JP5841745B2 - 車両用成形天井材 - Google Patents

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両表面に、外力によって伸び縮み出来ないガラスマットを接着し、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イ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）。

また、少なくともポリウレタン発泡体からなる芯材の表面層側に、ガラスペーパーからなる繊維補強層を設けるようにし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 国際公開第１０／０２９８６１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こだわるだけでなく、これらのガラス繊維補強層の構造について見直した。即ち、裏面層側のガラス繊維補強層について、成形時の変形が大きいところに別のガラス繊維補強層を再度重ねて成形することを試みたが、十分な変形に追従できなくて、極端に薄い部分や破れが目立つこととなった。逆にこの部分を薄くしても、破れが目立つこととなった。

本発明者は、成形時の追従性を確保するために、今までと全く異なる発想をしてみた。即ち、車幅方向に見て、１枚のガラス繊維補強層で成形するのではなく、別々のガラス繊維補強層にして、成形時にお互いがずれ易くなるように配置することを検討した。その時に、基本的には、中央のガラス繊維補強層とその両側方に位置する側面ガラス繊維補強層との３つに分けて、お互いの境界部分で一部重なるようにして実験を繰り返した。その結果、大きく変形する部分のみで両側面ガラス繊維補強層と中央ガラス繊維補強層とが部分的に重なるようにし、重ならない部分はお互いのガラス繊維補強層のみの構成とすることで、良い結果が得られ、本発明に至った。

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、該基材層の両側にそれぞれ接合された第１ガラス繊維補強層及び第２ガラス繊維補強層と、該第１ガラス繊維補強層の外側に接合された表皮層と、該第２ガラス繊維補強層の外側に接合された裏面層とを備える積層体からなり、略矩形状の天井本体部と、その両側面に設けられ、該天井本体部から折れ曲がって一体に形成された略矩形状の側面部とを備え、該天井本体部と該両側面部とで断面略台形に形成されている車両用成形天井材において、該第１ガラス繊維補強層及び該第２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、該天井本体部に対応する中央ガラス繊維補強層と、該両側面部にそれぞれ対応する両方の側面ガラス繊維補強層との別々の３つのガラス繊維補強層により形成され、３つのガラス繊維補強層の互いの境界部分である該中央ガラス繊維補強層の両側の側面部と両方の該側面ガラス繊維補強層の側面部とが、成形時にズレを生じるように一部で重なった重ね部分で形成され、該重ね部分それぞれが、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して２〜６％であ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、該中央ガラス繊維補強層が、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して７０〜８５％を有し、両方の該側面ガラス繊維補強層が、それぞれ上記合計幅の２０〜１０％を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の車両用成形天井材において、該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層との該重ね部分では、該中央ガラス繊維補強層が表皮層側になり、両方の該側面ガラス繊維補強層が裏面層側になって重なって設けられてい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、該第２ガラス繊維補強層が、ガラスマット、ガラスペーパー、ガラスネット、ガラスペーパーと不織布の積層体、ガラスネットと不織布の積層体から選ばれた少なくとも１種の素材からなり、該素材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５の発明は、請求項４に記載の車両用成形天井材において、該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層とは、異なる素材からなることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４に記載の車両用成形天井材において、該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層とは、同じ素材であり、且つ目付量或いは厚さが異なることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用成形天井材を製造する車両用成形天井材の製造方法であって、一方の成形型の成形面に裏面材を設置し、その上に第２ガラス繊維補強層になる中央ガラス繊維補強材と両方の側面ガラス繊維補強材とを一部重ねた状態で成形面に沿わせて設置し、さらにその上に基材層になる芯材、第１ガラス繊維補強層になるガラス繊維補強材及び表皮材を設置し、他方の成形型を一方の成形型に合わせて加圧し、車両用成形天井材を成形することを特徴とする。

すなわち、本発明では、中央ガラス繊維補強層と両方の側面ガラス繊維補強層との重ね部分は、重ね量が少な過ぎると成形時に両者が互いに分かれて分離してしまい、その結果境界部分でガラス繊維が無いことになり、逆に重ね量が多すぎると、成形時に両者間でズレが生じにくく、成形しにくくなる。従って、重ね部分を、それぞれ、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して２〜６％としている。

