JP2013136309A

JP2013136309A - 車両用成形天井材

Info

Publication number: JP2013136309A
Application number: JP2011288374A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Mikami; 正彦三上
Original assignee: Sanwa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11

Abstract

【課題】本発明は、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維を用いて、軽量化でき、成形深さが深い場合でも割れ等の不具合の発生しない成形天井を提供することを目的とする。
【解決手段】硬質ウレタンからなる基材層１１と、その両側にそれぞれ接合された表側及び裏側ガラス繊維補強層１２，１４と、表側ガラス繊維補強層１２の外側に接合された表皮層１３と、裏側ガラス繊維補強層１４の外側に接合された裏面層１５とからなる車両用成形天井材であって、表側ガラス繊維補強層１２及び裏側ガラス繊維補強層１４の少なくとも一方がコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメント２１で製造されたガラス繊維シート膜２０からなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、軽量且つ成形性に優れた車両用成形天井材に関する。

従来より、車両用成形天井としては、硬質ウレタン等を基材とし、その両側にガラス繊維補強層を設け、両補強層の外側にそれぞれ表皮層、裏面層を設けたものが知られている（特許文献１参照）。

この場合、ガラス繊維補強層としては、基材の補強と表皮／裏面との接着強度を得るために、ウレタン系樹脂（例えば、イソシアネート系樹脂）からなる接着剤を塗布（含浸）させたガラスマット等を基材の両側にサンドイッチ状に設けている。表皮層としては、不織布、トリコット・スラブウレタンのラミネート表皮、織布、編物、プラスチックシート等が用いられている。

ここで言うガラスマットとは、一般的に知られているように、ガラスフィラメントを多量に束ねて、数ｍｍの繊維束（所謂ロービング）とし、これを所定の長さに切断してチョップドストランドを製造し、マット状にばら撒いて、バインダーを使ってマット形状に形成したものを言う。

上記のようなウレタン基材天井の場合、一般的には、その剛性は基材とその両面に接着されたガラス繊維補強層としての役割を持つガラスマットによって確保されている。更にその剛性は、単に３者の剛性の和ではなく、ある厚みを持った基材の表裏両面に、外力によって伸び縮み出来ないガラスマットを接着して、基材表面に伸び縮みの出来ない薄皮を設けた様なサンドイッチ状構造体を作り、基材両面で耐変形性を確保することにより（所謂ジンバラセル）、全体剛性を保っている。

これらのガラス繊維補強層を形成するものとして、例えば、ポリウレタン発泡体からなる芯材の両側に、ガラス繊維のチョップ（ロービングガラスをカットしたもの）、ガラス繊維マット、ガラス繊維クロスを設け、この外側に裏面層、表皮層を設けたものが知られている（特許文献２参照）。

また、ガラス繊維マットの代わりに、ガラス繊維をガラスペーパーにしたものをホットメルトフィルム接着剤でポリウレタン発泡体層からなる基材の両側に設けたものが知られている（特許文献３参照）。

ガラス繊維補強層を、ガラス繊維フィラメントのガラスペーパーからなるガラス繊維補強層とし、ガラスペーパーの処理剤としてシランもしくはウレタンエマルジョンとミックスされたシラン混合剤からなるシラン系処理剤を使い、ポリウレタン発泡体からなる芯材の両側に設けたものが知られている（特許文献４参照）。

特開２００１−３０１５３９号公報特開２００２−０４６５４５号公報実公平５−３４２７８号公報ＷＯ２０１０／０２９８６１号

上述したような成形天井にあっては、ウレタン基材とガラス繊維補強層の占めるウエイトは非常に大きい。しかし、ウレタン基材は芯材としての要求から軽量化することは困難であり、この中で、ガラス繊維補強層に対する軽量化の期待が大きい。

しかし、特許文献１に示すような成形天井では、繊維補強層としてガラス繊維補強層を開示しているだけであり、ガラス繊維補強層の軽量化に対しては開示されていない。

特許文献２では、ガラス繊維を軽量化するために、接着剤であるイソシアネート系接着剤を予め基材に含浸し、ガラス繊維層にも接着剤であるイソシアネート系接着剤を予め含浸することを開示している。また、イソシアネート系接着剤がガラス繊維との親和性が良好で、反応性・接着性、作業性に優れることを開示している。

