车辆用成形内饰材 技术领域 本发明涉及一种车辆用成形车顶材、 成形车门装饰件、 后窗台板、 尾箱盖 (tonneau board)、 车辆用地板材、 遮阳板等车辆用成形内饰材。
背景技术 迄今为止， 众人所知的车辆用成形内饰材例如有 ： 以硬质氨基甲酸乙酯等作基材， 在该基材的两侧设置玻璃纤维加强层， 在该两层加强层的外侧分别设置表皮层及背面层中 的一层而构成的用来构成成形车顶材的车辆用成形内饰材 ( 参照专利文献 1)。
在这种情况下， 为得到基材的加强效果以及基材与表皮或背面的粘着强度， 在基 材的两侧呈三明治状地设置已涂敷有 ( 已渗有 ) 由氨基甲酸乙酯类树脂 ( 例如异氰酸酯类 树脂 ) 构成的胶粘剂的玻璃毡等， 作为玻璃纤维加强层。用作表皮层的有 ： 无纺布、 经编及 块状 (slab) 氨基甲酸乙酯的层压表皮、 织布 (woven cloth)、 编织物、 塑料薄片等等。
如一般了解的那样， 在此提到的玻璃毡指的是 ： 将 80 条左右的直径约为 10μm ～ 15μm 的玻璃丝捆在一起， 用上浆剂将这些玻璃丝成为 0.8mm ～ 1.5mm 的纤维束 ( 所谓的粗 纱 )， 将该纤维束大约切成 50mm 长而制造出短切原丝， 将该短切原丝撒成毡状， 用粘接剂形 成为毡形状而成的部件。
在使用上述氨基甲酸乙酯基材构成车顶的情况下， 其刚性一般是靠基材以及粘着 在其两面上且起到玻璃纤维加强层的作用的玻璃毡确保的。而且， 该刚性不仅仅是所述三 者之和， 而是这样来确保整体的刚性， 即： 将不能由于外力而伸缩的玻璃毡粘着在具有某厚 度的基材的两个表面上， 来构成在基板表面设置不能伸缩的薄皮的三明治状构成体， 在基 材的两个面确保抗变形性， 由此确保整体的刚性。
众人所知的形成这些玻璃纤维加强层的部件例如有 ： 在由聚氨酯发泡体形成的芯 材的两侧设置玻璃纤维的短切片 ( 对粗纱进行切断而形成的切片 )、 玻璃纤维毡或玻璃纤 维布， 再在其外侧设置背面层、 表皮层而构成的部件 ( 参照专利文献 2)。
此外， 众人所知的形成这些玻璃纤维加强层的部件还有 ： 用热熔薄膜胶粘剂在由 聚氨酯发泡体层构成的基材的两侧设置用玻璃纤维制作的玻璃纸， 来代替玻璃纤维毡的部 件 ( 参照专利文献 3)。
专利文献 1 ： 日本公开特许公报特开 2001-301539 号公报
专利文献 2 ： 日本公开特许公报特开 2002-046545 号公报
专利文献 3 ： 日本实用新案公报实公平 5-34278 号公报
发明内容 - 发明要解决的技术问题
出于最近的环境问题， 特别是出于节能问题， 对汽车的各个部件或各个部位实现 轻量化的要求日益增高， 对车顶实现轻量化的要求很激烈。
在上述成形车顶中， 例如在一般的氨基甲酸乙酯基材成形车顶， 即由厚度 6.5mm
的氨基甲酸乙酯基材、 ( 上侧和下侧都是 )100g/m2 的用作玻璃纤维加强层的玻璃毡 +15g/ m2 的胶粘剂、 70g/m2 的无纺布制表皮以及 30g/m2 的背面纸 ( 薄膜 + 无纺布 ) 构成的氨基甲 酸乙酯基材成形车顶中， 氨基甲酸乙酯基材约占 40 重量％、 玻璃纤维加强层及胶粘剂 ( 包 括氨基甲酸乙酯基材的两面侧 ) 约占 45 重量％并且表皮层及背面层约占 15 重量％， 车顶 中氨基甲酸乙酯基材和玻璃纤维加强层所占的重量比非常大。然而， 为用氨基甲酸乙酯基 材作芯材而存在各种要求， 因而难以让氨基甲酸乙酯基材轻量化。 在这种情况下， 对使玻璃 纤维加强层轻量化的期待较大。
然而， 专利文献 1 所公开的成形车顶仅仅是作为纤维加强层公开玻璃纤维加强层 而已， 未公开玻璃纤维加强层的轻量化技术。
在专利文献 2 中， 公开了下述技术， 即： 为让玻璃纤维轻量化， 事先使一种胶粘剂 即异氰酸酯类胶粘剂渗进在基材中， 并事先让异氰酸酯类胶粘剂渗进在玻璃纤维层中。还 有， 据该文献公开， 异氰酸酯类胶粘剂与玻璃纤维的相容性比较良好， 该胶粘剂的反应性、 粘着性及易作业性比较优良。
在专利文献 2 所示的玻璃纤维层中， 在玻璃纤维加强层由短切原丝玻璃 ( 以下， 称 其为玻璃毡 ) 形成的情况下， 可以推测为 ： 即使将每单位面积的质量减到现状的大约一半 左右， 理论上也有可能不存在强度方面的问题。然而， 在该玻璃毡的制造工序中， 将 80 条左 右的玻璃丝捆在一起， 用胶粘剂形成直径在 0.8mm ～ 1.5mm 的部件 ( 所谓的粗纱 )， 将该部 件大约切成 50mm 长而制造出短切原丝， 将该短切原丝撒成毡状， 用粘接剂形成为毡状。因 而， 难以制作整个毡上的单位面积质量都完全均匀的玻璃毡。如图 9 所示， 例如在公称单位 2 2 面积质量 100g/m 的玻璃毡中， 存在很多单位面积质量只有 50g/m 左右的较疏的部分。而 且， 设定玻璃毡的单位面积质量为越小的值， 该倾向就越显著。其结果是， 在所述成形车顶 中， 该较疏的部分 ( 参照图 9(b)) 的抗弯强度减到正常的部分 ( 参照图 9(a)) 的抗弯强度 的一半左右。