中央ガラス繊維補強層が、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して７０〜８５％を有し、該両側面ガラス繊維補強層がそれぞれ合計幅の２０〜１０％を有するように設定することで、成形時に中央から両側に向けて大きく変形する部分で両ガラス繊維補強層が重なるようにすることができるので、成形時の破れや極端に薄くなる部分を効果的に防止できる。

第２ガラス繊維補強層としては、各種のガラス繊維が適用可能であるが、ガラスマット、ガラスペーパー、ガラスネット、ガラスペーパーと不織布の積層体、ガラスネットと不織布の積層体から選ばれた少なくとも１種の素材からなることが好ましい。

中央ガラス繊維補強層と両側面ガラス繊維補強層とは、同じ素材でも良く、異なる素材でも良い。また、中央ガラス繊維補強層と両側面ガラス繊維補強層とは、同じ素材からなり、且つ目付量或いは厚さが異なるようにしても良く、各種の組合せが可能である。

なお、裏面層側のガラス繊維補強層で、上記のような３枚のガラス繊維補強層にして、表皮層側では１枚のガラス繊維補強層とすると、この重なった部分が表皮層側に目立って現れることが無く、表面の意匠性には全く問題が無い点で好ましい。

裏面層側だけでなく、表皮層側も一部が重なる３枚のガラス繊維補強層にしても良い。また、逆に裏面層側は１枚のガラス繊維補強層として、表皮層側を一部が重なる３枚のガラス繊維補強層にしても良い。なお、表皮層側を一部が重なる３枚のガラス繊維補強層にする場合に、重ね部分が目立って気になるようであれば、目立たないような工夫を行う方が好ましい。

本発明において、ガラス繊維フィラメントのペーパーが湿式方式で形成することができる。本発明の湿式方式とは、所謂和紙等を作る際に行われる紙すきと同じ方式のことである。

本発明のガラスペーパーのガラス繊維フィラメントの直径は、一般的に使われている５〜１５μｍとすることが好ましい。このガラス繊維フィラメントの繊維長さが長過ぎると、滑るのに抵抗となり過ぎて繊維が切れる（裂ける）恐れがあり、成形しにくくなる。一方、短か過ぎると、成形時に繊維間の滑りで間隙が空きペーパー破れを生じるので、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。なお、繊維の直径や繊維長は、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。本発明のガラスペーパーの目付量は、少ないと補強層としての強度が不足し、目付け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、２０〜１００ｇ／ｍ^２、特に２５〜８０ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。

ガラスペーパーを製造する際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、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、ガラスフィラメントの直径や目付量により異なるが、フィラメントの適度の結束力を確保し、また天井成形時に塗布する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、ガラスペーパーやガラスマット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、その目付け量は、１０〜３０ｇ／ｍ^２、特に１３〜２５ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。表皮層としては、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として使用する際には、基材層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。

ガラスマットは、１０〜１５μｍの直径からなるガラスフィラメントを３０〜１００本程度、好ましくは５０〜８０本程度を束ねて、収束剤を使って０．８〜１．５ｍｍの繊維束とし、これを３０〜８０ｍｍ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、上記イソシアネート系樹脂等のバインダーを使ってマット形状に形成する。上記数値の特定は、少なすぎると補強層としての強度が不足し、大き過ぎると成形性が悪くなるので、上記特定の範囲とすることが好ましい。ガラスマットの目付量は、少ないと補強層としての強度が不足し、目付け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、９０〜２００ｇ／ｍ^２、特に１００〜１５０ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。

本発明の基材層は、一般的な基材に比較して低密度にすることが好ましい。特に、成形性を有利にして、深い変形成形の場合でも極薄い部分や破れが生じないように、成形時の形状に追従し易くするために密度を低くすることが好ましく、逆に低密度にし過ぎると成形時に成形形状を維持できなくなる。そのために、基材層の密度は、０．０２０〜０．０２４ｇ／ｍ^３とすることが好ましい。更に、基材層を低密度にすれば、内装材を軽量化できるメリットも有する。

また、基材層を低密度にすることで成形時の変形に追従し易くなるメリットを有するが、低密度にし過ぎると、成形時の形状維持性を悪化させる懸念がある。この懸念を改善する上では、ガラスペーパーの外側（裏面層側）に樹脂フィルムを介在させて成形性の保持性能を良くすることが有効な手段である。この場合、樹脂フィルムとしては、成形時の変形に追従できると共に、成形時の形状維持性を確保することができれば、樹脂の素材は特定されないが、ガラスペーパーとの接着性を考慮すると、ポリエチレン樹脂或いはポリプロピレン樹脂からなる樹脂フィルムとすることが好ましい。この樹脂フィルムの厚さは、上記機能を達成する上からは、２０〜４０μｍとすることが好ましい。