特許文献２に示すようなガラス繊維層において、ガラス繊維補強層がチョップドストランドガラス（以下、ガラスマットと称す）からなるものでは、理論的には現状の約半分程度までの目付にしても強度上問題がない可能性が有ると予測される。しかし、このガラスマットでは、ガラスフィラメントを多量に束ねて、数ｍｍの繊維束とし、これを所定の長さに切断してチョップドストランドを製造し、マット状にばら撒いて、バインダーを使ってマット形状に形成するので、マット全体に完全に均一の目付のものを作ることは困難である。例えば公称；１００ｇ／ｍ^２の目付けのものであっては、部分的には５０ｇ／ｍ^２程度の目付しかない粗な部分が数多く存在し、更にガラスマットの目付を下げれば下げるほど、この傾向が拡大されるようである。そのために、上記の成形天井では、この粗な部分での折曲げ強度は、正常な部分での折曲げ強度の半分程度に低減する結果となっている。

この様に粗な部分が、例えばオーバーヘッドコンソール部やアシストグリップ等の成形天井面の変化が激しい箇所に当たった場合には、成形過程で引き伸ばされて更に租になり、成形天井に要求される曲げ強度下限を割り込むことになってしまう。従って、通常のガラスマットでは、その製造工程による目付のバラツキを考慮して、一般的に公称；１００ｇ／ｍ^２以下のガラスマットは使うことが出来ないと言われている。

このようにガラスマットでは、軽量化で限界がある。

それに対して、特許文献３に示すようなガラス繊維のガラスペーパーとすれば、上記したガラスマットの不具合を解消でき、軽量化できる可能性を備えている。

しかし、ガラスペーパーをガラス繊維補強層として使用する考え方は、特許文献３のように約２０年前から考えられているが、このようなガラスペーパーを繊維補強層として使用した成形天井は、まだ実用化されてない。

その理由としては、次のようなことが考えられる。即ち、特許文献３に示すような従来のガラスペーパーを補強層として、ウレタン基材の両側に配置し、さらに外側に表皮層および裏面層を設けた成形天井を成形する場合に、殆ど変位・変形の少ない所謂板状に近い成形天井であれば成形することは可能と思われる。

しかし、最近の車両の成形天井では、サンルーフやオーバーヘッドコンソール等のために大きな凹凸形状を有する成形天井や、全体が大きく窪んだ成形天井等が見られ、成形時に大きな変形を伴うものが出てきている。

そのために、ガラス繊維を成形天井等の補強材として使う場合、成形天井の形状から要求される成形時の部分的な変位・変形に追従するため、各資材（表皮ないし裏面紙まで）が伸びて追従することが要求されるが、ガラス繊維補強材はその役目（補強）から伸びて変形することが許されないため、お互いの繊維が成形時にずれる（成形後接着剤が固まるとズレは発生しない）ことにより追従している。このように、成形時の変形に対する追従性と折り曲げ強度を必要としている。

しかし、最近の大きく変形する成形天井の形状に応じて成形すると、今までのガラスペーパーでは、その繊維長が１３ｍｍと短いために、成形時の変形に追従するためにお互いの繊維のズレが生じて、このズレがペーパー破れとなってしまい、使い物にならないものになった。例えばメラミン系処理剤等を多く使用して強固にすると、繊維間がずれないために、「成形時大きな範囲にわたり切れる（紙が裂ける）」と言う現象が発生した。また、特許文献３のように、ホットメルト接着剤のフィルムを介在させると、このフィルムがガラスペーパーのガラスフィラメントの相対ズレを邪魔したり、フィルムとガラスペーパーの接着強度、フィルムと基材との接合強度が不足する結果となっている。更にフィルムによって吸音性能が阻害され、ウレタン基材成形天井の長所が損なわれてしまう。またそれを避けるためにウエブホットメルト（クモの巣状のホットメルト）を使うと、非常にコスト高になると共に、扱いが難しく生産性が悪化する。

そのために、特許文献４に示すように、本発明者は繊維長が３０ｍｍ以上と長いガラスフィラメントを用いて抄紙機によりガラスペーパーを製造するものを開発した。この特許文献４に示すように表皮層側のガラス繊維補強層にガラスペーパーを、裏面層のガラス繊維補強層にガラスマットを用いたものでは、成形した際に良好な追従性を示すとともに、基材の発泡ウレタン層と表皮層や裏面紙層との接合性も良く、十分な曲げ強度を有するものが得られた。