在如此较疏的部分例如加工成顶置控制台部、 辅助拉手等成形车顶面中变化较大 的部分的情况下， 在成形过程中被拉伸， 由此变得更疏， 其结果是抗弯强度低于要求成形车 顶具备的抗弯强度的下限值。 因此， 据说在通常的玻璃毡中， 考虑到该制造工序中的单位面 2 积质量的偏差， 一般不能够使用公称在 100g/m 以下的玻璃毡。
还有， 在玻璃毡的制造工序中， 例如将 80 条左右的约为 10μm 左右的玻璃丝捆在 一起， 来形成玻璃纤维束， 边切断边撒该玻璃纤维束， 因而能够往往观测到下述情况， 即： 此 时已被切断的纤维相重叠， 成为毛笔状束 ( 所谓的 “毛笔状落棒” ) 而落下。图 10(a) 显示 拍摄玻璃毡的 “毛笔状落棒” 的照片 ； 图 10(b) 显示的是该部分的表皮在成形后形成所谓的 “条状突起” ， 剥开表皮的该 “条状突起” 部分而拍摄的照片。在形成为这种成形车顶的情况 下， 不能手工改造， 因而已成形的车顶就这样作为工业废物被废弃， 损失很大。
而且， 图 11 是玻璃纤维束成为较大的 “玻璃块” 的状态， 剥开表皮在广大的范围已 隆起的部位而拍摄的照片。右上方是玻璃毡一侧 ( 能看到背后存在基材 )， 能够观测到圆 形玻璃块， 而左下方是表皮的背面一侧， 能够在表皮一侧观测到玻璃块的痕迹。 这种具有玻 璃块的车顶还是作为工业废物被废弃 ( 即， 作为制造不良品处以废弃 )， 这是一个很大的问 题。
除此之外， 还有下述现象， 即： 虽然没有所述 “毛笔状落棒” 那么厉害， 但是在玻璃纤维束相重叠而比通常粗的部位加工为成形车顶中弯曲变化较大的曲面的情况下， 当然在 成形时在该部位产生比通常大的应力， 而较粗的玻璃纤维成为障碍 ( 局部限制整体延伸 )， 形成皱纹。在大多成形车顶上出现数个由于该玻璃束而在表皮表面形成的皱纹状条纹， 称 其为所谓的 “玻璃皱纹” 。图 12 显示该 “玻璃皱纹” 的例子。图 12(a) 显示成形车顶的前侧 附近的弯曲较大的部分的局部照片 ； 图 12(b) 和图 12(c) 是放大并显示在图 12(a) 中形成 “玻璃皱纹” 的部分的照片， 这两个图是从互不相同的角度观测而得到的。幸而能够用针尖 戳表皮， 来使表皮及玻璃毡之间的紧固粘着状态缓和， 从而将该 “玻璃皱纹” 改造得几乎不 能再看出来 ( 所谓的粉饰 )。 但是， 若采用这种方法， 就为此需要手工作业， 从生产性的角度 来看是一个很大的问题。
如上所述， 玻璃毡的轻量化措施有限， 而且存在所谓的 “毛笔状落棒” 、 “条状突起” 等问题。
与此相对， 若使用专利文献 3 所示的玻璃纤维的玻璃纸， 就能够解决关于所述玻 璃毡的问题， 有可能实现轻量化。
然而， 如专利文献 3 那样， 大约从 20 年前存在用玻璃纸作玻璃纤维加强层的构想， 但是这种用玻璃纸作纤维加强层的成形车顶尚未实用化。
作为未实用化的原因能够想到下述情况， 即： 在用如专利文献 3 所示的现有玻璃 纸作加强层， 将该玻璃纸配置在氨基甲酸乙酯基材的两侧， 再在其外侧设置表皮层和背面 层而形成成形车顶的情况下， 若要形成几乎没有变位及变形的近似所谓的板状的成形车 顶， 便能够进行成形。
然而， 在最近的车辆的成形车顶中存在由于太阳天窗、 顶置控制台等而具有较大 的凹凸形状的成形车顶以及整体大大凹陷的成形车顶等， 出现在成形时产生较大的变形的 成形车顶。
因此， 在用玻璃纤维作成形车顶等的加强材的情况下， 要求各种材料 ( 从表皮到 背面纸 ) 伸张而进行追随， 以追随在成形时根据成形车顶的形状所要求的局部变位及变 形。然而， 玻璃纤维加强材由于其应该发挥的作用 ( 加强 ) 而不被允许伸张而变形， 因此玻 璃纤维加强材在成形时使彼此的纤维错位 ( 成形后的胶粘剂凝固以后， 不发生错位 )， 由此 追随变位及变形。 如上所述， 玻璃纤维加强材需要追随成形时的变形的追随性和抗弯强度。
然而， 在根据最近的大大变形的成形车顶的形状成形的情况下， 因为迄今为止的 玻璃纸的纤维长度较短， 为 13mm， 所以若为追随成形时的变形而使纤维彼此错位， 则该错位 会导致破纸， 其结果是不能使用该玻璃纸。 例如， 若用大量三聚氰胺类处理剂等使玻璃纸坚 固， 因为纤维不会彼此错位， 所以就发生 “纸当成形时在较大的范围裂开 ( 纸破裂 )” 的现 象。还有， 若如专利文献 3 那样使热熔胶粘剂的薄膜介于玻璃纸与基材之间， 该薄膜就会阻 碍玻璃纸的玻璃丝产生相对错位， 或者会导致薄膜与玻璃纸的粘着强度或者薄膜与基材的 接合强度不够。而且， 薄膜会降低吸声性能， 会失去氨基甲酸乙酯基材成形车顶的优点。另 一方面， 若为避免所述情况而使用网状热熔膜 ( 蛛网状热熔膜 )， 成本就相当高， 并且使用 网状热熔膜较难， 生产性恶化。