本発明の製造方法としては、ガラスマットやガラスペーパーのガラス繊維補強材を製造・用意して、これらの補強材を基材となる芯材両側に配置し、表皮材、裏面材と重ねて成形する。具体的には、金型の下型に裏面材、その次に第２ガラス繊維補強材としてウレタン系樹脂の接着剤を塗布した３枚から成るガラスペーパーをお互いの境界部分が一部重なるような状態で敷設する。この場合に、下型の成形面の表面形状にできるだけ沿うように深い絞り変形部分に重ね部分を合わせるように裏面材、第２ガラス繊維補強材をそれぞれ敷設する。次に、ウレタンフォームの芯材を上から重ね、更に、ガラスマットにウレタン系樹脂の接着剤を塗布した第１ガラス繊維補強材、表皮材を積層する。しかる後、この積層体に上型を重ねて、下型との間で加圧して、所定形状に一体成形する（図２及び図３参照）。

この製造方法では、ガラスペーパーである第２ガラス繊維補強材は予め成形面に沿うように敷設され且つズレを生じるように一部分で重なっているので、成形時に深い変形を伴う部分であっても急激な変形や伸びを伴わないで済むので、第２ガラス繊維補強材のガラスペーパーが極端に薄くなったり、破れたりすることが防止できる。

さらに、基材を低密度にするようにすれば、基材も下型の成形面の形状に沿いやすくなるので、この上面に配設するガラスマットからなる第１ガラス繊維補強材も成形面に沿う方向になるので、上型を重ねて実際に成形する場合にも、ガラスマットも薄くなったり破れたりし難くなるというメリットを有する。

なお、ウレタン系樹脂の接着剤は、第１ガラス繊維補強材側や第２ガラス繊維補強材側の代わりに基材（ウレタンフォーム）の側に、塗布（例えば、スプレー塗布）して重ねるようにしても良い。

第２ガラス繊維補強材の外側（裏面層側）に樹脂フィルムを介在させる場合には、裏面材を下型の成形面に沿わせて敷設した後に、この樹脂フィルムを敷設し、その上にガラスペーパーの第２ガラス繊維補強材を重ねるようにすればよい（実施形態の図５参照）。この樹脂フィルムは、柔軟性に富むので、敷設したガラスペーパーの第２ガラス繊維補強材が成形面に沿うように変形して敷設されることに妨げになることはない（なお、図５では、第２ガラス繊維補強材は１枚として簡略化して示すが、実施形態１と同様に３枚からなるものである）。

また、ガラスフィラメントからガラスペーパーを製作する際に、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、成形時のガラスペーパー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、ガラスペーパーに塗布して基材とガラスペーパーとを密着させる接着剤として使用す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、ガラスマット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で同じ長さにする方がペーパーの作製処理が容易である。

請求項１の発明では、成形時に大きく変形する部分で中央ガラス繊維補強層と両方の側面ガラス繊維補強層とがずれるので、この部分の成形時に無理な力が作用しない。そのため、極端に薄くなったり、破れたりすることがなく、所定の形状に成形できる。特に、中央ガラス繊維補強層と両方の側面ガラス繊維補強層と別々にしたので、それぞれのガラス繊維補強層の素材や特性を要求に応じて選定することが可能となり、設計の自由度が向上する。

さらに、重ね部分を適切な範囲とすることで、成形時の変形に追従し易くなり、破れや極端に薄い部分をなくすことができる。

請求項２の発明では、大きく変形する部分に重ね部を配置でき、成形時の変形に追従し易くなり、破れや極端に薄い部分をなくすことができる。

請求項３の発明では、重ねる部分では、中央ガラス繊維補強層が表皮側に位置し、両方の側面ガラス繊維補強層が中央ガラス繊維補強層の裏側になるので、この重ね部分の境界が表面層側から見ても、目立つことがなく、意匠性に優れる。