しかし、特許文献４のものでも、例えば成形時の成形深さが８０ｍｍ以上で、成形角度が５０°以上の成形部分のように成形角度が厳しくてかつ深い部分があると、ガラスペーパーのガラスフィラメントが切れてしまい、極端に薄い部分や破れが目立つこととなり、成形部材として使用できないものになってしまう結果となり、改善の余地があった。

そのために、本発明者は、ガラスペーパーやガラスマットの素材について、更に研究を進めていった。その結果、ガラス繊維の繊維長が、３０ｍｍ以上の長い繊維であっても、繊維の途切れた部分から極端に薄い部分や破れが目立つこととなるので、ガラス繊維自体に途切れのない、所謂コンティニュアンス繊維にすることができないかという発想を検討した。今までのコンティニュアンスガラス繊維は、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維を数十本束ねて数ｍｍの繊維束（所謂ロービング）とし、これらをシート状に成形したストランドマットとして用いられているだけであった。

この状態のコンティニュアンスガラス繊維ストランドマットでは、ガラスペーパーよりも目付量が多くて重量が嵩む上に、成形天井に成形した際に８０ｍｍのような深い成形を伴う場合には、ガラス繊維の束が太いため、ウレタン基材との接合面が線群接触となり、成形性が悪く極端に薄い部分や破れが目立つこととなり、使用に適すものが得られなかった。

そのために、本発明者は、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維自体を束ねることなく、このコンティニュアンス単糸状のガラス繊維自体で軽量のシート状に成形することを試み、良い結果が得られ、本発明に至った。即ち、本発明は、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維を用いて、軽量化でき、成形深さが深い場合でも割れ等の不具合の発生しない成形天井を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、
該基材層の表裏両側にそれぞれ接合された表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層と、
該表側ガラス繊維補強層の外側に接合された表皮層と、
該裏側ガラス繊維補強層の外側に接合された裏面層とからなる車両用成形天井材において、
該表側ガラス繊維補強層及び該裏側ガラス繊維補強層の少なくとも一方のガラス繊維補強層が、基本的に車両の前後方向に連続して延びるコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメントを車幅方向に多数並設してバインダーで接着することで形成されたガラス繊維シート膜からなり、
該ガラス繊維シート膜がウレタン系接着剤で該基材層に接着されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用成形天井材において、
該ガラス繊維シート膜では、ジグザグ形状に湾曲した複数のガラス繊維フィラメントが車両の前後方向に対し一方向に傾斜した第１群と、他方向に傾斜した第２群とに分けられていて、該第１群及び第２群のガラス繊維フィラメントが積層された状態で互いに交差してＸ字形状に配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の車両用成形天井材において、
該コンティニュアンス単糸からなる各ガラス繊維フィラメントの直径が５〜１５μｍであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用成形天井材において、
該ガラス繊維シート膜の目付量が、２０ｇ／ｍ^２〜７０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする。

請求項１の発明では、成形時の追従性に優れ、成形天井としての必要な強度を備えると共に軽量なものが得られる。特に、オーバーヘッドコンソール部等のように成形した際に大きな変形を伴う部分でも、本発明のガラス繊維シート膜は、成形天井に成形してもガラス繊維が途中で途切れてないので、ガラス繊維のチョップドストランドからなるガラスマットやガラスペーパーに比較して、薄くなったり破れることなく成形でき、折り曲げ強度が満足できるものであった。

上記ガラス繊維シート膜は、表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層の少なくとも一方に設ければ良いものであり、両方に設けても良い。

さらに、バインダーとしてシラン系処理剤を使用してガラス繊維シート膜を製造すれば、ウレタン系接着剤（イソシアネート系接着剤）とガラス繊維シート膜のガラスフィラメントとが良く絡んで接着される。

請求項２の発明では、車両前後方向に対し２方向に傾斜して配置されたジグザグ形状のガラス繊維フィラメントが成形時に前後左右方向に延びることができるので、深い成形形状であっても破れたり極端に薄くなることが防止され、所望の成形天井が得られる。

請求項３の発明では、コンティニュアンス単糸からなるガラスフィラメントの直径を５〜１５μｍとすることで、バインダーが効果的に染みこんだコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維のガラス繊維シート膜が得られる。

請求項４の発明では、該ガラス繊維シート膜の目付量が、２０ｇ／ｍ^２〜７０ｇ／ｍ^２でるので、軽量化できる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車の成形天井を部分的に示す斜視図である。図２は、図１に使用する成形天井材の積層状態を説明する図である。図３は、本実施形態のガラス繊維補強用シートであって、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維の状態を誇張して示す図である。図４は、本発明の実施形態及び比較例の性能比較を示す表である。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