于是， 本申请发明者不放弃玻璃纸的实用化， 而进一步进行了研究。其结果是发 现， 因为迄今为止的玻璃纸的纤维长度较短， 为 13mm， 所以为追随成形时的变形而使纤维彼 此错位， 该错位导致局部破纸。于是， 利用造纸机用纤维长度较长即 25mm 的玻璃丝制造了玻璃纸。 此时， 预想为 ： 若将用于玻璃毡与氨基甲酸乙酯基材的粘着的氨基甲酸乙酯类胶粘 剂 ( 异氰酸酯类胶粘剂 ) 也用于玻璃纸与基材的粘着， 基材与玻璃纤维就联结好， 能够进行 粘着。于是， 使用了氨基甲酸乙酯类胶粘剂。然而， 在用设定玻璃丝的纤维长度为较长的值 的纸作加强层的情况下， 虽然不出现玻璃纸的破裂或裂开， 在成形方面获得成功， 但是玻璃 纸与基材的发泡氨基甲酸乙酯层、 表皮层及背面纸层的接合不充分， 不能满足对成形车顶 的要求。
于是， 此回着眼于玻璃纸材的处理剂， 进一步进行了研究。其结果是发现， 异氰酸 酯类胶粘剂与玻璃纸材的联结不好。也就是说， 即使将异氰酸酯类胶粘剂涂敷在玻璃纸材 的表面上， 也处于仅放置在玻璃纸材上的状态， 构成玻璃纸材的玻璃丝与胶粘剂之间没有 紧固的联结力， 因而玻璃纸材与异氰酸酯类胶粘剂之间的贴合力不够。 因此， 远远达不到氨 基甲酸乙酯基材和玻璃纸材成为一体而起到强度部件的作用的状态。
为发现下述处理剂坚持了研究， 该处理剂是 ： 用于由玻璃丝形成玻璃纸， 与所述异 氰酸酯类胶粘剂的配合性良好， 并且与玻璃纸的玻璃丝联结好。 其结果是， 在使用含有硅烷 或者硅烷与氨基甲酸乙酯乳胶等混合而成的硅烷混合剂的硅烷类处理剂作为处理剂， 用玻 璃丝制造玻璃纸， 并且用异氰酸酯类胶粘剂使该玻璃纸及氨基甲酸乙酯类基材接合起来的 情况下， 得到了下述成形车顶。 该成形车顶是 ： 即使形成具有较大的变位及变形部位的最近 的成形车顶， 也具有良好的追随性， 玻璃纸与作为基材的发泡氨基甲酸乙酯层、 表皮层以及 背面纸层的接合性优良， 并且具有足够的抗弯强度。 特别是， 在用硅烷类处理剂作处理剂而 形成玻璃丝， 再用利用该处理剂形成的玻璃丝形成了玻璃纸材的情况下， 硅烷类处理剂紧 贴并覆盖纤维丝的表面， 该硅烷类处理剂与异氰酸酯类胶粘剂的紧贴性良好， 其结果是能 够实现异氰酸酯类胶粘剂与玻璃丝联结好的状态。也就是说， 不但异氰酸酯类胶粘剂附着 在由纤维制作的纸材的表面上， 而且异氰酸酯类胶粘剂能够与和加工成纸材前的纤维制丝 紧贴在一起的硅烷类处理剂联结， 能够得到用异氰酸酯类胶粘剂使纤维丝和纸材高强度地 紧贴在一起的部件。
补充说明一下， 虽然在以上说明中以玻璃丝为例进行了说明， 但是若不是使用玻 璃纤维的丝而是使用玄武岩纤维的丝， 情况还是与上述情况一样。 因此， 本发明包含玻璃纤 维、 玄武岩纤维等无机材的丝。
- 用以解决技术问题的技术方案
第一方面的发明是一种车辆用内饰材， 该车辆用内饰材包括基材层、 第一纤维加 强层及第二纤维加强层、 表皮层以及背面层， 该基材层包括硬质氨基甲酸乙酯发泡体， 该第 一纤维加强层及该第二纤维加强层分别接合在该基材层的两侧中的一侧， 该表皮层接合在 该第一纤维加强层的外侧， 该背面层接合在该第二纤维加强层的外侧， 其特征在于 ： 至少该 第一纤维加强层包括具有纤维丝的纸材， 作为该纸材的处理剂使用含有硅烷或者硅烷与氨 基甲酸乙酯乳胶混合而成的硅烷混合剂的硅烷类处理剂， 该纸材借助氨基甲酸乙酯类胶粘 剂粘着在该基材层上。
第二方面的发明， 是在第一方面的发明中， 特征在于 ： 该纸材包括无机材。
第三方面的发明， 是在第二方面的发明中， 特征在于 ： 该纸材包括玻璃纤维丝的纸 材或玄武岩纤维丝的纸材， 该第一纤维加强层及该第二纤维加强层包括玻璃纤维或玄武岩 纤维的纸材。第四方面的发明， 是在第一方面的发明中， 特征在于 ： 在形成该纤维丝时使用该纸 材的处理剂， 该纸材包括用该处理剂形成的纤维丝。
第五方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 该纤维 丝的直径在 5μm ～ 25μm。
第六方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 包括该 纤维丝的纤维长度在 20mm ～ 100mm 的长纤维。
第七方面的发明， 是在第六方面的发明中， 特征在于 ： 是该 20mm ～ 100mm 的长纤维 的该纤维丝至少占所述车辆用成形内饰材所包括的纤维丝中的 1/3 以上。