請求項４〜６の発明では、要求に応じて適切なガラス繊維補強層を選択して配設することができ、設計の自由度が大幅に向上できる。

請求項７の発明では、裏面材を成形型の成形面に配置した上に３枚のガラス繊維補強層を連続して配設することによって、中央ガラス繊維補強層と両方の側面ガラス繊維補強層とが、きれいに成形面に沿って配設され、成形面の形状になじみやすい。特に重なった部分が予め成形面に沿った形状になりやすいので、成形型を合わせた成形時にも、大きく変形する部分に無理な力が作用せずに、きれいな成形面を得ることができる。

特に、裏面側のガラス繊維が１枚のガラス繊維補強層からなる生産設備を流用して、この部分で３枚に分かれたガラス繊維補強層にするだけで基本的には生産できるので、既存の生産設備でも利用可能であり、量産性に優れる。

図１は、本発明の実施形態１に係る自動車の成形天井を部分的に示す平面図である。 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、本発明の実施形態１において、金型に各種のシート材を敷設する状態を説明するための断面図である。 図４は、図３の一部分を拡大して示す図である。 図５は、本発明の実施形態２を示す図２相当図である。 図６は、本発明の実施例及び比較例の性能評価を示す図である。

以下、本発明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。

（実施形態１）
この実施形態１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平面図であり、成形天井に対して第２ガラス繊維補強層の重ね状態を説明するための図を示す。図１中、下側が車両のフロント側であり、上側が車両のリヤ側である。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。

成形天井１のフロント側の両側には、サンバイザー用の凹部２，２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開口部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。また、車幅方向両側も大きく絞られて形成されている。

車両用成形天井材１は積層体からなり、図２に示すように、発泡ウレタンからなる基材層１１の裏面側には、ガラスペーパーからなる第２ガラス繊維補強層１４と、その外側に裏面層１５とが積層され、基材層１１の表皮側には、ガラスマットからなる第１ガラス繊維補強層１２と、更にその外側に表皮層１３とが積層されている構造である。図１に示すように、車両用成形天井材１が、略矩形状の天井本体部Ａと、その左右両側面に設けられ、該天井本体部Ａから折れ曲がって一体に形成された略矩形状の側面部Ｂ，Ｂとを備えている。図４にも示すように、第２ガラス繊維補強層１４が、天井本体部Ａに対応する中央ガラス繊維補強層１４ａと、両側面部Ｂ，Ｂにそれぞれ対応する両方の側面ガラス繊維補強層１４ｂ，１４ｂとの３つのガラス繊維補強層により形成され、該中央ガラス繊維補強層１４ａの側面部と該両側面ガラス繊維補強層１４ｂ，１４ｂの側面部とが一部で重なった重ね部分１４ｃで形成されている。

次に、実施形態１の成形天井材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からなる芯材のシートを用意する。また、ガラスマット及びガラスペーパーを用意する。ガラスペーパーは、通常にペーパーを製造するように抄紙機を使って湿式で製造する。即ち、１１μｍ前後の直径で、繊維長が２５ｍｍ前後のガラスフィラメントを散在させて漉くって紙状に作り、シラン系処理剤で処理してガラスペーパーとして製造する。ガラスマットは、１０〜１５μｍの直径からなるガラスフィラメントを５０本以上束ねて、収束剤を使って０．８〜１．５ｍｍの繊維束とし、これを３０〜８０ｍｍ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する。さらに、裏面材として裏面紙及び表皮層としての表皮材を用意する。

次に、これらの素材を使って成形天井を製造する工程について説明する。図３に示すように、下型２１の成形面２１ａに沿うように裏面材１５を敷設し、さらにその上にイソシアネート系接着剤が塗布された３枚のガラスペーパーからなり第２ガラス繊維補強層１４となる第２ガラス繊維補強材シート１４（第２ガラス繊維補強層と同じ符号を付して説明する）をお互いの境界部分が一部重なるような状態で下型２１の成形面２１ａに沿うように敷設する。この場合に、下型２１の成形面２１ａの表面形状にできるだけ沿うように深い絞り変形部分に重ね部分を合わせるように裏面材１５、第２ガラス繊維補強材シート１４をそれぞれ敷設する。そして、更に、芯材１１、イソシアネート系接着剤が塗布されたガラスマットからなり第１ガラス繊維補強層１２となる第１ガラス繊維補強材シート１２（第１ガラス繊維補強層と同じ符号を付して説明する）及び表皮材１３を重ねて敷設して積層体を準備する。しかる後、上型２２を重ねて積層体を加圧して、所定形状に一体成形する。