この実施形態は、本発明を車両の成形天井に適用したものであり、図１は、本発明の実施形態に係る成形天井の部分図であり、図２は、図１の実施形態に使用する成形天井材の積層状態を説明する図である。図３は、本実施形態のガラス繊維補強用シートであって、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維の状態を誇張して示す図である。なお、図１中、左側が車両のリヤ側であり、右側が車両のフロント側である。

図１において、１は成形内装材としての車両用成形天井材であって、この成形天井材１のフロント側の左右両側には、サンバイザー用の凹部２が形成され、その中間位置にオーバーヘッドコンソール用の凹部３が形成されている。この部分の断面は、図示を省略するが、通常の平面から大きく窪んで形成されている。４は、成形天井材１の左右両側部に設けられるアシストグリップ、５はルームランプ、６は、アシストグリップ４が設けられる傾斜部分である。凹部２、凹部３や傾斜部分６等で深く窪んで成形される場合に、成形時に、シワや割れ等の不具合が良くでやすい部分である。

前記成形天井材１の断面を、図２に模式的に示す。図２に示すように、成形天井材１は、発泡ウレタンからなる基材層１１の裏面側（図２下側）に、裏側ガラス繊維補強層１４と、その外側（基材層１１と反対側）に位置する裏面材１５とが接合されて積層され、基材層１１の表面側（図２上側）に、表側ガラス繊維補強層１２と、更にその外側（基材層１１と反対側）に位置する表皮層１３とが接合されて積層されている構造である。

前記表側ガラス繊維補強層１２及び裏側ガラス繊維補強層１４はいずれもガラス繊維シート膜２０からなる。このガラス繊維シート膜２０は、図３に示すように、基本的に車両の前後方向に連続して延びるコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメント２１を車幅方向に多数並設してバインダー２２で接着することで形成されている。

具体的には、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメント２１はいずれも直線状ではなくジグザグ形状（波形状）に湾曲していて、その複数本で、車両の前後方向に対し傾斜方向が異なる第１及び第２の２つのガラス繊維フィラメント群に分けられ、例えば第１のガラス繊維フィラメント群のガラス繊維フィラメント２１は車両の前後方向に対し前側から後側に向かうに連れて車幅方向の左側から右側に向かうように傾斜する一方、第２のガラス繊維フィラメント群のガラス繊維フィラメント２１は、逆に、車両の前後方向に対し前側から後側に向かうに連れて車幅方向の右側から左側に向かうように傾斜するように配置されている。そして、ガラス繊維シート膜２０においては、これら第１及び第２のガラス繊維フィラメント群のガラス繊維フィラメント２１が積層された状態で互いに交差してＸ字形状に配置されている。

この場合、第１及び第２のガラス繊維フィラメント群のガラス繊維フィラメント２１はそれぞれまとめられて互いに交差するように積層されているが、両ガラス繊維フィラメント群のガラス繊維フィラメント２１が少しずつ分けられて積層されていてもよい。

そして、これらのガラス繊維フィラメント群がシラン系バインダーで接合されて、ガラス繊維シート膜２０としてシート状に形成されている。

尚、この実施形態では、表側ガラス繊維補強層１２及び裏側ガラス繊維補強層１４の双方をガラス繊維シート膜２０からなしているが、それらの一方のみをガラス繊維シート膜２０からなしてもよい。

本発明のガラス繊維シート膜２０及びガラス繊維フィラメント２１の特徴を以下に説明する。

本発明のコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメントの直径は、できるだけ細いほうが軽量化する上では好ましいが、細過ぎると単糸が切れる恐れがあり、成形しにくくなるので、５〜１５μｍとすることが好ましい。なお、繊維の直径は、基本的にばらついているものであり、全てが上記数値範囲内に入るというのではなく、主たるものが上記数値範囲に入ることを意味するものである。本発明のガラス繊維シート膜２０の目付量は、少ないと補強層としての強度が不足し、目付量が多過ぎても必要とする強度以上のものになるだけで軽量化の目的に反するので、２０ｇ／ｍ^２〜７０ｇ／ｍ^２、特に２５ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。