第八方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 该纸材 2 2 的单位面积质量在 20g/m ～ 100g/m 。
第九方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 对该纤 维丝混合 3 重量％～ 20 重量％的聚乙烯等化学纤维而形成纸材。
第十方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 该纤维 丝的该纸材是按照湿法形成的。
第十一方面的发明， 是在第一到第四方面中的任一方面的发明中， 特征在于 ： 该车 辆用成形内饰材是成形车顶。 - 发明的效果
根据第一方面的发明， 与玻璃毡相比例如用玻璃纤维等纤维制作的纸材中的任何 部位的层都大致均匀， 而且胶粘剂能够大致均匀地附着， 因而纤维制纸材与基材大致均匀 地一体化。 特别是不会产生在玻璃毡中成为问题的缺陷， 即落棒和玻璃块， 因而不需要由于 这些缺陷而作为工业产物废弃成形后的成形车顶， 此外不需要对虽然不需要作为工业产物 废弃但因为存在玻璃皱纹所以需要改造的成形车顶进行手工改造。 特别是在表皮侧一出现 在现有的玻璃毡中成为技术课题的 “毛笔状落棒” 和 “条状突起” ， 商品性就会极其恶化， 因 而所述纤维制纸材至少设置作为第一纤维加强层， 也可以还设置在背面侧。 特别是， 即使在 形成顶置控制台部等在成形时需要大大变形的部分时， 因为纤维制纸材内的丝彼此有效地 错位， 所以也能够使纤维制纸材不变薄且不破裂地成形， 得到能够满意的抗弯强度。而且， 因为用硅烷类处理剂制造纤维制纸材， 所以氨基甲酸乙酯类胶粘剂 ( 异氰酸酯类胶粘剂 ) 与纤维制纸材的纤维制丝良好地联结并粘着。
根据第二方面的发明， 因为纤维制纸材包括无机材， 所以生产性优良， 即使在废弃 时进行销毁处理也无害。
根据第三方面的发明， 能够得到高强度且已轻量化的纤维制纸材， 该纤维制纸材 的批量生产性优良， 并且成本较低。
根据第四方面的发明， 能够得到不仅形成纸材时的纤维本身的接合性优良， 基材 与纸材的接合性也优良的成形内饰材。而且， 能够得到透气性和吸声性优良的车辆用内饰 材。
根据第五方面的发明， 通过适当地选择纤维制丝的直径， 则能够形成硅烷类处理 剂已有效地渗进在纸材中的纤维制纸材， 并且硅烷类处理剂与氨基甲酸乙酯类胶粘剂 ( 异 氰酸酯类胶粘剂 ) 保持平衡地联结， 能够得到纤维制丝紧密接合在基材上的车辆用内饰 材。
根据第六方面的发明， 通过适当地选择纤维制丝的长度， 则能够得到满足作为车 辆用成形内饰材的抗弯强度等强度要求并且已轻量化的车辆用内饰材。
根据第七方面的发明， 是该 20mm ～ 100mm 的长纤维的该纤维丝至少占车辆用成形 内饰材所包括的纤维丝中的 1/3 以上。因此， 形成纸材很容易， 能够得到高强度且成形性优 良的车辆用成形内饰材。
根据第八方面的发明， 因为纤维织物的单位面积质量在 20g/m2 ～ 100g/m2， 所以能 够进行轻量化。
根据第九方面的发明， 通过混合聚乙烯制纤维等化学纤维而形成纸材， 则该化学 纤维起到润滑剂的作用， 与只使用纤维制丝的情况相比更易滑动， 成形性提高。 因为化学纤 维与氨基甲酸乙酯类胶粘剂 ( 特别是异氰酸酯类胶粘剂 ) 的配合性优良， 所以能够得到更 为紧固的紧贴性， 刚性提高。
根据第十方面的发明， 因为按照湿法 ( 所谓的抄纸方式 ) 形成该纤维丝的纸材， 所 以能够容易且可靠地得到厚度均匀的纤维制纸材。
根据第十一方面的发明， 即使是在形成具有遮阳板、 顶置控制台部等在成形时需 要大大变形的部分的成形车顶时， 也能够可靠地得到质量稳定的成形车顶。 在本发明中， 已说明过按照湿法形成纤维制丝的纸材。本发明的湿法是指与在造 日本纸等时进行的所谓的抄纸相同的方式。
优选在本发明中使用的纤维制丝的直径在普遍使用的 5μm ～ 25μm， 其中更优选 的是在 10μm ～ 20μm。若玻璃纤维丝的纤维长度过长， 滑动时阻力就太大， 纤维有可能 断裂 ( 破裂 )， 成形较难。另一方面， 若该纤维长度过短， 就在成形时由于纤维彼此滑动而 形成间隙， 导致破纸现象。因此， 优选该纤维长度设定在 20mm ～ 100mm， 其中更优选的是在 25mm ～ 50mm， 比前两者更优选的是在 30mm ～ 40mm。补充说明一下， 纤维的直径和纤维长 度是基本上有偏差的， 因而所述范围并不指所有纤维的直径和纤维长度都在所述数值范围 内， 而是指主要纤维在所述数值范围内。可以是这样的， 即： 不设定所有上述长纤维的纤维 长度都为该范围内的值， 而设定以上述范围之外的短纤维为基础， 并含有所述范围内的长 纤维。 在这种情况下， 优选所述范围内的长纤维占车辆用成形内饰材所包括的纤维中的 1/3 以上， 更为优选的是占一半以上。 补充说明一下， 优选在形成特别复杂的形状或者需要较大 的强度时， 设定所有纤维都为所述长纤维。