（実施形態２）
図５に実施形態２を示す。なお、実施形態１と同じ部分は同じ符号とし、実施形態１と異なる部分のみ説明する。図５に示すように、車両用成形天井材１は積層体からなり、発泡ウレタンからなる基材層１１の裏面側には、ガラスペーパーからなる第２ガラス繊維補強層１４と、その外側に裏面層１５とが積層され、基材層１１の表皮側には、ガラスマットからなる第１ガラス繊維補強層１２と、更にその外側に表皮層１３とが積層され、ガラスペーパーからなる第２ガラス繊維補強層１４と裏面層１５との間に樹脂フィルム１６が介在している構造である。この実施形態２の製造方法については、基本的に実施形態１と同じであり、説明を省略する。

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具体的な実施例について説明する。

（実施例１）
実施例１では、芯材として密度が０．０２２ｇ／ｍ^３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。表皮材は目付；７０ｇ／ｍ^２の不織布、裏面材は不織布と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（目付；３０ｇ／ｍ^２）を用意する。第１ガラス繊維補強層のガラスマットは、１２μｍの直径からなるガラスフィラメントを７０本程度で束ねて、収束剤を使って１．０ｍｍ前後の繊維束とし、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、接着剤を使って、目付量；１００ｇ／ｍ^２のマット形状に形成した第１ガラス繊維補強材シートを用意する。第２ガラス繊維補強層用のガラスペーパーとしてフィラメント径；１１μｍで長さ；２５ｍｍ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；２７ｇ／ｍ^２で製作したガラス繊維補強材シートを用意する。この第２ガラス繊維補強層用のガラスペーパーは、中央ガラス繊維補強層、両方の側面ガラス繊維補強層の３つのガラス繊維補強層により形成され、該中央ガラス繊維補強層の側面部と該両側面ガラス繊維補強層の側面部とが一部で重なった重ね部分で形成されている。この時の重ね部分は、それぞれ全幅の４％に設定した。どちらのガラス繊維補強材シートにも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、成形型の下型に、裏面材、中央と両サイドの３枚に分かれた第２ガラス繊維補強層用シート、発泡ウレタンフォームシート、第１ガラス繊維補強層用シート、表皮材の順で配置して積層する。そして上型を合わせて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×長さ：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。

なお、成形天井は、両サイドの成形角度は６０°で、成形深さが１２０ｍｍのものであり、この成形時に両サイドで裂け目が出るかどうかを目視で測定した。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と異なる点は、第２ガラス繊維補強材シートと裏面材との間に、厚さ２５μｍのＰＰ樹脂のフィルムを介在させた。

（実施例３）
実施例３では、実施例１に対してガラスペーパーとして、フィラメント長さ；３５ｍｍを使い、第２ガラス繊維補強層の目付量；４５ｇ／ｍ^２で製作したガラスペーパーを用意する。実施例１と同様な方法で、成形天井を成形した。

（実施例４）
実施例４では、実施例２と異なる点は、第１ガラス繊維補強層用シートの目付量：１５０ｇ／ｍ^２で製作したガラスマットを用意した点である。

（比較例１）
比較例１は、実施例１との対比が判るように、第１ガラス繊維補強層及び第２ガラス繊維補強層に、どちらにも実施例１と同じ素材のガラスペーパーを使用するが、実施例１と異なる点はどちらも１枚のシートを用いた点である。実施例１と同様な成形天井を成形した。なお、基材の密度は、０．０３ｇ／ｍ^３とした。

（比較例２）
比較例２は、実施例１との対比が判るように、実施例１の第１ガラス繊維補強層と第２ガラス繊維補強層とを入れ替えて、第１ガラス繊維補強層としてガラスペーパーを用い、第２ガラス繊維補強層としてガラスマットを使用した点であり、どちらのガラス繊維補強層も１枚のシートとした。なお、基材の密度は、０．０３ｇ／ｍ^３とした。

（比較例３）
比較例３は、第１ガラス繊維補強層と第２ガラス繊維補強層ともに、実施例１のガラスマットを使用したものであり、その目付量；１００ｇ／ｍ^２であり、基材の密度は、０．０３ｇ／ｍ^３とした。どちらのガラス繊維補強層も１枚のシートとした。