ガラス繊維シート膜２０を製造する際には、バインダーとしてシラン系処理剤が好ましい。このシラン系処理剤としてはシランのみでも良く、或いはシランとウレタンエマルジョンとの混合剤としてよい。このウレタンエマルジョンとしては、後述の接着剤として使用するウレタン系接着剤と同じものを使用すると好ましい。シラン系処理剤の目付量は、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメントの直径やガラス繊維シート膜２０の目付量により異なるが、フィラメントの適度な結束力を確保し、また天井成形時に塗布するウレタン系接着剤（時にイソシアネート接着剤）との相性を確保するために、ガラスフィラメントの目付量に対し１０〜２０重量％程度が好ましい。

本発明では、ガラス繊維シート膜２０に塗布する接着剤としてのウレタン系樹脂（例えば、イソシアネート系樹脂）の目付量は、多いと染み出す恐れがあり、少ないと接着強度が不足するので、その目付量は、１０ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２、特に１３ｇ／ｍ^２〜２５ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。

表皮層１３としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド系の織布または不織布、トリコットとスラブウレタンのラミネート表皮、編物、プラスチックシート、ビニールレザーが挙げられる。成形内装材を成形天井材１として使用する際には、基材層１１であるウレタンフォームはシート状であってよく、その厚さは３〜１２ｍｍのものが使用される。

製造方法としては、従来のガラスマットの製造・用意に対して、ガラス繊維シート膜２０の製造・用意の点で異なるが、用意出来たガラス繊維シート膜２０を補強層１２，１４として基材、表皮材、裏面材と重ねて成形する点では、大きな差異はない。即ち、ウレタンフォームの基材層１１、ガラス繊維シート膜２０にウレタン系樹脂の接着剤を塗布した表側ガラス繊維補強材シート、ガラス繊維シート膜２０にウレタン系樹脂の接着剤を塗布した裏側ガラス繊維補強材シート、および表皮材、裏面材を用意し、基材層１１の両側に表側ガラス繊維補強用シート及び裏側ガラス繊維補強材シートを積層し、次いで、表側ガラス繊維補強材シートの外側に表皮材を積層するとともに、裏側ガラス繊維補強材シートの外側に裏面材を積層し、しかる後、この積層体を加熱した成形型内に配置して加熱加圧により一体成形する。

ガラス繊維シート膜側に代えてウレタンフォーム側に、ウレタン系樹脂の接着剤を塗布（例えば、スプレー塗布）し、ガラス繊維シート膜を重ねるようにしてガラス繊維シート膜の補強層を設けるようにしても良い。

また、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメントからガラス繊維シート膜２０を製作する際に、ポリエチレン樹脂等の化学繊維を混ぜ合わせると、成形性及び剛性を向上できる。即ち、成形天井等の成形時に、化学繊維が滑り剤の働きをして、ガラスフィラメント同士だけよりも滑りやすくなり、成形性が向上する。その結果、成形時のガラス繊維シート膜２０の破れが効果的に防止される。ポリエチレン樹脂等の化学繊維が、ガラス繊維シート膜２０に塗布されて基材とガラス繊維シート膜２０とを密着させるウレタン系接着剤（特にイソシアネート系接着剤）と相性に優れるので、より強固な密着性が得られ、剛性が向上する。この化学繊維の目付量は、少ないと効果が無く、多くても無駄であるので、ガラス繊維シート膜の全体目付量に対して、５〜２０重量％が好ましい。この化学繊維の直径や長さは適切に設定すれば良いが、ガラスフィラメントと同じ直径にする方がガラス繊維シート膜の作製処理が容易である。長さは、２０〜１００ｍｍとすることが好ましく、特に３０〜７５ｍｍとすることが好ましい。

次に、実施形態の成形天井材１の製造方法について説明する。熱成形可能な硬質ウレタンフォームシートを用意する。また、ガラス繊維シート膜２０を用意する。ガラス繊維シート膜２０の製造方法は、以下の通りである。

ＥガラスやＣガラス等のガラス繊維素材を容器内で加熱して溶融し、容器から糸状に多数引き出して採糸チューブに巻き、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメント２１を作る。この採糸チューブのガラス繊維フィラメント２１にガラス繊維用バインダー２２（シランカップリング、エポキシ乳液、ポリ酢酸ビニル乳液、及び蒸留水等）を吹きかける。この時に、採糸チューブを回転させると共に前後動作させて、ガラス繊維フィラメント２１がジグザグになったガラス繊維シート膜２０が得られる（図３参照）。この製造方法は１つの例に過ぎず、別の製造方法でも良い。