若本发明中的玻璃纸的单位面积质量过小， 作为加强层的强度就不够， 而若单位 面积质量过大， 就仅能够得到强度在所需的强度以上的玻璃纸而已， 会背离轻量化的目的。 2 2 因此， 优选玻璃纸的单位面积质量在 20g/m ～ 100g/m ， 其中特别优选的是在 25g/m2 ～ 80g/ m2。
在制造玻璃纸时的硅烷类处理剂可以是仅含有硅烷的处理剂， 也可以是硅烷与氨 基甲酸乙酯乳胶混合而成的混合剂。 优选使用与用作胶粘剂的氨基甲酸乙酯类胶粘剂相同 的氨基甲酸乙酯乳胶作为所述氨基甲酸乙酯乳胶。 硅烷类处理剂的单位面积质量根据玻璃 丝的直径及单位面积质量的不同而不同， 优选硅烷类处理剂的单位面积质量在玻璃丝的单 位面积质量的 10 重量％～ 20 重量％左右， 以确保丝的适当的联结力， 并且确保硅烷类处理 剂与在形成车顶时涂敷的异氰酸酯类胶粘剂的配合性。
硅烷类处理剂能够在形成纤维制丝时与丝表面上联结好。 因为用附着有该硅烷类
处理剂的纤维制丝形成纤维制纸材， 所以能够得到丝本身的接合性优良的纤维制纸材。再 加上， 因为该硅烷类处理剂和氨基甲酸乙酯类胶粘剂 ( 异氰酸酯类胶粘剂 ) 保持平衡地联 结， 所以能够得到纤维制丝紧固地接合在基材上的成形车顶。 其结果是， 能够得到与玻璃毡 等现有技术相比已轻量化且成形性更为优良的成形车顶。 在本发明中使用的具体硅烷偶联 剂例如有 ： 环氧基硅烷偶联剂、 氨基硅烷偶联剂、 脲基硅烷偶联剂、 甲基丙烯基硅烷偶联剂、 乙烯基硅烷偶联剂、 苯乙烯基硅烷偶联剂等等。 例如， 在日本公开特许公报特开平 7-291675 号公报所公开的技术中使用的是仅含有硅烷的硅烷类处理剂、 或者以硅烷∶异氰酸酯为 8 ∶ 2 的比例制作乳胶而成的处理剂等等。
在本发明中， 若涂敷在玻璃纸上的作为胶粘剂的氨基甲酸乙酯类树脂 ( 例如， 异 氰酸酯类树脂 ) 的单位面积质量过多， 就有可能该树脂渗出去， 而若该单位面积质量过少， 2 粘着强度就会不够。因此， 优选该单位面积质量设定在 10g/m ～ 30g/m2， 其中特别优选的 2 2 是在 13g/m ～ 25g/m 。用作表皮层的例如可以举出 ： 聚烯烃、 聚酯或聚酰胺类的织布或无 纺布、 经编及块状氨基甲酸乙酯的层压表皮、 编织物、 塑料薄片、 涂层仿皮革等等。在用成 形内饰材作成形车顶材时， 作为基材层的氨基甲酸乙酯发泡体可以呈薄片状， 使用厚度在 3mm ～ 12mm 的该氨基甲酸乙酯发泡体。
在制造方法中， 制造并准备玻璃纤维纸这一点与现有的制造并准备玻璃毡的工艺 不同， 但两种方法都是将准备好的玻璃纤维制加强层与基材、 表皮材及背面材重叠成形， 两 者在这一点无太大的差异。 也就是说， 准备氨基甲酸乙酯发泡体制基材层、 将氨基甲酸乙酯 类树脂的胶粘剂涂敷在玻璃纸上的第一玻璃纤维加强材薄片、 将氨基甲酸乙酯类树脂的胶 粘剂涂敷在玻璃纸上的第二玻璃纤维加强材薄片、 表皮材及背面材。将第一玻璃纤维加强 材薄片及第二玻璃纤维加强材薄片层叠在基材层的两侧， 接着将表皮材层叠在第一玻璃纤 维加强材薄片的外侧， 并将背面材层叠在第二玻璃纤维加强材薄片的外侧， 然后将该层叠 体放置在已加热的成形模内， 利用加热加压法进行一体成形。
也可以将氨基甲酸乙酯类树脂的胶粘剂涂敷 ( 例如， 喷涂 ) 在氨基甲酸乙酯发泡 体侧， 来代替将该胶粘剂涂敷在玻璃纸侧， 也可以将该胶粘剂涂敷在两侧。还有， 也可以将 基材或玻璃纸浸渍在胶粘剂的液槽内而进行形成， 来代替涂敷胶粘剂。也可以重叠玻璃纸 设置玻璃纸的加强层。
还有， 若在用玻璃丝制作玻璃纸时混合聚乙烯树脂等化学纤维， 则能够提高成形 性和刚性。也就是说， 在形成成形车顶时， 化学纤维起到润滑剂的作用， 与只使用玻璃丝的 情况相比更易滑动， 成形性提高。其结果是， 能够有效地防止玻璃纸在成形时破裂。因为聚 乙烯树脂等化学纤维与用作涂敷在玻璃纸上并使基材及玻璃纸紧密粘着的胶粘剂的氨基 甲酸乙酯类胶粘剂 ( 特别是异氰酸酯类胶粘剂 ) 的配合性优良， 所以能够得到更为紧固的 紧贴性， 刚性提高。若该化学纤维的单位面积质量过少， 就得不到效果 ； 若该单位面积质量 过多， 这就是无益。因此， 优选该单位面积质量相对于玻璃纸整体的单位面积质量在 5 重 量％～ 20 重量％。适当地设定该化学纤维的直径和长度即可， 但若设定该直径和长度为与 玻璃丝相等的直径和长度， 纸的制作处理就更为容易。 附图说明
