認できない場合を◎（合格）とし、１個のみ表皮材の表面にウレタンの染み出しが僅かにあり、他の２個には染み出しが目視で確認できない場合に○（合格）とし、２個以上にウレタンの染み出しが目視で確認できた場合に×（不合格）とした。
全体重量は、各実施例及び各比較例の車両用フロアスペーサの重量を測定した。参考のため、カーペット部材の裏面に無発泡のポリエチレン樹脂からなるバッキング材を設けてウレタンフォームを発泡させた従来の車両用フロアスペーサについて重量を測定した結果、２１００ｇであった。
なお、本発明においては、耐染み出し性と軽量性（全体重量）を第１の目的としており、これらを満たせば、製品としては合格となる。難燃性と耐摩耗性は第２の目的である。

表１に示すように、実施例１〜実施例８の何れも、耐染み出し性が合格（◎又は○）であった。また、実施例１〜実施例８は、全体重量が１２５０〜１３００ｇであり、従来の車両用フロアスペーサが２１００ｇであるのと比べて軽量であった。燃焼性については、アクリル酸エステル系樹脂の含浸量が５０〜４０ｇ／ｍ^２の実施例１〜７は合格であったの対し、含浸量が３５ｇ／ｍ^２の実施例８は不合格であった。また、耐摩耗性については、上層の繊維が３ｄである実施例１及び実施例２は不合格であったの対し、上層の繊維が６ｄ又は５ｄの実施例３〜８については合格であった。

比較例１は実施例３の構成においてアクリル酸エステル系樹脂が含浸していない例であり、耐染み出し性が×、燃焼性不合格、耐摩耗性合格であった。比較例２は実施例３の構成において下層の目付量が本発明の範囲より少ない７０ｇ／ｍ^２の場合であり、耐染み出し性が×、燃焼性及び耐摩耗性については合格であった。比較例３は実施例１の構成においてアクリル酸エステル系樹脂が含浸していない場合であり、耐染み出し性×、燃焼性不合格、耐摩耗性不合格であった。比較例４は表皮材が２層とも２〜４ｄ（デニール）よりも大の場合であり、耐染み出し性×、燃焼性及び耐摩耗性については合格であった。比較例５は表皮材が１層で構成され、その１層にアクリル酸エステル系樹脂が５０ｇ／ｍ^２含浸した場合であり、耐染み出し性×、燃焼性及び耐摩耗性については合格であった。

このように、実施例の何れも耐染み出し性と軽量性（全体重量）が合格であったのに対し、比較例は何れも表皮材の表面にウレタンの染み出しが確認され、耐染み出し性が不合格であった。

１０ 車両用フロアスペーサ
２０ 表皮材
２１ 上層
２３ 下層
３０ ウレタンフォーム
３０ａ ウレタンフォーム原料
４０ 金型
４１ 下型
４３ 上型

Claims (4)

1. 表皮材と、前記表皮材の一方の面にウレタンフォーム原料が接しながら発泡し前記表皮材と接着して形成されたウレタンフォームとよりなる車両用フロアスペーサにおいて、
   前記表皮材は２層の不織布シートからなって、何れか一方の層が２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上であり、他方の層が目付１００ｇ／ｍ^２以上であり、何れかの層にアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする車両用フロアスペーサ。
2. 前記一方の層は前記ウレタンフォーム側であり、前記他方の層は５ｄ以上の繊維径を有し、前記一方の層に前記アクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする請求項１に記載の車両用フロアスペーサ。
3. 金型のキャビティ面に表皮材を配置し、該金型内にウレタンフォーム原料を注入して発泡させることにより、前記表皮材がウレタンフォームの表面に接着した車両用フロアスペーサを製造する方法において、
   前記表皮材は２層の不織布シートからなって、何れか一方の層が２〜４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上であり、他方の層が目付１００ｇ／ｍ^２以上であり、何れかの層にアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする車両用フロアスペーサの製造方法。
4. 前記一方の層は前記ウレタンフォーム原料側であり、前記他方の層は５ｄ以上の繊維径を有し、前記一方の層に前記アクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させたことを特徴とする請求項３に記載の車両用フロアスペーサの製造方法。

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