例えば、ＥガラスやＣガラス等のガラス素材を容器内で加熱して溶融し、容器から糸状に多数引き出して、ガラス繊維フィラメント２１を作る。このガラス繊維フィラメント２１にガラス繊維用バインダー（シランカップリング、エポキシ乳液、ポリ酢酸ビニル乳液、及び蒸留水等）を塗布する。このようにしてバインダー付きガラス繊維フィラメント２１は多数並んでフィラメント群となって引き出されながら左右に振られてジグザグの動きをする。これらのフィラメント群と逆方向にジグザグ動作をする別のフィラメント群を重ねて、２重になったフィラメント群を製造し、これを冷却して、ガラス繊維シート膜を製造する。

本発明の実施形態では、このようにして、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメント２１を製造するが、本発明で、「コンティニュアンス」とは、上記製造方法で明らかなように、ガラス繊維の単糸が成形天井１に成形された時に車両の前後方向に切断されることなく連続しており、ガラス繊維シート膜２０に成形されているもののことである。

ガラス繊維シート膜２０を製造し、さらに、裏面材として裏面紙を用意する。

次に、これらの成形材を使って成形天井１を製造する工程について説明する。基材層１１の両側に、イソシアネート系接着剤が塗布されたガラス繊維シート膜２０からなる表側ガラス繊維補強用シート１２と、イソシアネート系接着剤が塗布されたガラス繊維シート膜２０からなる裏側ガラス繊維補強材シート１４とを積層し、次いで、表側ガラス繊維補強材シート１２の外側に表皮層１３を積層するとともに、裏側ガラス繊維補強材シート１４の外側に裏面材１５を積層し、しかる後、この積層体を加熱した成形型内に配置して加熱加圧により一体成形する。

次に、本発明に係る成形内装材としての成形天井材を製造した場合の実施例について説明する。

（実施例１）
実施例１では、単位面積重量１８０ｇ／ｍ^２の連続気泡を有する熱成形可能な硬質ウレタンフォームシート（１２００ｍｍ×１６００ｍｍ×厚さ６．５ｍｍ）を用意する。表皮；７０ｇ／ｍ^２の目付の不織布、裏面；不織布とＰＰ（ポリプロピレン）フィルムとの通常のラミネート製裏面材３０ｇ／ｍ^２を用意する。表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層用のガラス繊維シート膜として、コンティニュアンス単糸のガラス繊維フィラメント（直径；９μｍ）を使い、シラン系処理剤（シランにイソシアネートを８：２でエマルジョンした処理剤）を使用して目付量；５０ｇ／ｍ^２で製作したガラス繊維補強材シートを用意する。ガラス繊維補強材シートにイソシアネート系接着剤を１５ｇ／ｍ^２の目付けで塗布する。

上記のように用意した各素材を、成形型内に表皮材−表側ガラス繊維補強材シート−発泡ウレタンフォームシート−裏側ガラス繊維補強材シート−裏面材の順で配置して積層する。成形型内で加圧成形するとともに、互いを接着させる。成形接着後、成形品を成形型から取り出し、幅；１２００ｍｍ×１６００ｍｍ、そして天井を形成する全ての材料を含めた総厚が７．５ｍｍとなった成形天井を製造した。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と異なる点は、コンティニュアンスガラス繊維フィラメントの直径として６μｍのものを使用し、ガラス繊維補強材シートの目付量を６２ｇ／ｍ^２とした点である。

（実施例３）
実施例３では、実施例１と異なる点は、コンティニュアンスガラス繊維フィラメントの直径として１２μｍのものを使用し、ガラス繊維補強材シートの目付量を３８ｇ／ｍ^２とした点である。

（実施例４）
実施例４では、実施例１に対して、表側ガラス繊維補強層は同じであるが、裏側ガラス繊維補強層は、コンティニュアンス単糸のガラス繊維フィラメントの代わりに、従来（ＷＯ２０１０−０２９８６１号に開示されたもの）のガラスペーパーを使用した。即ち、フィラメント径；１１μｍ、長さ；２５ｍｍのガラスフィラメントを使用し、シラン系処理剤（シランにイソシアネートを８：２でエマルジョンした処理剤）を使用してガラスペーパーを製造し、ガラスペーパーからなる目付量；２７ｇ／ｍ^２で製作したガラス繊維補強用シートを用意した。このガラス繊維補強用シートにイソシアネート系接着剤を１５ｇ／ｍ^２の目付けで塗布して裏側ガラス繊維補強層を得た。