[ 图 1] 图 1 是显示本发明的实施方式所涉及的汽车成形车顶的一部分的图 ；[ 图 2] 图 2 是用来说明在图 1 中使用的成形车顶材的叠层状态的图 ；
[ 图 3] 图 3 是本发明的实施例及比较例的性能评价表 ；
[ 图 4] 图 4 是显示本发明及现有技术中的玻璃纤维的分布状态的照片 ；
[ 图 5] 图 5 是从车厢内的装饰面侧看车辆成形车顶的立体图 ；
[ 图 6] 图 6 是显示从背面侧拍摄遮阳板部的状态的照片， 图 6(a) 显示第一比较例 中的起因于玻璃毡的玻璃皱纹 ； 图 6(b) 是用第二实施例中的玻璃纸成形的遮阳板部 ；
[ 图 7] 图 7 是沿图 5 的 A-A 线的剖视图 ；
[ 图 8] 图 8 是对用现有玻璃毡成形的情况及本发明中的用玻璃纸成形的情况下的 成形车顶侧面的夹断部进行比较的图 ；
[ 图 9] 图 9 是涉及现有技术的照片， 为说明短切原丝玻璃纤维束的偏差状态而对 2 公称 100g/m 的玻璃毡的正常部分及较疏的部分进行放大及比较 ；
[ 图 10] 图 10 涉及现有技术， 是用来说明玻璃纤维束正处于毛笔状落棒状态的放 大照片 ；
[ 图 11] 图 11 涉及现有技术， 是用来说明玻璃纤维束成为较大的玻璃块的放大照 片； [ 图 12] 图 12 涉及现有技术， 是用来说明 “玻璃皱纹” 的发生状态的放大照片 ； 图 12(a) 是成形车顶的前侧附近的弯曲程度较大的部分的局部照片 ； 图 12(b) 和图 12(c) 是 在图 12(a) 中发生了 “玻璃皱纹” 的部分的局部放大照片， 这两个照片是从互不相同的角度 观测而得到的。
- 符号说明
1 车辆用成形内饰材
11 基材层
12 第一玻璃纤维加强层
13 表皮层
14 第二玻璃纤维加强层
15 背面层
具体实施方式
下面， 参考附图对本发明的实施方式加以详细的说明。以下对优选实施方式的说 明是本质上示例而已， 并没有意图对本发明、 本发明的应用对象或其用途加以限制。
本实施方式是一种将本发明应用于车辆的成形车顶的方式。图 1 是显示本发明的 实施方式所涉及的成形车顶的一部分的图。图 2 是用来说明在图 1 所示的实施方式中使用 的成形车顶材的叠层状态的图。补充说明一下， 在图 1 中， 左侧是车辆的前侧 ； 右侧是车辆 的后侧。
在成形车顶 1 的前侧的两侧形成有遮阳板用凹部 2( 仅示出两侧中的一侧 )， 在两 侧的遮阳板用凹部 2 之间形成有顶置控制台用开口部 3。 省略而不图示该部分的剖面， 该部 分形成为从通常的平面大大凹陷。4 表示设置在两侧部的辅助拉手的位置， 5 表示客厢顶灯 的位置。
如图 2 所示， 成形车顶 1 具有以下结构， 即： 在由发泡氨基甲酸乙酯形成的基材层11 的背面侧层叠有玻璃纸层 14 及层叠在该玻璃纸层 14 的外侧的背面材 15 ； 在基材层 11 的表皮侧层叠有玻璃纸层 12 及层叠在该玻璃纸层 12 的外侧的表皮层 13。
接着， 对实施方式中的成形车顶材的制造方法加以说明。准备能够进行热成形的 硬质氨基甲酸乙酯发泡体薄片。还有， 准备玻璃纸。在制造玻璃纸时， 与通常的造纸一样地 利用湿法用抄纸机制造玻璃纸。也就是说， 形成使硅烷类处理剂被覆直径在 11μm 左右且 纤维长度在 25mm 左右的玻璃丝而成的部件， 在使该纤维丝部件分散后抄纸而形成为纸状， 来制作出玻璃纸材。补充说明一下， 在制造该玻璃纸材时也可以使用硅烷类处理剂。补充 说明一下， 如上所述， 优选在形成丝时使用硅烷类处理剂， 但是在如形状为简单的平板状时 那样对强度及成形性的要求不高的情况下， 可以仅在制造玻璃纸时使用硅烷类处理剂。
接着， 作为背面材准备背面纸。 接着， 对用这些成形材制造成形车顶的工序加以说 明。将第一玻璃纤维加强材薄片 12 及第二玻璃纤维加强材薄片 14 层叠在基材层 11 的两 侧， 该第一玻璃纤维加强材薄片 12 由已被涂敷异氰酸酯类胶粘剂的玻璃纸构成， 该第二玻 璃纤维加强材薄片 14 由已被涂敷异氰酸酯类胶粘剂的玻璃纸构成。其次， 将表皮层 13 层 叠在第一玻璃纤维加强材薄片 12 的外侧， 并将背面材 15 层叠在第二玻璃纤维加强材薄片 14 的外侧， 然后将该层叠体放置在已加热的成形模内， 利用加热加压法进行一体成形。 - 实施例
接着， 对制造本发明所涉及的作为成形内饰材的成形车顶材的实施例加以说明。
( 第一实施例 )