（比較例４）
比較例４は、比較例３に対して、表皮側ガラスマットの目付量；１００ｇ／ｍ^２、裏面側のガラスマットの目付量；２３０ｇ／ｍ^２として、折曲強度を高めたものである。どちらのガラス繊維補強層も１枚のシートとした。

実施例１，２，３，４、比較例１，２，３，４とも、１０サンプルの平均値を示す。実施例１，２，３，４と比較例１，２，３，４とのテスト結果を、図６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１〜４、比較例１〜４とも十分満足する値が得られている。

しかし、比較例１では１０例中７例、比較例２では１０例中４例ほど裂け目が発生して、使用できるものではなかった。実施例１〜４では、１０例とも全く裂け目は発生しなかった。また、比較例３及び４でも１０例とも裂け目は発生しなかった。

重量比では、裂け目が出なかった比較例３や４では、実施例１〜４のいずれに対しても重量が重くて、軽量化に対しては良い結果にならなかった。

本発明の成形内装材は、自動車用成形天井材に使用できる。

１ 車両用成形天井材
１１ 基材層
１２ 第１ガラス繊維補強層
１３ 表皮層
１４ 第２ガラス繊維補強層
１４ａ 中央ガラス繊維補強層
１４ｂ 側面ガラス繊維補強層
１４ｃ 重ね部分
１５ 裏面層
２１ 下型（成形型）
２１ａ 成形面
２２ 上型（成形型）

Claims (7)

1. 硬質ウレタン発泡体からなる基材層と、該基材層の両側にそれぞれ接合された第１ガラス繊維補強層及び第２ガラス繊維補強層と、該第１ガラス繊維補強層の外側に接合された表皮層と、該第２ガラス繊維補強層の外側に接合された裏面層とを備える積層体からなり、
   略矩形状の天井本体部と、その両側面に設けられ、該天井本体部から折れ曲がって一体に形成された略矩形状の側面部とを備え、該天井本体部と該両側面部とで断面略台形に形成されている車両用成形天井材において、
   該第１ガラス繊維補強層及び該第２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、該天井本体部に対応する中央ガラス繊維補強層と、該両側面部にそれぞれ対応する両方の側面ガラス繊維補強層との別々の３つのガラス繊維補強層により形成され、
   ３つのガラス繊維補強層の互いの境界部分である該中央ガラス繊維補強層の両側の側面部と両方の該側面ガラス繊維補強層の側面部とが、成形時にズレを生じるように一部で重なった重ね部分で形成され、該重ね部分それぞれが、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して２〜６％であることを特徴とする車両用成形天井材。
2. 請求項１に記載の車両用成形天井材において、
   該中央ガラス繊維補強層が、該中央ガラス繊維補強層と両方の該側面ガラス繊維補強層とを合わせた合計幅に対して７０〜８５％を有し、両方の該側面ガラス繊維補強層が、それぞれ上記合計幅の２０〜１０％を有することを特徴とする車両用成形天井材。
3. 請求項１または２に記載の車両用成形天井材において、
   該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層との該重ね部分では、該中央ガラス繊維補強層が表皮層側になり、両方の該側面ガラス繊維補強層が裏面層側になって重なって設けられていることを特徴とする車両用成形天井材。
4. 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、
   該第２ガラス繊維補強層が、ガラスマット、ガラスペーパー、ガラスネット、ガラスペーパーと不織布の積層体、ガラスネットと不織布の積層体から選ばれた少なくとも１種の素材からなり、該素材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。
5. 請求項４に記載の車両用成形天井材において、
   該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層とは、異なる素材からなることを特徴とする車両用成形天井材。
6. 請求項４に記載の車両用成形天井材において、
   該中央ガラス繊維補強層と該両側面ガラス繊維補強層とは、同じ素材であり、且つ目付量或いは厚さが異なることを特徴とする車両用成形天井材。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用成形天井材を製造する車両用成形天井材の製造方法であって、
   一方の成形型の成形面に裏面材を設置し、
   その上に第２ガラス繊維補強層になる中央ガラス繊維補強材と両方の側面ガラス繊維補強
   材とを一部重ねた状態で成形面に沿わせて設置し、
   さらにその上に基材層になる芯材、第１ガラス繊維補強層になるガラス繊維補強材及び表皮材を設置し、
   他方の成形型を一方の成形型に合わせて加圧し、車両用成形天井材を成形することを特徴とする車両用成形天井材の製造方法。

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