（実施例５）
実施例５では、実施例１に対して、表側ガラス繊維補強層は同じであるが、裏側ガラス繊維補強層は、コンティニュアンス単糸のガラス繊維フィラメントの代わりに、従来のガラスマットを使用した。ガラスマットとしては、約１０〜１５μｍの直径からなるガラスフィラメントを約８０本程度束ねて、収束剤を使って０．８〜１．５ｍｍの繊維束（所謂ロービング）とし、これを５０ｍｍ程度の長さに切断してチョップドストランドを製造し、マット状にばら撒いて、バインダーを使ってマット形状に形成したものであり、目付量；１００ｇ／ｍ^２とし、実施例１と同様な成形天井を成形した。

（実施例６）
実施例６では、実施例１において、ガラス繊維シート膜を製作する際に、ガラス繊維シート膜に対して、ポリエチレン樹脂の繊維を混在させた。ポリエチレン樹脂の繊維は、ガラスフィラメントと同程度の直径で５０ｍｍの長さのものを使用した。なお、目付量は、トータルの目付量を実施例１と同じく５０ｇ／ｍ^２とするために、ガラス繊維シート膜の目付量を４５ｇ／ｍ^２とし、ポリエチレン樹脂の繊維の目付量を５ｇ／ｍ^２とした。

（比較例１）
比較例１は、実施例１との対比が判るように、表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層として、実施例１のコンティニュアンス単糸のガラス繊維フィラメント径からなるガラス繊維シート膜の代わりに、どちらのガラス繊維補強層にも従来のガラスペーパーを使用した。即ち、フィラメント径；１１μｍ、長さ；２５ｍｍのガラスフィラメントを使用し、シラン系処理剤（シランにイソシアネートを８：２でエマルジョンした処理剤）を使用してガラスペーパーを製造し、ガラスペーパーからなる目付量；２７ｇ／ｍ^２で製作したガラス繊維補強用シートを用意した。このガラス繊維補強用シートにイソシアネート系接着剤を１５ｇ／ｍ^２の目付けで塗布して表側及び裏側ガラス繊維補強層を得た。

（比較例２）
比較例２は、比較例１と同様に表側及び裏側ガラス繊維補強層としてガラスペーパーを使用しているが、表側及び裏側ガラス繊維補強層のガラスペーパーの目付量；５２ｇ／ｍ^２とし、比較例１に対して折曲強度を高めて比較例１と同様な成形天井を成形した。

（比較例３）
比較例３は、実施例１との対比が判るように、表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層として、実施例１のコンティニュアンス単糸のガラス繊維フィラメント径からなるガラス繊維シート膜の代わりに、どちらのガラス繊維補強層にも従来のガラスマットを使用した。ガラスマットとしては、約１０〜１５μｍの直径からなるガラスフィラメントを約８０本程度束ねて、収束剤を使って０．８〜１．５ｍｍの繊維束（所謂ロービング）とし、これを５０ｍｍ程度の長さに切断してチョップドストランドを製造し、マット状にばら撒いて、バインダーを使ってマット形状に形成したものを使用した。両ガラス繊維補強層の目付量；１００ｇ／ｍ^２として、比較例１と同様な成形天井を成形した。

（比較例４）
比較例４は、比較例３と同様に表側及び裏側ガラス繊維補強層としてガラスマットを使用しているが、表側及び裏側ガラス繊維補強層のガラスマットの目付量；２３０ｇ／ｍ^２とし、比較例２に対して更に折曲強度を高めて比較例２と同様な成形天井を成形した。

実施例１〜６、比較例１〜４とも、１０サンプルの平均値を示す。実施例１〜６と比較例１〜４のテスト結果を、図４に基づいて説明する。

一般的に、成形天井としての要求値は、折曲強度；約１０Ｎ／５０ｍｍ、曲げ弾性勾配；約３０Ｎ／５０ｍｍ／ｃｍであるが、実施例１〜６、比較例１〜４とも十分満足する値が得られている。