在第一实施例中， 准备单位面积重量 180g/m2、 具有连续气泡且能够热成形的硬质 氨基甲酸乙酯发泡体薄片 (1200mm×1600mm× 厚度 6.5mm)。作为表皮准备单位面积质量 70g/m2 的无纺布， 作为背面材准备单位面积质量 30g/m2 的由无纺布及 PP( 聚丙烯 ) 薄膜制 成的通常层压物制背面材。用玻璃纤维作第一纤维加强层及第二纤维加强层用纤维。使用 丝直径 11μm 且长度 25mm 的该玻璃纤维， 用硅烷类处理剂 ( 以硅烷∶异氰酸酯为 8 ∶ 2 的 比例制作乳胶而成的处理剂 ) 形成玻璃丝。用该玻璃丝制造玻璃纸材。准备设定该玻璃纸 材的单位面积质量为 27g/m2 而制作的玻璃纤维加强材薄片。将异氰酸酯类胶粘剂以 15g/ m2 的单位面积质量涂敷在玻璃纤维加强材薄片上。
在成形模内按照表皮材 - 第一玻璃纤维加强材薄片 - 发泡氨基甲酸乙酯发泡体薄 片 - 第二玻璃纤维加强材薄片 - 背面材的顺序配置并层叠如上所述准备的各种材料。在成 形模内进行加压成形， 并使该各种材料粘着起来。 在成形和粘着之后， 从成形模内取出成形 品， 来制造出了宽度 1200mm×1600mm 并且包括形成车顶的所有材料的总厚度为 7.5mm 的成 形车顶。
( 第二实施例 )
第二实施例中与第一实施例不同之处在于 ： 作为第一玻璃纤维加强材薄片及第二 玻璃纤维加强材薄片用玻璃纸准备丝长为 35mm 且硅烷类处理剂的单位面积质量为 52g/m2 的玻璃纸。按照与第一实施例相同的方法形成了成形车顶。
( 第三实施例 )
第三实施例中与第二实施例不同之处在于 ： 用硅烷作制造玻璃纸时的处理剂。
( 第四实施例 )
第四实施例是这样的， 即： 在第二实施例中， 当制作玻璃纸时使聚乙烯树脂制纤维
混在玻璃纸中。 使用了直径和长度与玻璃丝大致相等的聚乙烯树脂制纤维。 补充说明一下， 2 设定玻璃纸的单位面积质量为 47g/m ， 设定聚乙烯树脂制纤维的单位面积质量为 5g/m2， 以 2 让整体的单位面积质量成为与第二实施例相等的 52g/m 。
( 第一比较例 )
第一比较例中与第一实施例不同之处在于 ： 使用了现有的玻璃毡， 来代替第一实 施例中的玻璃纸， 以便能够与第一实施例比较。使用单位面积质量为 100g/m2 的玻璃毡， 形 成了与第一实施例相同的成形车顶。也就是说， 虽然使用玻璃毡但是尽量减少玻璃毡的单 位面积质量而进行轻量化， 形成了成形车顶。
( 第二比较例 )
为与第二实施例及第三实施例进行比较， 第二比较例设定为这样的， 即： 使用现有 的玻璃毡， 来代替第二实施例中的玻璃纸， 设定表皮侧的单位面积质量为 100g/m2， 设定背 2 面侧的单位面积质量为 230g/m ， 来提高抗弯强度， 形成了与第一比较例相同的成形车顶。
( 第三比较例 )
为与第二实施例及第三实施例进行比较， 第三比较例设定为这样的， 即： 使用现有 2 的玻璃毡， 设定表皮侧的单位面积质量为 230g/m ， 设定背面侧的单位面积质量为 230g/m2， 与第二比较例相比进一步提高抗弯强度， 形成了与第二比较例相同的成形车顶。 第一、 第二、 第三及第四实施例以及第一、 第二及第三比较例都是表示 10 个试样 的平均值的。参考图 3 说明第一、 第二、 第三及第四实施例以及第一、 第二及第三比较例的 试验结果。
一般来讲， 要求成形车顶具备的要求值是抗弯强度约为 10N/50mm、 弯曲模量梯度 约为 30N/50mm/cm， 第一、 第二及第三实施例都充分得到了能够满意的值。
重量比分别是 ： 第一实施例 / 第一比较例为 72.2％， 第二实施例 / 第二比较例为 67.4％， 第二实施例 / 第三比较例为 66.2％， 第三实施例 / 第二比较例为 55.2％， 第三实施 例 / 第三比较例为 54.2％， 第四实施例 / 第二比较例为 68.00％， 第四实施例 / 第三比较例 为 55.7％。各个实施例都实现了大幅度的轻量化。
对第一实施例与第一比较例以及对第二、 第三及第四实施例与第二及第三比较例 进行比较， 就可见加强用玻璃纤维的单位面积质量较少而得以轻量化， 但是强度较高。 可以 推测其原因是 ： 因为在玻璃毡中使用将 80 条左右的玻璃丝捆在一起的玻璃纤维， 所以玻璃 毡中的纤维分布疏密不匀， 存在强度不够的部位 ； 而玻璃纸的玻璃丝分布大致均匀， 任何部 位的分布都比较均匀， 而且因为玻璃丝一个个地分布， 玻璃丝本身的纤维较细， 所以当使用 玻璃毡时氨基甲酸乙酯基材与玻璃毡的接触状态是多处的线接触， 而使用玻璃纸时的接触 状态几乎是面接触， 充分得到能够满意的强度。图 4 是用来对第一实施例中的 27g/m 2 的玻 璃纸与第一比较例中的 100g/m2 的玻璃毡进行比较的照片， 两者分别有原来的大小的照片 和已放大到 4×4 倍的照片。由图 4 也明显看出上述原因。
在图 5 中表示第二比较例中的成形车顶的具体外观照片。可见遮阳板 / 顶置控制 台 / 辅助拉手 / 客厢顶灯等部件的部件安装部分以及与 A 柱或 B 柱接合的部分等的曲面变 化比较大。 在这些部分等往往形成玻璃皱纹， 甚至在该部位的基材产生裂纹， 以致完全成为 工业废物 ( 不能使用的产品 )。其原因是 ： 用玻璃毡作加强材， 将 80 条左右的捆在一起的 玻璃纤维束中有偏差， 局部存在非常紧固的部分， 因而在成形时彼此不能顺利地滑动， 而玻
璃纤维束深深地进入氨基甲酸乙酯基材中。例如， 图 6 显示其典型的例子， 这是表示遮阳板 部 ( 相当于图 5 中的 A-A 剖面的部位 ) 的状态的照片。当然， 商品性上重要的是装饰面即 表皮一侧的面， 但是看照片辨别表皮一侧的缺陷是极为困难的， 即使在一看现货就看得出 明显的缺陷的情况下， 也难以看照片看出缺陷 ( 其原因之一是有弹性的表皮在一定程度上 覆盖凹凸 )。因此， 特意从背面一侧拍了该部分的照片。图 6 中在左侧的图 6(a) 是形成在 第一比较例中的玻璃毡上的玻璃皱纹 ； 在右侧的图 6(b) 是用第二实施例中的玻璃纸形成 的遮阳板部的照片。可见， 在第二实施例中根本未形成玻璃皱纹。
再加上， 观察了第二比较例中的玻璃毡产品的 A-A 剖面。图 7 表示该剖面。在图 7 中， 上侧是表皮侧， 下侧是背面纸侧。由于成形时的拉伸的关系， 与凹部分 (C 部 ) 相比凸 部分 (B 部 ) 更为容易形成玻璃皱纹。因此， 如图 7 所示， 在使用玻璃毡时下工夫， 例如从凸 部分的背面侧向上方以极端大的幅度冲模具， 来使模具内的空隙狭小， 由此使玻璃纤维深 深地进入的部分和未进入的部分之间的高低差尽量小等等。当然， 明显得知该部分的基材 极端薄， 该部分不具备优选的强度， 该部分会在极端不好的情况下形成基材的裂纹， 该玻璃 毡产品有可能成为工业废物。
还有， 即使如上所述极端缩小模具空隙， 也不能够完全不形成皱纹， 不得不在成形 后进行所谓的 “粉饰” 作业， 即用针尖将表皮挑起， 来使凹凸不显眼， 以缓和表皮侧的凹凸的 作业。但是， 因为该作业是手工作业， 所以大大降低生产性。还有， 在凹部分 (C 部 ) 的表皮 侧也形成玻璃皱纹， 但是该皱纹的程度没有 B 部那么大， 因此凹部分的模具空隙没有 B 部那 样狭小。
补充说明一下， 图 6 中的皱纹是看图 7 中的 C 部的。若不使图 7 中的 B 部的模具 空隙极端狭小， 表皮侧就呈图 6 的样子。
接着， 对车顶的前后及左右侧进行说明。称该部分为 “夹断部” ， 该部分是在形成 车顶时与成形同时地用同一模具一下子进行切边的部位。由于材料容易伸长等原因， 在形 成车顶时， 不是在其它工序切边或分两段切边， 而是与成形同时地一下子进行切边。然而， 当然在模具上带有用来进行切边的刀具， 但是需要对使刀尖在成形的一个动作中的哪个时 候接触产品进行微妙的调整， 对在整个周这广大的范围带有刀具的模具进行调整是不容易 的。
使该调整工作更难的一个原因是现有的玻璃毡。在图 8 中， 上侧的照片表示第二 比较例中的玻璃毡的情况 ； 下侧的照片表示第二实施例中的玻璃纸的例子。在成形车顶呈 像第二比较例那样的形状的情况下， 不被允许就这样交货， 而需要进行用剪刀切边等手工 作业， 这会大大降低生产性。 与此相对， 在第二实施例中， 不言而喻， 大大减少除去皱纹等改 造工作或用剪刀对夹断部进行剪切的工作等， 其结果是生产性提高。 此外， 不需要为消除皱 纹而极端缩小模具内空隙， 这有助于破裂而成为工业废物的产品的减少。
而且， 有下述副效果。事先在进行成形前用辊式涂布机等将胶粘剂涂敷在加强材 ( 现有的加强材是玻璃毡 ) 上， 此时胶粘剂 ( 异氰酸酯 ) 在温度上升后固化， 但是会与湿气 也反应而固化， 因而在涂敷胶粘剂后在冷藏车内进行保管， 以免异氰酸酯在供向用来成形 的生产线之前反应。 然而， 供向生产线后受到温度和湿度的影响， 特别是在高温且湿度高的 夏季需要最多也在 1.5 小时～ 2 小时内用光胶粘剂。
与此相对， 因为与玻璃毡相比本发明的玻璃纸的密度更高， 所以卷起来的玻璃纸中位于内侧的部位不易受到外部空气的影响， 能够在到经过 3 小时～ 4 小时左右为止的期 间内使用该玻璃纸， 也能够减少再准备工作等的频率。
在本发明中， 如上所述能够减少工业废物， 而且即使切边面积相等也能够减少玻 璃纤维本身的废弃量等。因此， 本发明也有助于环保。
补充说明一下， 在上述实施例中说明的是由玻璃纤维丝制造的玻璃纸材。可以推 测为在使用由玄武岩纤维丝制造的玄武岩纸材的情况下也能够得到同样的性能。因此， 省 略作为实施例说明使用玄武岩纸材的例子。
- 产业实用性
本发明所涉及的成形内饰材能够用于汽车用成形内饰材， 例如汽车用成形车顶 材、 成形车门装饰件、 后窗台板、 地板材等等。