しかし最近では、オーバーヘッドコンソール部やサンバイザー等の部分が大きく膨らんだ、所謂深さの大きい成形天井が使用されるようになってきた。このような成形天井では、上記のように、折曲強度が所定水準を満足していても、オーバーヘッドコンソール部やアシストグリップ等の成形天井面の変化が激しい部分では、ガラスしわが発生し、酷い場合にはその箇所の基材に割れが発生してしまう不具合が生じる結果となっている。そのために、これらの不具合が発生する状況を確認するテストを行った。具体的には、実施例１〜６及び比較例１〜４において、１０サンプルで、何個のサンプルで上記のような不具合が発生したかを目視で観測した。特に、成形時の深さが５０ｍｍのものと９０ｍｍのものとでそれぞれ１０サンプルを成形して目視した。その結果を図４に示す。

実施例１〜６では、単糸のガラス繊維がコンティニュアンス（連続）であり、９０ｍｍのように深い成形部分があっても、コンティニュアンス単糸からなるガラス繊維があるので、割れ等の不具合が生じることがなかった。それに対して、比較例１では、深さが５０ｍｍの成形天井では、１０サンプル中に２つ（図４では、２／１０と表示、他の例も以下同様に表示）に不具合が発生し、深さが９０ｍｍの場合には、１０サンプル中７つ（７／１０）に不具合が発生した。比較例２では、深さが５０ｍｍの場合には、１０サンプル中に１つも不具合が発生しなかった（無しと表示）が、深さが９０ｍｍの場合には、１０サンプル中４つ（４／１０）に不具合が発生した。比較例３では、深さが５０ｍｍの場合には、１０サンプル中に６つ（６／１０）に不具合が発生し、深さが９０ｍｍの場合には、１０サンプル中９つ（９／１０）に不具合が発生した。比較例４では、深さが５０ｍｍの場合には、１０サンプル中に１つも不具合が発生しなかったが、深さが９０ｍｍの場合には、１０サンプル中１つ（１／１０）に不具合が発生した。

これらの結果から、以下のことが言える。比較例１〜４では、成形天井に成形した際に、切断されたガラス繊維が撒かれて形成されているために、ガラスペーパーやガラスマットのガラス繊維の分布にばらつきがあり、ガラス繊維の少ない部分（粗な部分）或いは、ガラス繊維の切れた部分で折曲強度が弱くなっている。そのために、この折曲強度が弱くなった部分が、例えばオーバーヘッドコンソール部やアシストグリップ等の成形天井面の変化が激しい箇所に当たった場合には、成形過程で引き伸ばされて更に粗になり、成形天井に要求される曲げ強度下限を割り込むことになってしまい、しわ、割れ等の不具合を生じている。特に、ガラス繊維の目付量が少ないと、折曲強度が弱くなった部分が目立つ結果となり、上記不具合を生じることが多いものと思われる。

本発明は、軽量且つ成形性に優れた車両用成形天井材に適する。

１車両用成形材天井材
１１基材層
１２表側ガラス繊維補強層
１３表皮層
１４裏側ガラス繊維補強層
１５裏面層
２０ガラス繊維シート膜
２１ガラス繊維フィラメント
２２バインダー

Claims

硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、
該基材層の表裏両側にそれぞれ接合された表側ガラス繊維補強層及び裏側ガラス繊維補強層と、
該表側ガラス繊維補強層の外側に接合された表皮層と、
該裏側ガラス繊維補強層の外側に接合された裏面層とからなる車両用成形天井材において、
該表側ガラス繊維補強層及び該裏側ガラス繊維補強層の少なくとも一方のガラス繊維補強層が、基本的に車両の前後方向に連続して延びるコンティニュアンス単糸からなるガラス繊維フィラメントを車幅方向に多数並設してバインダーで接着することで形成されたガラス繊維シート膜からなり、
該ガラス繊維シート膜がウレタン系接着剤で該基材層に接着されていることを特徴とする車両用成形天井材。
請求項１に記載の車両用成形天井材において、
該ガラス繊維シート膜では、ジグザグ形状に湾曲した複数のガラス繊維フィラメントが車両の前後方向に対し一方向に傾斜した第１群と、他方向に傾斜した第２群とに分けられていて、該第１群及び第２群のガラス繊維フィラメントが積層された状態で互いに交差してＸ字形状に配置されていることを特徴とする車両用成形天井材。
請求項１又は２に記載の車両用成形天井材において、
該コンティニュアンス単糸からなる各ガラス繊維フィラメントの直径が５〜１５μｍであることを特徴とする車両用成形天井材。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用成形天井材において、
該ガラス繊維シート膜の目付量が、２０ｇ／ｍ^２〜７０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする車両用成形天井材。